Como são denominadas o grupo de bactérias que crescem em baixas temperaturas?

Os requerimentos para o crescimento das bact�rias incluem fontes de energia, carbono "org�nico" (por exemplo, a��cares e �cidos graxos) e �ons met�licos (por exemplo, ferro). Outros fatores importantes s�o: temperatura �tima, pH �timo e a presen�a (ou aus�ncia) de oxig�nio.
 

Requerimentos de oxig�nio

Bact�rias aer�bicas obrigat�rias requerem a presen�a de oxig�nio para poderem crescer; estas n�o realizam fermenta��o. Bact�rias anaer�bicas obrigat�rias n�o efetuam a fosforila��o oxidativa. Al�m disso, elas s�o mortas pelo oxig�nio. Essas bact�rias n�o expressam certas enzimas tais como a catalase [que quebra per�xido de hidrog�nio, H2O2, em �gua e oxig�nio], a peroxidase [pela qual NADH + H2O s�o convertidos a NAD e O2] e a super�xido dismutase [pela qual o super�xido, O2-, � convertido a H2O2]. Estas enzimas detoxificam os radicais livres de per�xido e de oxig�nio produzidos durante o metabolismo na presen�a de oxig�nio. Organismos anaer�bicos aerotolerantes s�o bact�rias que respiram anaerobicamente, mas que podem sobreviver na presen�a de oxig�nio. Bact�rias anaer�bicas facultativas podem realizar tanto fermenta��o quanto respira��o. Na presen�a de oxig�nio, a respira��o anaer�bica � geralmente desligada e esses microrganismos respiram aerobicamente. Bact�rias microaer�filas crescem bem em baixas concentra��es de oxig�nio, mas s�o mortas em altas concentra��es.
 

Requerimentos nutricionais

Estes incluem fontes de carbono org�nico, nitrog�nio, f�sforo, enxofre e �ons met�licos incluindo ferro. As bact�rias secretam pequenas mol�culas que se ligam ao ferro (sider�foros, por exemplo, enterobactina e micobactina). Os sider�foros (com ferro ligado) s�o internalizados pela c�lula bacteriana ap�s ligarem-se a receptores espec�ficos. O hospedeiro humano tamb�m tem prote�nas transportadoras de ferro (por exemplo, a transferrina). Desta forma, bact�rias que n�o competem eficazmente com o hospedeiro pelo ferro dispon�vel s�o pouco patog�nicos.
 

Temperatura

As bact�rias podem crescem em uma variedade de temperaturas desde muito pr�ximas do congelamento at� pr�ximas do ponto de ebuli��o da �gua. Aquelas que crescem melhor em temperaturas medianas neste espectro s�o denominadas mes�filas, as quais incluem todos os pat�genos e oportunistas humanos. Aquelas que crescem melhor em temperaturas mais baixas ou mais altas s�o respectivamente denominadas psicr�filas e term�filas.
 

pH

Muitas bact�rias crescem melhor em pH neutro. Contudo, certas bact�rias podem sobreviver e mesmo crescer em condi��es de pH muito baixo ou muito alto.
 

Medindo a massa de culturas bacterianas em meio l�quido

Os m�todos mais comuns incluem medidas:

a) da turbidez (a opacidade de uma cultura bacteriana em meio l�quido - a medida das bact�rias totais [vivas e mortas] - isto � usualmente quantificado com um espectrofot�metro). Figura 1.

b) do n�mero de bact�rias vi�veis em uma cultura - usualmente obtido pela contagem do n�mero de col�nias que crescem em meio s�lido - em placa de Petri - ap�s a semeadura de um volume conhecido da cultura (contagem de unidades formadoras de col�nia). Em cada um dos m�todos, gr�ficos constru�dos com o logar�tmo das medidas de turbidez ou o n�mero de c�lulas vi�veis versus unidades de tempo s�o denominados curvas de crescimento. O tempo de gera��o � definido como o tempo requerido para a massa bacteriana dobrar de tamanho.
 

Glic�lise (Via de Embden, Meyerhof and Parnas [EMP])

Esta � a via metab�lica mais comum em bact�rias para o metabolismo de a��car (� tamb�m encontrada na maioria das c�lulas animais e vegetais). Uma s�rie de processos enzim�ticos resultam na convers�o de a��cares em piruvato, gerando ATP e NADH (nicotinamida adenina dinucleot�dio). A energia qu�mica necess�ria para prop�sitos biossint�ticos � armazenada nos compostos formados (ATP e NADH).

