MEDRESUMO - MICROBIOLOGIA - COMPLETA

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(1)Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. MED RESUMOS 2008 NETTO, Arlindo Ugulino.. MICROBIOLOGIA INTRODUÇÃO (Profª Socorro Vieira) A microbiologia (Mikros = pequeno + Bio = vida + logos = ci€ncia) • o ramo da biologia que estuda os microrganismos, incluindo eucariontes unicelulares e procariontes, como as bact•rias, fungos e v‚rus. Atualmente, a maioria dos trabalhos em microbiologia • feita com m•todos de bioqu‚mica e gen•tica. Tamb•m • relacionada com a patologia, jƒ que muitos organismos s„o patogenicos. Microbiologistas t€m feito muitas contribui…†es ‡ biologia, especialmente nos campos da bioqu‚mica, gen•tica, e biologia celular. Micrˆbios possuem caracter‚sticas que os tornam os modelos de organismos ideais. Foi descoberta a origem das bact•rias, tendo sido anterior a origem de outros corpos, tais como protozoƒrios, eucariotes e v‚rus. Dentre os citados, o ‰ltimo a se desenvolver foram os protozoƒrios, por tratarse de seres com uma complexidade maior.  S„o muito pequenos, ent„o eles n„o consomem muitos recursos  Alguns possuem ciclos de vida bastante curtos (aprox. 30 minutos para E. coli, desde que esteja na presen…a das condi…†es ˆtimas de crescimento)  C•lulas podem sobreviver facilmente em isolamento das outras c•lulas  Eles podem-se reproduzir por divis„o mitˆtica, permitindo a propaga…„o de clones id€nticos em popula…†es  Eles podem ser congelados por longos per‚odos de tempo. Mesmo se 90% das c•lulas s„o mortas pelo processo de congelamento, hƒ milh†es de c•lulas em um mililitro da cultura l‚quida. Estes tra…os permitiram que Joshua e Esther Lederberg pudessem dirigir um elegante experimento em 1951 demonstrando que adapta…†es evolutivas surgem melhor da preadapta…„o do que da muta…„o dirigida. Para isto, eles inventaram a replica…„o em placa, que permitiu que eles transferissem numerosas colŠnias de bact•rias para locais espec‚ficos de uma placa de petri preenchida com ‹gar-ƒgar para regi†es anƒlogas em diversas outras placas de petri. Apˆs a replica…„o de uma placa com E. coli, eles expuseram cada uma das placas a fagos. Eles observaram que colŠnias resistentes aos fagos estavam presentes em partes anƒlogas de cada placa, possibilitando-os concluir que os tra…os de resist€ncia aos fagos existiam na colonia original, que nunca havia sido exposta aos fagos, ao inv•s de surgirem apˆs as bact•rias terem sido expostas aos v‚rus. A extensiva caracteriza…„o dos micrˆbios tem nos permitido o uso deles como ferramentas em outras linhas da biologia:  Bact•rias (especialmente Escherichia coli) podem ser usadas para reduplicar DNA na forma de um ( plasm‚deo). Este DNA • frequentemente modificado quimicamente in vitro e ent„o inserido em bact•rias para selecionar tra…os desejados e isolar o produto desejado de derivados da rea…„o. Apˆs o crescimento da bact•ria e deste modo a replica…„o do DNA, o DNA pode ser adicionalmente modificado e inserido em outros organismos.  Bact•rias podem tamb•m ser usadas para a produ…„o de grandes quantidades de prote‚nas usando genes codificados em um plasm‚deo.  Genes bacteriais tem sido inseridos em outros organismos como genes repˆrteres.  O sistema de hibrida…„o em levedura combina genes de bact•rias com genes de outros organismos jƒ estudados e os insere em uma c•lula de levedura para estudar intera…†es prot•icas em um ambiente celular. Hist•rico Esta ƒrea do conhecimento teve seu in‚cio com os relatos de Robert Hooke e Antony van Leeuwenhoek, no s•culo XVII, que desenvolveram microscˆpios que possibilitaram as primeiras observa…†es de bact•rias e outros microrganismos, al•m de diversos esp•cimes biolˆgicos. Leeuwenhoek descobriu por acidente uma maneira de observar seres microscˆpicos no leite: lustrando lentes no local onde trabalhava, observou que, associando algumas delas, era poss‚vel observar elementos min‰sculos, como os microorganismos. Nesse momento, acontecia a descoberta do mundo microbiano, ou seja, o mundo de “pequeninos animƒlculos” (bact•rias, fungos, protozoƒrios), chamados assim por ele..

(2) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. Embora van Leeuwenhoek seja considerado o "pai" da microbiologia, os relatos de Hooke, descrevendo a estrutura de um bolor, foram publicados anteriormente aos de Leeuwenhoek. Assim, embora Leeuwnhoek tenha fornecido importantes informações sobre a morfologia bacteriana, estes dois pesquisadores devem ser considerados como pioneiros nesta ciência. Recentemente foi publicado um artigo discutindo a importância de Robert Hooke para o desenvolvimento da Microbiologia. TEORIA DA ABIOGÊNESE Cerca de 2 mil anos atrás, surgiu a idéia de que a vida poderia se originar espontaneamente da matéria inanimada. Aristóteles e outros sábios da época acreditavam que larvas poderiam surgir "espontaneamente" do lixo, assim como outros seres poderiam aparecer na terra, da lama e de outros materiais. Aristóteles admitia que, para um ser vivo se originar da matéria bruta bastava apresentar o que ele chamou de "princípio ativo", que faria uma pedra se transformar num peixe, desde que as condições fossem favoráveis. Entretanto, nunca ocorreu aos pesquisadores isolar sua experiência para que os microorganismos não pudessem "entrar" no recipiente que continha os ingredientes. Assim, tal experimento sofria abertamente a interferência externa. A teoria da abiogênese começou a desmoronar quando essa possibilidade foi testada. TEORIA DA BIOGÊNESE A vida só se origina de outra forma pré-existente e não de um "Principio ativo" que segundo Aristóteles, poderia ser um objeto inanimado. As experiências do médico e biólogo italiano Francesco Redi e Louis Pasteur sepultaram definitivamente a teoria da abiogênese. Francesco Redi (1668), cientista italiano, foi um dos primeiros biogenistas a questionar a teoria da geração espontânea. Em seu experimento, Redi colocou pedaços de carne em dois frascos abertos, cobrindo um deles com uma fina camada de gaze. Após instantes da preparação, analisou que os dois frascos ficaram rodeados por moscas, mas elas só podiam pousar no pedaço de carne contida no frasco descoberto. Transcorridos alguns dias, com a matéria orgânica decomposta, notou o surgimento de larvas apenas no frasco aberto, concluindo então que as larvas surgiram do desenvolvimento de ovos colocados pelas moscas, e não da carne em putrefação, dotada de fonte de vida. Mas que a carne somente contribuía com um meio propício para atração de moscas, deposição de ovos e eclosão de larvas. Com este teste provou que a vida não surge espontaneamente em qualquer circunstância, mas atestando que a vida somente se origina de outro ser vivente. Em meados do século XVII, o holandês Antonie van Leeuwenhoek com um microscópio descobriu o mundo dos microorganismos, os micróbios. Os abiogenitas acreditaram ainda mais na sua tese, afirmando que seres tão pequenos não se reproduzia e sim surgiam espontaneamente. O cientista inglês John Needham (1713-1481) realizou seus experimentos para provar que os micróbios surgiam de geração espontânea. Diversos frascos contendo um caldo nutritivo foram submetidos à fervura por 30 minutos. Depois Needham lacrava os frascos com rolhas e os deixava por repouso por alguns dias. Depois desse repouso ele examinou o caldo com a ajuda de um microscópio e notou a presença de microorganismos. A explicação dada foi que a fervura tinha matado todos os seres eventualmente presentes no caldo e nenhum microorganismo poderia entrar no frasco após de ter sido lacrado com rolhas. Portanto, só havia uma explicação: os microorganismos surgiram por geração espontânea ou abiogênese. Após alguns anos o padre e pesquisador italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) repetiu os experimentos de Needham com algumas modificações. Spallanzani colocou caldo nutritivo em balões de vidro e fechou-os hermeticamente esses balões eram então colocados em caldeirões e fervidos por cerca de uma hora. Dias depois ele examinou os caldos e obteve resultados completamente diferentes aos de Needham: o caldo estava livre de microorganismos. Spallanzani explicou que Needham submeteu a solução à fervura por um tempo curto de mais para esterilizar o caldo. Needham respondeu às críticas afirmando que o tempo longo usado pelo cientista destruía a força vital ou princípio ativo que dava vida à matéria, e ainda tornava o ar desfavorável ao aparecimento da vida. Em fins do século XVII pôde-se entender porque o ar se tornava desfavorável ao aparecimento da vida. Descobriu-se que o oxigênio é essencial à vida. Segundo abiogenistas o aquecimento prolongado e a vedação hermética excluíam o oxigênio tornando impossível a sobrevivência de qualquer forma de vida..

