Organismos Procariontes

Os organismos procariontes são caracterizados pela ausência de um núcleo definido e de organelas membranosas. Eles incluem as bactérias e as arqueias, que são dois dos três domínios da vida, sendo o terceiro domínio os eucariotos. Abaixo, vamos explorar detalhadamente esses organismos, suas características, diversidade, e a importância que possuem nos ecossistemas e para os seres humanos.

Bactérias

Características Gerais

As bactérias são extremamente diversificadas em termos de forma, metabolismo, e habitat. Suas formas podem ser esféricas (cocos), em bastonete (bacilos), espiraladas (espirilos), ou com outras variações.

Leia também: Cianobactérias: o que é, característica e importância

Estrutura Celular

• Parede Celular: Composta principalmente de peptidoglicano, que oferece suporte e proteção.
• Membrana Plasmática: Bicamada de fosfolipídios que regula a entrada e saída de substâncias.
• Nucleóide: Região onde se encontra o DNA circular.
• Ribossomos: Responsáveis pela síntese proteica.
• Plasmídeos: Pequenas moléculas de DNA que podem conferir vantagens adaptativas, como resistência a antibióticos.
• Flagelos: Proporcionam motilidade.
• Pili: Estruturas que auxiliam na adesão e na troca de material genético (conjugação).

Metabolismo

As bactérias exibem uma variedade impressionante de metabolismos, incluindo:

• Fotossíntese: Algumas, como as cianobactérias, realizam fotossíntese oxigênica.
• Quimiossíntese: Utilizam compostos inorgânicos para obter energia.
• Respiração Aeróbica: Usam oxigênio como aceptor final de elétrons.
• Respiração Anaeróbica: Usam outros compostos como aceptores finais de elétrons.
• Fermentação: Processam nutrientes sem usar uma cadeia de transporte de elétrons.

Importância

• Ecologia: Desempenham papéis cruciais nos ciclos biogeoquímicos, como o ciclo do nitrogênio e do carbono.
• Saúde Humana: A microbiota intestinal, composta por bactérias benéficas, é essencial para a digestão e a proteção contra patógenos. No entanto, algumas bactérias são patogênicas e podem causar doenças.
• Biotecnologia: Utilizadas na produção de antibióticos, na biorremediação, e na engenharia genética.

Arqueias

Características Gerais

As arqueias, como as bactérias, são unicelulares e procariontes, mas possuem muitas diferenças bioquímicas e genéticas. Elas são conhecidas por viverem em ambientes extremos, embora também existam em habitats comuns.

Estrutura Celular

• Parede Celular: Não contém peptidoglicano; pode ser composta de pseudopeptidoglicano, proteínas, ou polissacarídeos.
• Membrana Plasmática: Composta por lipídios de éter, ao invés de lipídios de éster encontrados em bactérias e eucariotos.
• Nucleóide: Região onde se encontra o DNA circular.
• Ribossomos: Parecidos com os das bactérias, mas com algumas proteínas mais semelhantes às dos eucariotos.
• Flagelos: Diferentes em estrutura e composição dos flagelos bacterianos.

Metabolismo

As arqueias possuem metabolismos únicos que lhes permitem prosperar em condições extremas:

• Metanogênese: Produzem metano como subproduto, encontrado em ambientes anaeróbicos.
• Halófilas: Vivem em ambientes altamente salinos e podem usar a luz para gerar energia através de uma forma de fotossíntese não relacionada à fotossíntese oxigênica.
• Termoacidófilas: Vivem em ambientes quentes e ácidos, utilizando diversas fontes de energia, incluindo compostos sulfurados.

Importância

• Ecologia: Contribuem significativamente para o ciclo do carbono e a produção de metano.
• Pesquisa Científica: O estudo das arqueias tem levado a avanços em biologia molecular e bioquímica, como a descoberta das enzimas polimerases usadas na reação em cadeia da polimerase (PCR).
• Indústria: As enzimas arqueanas são usadas em processos industriais devido à sua estabilidade em condições extremas.

