Antigamente, os procariotos eram considerados membros do Reino Monera. Com o avanço da ciência, esse táxon foi deixado de lado. Hoje, os procariotos estão organizados em dois Domínios: Archaea e Bacteria. Apesar de sua má fama, a maioria das bactérias não é patogênica. Elas possuem diversas funções: fotossíntese, decomposição e fixação de nitrogênio no solo, por exemplo, além de terem ampla utilização em processos nas indústrias alimentícias, farmacológicas e agronômicas.
Evolutivamente, as arqueas estão mais próximas dos eucariotos que as bactérias. Estudaremos um pouco mais sobre esses dois domínios.
Diversidade Morfológica dos Procariontes
A maioria dos procariontes é unicelular, de tamanho muito menor que as menores células eucarióticas. Exceções existem: algumas bactérias chegam a 0,7mm e podem ser vistas a olho nu. As formas mais comuns de células procarióticas estão na figura ao lado:
Parede Celular dos Procariontes
No Domínio Bacteria, a parede celular é de peptideoglicano (lembra que é de celulose nas células vegetais!). Já em arqueas, a parede pode ser de polissacarídeos complexos associados a proteínas, mas não há peptideoglicano. As bactérias ou arqueas sem parede celular são chamadas de micoplasmas. Geralmente são parasitas, como é o caso da espécie que causa um tipo de pneumonia branda (Mycoplasma pneumoniae).
Domínio Bactéria
Podem ser encontradas em uma grande diversidade de ambientes, desde que haja água, mesmo que pouca ou esporádica.
Cianobactérias são as antigas algas azuis. Podem ter desde pigmentos verde-azulados até marrom-avermelhado. Seus pigmentos fotossintetizantes são a clorofila a e b, ficoeritrina (vermelho) e ficocianina (azul). Apresentam resistência à dessecação (dormência) e a altas e baixas temperaturas. Algumas de suas substâncias produzidas podem ser utilizadas pela indústria farmacêutica contra doenças como o câncer e a AIDS.
Podem produzir toxinas (hepatotoxinas e/ou neurotoxinas) ao exibir as “florações” – quando aumentam rapidamente em número em uma determinada época.
Coloração de Gram
Para facilitar a identificação das bactérias, foi desenvolvida a coloração de Gram. Seguem as etapas da coloração:
- fixação de bactérias em uma lâmina através de calor (chama);
- aplicação do corante cristal de violeta e, depois, do lugol (à base de iodo);
- as substâncias se combinam no citoplasma, que passa a apresentar a cor púrpura;
- adiciona-se álcool, que descolore algumas células coradas; nem todas ficam descoradas.
As diferenças estruturais na parede celular dos procariontes afetam a retenção do corante: as bactérias gram-positivas retêm a coloração, pois a parede celular é formada por uma espessa camada de peptideoglicano, ao contrário das gram-negativas, cuja parede celular é delgada.
Reprodução
As bactérias apresentam alto poder de reprodução assexuada e podem se reproduzir por:
Bipartição ou Fissão Binária: uma única bactéria origina, em algumas horas, milhares de descendentes geneticamente idênticos entre si. Esse é o mecanismo para a formação (ou o crescimento) de colônias;
► Formação de hormogônios: cianobactérias filamentosas podem se quebrar em determinados pontos. Esses fragmentos são os hormogônios, que têm a capacidade de se regenerar em outro local e estimular o crescimento do filamento novamente;
► Esporulação: quando o ambiente torna-se desfavorável à sobrevivência da bactéria, ela pode formar esporos, isto é, estruturas de resistência. Chamamos esses esporos de acinetos em cianobactérias filamentosas, e de endósporos nas demais bactérias.
► Elas também podem se reproduz sexuadamente, através da:
► Conjugação: união de duas bactérias com estabelecimento de ponte de transferência de genes (plasmídeos);
► Transformação: absorção e incorporação de moléculas de DNA disponíveis no meio (provenientes de bactérias mortas em decomposição);
► Transdução: transferência de genes de uma bactéria para outra por meio de vírus bacteriófagos.