(3) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. Foi por volta de 1860 que um grande cientista franc€s conseguiu provar definitivamente que seres vivos sˆ podem se originar de outros seres vivos. Louis Pasteur (1822-1895) preparou um caldo de carne – excelente meio de cultura para micrˆbios – colocou ent„o, esse caldo em um frasco com pesco…o de cisne e submeteu o l‚quido contido dentro desse frasco ‡ fervura para a esteriliza…„o. Apˆs a fervura a medida que o l‚quido resfriava, got‚culas de ƒgua se acumulavam no pesco…o do frasco agindo como uma esp•cie de filtro retendo os micrˆbios contidos no ar que penetrava no bal„o, impedindo a contamina…„o do caldo. Esse experimento mostrou que n„o era a falta de ar fresco que impedia a forma…„o de microorganismos no caldo. Pateur provou tamb•m que n„o havia nenhuma ‘’ for…a vital’’ que era destru‚da apˆs a fervura, pois se aquele mesmo caldo esterilizado fosse submetido ao ar sem a filtragem que o bal„o pesco…o de cisne proporcionava, surgiriam sim microorganismos que advinham de contamina…„o. Com esse espetacular experimento Pasteur recebeu um pr€mio compensador da Academia Francesa de Ci€ncias e derrubou de uma vez por todas a hipˆtese da gera…„o espont‘nea ou abiog€nese. OBS: Spallanzani durante seus experimentos submeteu seus caldos ‡ veda…„o herm•tica, isto •, livre de gazes. Um confeiteiro parisiense Fran…ois Appert aproveitou as experi€ncias de Spallanzani, notando que alimentos cozidos podiam ser guardados sob veda…„o herm•tica sem se estragar, inventou a industria de enlatados. OBS²: Pasteur submeteu seus caldos a uma cuidadosa t•cnica de esteriliza…„o, com aquecimentos e resfriamentos bruscos. Hoje, essa t•cnica • conhecida como pasteuriza…„o. A partir destas descobertas e experi€ncias que o mundo se viu voltado para um novo ramo da ci€ncia. Lister (1867), por exemplo, viu-se preocupado em proteger as cirurgias desses seres microscˆpicos, desenvolvendo, assim, a cir‰rgia antiss•ptica. Robert Koch (1876) e Pasteur se interessaram em estudar as poss‚veis rela…†es desses seres com algumas doen…as que acometiam popula…†es nesse tempo. Foi da‚ que o primeiro observou bact•rias no sangue de carneiro: bact•rias causadoras da cˆlera e tuberculose. Louis Pasteur foi requisitado para investigar a doen…a do bicho-da-seda e durante seis anos tentou provar que um protozoƒrio causava a doen…a. Tamb•m estudou o papel dos microrganismos nas doen…as dos seres humanos e dos animais. Em 1880 ele descobriu o que bact•rias atenuadas conferiram prote…„o contra a cˆlera aviƒria e em 1884, relatou que os v‚rus atenuados protegiam contra a raiva. Pasteur com a finalidade de matar esporos, iniciou a prƒtica de esterilizar as infus†es empregando o vapor sob press„o (15 libras a 121oC), enquanto que materiais estƒveis eram esterilizados em fornos com calor seco na temperatura de 160’C. Robert Koch provou que as bact•rias eram responsƒveis pela doen…a do carb‰nculo. Foi o primeiro a provar que um tipo espec‚fico de micrˆbio causa um tipo definido de doen…a. Em 1877 foi o primeiro a utilizar o cristal violeta com sucesso para a colora…„o do antraz, Paul Ehrlich utilizou o azul de metileno e F Ziehl e F. Neelsen desenvolveram a colora…„o pelo ƒcido, permitindo que Koch observasse mais tarde o bacilo da tuberculose. Introduziu tamb•m o meio contendo ƒgar, identificou o bacilo da tuberculose e foi o primeiro a isolar as bact•rias causadoras do antraz e da cˆlera asiƒtica. Koch, por volta de 1880, organizou postulados baseado em quatro crit•rios necessƒrios para provar que um micrˆbio espec‚fico causa uma doen…a particular. OBS: Postulados de Koch:  Um microrganismo espec‚fico deve sempre estar associado a uma doen…a.  O microrganismo deve ser isolado e cultivado em cultura pura, em condi…†es laboratoriais.  A cultura pura do microrganismo produzirƒ a doen…a quando inoculada em animal suscept‚vel.  “ poss‚vel recuperar o microrganismo inoculado do animal infectado experimentalmente. O ramo da imunologia desenvolveu-se dos estudos iniciais da bacteriologia. Por•m os chineses, persas e brahmins jƒ praticavam a variolização, t•cnica consistida da exposi…„o de um indiv‚duo s„o ‡s crostas secas de um indiv‚duo que se recuperava da doen…a. Em 1776, Edward Jenner, introduziu a prƒtica de imuniza…„o ativa, expondo indiv‚duos a ant‚genos da var‚ola humana mais branda, protegendo-os da forma mais agressiva. Pasteur, apˆs 100 anos, estendeu o conceito de imuniza…„o ativa, quando observou que a cˆlera aviƒria podia ser evitada inoculando cultura velha de bacilos, com a sua virul€ncia reduzida. Em seguida ele aplicou este princ‚pio de imuniza…„o na preven…„o do carb‰nculo, denominando as culturas avirulentas de vacinas (do latim vacca, vaca) e o processo de imuniza…„o, com tais culturas, de vacina‚ƒo. Ele desenvolveu.