* n�mero de carbonos na mol�cula

H� alternativas para essa via para catabolizar a��cares com a finalidade de se produzir energia armazenada na forma de ATP. Estas incluem a via da pentose fosfato (derivada da via hexose monofosfato) que � encontrada na maioria das plantas e animais. O NADH � gerado atrav�s dessa via. Outra via, a Entner Doudoroff, s� � encontrada em algumas bact�rias.
 

Respira��o anaer�bica

A respira��o anaer�bica inclui a glic�lise e a fermenta��o. Durante os �ltimos est�gios deste processo, o NADH (gerado durante a glic�lise) � convertido a NAD pela perda de um hidrog�nio. O hidrog�nio � adicionado ao piruvato e, dependendo da esp�cie da bact�ria, s�o produzidos uma variedade de produtos metab�licos finais.

Respira��o aer�bica

A respira��o aer�bica envolve a glic�lise e ao ciclo do �cido tricarbox�lico (ciclo de Krebs). O piruvato � completamente degradado a di�xido de carbono (C1) e, no processo, o NAD � convertido a NADH. Desta forma, na fermenta��o aer�bica, o NADH � gerado a partir de duas rotas (glic�lise e ciclo de Krebs). A oxida��o fosforilativa converte o excesso de NADH a NAD e, no processo, mais ATP (energia armazenada) � produzido. As ubiquinonas e os citocromos s�o componentes da cadeia de transporte de el�trons envolvida neste �ltimo processo. A convers�o de oxig�nio a �gua � o passo final deste processo.

Ciclo de Krebs (compostos intermedi�rios C4-C6)

Fosforila��o oxidativa

O ciclo de Krebs (Figura 2) cont�m intermedi�rios de 4 e 6 carbonos. O piruvato (C3) supre o ciclo de Krebs de tal maneira que o n�mero de intermedi�rios de C4/C6 permanece o mesmo ou aumenta.

a) a perda de CO2 (C1) do piruvato para formar acetil CoA, seguida de sua adi��o a um componente C4 do ciclo (oxaloacetato) produz um componente C6 (�cido c�trico). Assim, o n�mero de mol�culas de C6 produzidas se iguala ao n�mero de mol�culas de C4 inicialmente presentes.

b) pela adi��o de CO2 ao piruvato um composto C4 � produzido. Nesta circunst�ncia, s�o formadas mol�culas adicionais de C4 (um componente do ciclo). 

Desta forma, se alguns dos componentes do ciclo s�o removidos para uso em outras vias biossint�ticas, estes podem ser repostos por meio desta rea��o.
 

Metabolismo de �cidos graxos

Os �cidos s�o degradados a grupos acetil (C2) que suprem o ciclo de Krebs por sua adi��o a um intermedi�rio C4 produzindo uma mol�cula C6. Durante o ciclo, o C2 adicionado � perdido como CO2 e C4 � produzido. N�o ocorre aumento no n�mero de mol�culas intermedi�rias do ciclo. Assim, se �cidos graxos s�o a �nica fonte de carbono, nenhum intermedi�rio do ciclo de Krebs pode ser removido sem que o ciclo se interrompa.

Ao inv�s, as bact�rias utilizam o ciclo do glioxilato (Figura 2) (um ciclo de Krebs modificado) no qual n�o acontecem os passos enzim�ticos em que duas mol�culas de CO2 s�o removidas do C6 intermedi�rio. Este �ltimo � convertido a dois compostos C4 (ambos componentes do ciclo). Desta forma, para cada grupo acetil (dos �cidos graxos) um ciclo intermedi�rio pode ser produzido. Usualmente, a via do glioxilato n�o � encontrada em c�lulas animais uma vez que s�o utilizados �cidos graxos pr�-formados presentes no alimentos.

Em resumo, o ciclo de Krebs funciona para produzir energia e compostos de carbono. Contudo, se os intermedi�rios forem removidos para uso em outras vias metab�licas, estes devem ser repostos. O processo de reposi��o � diferente quando da utiliza��o de a��cares ou �cidos graxos.

Como as bactérias são classificadas de acordo com a temperatura de crescimento?

Quais são as bactérias termófilas?

O que significa o termo Psicrotrofico?

O que são as bactérias extremófilos?