Biorremediação
Esse é o termo utilizado para o emprego de organismos, principalmente de bactérias, para limpar áreas ambientais contaminadas por poluentes. O grande interesse por esse tipo de procedimento deve-se ao fato de a biorremediação ser mais simples, mais barata e menos prejudicial ao ambiente do que os processos não biológicos utilizados atualmente, como recolher os poluentes e transportá-los para outros locais.
Pode-se citar como exemplo de biorremediação o uso de bactérias do gênero Pseudomonas na descontaminação de ambientes poluídos por pesticidas ou petróleo. Pseudomonas spp. e outras bactérias semelhantes oxidam diversos compostos orgânicos nocivos, transformando-os em substâncias inócuas ao ambiente. Atualmente, a biorremediação tem se voltado para o estudo genético dessas bactérias, a fim de modificar seus genes e aumentar sua eficiência como despoluidoras.
Nutrição
As bactérias podem ser autotróficas ou heterotróficas quanto à fonte de átomos de carbono para a produção de suas moléculas orgânicas. Em relação à fonte de energia, as bactérias podem ser classificadas em dois grandes grupos: fotoquímicas ou quimiotróficas. Ao combinarmos as duas classificações, podemos classificar as bactérias em quatro grandes grupos:
► Bactérias fotoautotróficas: produzem suas próprias substâncias orgânicas, utilizando o gás carbônico como fonte de carbono e luz como fonte de energia. Pode-se distinguir dois grupos entre elas, que diferem quanto ao tipo de fotossíntese que realizam: Proclorófitas e cianobactérias (antigas cianofíceas): sua fotossíntese é semelhante ao das algas e das plantas;
► Sulfobactérias: realizam um tipo de fotossíntese em que a substância doadora de hidrogênio não é a água, mas compostos de enxofre, principalmente (H2S). Por isso, essas bactérias produzem enxofre elementar (S) como subproduto da fotossíntese, e não gás oxigênio. A maioria das sulfobactérias vive em sedimentos pobres em gás oxigênio no fundo de lagos e lagoas; são anaeróbias obrigatórias, pois o oxigênio inibe a produção de pigmentos fotossintetizantes em suas células;
► Bactérias foto-heterotróficas: utilizam luz como fonte de energia, mas não conseguem converter gás carbônico em moléculas orgânicas. Assim, elas utilizam compostos orgânicos que absorvem do meio externo (álcoois, ácidos graxos, glicídios, etc.) como fonte de carbono para a produção dos componentes orgânicos de suas células. Essas bactérias são anaeróbias e, como exemplo, pode-se citar as bactérias não sulfurosas verdes, como Chloroflexus spp., e as não sulfurosas púrpuras, como Rhodopseudomonas spp.;
► Bactérias quimioautotróficas: utilizam oxidações de compostos orgânicos como fonte de energia para a síntese de substâncias orgânicas a partir de gás carbônico e de átomos de hidrogênio provenientes de substâncias diversas. Destacam-se as nitrobactérias e as nitrosomonas, que vivem no solo e participam da reciclagem do nitrogênio em nosso planeta.
Domínio Archaea
A classificação dos seres vivos que inclui todos os seres procarióticos no Reino Monera tem sido objeto de críticas pelo fato de haver dois grupos bem distintos de seres procarióticos: as arqueas (do grego “archaea”, antigo), anteriormente chamadas de arqueobactérias, e as eubactérias (do grego “eu”, verdadeiro), atualmente chamadas de bactérias. Os grupos são morfologicamente muito semelhantes e só foram separados recentemente devido ao desenvolvimento de técnicas de análise molecular. Uma importante diferença entre arqueas e bactérias é a constituição química da parede celular: arqueas não apresentam o peptidoglicano.
A maioria vive em locais extremos e inadequados a outras formas de vida, como: lava de vulcões, interior de geleiras, pHs ácidos, etc.; por isso, muitas são chamadas de extremófilas. Reproduzem-se por bipartição e ainda não são conhecidos mecanismos de variabilidade genética (além da mutação). Dentre as archeas de principal interesse, estão as metanogênicas (produzem o gás metano, são anaeróbias e vivem no intestino (causando flatulência), em pântanos e em ambientes profundos), as halófitas extremas (ambientes aquáticos com salinidade elevada, como o Mar Morto) e as termófilas extremas (vivem em fontes de água muito quentes, em geleiras, no deserto…).