(4) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. este m•todo atrav•s da utiliza…„o de organismos atenuados e preparou vacinas protetoras contra o antraz, a erisipela su‚na e contra a raiva. Koch iniciou estudos sobre as rela…†es celulares do hospedeiro ‡s infec…†es, o clƒssico de imunidade mediada por c•lulas foi a observa…„o, que o mesmo fez, quando injetou um ant‚geno derivado do organismo causador da tuberculose, ocasionando rea…†es inflamatˆrias tardias em seres humanos e animais quando expostos. Alexander Fleming (1881 – 1955) trabalhou como m•dico microbiologista no Hospital St. Mary de Londres at• o come…o da Primeira Guerra Mundial. Durante a guerra foi m•dico militar nas frentes de batalha da Fran…a e ficou impressionado pela grande mortalidade nos hospitais de campanha causada pelas feridas de arma de fogo que resultavam em gangrena gasosa. Finalizada a guerra, regressou ao Hospital St. Mary onde buscou intensamente um novo anti-s•ptico que evitasse a dura agonia provocada pelas infec…†es durante a guerra. Os dois descobrimentos de Fleming ocorreram nos anos 20 e ainda que tenham sido acidentais demonstram a grande capacidade de observa…„o e intui…„o deste m•dico brit‘nico. O descobrimento da lisozima ocorreu depois que o muco de seu nariz, procedente de um espirro, ca‚sse sobre uma placa de cultura onde cresciam colŠnias bacterianas. Alguns dias mais tarde notou que as bact•rias haviam sido destru‚das no local onde se havia depositado o fluido nasal. O laboratˆrio de Fleming estava habitualmente bagun…ado, o que resultou em uma grande vantagem para sua segunda importante descoberta. Em Setembro de 1928, Fleming estava realizando vƒrios experimentos em seu laboratˆrio e ao inspecionar suas culturas antigas antes de destru‚-las notou que a colŠnia de um fungo havia crescido espontaneamente, como um contaminante, numa das placas de Petri semeadas com Staphylococcus aureus. Fleming observou outras placas e comprovou que as colŠnias bacterianas que se encontravam ao redor do fungo (mais tarde identificado como Penicillium notatum) eram transparentes devido a uma lise bacteriana. A lise significava a morte das bact•rias, e no caso, das bact•rias patog€nicas (Staphylococcus aureus) crescidas na placa. Classifica‚ƒo Geral dos Seres Vivos At• a metade do s•culo XX, os seres vivos s„o classificados em apenas duas categorias: reino animal e reino vegetal. Com o progresso da biologia, a classifica…„o se amplia para incluir organismos primitivos que n„o t€m caracter‚sticas espec‚ficas sˆ de animais ou de vegetais. A partir da d•cada de 60, o crit•rio internacionalmente aceito divide os organismos em cinco reinos:  Moneras – Seres unicelulares (formados por uma ‰nica c•lula) procariontes (c•lulas sem n‰cleo organizado). O material hereditƒrio • constitu‚do por ƒcido nucl•ico no citoplasma. S„o as bact•rias e as cianˆfitas (algas azuis), antes consideradas vegetais primitivos.  Protistas – Seres unicelulares ou pluricelulares eucariontes (que possuem n‰cleo individualizado). Seu material gen•tico estƒ organizado nos cromossomos, dentro do n‰cleo. Representados por protozoƒrios, como a ameba, o tripanossomo (causador do mal de Chagas) o plasmˆdio (agente da malƒria), que at• a metade do s•culo XX eram considerados animais primitivos e algas unicelulares e pluricelulares.  Fungos – Seres eucariontes uni e pluricelulares como as leveduras, o mofo e os cogumelos. Jƒ foram classificados como vegetais, mas sua membrana possui quitina, mol•cula t‚pica dos insetos e que n„o se encontra entre as plantas. S„o heterˆtrofos (n„o produzem seu prˆprio alimento), por n„o possu‚rem clorofila.  Animais – S„o organismos multicelulares e heterˆtrofos (n„o produzem seu prˆprio alimento). Englobam desde as esponjas marinhas at• o homem, cujo nome cient‚fico • Homo sapiens.  Plantas – Caracterizam-se por ter as c•lulas revestidas por uma membrana de celulose e por serem autˆtrofas (sintetizam seu prˆprio alimento pela fotoss‚ntese). Existem cerca de 400 mil esp•cies de vegetais classificados..

(5) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. Principais doen‚as causadas por bact„rias . Tuberculose: causada pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis.. . Hanseníase (lepra): transmitida pelo bacilo de Hansen (Mycobacterium lepra).. . Difteria: provocada pelo bacilo diftérico.. . Coqueluche: causada pela bactéria Bordetella pertussis.. . Pneumonia bacteriana: provocada pela bactéria Streptococcus pneumoniae.. . Escarlatina: provocada pelo Streptococcus pyogenes.. . Tétano: causado pelo bacilo do tétano (Clostridium tetani).. . Leptospirose: causada pela Leptospira interrogans.. . Tracoma: provocada pela Chlamydia trachomatis.. . Gonorréia ou blenorragia: causada por uma bactéria, o gonococo (Neisseria gonorrhoeae).. . Sífilis: provocada pela bactéria Treponema pallidum.. . Meningite meningocócica: causada por uma bactéria chamada de meningococo.. . Cólera: doença causada pela bactéria Vibrio cholerae , o vibrião colérico.. . Febre tifóide: causada pela Salmonella typhi..

(6) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. MED RESUMOS 2008 NETTO, Arlindo Ugulino.. MICROBIOLOGIA CÉLULA BACTERIANA (Profª Socorro Vieira) Bactérias (do grego bakteria, bastão) são organismos unicelulares, procariontes, que podem ser encontrados na forma isolada ou em colônias e pertencem ao Reino Monera. São microorganismos constituídos por uma célula, sem núcleo celular nem organelas membranares. A célula bacteriana apresenta várias estruturas, algumas das quais estão presentes apenas em determinadas espécies, enquanto outras são essenciais e, portanto, encontradas em todas as bactérias. Compara‚ƒo entre as c„lulas eucari•ticas e procari•ticas. As células bacterianas são pequenas e medidas em micrômetros (µm), 1µm equivale 0,001mm. A menor bactéria tem 0,2 µm (Chlamydia), há células de Spirochaeta com 250 µm de comprimento. A maior bactéria conhecida é a Epulopiscium fishelsoni que foi encontrada no Mar Vermelho e na costa da Austrália no intestino de um peixe com mais de 600 µm de comprimento. Na maioria das vezes o tamanho médio de uma bactéria é de 1-10 µm. Os procariotos não possuem núcleo organizado nem organelas celulares envoltas por membranas. A maior parte de seu material genético está incorporada em uma única molécula circular de DNA de fita dupla, freqüentemente, fragmentos adicionas de DNA circular, conhecidos como plasmídeos, também estão presentes. No citoplasma, além de sais minerais, aminoácidos, pequenas moléculas, proteínas, açúcares ainda são encontradas partículas de ribossomos, grânulos de material de reserva (amido, glicogênio, lipídeos ou fosfatos). Exceto os micoplasmas, todos os procariotos têm paredes celulares rígidas. Nas Bacteria, esta parede celular é composta principalmente de peptidioglicanos. As bactérias Gram-negativas, com parede celular que não fixa o corante cristal-violeta, possuem uma camada externa de lipopolissacarídeos e proteínas, sobre a camada de peptideoglicano, denominada cápsula, encontrada principalmente nas bactérias patogênicas, protegendo-as contra a fagocitose. As células procarióticas não apresentam vacúolos, porém podem acumular substâncias de reserva sob a forma de grânulos constituídos de polímeros insolúveis. São comuns polímeros de glicose (amido e glicogênio), ácido-hidroxibutírico e fosfato..