Comparação Entre Bactérias e Arqueias

Característica	Bactérias	Arqueias
Parede Celular	Contém peptidoglicano	Não contém peptidoglicano; pode ter pseudopeptidoglicano, proteínas ou polissacarídeos
Membrana Plasmática	Lipídios de éster	Lipídios de éter
Ribossomos	70S, sensíveis a antibióticos específicos	70S, mas com algumas proteínas mais semelhantes aos eucariotos
Flagelos	Compostos de flagelina, movem-se por rotação	Diferentes em estrutura e composição
Ambientes	Encontradas em todos os habitats	Comuns em ambientes extremos, mas também em ambientes normais
Metabolismo	Fotossíntese, quimiossíntese, respiração aeróbica/anaeróbica, fermentação	Metanogênese, halofilia, termoacidofilia

Ecologia e Funções dos Procariontes

Ciclos Biogeoquímicos

• Ciclo do Nitrogênio: Bactérias como Rhizobium fixam o nitrogênio atmosférico em amônia, enquanto outras oxidam amônia a nitrito e nitrito a nitrato.
• Ciclo do Carbono: Bactérias e arqueias desempenham papéis cruciais na decomposição da matéria orgânica, liberando dióxido de carbono e metano.

Simbiose

• Rizóbios e Leguminosas: Rizóbios formam nódulos nas raízes de leguminosas, fixando nitrogênio e beneficiando a planta.
• Microbiota Intestinal: As bactérias do intestino humano ajudam na digestão e na síntese de vitaminas essenciais.

Quais organismos possuem células procariontes?

Os organismos que possuem células procariontes pertencem a dois domínios principais da vida: Bacteria e Archaea. Esses organismos são caracterizados pela ausência de um núcleo definido e organelas membranosas. Abaixo, uma descrição mais detalhada desses dois grupos:

Domínio Bacteria

As bactérias são os procariontes mais conhecidos e amplamente distribuídos. Elas podem ser encontradas em quase todos os ambientes da Terra, incluindo solos, oceanos, ambientes extremos e dentro de outros organismos. Algumas das principais características das bactérias incluem:

• Parede Celular: Geralmente composta de peptidoglicano.
• Forma: Podem ser esféricas (cocos), em bastonete (bacilos), espiraladas (espirilos) ou outras formas.
• Metabolismo: Extremamente diversificado, incluindo fotossíntese, quimiossíntese, respiração aeróbica e anaeróbica, e fermentação.
• Reprodução: Principalmente por fissão binária, uma forma de divisão celular assexuada.

Exemplos de Bactérias:

1. Cianobactérias: Realizam fotossíntese oxigênica e são importantes para a produção de oxigênio e fixação de nitrogênio.
2. Escherichia coli (E. coli): Uma bactéria comum no intestino humano, usada como modelo em pesquisas científicas.
3. Streptococcus: Inclui espécies que podem causar doenças como faringite estreptocócica.
4. Staphylococcus aureus: Conhecida por causar infecções, incluindo as resistentes a antibióticos.

Domínio Archaea

As arqueias são procariontes que muitas vezes habitam ambientes extremos, embora também possam ser encontradas em ambientes comuns. Elas possuem várias características bioquímicas e genéticas que as distinguem das bactérias.

• Parede Celular: Não contém peptidoglicano; pode ser composta de pseudopeptidoglicano, proteínas ou polissacarídeos.
• Membrana Plasmática: Composta por lipídios de éter, que são mais estáveis em condições extremas.
• Metabolismo: Inclui metanogênese, halofilia (tolerância a alta salinidade) e termoacidofilia (tolerância a altas temperaturas e acidez).

Exemplos de Arqueias:

1. Methanogens: Produzem metano como subproduto do metabolismo; encontrados em ambientes anaeróbicos como pântanos e trato digestivo de ruminantes.
2. Halobacterium: Vivem em ambientes altamente salinos, como lagos salgados.
3. Sulfolobus: Habitam fontes termais ácidas, oxidando enxofre ou compostos sulfurados para obter energia.
4. Thermoplasma: Encontrados em ambientes extremamente ácidos e quentes.

Aplicações Biotecnológicas

• Produção de Antibióticos: Bactérias do gênero Streptomyces são conhecidas por produzir muitos antibióticos importantes.
• Biorremediação: Bactérias podem ser usadas para decompor poluentes, como hidrocarbonetos em derramamentos de petróleo.
• Engenharia Genética: Plasmídeos bacterianos são amplamente utilizados para inserir genes de interesse em outras células.

Conclusão

Os organismos procariontes, incluindo bactérias e arqueias, são fundamentais para a vida na Terra. Eles desempenham papéis essenciais nos ecossistemas, ciclando nutrientes e contribuindo para a saúde e a biotecnologia. Apesar de sua simplicidade estrutural, sua diversidade metabólica e adaptabilidade os tornam componentes cruciais da biosfera. Estudar e entender esses organismos proporciona insights valiosos sobre a biologia, a evolução e as possibilidades de aproveitamento de suas capacidades para benefícios humanos e ambientais.