(7) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. Forma e Arranjo A forma bacteriana é uma característica genética própria de cada uma, ou seja, a bactéria nasce com uma forma definida e morre com a mesma. As bactérias classificam-se morfologicamente de acordo com a forma da célula e com o grau de agregação:  Quanto a forma o Coco: De forma esférica ou subesférica (do género Coccus) o Bacilo: Em forma de bastonete (do género Bacillus). Podem apresentar extremidades em ângulo reto (Bacillus anthracis) o Vibrião: Em forma de vírgula (do género Vibrio) o Espirilo: de forma espiral/ondulada (do género Spirillum) o Espiroqueta: Em forma acentuada de espiral. . Quanto ao grau de agregação (Apenas os Bacilos e os cocos formam colônias). o Diplococo: De forma esférica ou subesférica e agrupadas aos pares (do género Diplococcus) o Estreptococos: Assemelha-se a um "colar de cocos" o Estafilococos: Uma forma desorganizada de agrupamento o Sarcina: De forma cúbica, formado por 4 ou 8 cocos simetricamente postos. o Diplobacilos: Bacilos reunidos dois a dois. o Estreptobacilos: Bacilos alinhados em cadeia.. Estruturas Bacterianas e Fun‚…es A estrutura da célula bacteriana é a de uma célula procariótica, sem organelas ligados à membrana celular, tais como mitocôndrias ou plastos, sem um núcleo rodeado por uma cariomembrana e sem DNA organizado em verdadeiros cromossomas, como os das células eucariotas. Estruturas da célula procariota: NUCLEÓIDE O nucleóide não é um verdadeiro núcleo, já que não está delimitado do resto da célula por membrana lipídica própria. O nucleóide consiste em uma única grande molécula de DNA com proteínas associadas. O seu tamanho varia de espécie para espécie. Na Escherichia coli, uma bactéria típica, o genoma tem quase 5 milhões de pares de bases e vários milhares de genes codificando mais de 4000 proteínas (o genoma humano tem 3 mil milhões de pares de bases e cerca de 40.000 proteínas). Tem como função carregar informações genéticas da bactéria. PLASMÍDEOS Os plasmídeos circulares são pequenas moléculas de DNA que coexistem com o nucleóide, ou seja, é um DNA extra-cromossômico situado no citoplasma da bactéria. São comumente trocadas na reprodução sexuada. Os plasmideos têm genes, incluindo frequentemente aqueles que protegem a célula contra os antibióticos. Estes elementos são capazes de autoduplicação independente da replicação cromossômica e podem existir em número variável. Ex de plasmídios: fatores sexuais (fator-F), fatores de resistência a antibióticos (fator-R), plasmídio de fixação de N2, etc..

(8) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. HIALOPLASMA O hialoplasma é um liquido com consistência de gel, semelhante ao dos eucariotas, com sais, glicose e outros açúcares, proteínas funcionais e várias outras moléculas orgânicas. Contém também RNA da transcrição génica, e cerca de 20 mil ribossomas. Os ribossomas procariotas são bastante diferentes dos eucariotas (essas diferenças foram usadas para desenvolver antibióticos usados para só afectar os ribossomas das bactérias). MEMBRANA CELULAR A membrana celular é uma dupla camada de fosfolípidos, com proteínas importantes (na permeabilidade a nutrientes e outras substâncias, defesa, e na cadeia respiratória e produção de energia). É composta de 60% de proteínas imersas em uma bicamada lipídica (40%). Além das interações hidrofóbicas e pontes de 2+ 2+ hidrogênio, cátions como Mg e Ca são responsáveis pela manutenção da integridade da membrana. Tem como funções:  Transporte de solutos: a membrana plasmática atua como uma barreira altamente seletiva (mecanismo de difusão facilitada e transporte ativo), impedindo a passagem livre de moléculas e íons. Moléculas hidrofílicas polares como ácidos orgânicos, aminoácidos e sais minerias não conseguem passar livremente pela membrana e, por isso, devem ser especificamente transportadas.  Produção de energia por transporte de elétrons e fosforilação oxidativa: a presença de citocromos e de enzimas da cadeia de transporte de elétrons na membrana plasmática lhe confere uma função análoga à da membrana interna das mitocondrias em células eucarióticas.  Biossíntese: as enzimas de síntese de lipídios da membrana e de várias classes de macromoléculas componentes de outras estruturas externas à membrana (peptidoglicano, ácidos teicóicos, lipopolissacarídios e polissacarídios extracelulares) estão ligadas à membrana citoplasmática.  Duplicação do DNA: algumas das proteínas do complexo de duplicação de DNA estão localizadas na membrana plasmática.  Secreção: macromoléculas como toxinas, bacteriocinas, penicilinases podem também ser secretadas através da membrana plasmática. OBS: Algumas espécies de bactérias têm uma camada de polissacarídeos que protege contra desidratação e reconhecimento pelo sineide, chamada de cápsula. MESOSSOMO A membrana citoplasmática bacteriana pode apresentar invaginações multiplas que formam estruturas especializadas denominadas de mesossomos. Existem dois tipos:  Septal: desempenha papel importante na divisão celular, pois, após a duplicação do DNA, ao qual se encontra ligado, atua como o fuso no processo de divisão na célula eucariótica, separando os dois cromossomos e conduzindo-os para os pólos da célula.  Lateral: encontrado em determinadas bactérias e parece ter como função concentrar enzimas envolvidas no transporte eletrônico, conferindo à célula maior atividade respiratória ou fotossintética. PAREDE CELULAR A parede celular bacteriana é uma estrutura rígida que recobre a membrana citoplasmática e confere forma às bactérias. É uma estrutura complexa composta por peptidoglicanos, polímeros de carboidratos ligados a proteínas como a mureína, com funções protetoras. A parede celular é o alvo de muitos antibióticos. Ela contém em algumas espécies infecciosas a endotóxina lipopolissacarídeo (LPS) uma substância que leva a reação excessiva do sistema imunitário, podendo causar morte no hóspede devido a choque séptico. É por meio da parede celular e da Técnica de Coloração Gram (nome em homenagem a Christian Gram) que se pode classificar o tipo de bactéria. As paredes de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas apresentam diferenças marcantes. Bactérias Gram-negativas possuem uma parede composta de várias camadas que diferem na sua composição quimica e, consequentemente, é mais complexa que a parede das Gram-positivas que, apesar de ser mais espessa, apresenta predominantemente um unico tipo de macromolécula. O conhecimento das diferenças entre as paredes de bactérias Gram-positivas e Gramnegativas é da mais alta relevancia para o estudo dos mecanismos de ação dos quimioterápicos, de patogenicidade e de outros tantos assuntos que estarão relacionados diretamente à composição quimica e estrutura da parede bacteriana..

(9) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. Na maioria das bact•rias, a parede celular deve a sua rigidez a uma camada composta por uma subst‘ncia somente encontrada em procariotos e que recebe diferentes denomina…†es como: mure‚na, mucopeptídeo, mucocomplexo, peptidoglicano ou glicopept‚deo. O peptidioglicano representa a maior parte da parede das bact•rias Gram-positivas, atingindo de 15% a 50% da massa seca da bact•ria, ao passo que nas Gram-negativas n„o ultrapassa 5%. Trata-se de uma macromol•cula formada por um arcabou…o composto de uma altern‘ncia de N-acetilglicosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAM). A este ultimo, encontram-se ligadas, covalentemente, cadeias laterais de tetrapept‚deos (Lalanina, D-glutamato, mesodiaminopimelato e Dalanina). O n‰mero de interliga…†es entre as cadeias laterais de tetrapept‚deos em bact•rias Gram-positivas • bem superior ao encontrado em bact•rias Gramnegativas. Embora as liga…†es glicos‚dicas entre NAG e NAM sejam liga…†es fortes, apenas estas cadeias n„o s„o capazes de prover toda a rigidez que esta estrutura proporciona. A total rigidez do peptidoglicano • atingida quando estas cadeias s„o interligadas pelos aminoƒcidos. A forma de cada c•lula • determinada pelo comprimento das cadeias de peptidoglicano e pela quantidade de interliga…†es existentes entre essas cadeias. Em contrapartida, a Gram-negativa apresenta uma dupla camada externa de lipopolissacar‚deos (fosfolip‚dios e prote‚nas), ao passo que as Gram-positivas apresentam apenas uma fina camada de lipopolissacar‚deos envolvendo a sua espessa camada de mucopept‚deo. Tendo conhecimento das estruturas da parede celular de cada tipo de bact•ria, pode-se fazer uso da T•cnica Gram de Colora…„o. Faz-se uso de substancias na seguinte ordem: violeta (corante roxo) e lugol (juntos, formam o “complexo iodopararronilina” ou “complexo violeta-iodo”); trata-se a l‘mina com alcool; em seguida, aplica a fucsina (corante avermelhado). As c•lulas Gram-positivas e Gram-negativas absorvem o complexo iodopararronilina, devido a liga…„o iŠnica entre os grupos bƒsicos do corante e os grupos ƒcidos constituintes da parede celular. O iodo, em solu…„o, penetra nos dois tipos de c•lulas e forma com o corante um complexo violeta-iodo. Ao fazer uso do alcool como subst‘ncia descorante, nas c•lulas Gram-negativas, o mesmo dissolve o complexo corante-iodo (assim como as camadas externas de lipopolissacar‚deos), elimina-o e deixa a c•lula incolor, a qual, ao ser corada com a fucsina, adiquir a colora…„o avermelhada. Jƒ nas c•lulas Gram-positivas, o alcool penetra com dificuldade na espessa camada de mucopept‚deo. A maior parte do complexo violeta-iodo permanece na c•lula, que ret•m assim, a sua colora…„o azulada.  Bact•rias Gram-positivas (parede celular espessa)  Violeta + Lugol + Alcool + Fucsina  Coloração Azulada  Bact•rias Gram-negativas (parede celular fina)  Violeta + Lugol + Acool + Fucsina  Coloração Avermelhada OBS: A lisozima (enzima presente na lƒgrima e secre…†es lubrificantes do olho) quebra a ponte de liga…„o entre a NAG e a NAM, apresentando a…„o bactericida, quebrando a parede celular. CÁPSULA O termo cƒpsula • restrito a uma camAda que fica ligada ‡ parede celular como um revestimento externo da exten…„o limitada e estrutura definida. Nem toda bact•ria apresenta cƒpsula, mas as que apresentam, usam-na para as seguintes fun…†es:  Reservatˆrio de ƒgua e nutrientes: visto serem formadas por macromol•culas muito hidratadas, servem como prote…„o contra desseca…„o do meio e podem ser fonte de nutrientes.  Aumento da capacidade invasiva de bact•rias patog€nicas: as bact•rias encapsuladas s„o escorregadias e escapam ‡ a…„o dos fagˆcitos..

(10) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. . Ader€ncia: as cƒpsulas possuem receptores que servem como s‚tios de liga…„o com outras superf‚cies. Ex: bact•rias formadoras de cƒries (Streptococcus mutans) produzem um polissacar‚dio extracelular que se liga ao esmalte do dente e promove o ac‰mulo de outro microorganismos. Quanto maior o n‰mero de bact•rias aderidas, maior a produ…„o de ƒcido pela fermenta…„o microbiana da sacarose, resultanto na desmineraliza…„o do esmalte do dente. Ex²: Forma…„o de biofilmes: bact•rias podem produzir o chamado biofilme capaz de aderir a diferentes superf‚cies, inclusive tubula…†es, que podem trazer preju‚zos adversos ‡s ind‰strias por causa de vazamentos por perfura…„o.. PILI OU FÍMBRIAS Os pili s„o microfibrilas proteicas que se estendem da parede celular em muitas esp•cies Gramnegativas. T€m fun…†es de ancoramento da bact•ria ao seu meio e s„o importantes na patog•nese. Um tipo especial de pilus • o pilus sexual, estrutura oca que serve para ligar duas bact•rias, de modo a trocarem plasm‚deos. (Pilus vem do Latim, que significa p€lo, cabelo. Pili - Plural; Pilus - Singular). Muitas bact•rias Gram-negativas s„o dotadas desses ap€ndices filamentosos prot•icos que n„o podem ser confundidos com flagelos. Tais ap€ndices – as f‚mbrias (pili ou pelo) – s„o menores, mais curtos e mais numerosos que os flagelos e n„o formam ondas regulares. Suas fun…†es s„o:  N„o desempenham papel relativo a mobilidade  F‚mbria sexual: serve como porta de entrada de material gen•tico durante a conjuga…„o bacteriana.  Outros tipos funcionam como s‚tios receptores de bacteriˆfagos  Servem como estruturas de ader€ncia ‡s c•lulas de mam‚feros e a outras superf‚cies. FLAGELO O flagelo • uma estrutura proteica que roda como uma h•lice. Muitas esp•cies de bact•rias movem-se com o aux‚lio de flagelos. Os flagelos bacterianos s„o muito simples e completamente diferentes dos flagelos dos eucariotas (como, no homem, os dos espermatozˆides). Nem toda bact•ria possui flagelo. O flagelo bacteriano confere movimento ‡ celula e • formado de uma estrutura basal, um gancho e um longo filamento externo ‡ membrana, sendo formado, predominantemente, pela prote‚na flagelina. Suas fun…†es est„o relacionadas com: . . Movimenta…„o da c•lula: o movimeno que algumas bact•rias realizam, estimuladas por fatores f‚sicos ou quimicos, • chamada taxia (fototaxia: estimulado pela luz; quimiotaxia: estimulado por agente qu‚mico). Classifica…„o de acordo com a quantidade de flagelos.. Componentes Citoplasm†ticos O citoplasma da c•lula bacteriana • uma solu…„o aquosa limitada pela membrana plasmƒtica. Imersas no citoplasma existem part‚culas insol‰veis, algumas essenciais (ribossomos e nucleˆide) e outras encontradas apenas em alguns grupos de bact•rias, nos quais exercem fun…†es especializadas como os granulos e vac‰olos gasosos. RIBOSSOMOS Part‚culas citoplasmƒticas responsƒveis pela s‚ntese prot•ica, compostas de RNA (60%) e prote‚na (40%). Em procariotos, possuem coeficiente de sedimenta…„o de 70S e s„o compostos de duas subunidades: uma maior (50S) e outra menos (30S) ESPOROS BACTERIANOS Algumas bact•rias podem enquistar, formando um esporo, com um invˆlucro de polissacƒridos mais espesso e ficando em estado de vida latente quando as condi…†es ambientais foram desfavorƒveis..

(11) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. Os endosporos são estruturas formadas por algumas espécies de bactérias Gram-positivas, sobretudo dos gêneros Clostridium e Bacillus, quando o meio se torna carente de água ou de nutrientes essenciais. Assim, a formação do esporo em procariotos é um tipo de diferenciação celular que ocorre como resposta a uma situação desfavorável do meio ambiente. O processo de formação do esporo dentro de uma célula vegetativa é chamado esporogênese. O préesporo desidratado (forma de esporo nos primeiros estágios da esporogênese, já com a maior parte da água do citoplasma eliminada) contém apenas DNA, RNA, ribossomos, enzimas e algumas quantidades de ácido dipícolínico, junto com grandes quantidades de íons cálcio. OBS: Os vacúolos não são verdadeiros vacúolos já que não são delimitados por dupla membrana lipídica como os das plantas. São antes grânulos de substâncias de reserva, como açúcares complexos..

(12) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. MED RESUMOS 2008 NETTO, Arlindo Ugulino.. MICROBIOLOGIA GENOMA BACTERIANO – MECANISMO GEN•TICOS DA RESIST‚NCIA (Profª Socorro Vieira) Para se discutir os mecanismos genƒticos da resist„ncia antimicrobiana, deve-se antes conhecer o genoma bacteriano, uma vez que a multiresistência de uma bactéria está ligado à genes cromossomais da mesma. O genoma representa o conjunto do material genético que uma célula apresenta. A organização genômica das bactérias é dinâmica e composta por diferentes modalidades de moléculas de DNA: cromossomo, plasmídios, transposons e bacteriófagos. O cromossomo bacteriano contém todos os genes requeridos para o metabolismo e ciclo vital da bactéria. Plasmídios, transposons e bacteriófagos são entidades moleculares independentes que ocorrem indistintamente em diferentes grupos bacterianos e que funcionam como elementos genéticos acessórios. Os genes que transportam não são essenciais à sobrevivência da bactéria, mas podem condicionar características tais como fatores de virulência, resistência a agentes antimicrobianos, bacteriocinas, toxinas, fixação de nitrogênio e utilização de fontes não usuais de carbono. Tais características adicionais podem ter importância adaptativa em determinadas situações. Todo material genético de uma bactéria, seja constitutivo ou acessório, está em contato direto com o citoplasma. Em processos de divisão (a cada 20 minutos), uma bactéria copia totalmente seus genes para a nova bactéria, o que explica a dificuldade de se controlar processos infecciosos. Cromossomos e plasmídios constituem replicons, ou seja, unidades moleculares capazes de replicação autônoma. Transposons e bacteriófagos não são capazes de replicação autônoma e precisam estar inseridos em um replicon para se duplicarem. A figura acima mostra um mapa gênico de uma célula procariótica. A célula bacteriana tem cerca de 2400 genes codificantes de proteínas necessárias para sua sobrevivência. C„lula Procari•tica x C„lula Eucari•tica Enquanto a célula eucariótica apresenta todo seu genoma organizado e compartimentalizado por um núcleo (lembrando, é claro, do material genético mitocondrial), o cromossomo bacteriano existe na forma de uma molécula circular única de DNA de cadeia dupla, altamente enovelada e livre no citoplasma.. 1. 2. 3.. 4. 5.. Células Procarióticas Contém apenas um cromossomo (único e circular) Consiste de uma única molécula de DNA de fita dupla na forma circular Não possui membrana nuclear: o cromossomo se localiza em uma região denominada nucleóide (em que o cromossomo se associa a proteínas). É enrolado, espiralado e de forma altamente compacta - é cerca de 1200 vezes maior que o tamanho da célula É rara a presença íntrons. Células Eucarióticas 1. 2.. 3. 4. 5. 6.. Há mais do que um cromossomo por célula Cada cromossomo consiste em uma única molécula longa de DNA de fita dupla enrolado em agregados de proteínas histonas em intervalos regulares Possui membrana nuclear Apresenta forma linear, e a molécula de DNA é cerca de 10 vezes mais longa Presença marcante de íntrons Mitocondrias e cloroplastos apresentam material genético.. Além do cromossomo uma célula bacteriana pode conter uma ou mais estrutura de DNA chamados plasmídios - moléculas de DNA de fita dupla menores que os cromossomos e que podem replicar-se independentemente destes. Outra diferença é o cromossomo da célula eucariótica, que é predominantemente constituído por íntons (sequencias não codificadoras) do que por éxons (sequencia codificadora). Já o cromossomo bacteriano apresenta uma grande maioria de exons em relação aos introns (que são quase raros)..

(13) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. As bactérias, como já foi dito e será discutido, possuem, além do seu cromossomo único e circular imerso no citoplasma, os seguintes elementos: plasmídos, vírus e transposons. PROCARIOTOS O Reino Monera reúne os organismos procariontes, unicelulares, coloniais ou não, de vida livre ou parasita, autótrofos (fotossintetizantes ou quimiossintetizantes) ou heterotróficos que se alimentam por absorção. Mesmo possuindo uma estrutura e organização celular rudimentar, uma tendência evolutiva desde o primórdio dos seres vivos, essas demonstram um grande potencial biológico, coexistindo em todos os tipos de ambientes, seja terrestre, aéreo ou aquático. Esse Reino compreende as bactérias e algas azuis (atualmente denominadas de cianobactérias). Devido à contribuição da Biologia molecular esse Reino passou a ser classificado em dois sub-reinos de organismos procarióticos bem diferentes: Eubactérias e Arqueas (Archaeobactérias). As arqueobactérias são muito semelhantes às eubactérias e só foram diferenciadas destas há poucas décadas, graças ao desenvolvimento das técnicas de análise molecular. Uma dirença importante entre arqueas e bactérias é quanto a constituição química da parede célular. As arqueas não apresentam, em sua parede celular, o peptidoglicano, constituinte típico das bactérias. As arqueobactérias podem ser dos seguintes tipos:  Arqueobactérias metanogênicas  Termófilas extremas: vivem em condições extremas de temperatura (600ºC)  Halófilas extremas: vivem em condições extremas de salinilidade (NaCl a 25%). Plasm‡dios São moléculas extracromossomais circulares de DNA autoreplicativo encontradas em muitas espécies bacterianas e em algumas espécies de eucariotos (ex: o anel de 2-micra em Saccharomyces cereviesiae). São geralmente moléculas de DNA de fita dupla em forma de círculos fechados e passam às células-filha durante a divisão celular. Quando o plasmídio está integrado ao cromossomo, recebe outro nome: epíssomo. OBS: Os epissomas são plasmídeos que conseguem se integrar no DNA cromossómico do hospedeiro Por esta razão, podem permanecer intactos durante muito tempo, ser duplicados em cada divisão celular do hospedeiro, e transformar-se numa parte básica da sua constituição genética. A maioria das bactérias conhecidas transporta um ou mais tipos de plasmídios. Os genes que transportam não são essenciais à sobrevivência da bactéria, mas podem condicionar características adicionais tais como fatores de virulência, resistência a agentes antimicrobianos, bacteriocinas, toxinas, fixação de nitrogênio e utilização de fontes não usuais de carbono. Muitas das características condicionadas por genes plasmidianos contribuem para a adaptabilidade da bactéria em condições especiais. As bactérias não constroem seus próprios plasmídios, mas os adquirem através do fenômeno da conjugação bacteriana, na qual uma bactéria transportando um plasmídio o transfere para uma outra bactéria, mantendo para si uma cópia deste. REPLICAÇÃO DO PLASMÍDIO A replicação dos plasmídios pode ser de dois tipos: por replicação de entidades independentes ou por replicação de epíssomo integrado. A replicação do plasmídio também pode ocorrer em dois momentos: (1) quando a célula bacteriana se divide, o DNA plasmidal também se divide, assegurando que cada célula filha receba uma cópia deste; (2) durante o processo de conjugação, a molécula de DNA replicada pode entrar na célula receptora. TIPOS DE PLASMÍDIO Existem dois grupos básicos de plasmídeos: os conjuntivos e os não-conjuntivos. Os plasmídeos conjuntivos contém um gene chamado tra-gene, que pode iniciar a conjugação, isto é, a troca sexual de plasmídeos com outra bactéria. Os plasmídeos não-conjuntivos são incapazes de iniciar a conjugação e, por esse motivo, o seu movimento para outra bactéria, mas podem ser transferidos com plasmídeos conjuntivos durante a conjugação.  Plasmídios de Fertilidade (F): contém apenas tra-genes. A sua única função é a iniciação da conjugação bacteriana. A bactéria que apresenta o plasmídio F (chamada de F+ ou macho) tem a capacidade de produzir fímbrias associadas na reprodução sexuada com outras bactérias. A bactéria receptora é denominada F-.  Plasmídios de Resistência (R): contém genes que os tornam resistentes a antibióticos ou venenos, ou seja, é responsável pela resistência da bactéria a antimicrobianos..

(14) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. . . . Plasmídios Col: cont•m plasm‚deos que codificam (determinam a produ…„o de) colicinas, prote‚nas que podem matar outras bact•rias, inibindo o crescimento de outras c•lulas que n„o possuem esse plasm‚dio. Plasmídios Degradativos: permitem a digest„o de subst‘ncias pouco habituais, como o toluole ou o ƒcido salic‚lico, ou at• mesmo derivados do petrˆleo (sendo usados para limpar polui…†es causadas por vasamento destes produtos). Plasmídios de Virulência: transformam a bact•ria num agente patog•nico, estando associado ent„o, a patogenicidade da bact•ria. Como por exemplo o plasm‚deo Ti, da bact•ria Agrobacterium tumefaciens, que • usado atualmente na gen•tica para a produ…„o de plantas transg€nicas.. Transposons Transposons s„o fragmentos de DNA linear. Os transposons s„o elementos gen•ticos mˆveis capazes de se inserirem em diferentes pontos do cromossomo bacteriano. Apˆs inserir-se em um determinado s‚tio do cromossomo, o transposon pode deixar uma cˆpia neste s‚tio e inserir-se em outro ponto do cromossomo, um fenŠmeno denominado transposi…„o. A transposi…„o ocorre devido ‡ presen…a, no transposon, de seq”€ncias espec‚ficas de DNA denominadas seq”€ncias de inser…„o (IS). As IS s„o pequenas seq”€ncias de DNA que codificam a enzima transposase, responsƒvel pela transposi…„o. Quando o transposon se liga ao cromossomo da bact•ria, isso a confere uma maior mutagenicidade (por induzir muta…†es) bem como o isolamento de parte de seu material gen•tico (“DNA ego‚sta”). Os transposons codificam uma ou mais prote‚nas que conferem caracter‚sticas como resist€ncia a drogas antimicrobianas, enterotoxinas e enzimas degradativas. Os transposons possuem genes de resist€ncias, como por exemplo, a TN1AMP (resistente ‡ ampicilina). Recombina‚ƒo: Transferˆncia Gˆnica Bacteriana A maioria das bact•rias possui uma ‰nica cadeia de DNA circular. As bact•rias, por serem organismos assexuados, herdam cˆpias id€nticas do genes de suas progenitoras (ou seja, elas s„o clonais). Algumas bact•rias tamb•m transferem material gen•tico entre as c•lulas. A transfer€ncia de genes • particularmente importante na resist€ncia ‡ antibiˆticos. A resist€ncia a antibiˆticos acontece devido ‡ "coloca…„o" de um plasm‚dio que vai dar essa resist€ncia ao antibiˆtico. A maioria das bat•rias n„o apresentam reprodu…„o sexuada, mas podem ocorrer misturas de genes entre indiv‚duos diferentes, o que • chamado de recombinação genética. Esse processo leva ‡ forma…„o de novos indiv‚duos com caracter‚stias gen•ticas diferentes, resultando na mistura de material gen•tico. Uma bact•ria pode adquirir genes de outra bact•ria e mistura-la aos seus de tr€s maneiras diversas: TRANSFORMAÇÃO BACTERIANA Ocorre pela absor…„o de mol•culas ou fragmentos de mol•culas de DNA que estejam dipostos no ambiente, proveniente de bact•rias mortas e decompostas; a c•lula bacteriana transformada (receptora) passa a apresentar novas caracter‚sticas hereditƒrias, condicionadas pelo DNA incorporado. Este n„o precisa ser de bact•rias da mesma esp•cie; em princ‚pio, qualquer tipo de DNA pode ser capturado se as condi…†es forem adequadas. Entretanto, um DNA capturado sˆ serƒ introduzido no cromossomo bacteriano se for semelhante ao DNA da bact•ria receptora. TRANSDUÇÃO BACTERIANA Consiste na transfer€ncia de segmentos de mol•culas de DNA de uma bact•ria para outra. Isso ocorre porque, ao formar-se no interior das c•lulas hospedeiras, os bateriˆfagos (v‚rus) podem eventualmente incorporar peda…os do DNA bacteriano. Depois de ser liberados a infectar outra bact•ria, os bacteriˆfagos podem transmitir a ela os genes bacterianos que transportavam. A bact•ria infectada eventualmente incorpora em seu cromossomo os genes recebido do fago. Se este n„o destruir a bact•ria, ela pode multiplicar-se e originar uma linhagem "transduzida" com novas caracter‚sticas, adquiridas de outras bact•rias via fago..

(15) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. CONJUGAÇÃO BACTERIANA Consiste na transfer€ncia de DNA diretamente de uma bact•ria doadora para uma receptora atrav•s de um tubo de prote‚na denominado pêlo sexual ou pili, que conecta duas bact•rias. Os pili est„o presentes apenas em bact•rias doadoras de DNA. Quando a recombina…„o gen•tica foi descoberta pelo biˆlogo Joshua Lederberg, pensou-se que se tratava de um processo sexual comparƒvel ao dos seres eucariontes . Por isso, na •poca, as bact•rias doadoras de DNA foram denominados machos e as receptoras, f€meas. A continuidade dos estudos mostrou que a capacidade de doar DNA estƒ ligada ‡ presen…a de um plasm‚dio denominado F (de fertilidade); + bact•rias portadoras do plasm‚dio F, denominadas F , atuam como doadoras de DNA e as que n„o possuem o plasm‚dio F atuam como receptoras, sendo chamadas de F . Hoje sabe-se que o DNA transferido de uma bact•ria para outra, na conjuga…„o, • quase sempre o plasm‚dio F. Algumas vezes, por•m, um pequeno peda…o de DNA cromossŠmico une-se ao plasm‚dio e • transferido junto com ele na conjuga…„o. Na bact•ria receptora pode ocorrer recombina…„o gen•tica entre o cromossomo e o fragmento de DNA unido ao plasm‚dio recebido da bact•ria doadora. Aspectos Gen„ticos da Resistˆncia Bacteriana a Drogas O genoma procarioto e sua fun…„o determina um dos maiores problemas de sa‰de p‰blica atual: mecanismo de resist€ncia ‡ antibiˆtico. Para isso, devemos iniciar definindo os seguintes termos: quimioterƒpicos e antibiˆticos.  Quimioterápico: subst‘ncia com a…„o antimicrobiana produzida por s‚ntese em laboratˆrio.  Antibiótico: subst‘ncia de a…„o antimicrobiana produzida naturalmente por fungos e pelas prˆprias bact•rias. Ex:  Penicillium  Penicilinas  Cephalosporium  Cefalosporina  Streptomyces  Estreptomicina, neomicina, canamicina, tobramicina, eritromicina, etc.  Micromonospora  Gentamicina, sisomicina  Bacilus  Polimixinas, bacitracina  Chromobacterium  Aztreonam OBS: O “cheiro de chuva” que predomina na terra apˆs a chuva • fruto de geoprodutos liberados pelas bact•rias Streptomyces. AÇÃO DOS ANTIMICROBIANOS  Bacteriostática: inibe o processo de multiplica…„o do microorganismo.  Bactericida: inibe o crescimento do microorganismo. HISTÓRICO Como se sabe, antibiótico • uma subst‘ncia que tem capacidade de interagir com microorganismos unicelulares ou pluricelulares que causam infec…†es no organismo. Os antibiˆticos interferem com estes microorganismos, matando-os ou inibindo seu metabolismo e ou sua reprodu…„o, permitindo ao sistema imunolˆgico combat€-los com maior eficƒcia. O primeiro antibiˆtico fabricado pelo homem foi a penicilina. Alexander Fleming, bacteriologista do St. Mary's Hospital, de Londres, jƒ vinha havia algum tempo pesquisando subst‘ncias capazes de matar ou impedir o crescimento de bact•rias nas feridas infectadas, pesquisa justificada pela experi€ncia adquirida na Primeira Grande Guerra 1914-1918, na qual muitos combatentes morreram em conseq”€ncia da infec…„o em ferimentos profundos e mal-tratados por falta de tratamento adequado. No ano de 1922 Fleming descobre uma subst‘ncia antibacteriana na lƒgrima e na saliva, a qual dera o nome de lisozima. E em 1928 Fleming desenvolveu pesquisas sobre estafilococos, quando descobriu a penicilina. A descoberta da penicilina deu-se em condi…†es peculiar‚ssimas, gra…as a uma seq”€ncia de acontecimentos imprevistos e surpreendentes. No m€s de agosto de 1928 Fleming tirou f•rias e, por esquecimento, deixou algumas placas com culturas de estafilococos sobre a mesa, em lugar de guardƒ-las na geladeira ou inutilizƒ-las, como seria natural, ao retornar ao trabalho, em setembro do mesmo ano, observou que algumas das placas estavam contaminadas com mofo, fato este relativamente freq”ente. Colocou-as ent„o, em uma bandeja para limpeza e esteriliza…„o com lisol. Neste exato momento entrou no laboratˆrio um seu colega, Dr. Pryce, e lhe perguntou como iam suas.

(16) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. pesquisas. Fleming apanhou novamente as placas para explicar alguns detalhes ao seu colega sobre as culturas de estafilococos que estava realizando, quando notou que havia, em uma das placas, um halo transparente em torno do mofo contaminante, o que parecia indicar que aquele fungo produzia uma subst‘ncia bactericida. O assunto foi discutido entre ambos e Fleming decidiu fazer algumas culturas do fungo para estudo posterior. O fungo foi identificado como pertencente ao g€nero Penicilium, de onde deriva o nome da penicilina dado ‡ subst‘ncia por ele produzida. Fleming passou a empregƒ-lo em seu laboratˆrio para selecionar determinadas bact•rias, eliminando das culturas as esp•cies sens‚veis ‡ sua a…„o. A descoberta de Fleming n„o despertou inicialmente maior interesse e n„o houve a preocupa…„o em utilizƒ-la para fins terap€uticos em casos de infec…„o humana at• a eclos„o da Segunda Guerra Mundial, em 1939. Nesse ano e em decorr€ncia do prˆprio conflito, a fim de evitarem-se baixas desnecessƒrias, foram ent„o ampliadas as pesquisas a respeito da penicilina e seu uso humano. Em 1935, Gerhard Domark cria em laboratˆrio a sufa, subst‘ncia com atividade antimicrobiana. Em 1940, Sir Howard Florey e Ernst Chain, da Universidade de Oxford, retomaram as pesquisas de Fleming e conseguiram produzir penicilina com fins terap€uticos em escala industrial, inaugurando uma nova era para a medicina denominada a era dos antibiˆticos. Para a II Guerra Mundial, os antibiˆticos eram vistos como “Balas Mƒgicas”. Ainda nesse per‚odo, menos que 1% dos S. aureus estudados eram resistentes a penicilina. Em 1946, 60% dos S. áureos jƒ se apresentavam resistentes ‡ penicilina: apresentavam genes produtores de penicilinases, enzimas que quebram o anel β-lactamico da penicilina (responsƒvel por matar a bact•ria). RESISTÊNCIA BACTERIANA A DROGAS A resist€ncia bacteriana pode ser dar por duas formas: resistência natural (toda a esp•cie bacteriana • naturalmente resistente a um certo antibiˆtico. Ex: Escherichia coli n„o pode ser tratada com benzilpenicilina por ser resistente ‡ essa droga) e resistência adquirida (ao longo de seu desenvolvimento, adquire resist€ncia devido a processos de conjuga…„o, transforma…„o, etc.). O antibiˆtico n„o induz resist€ncia. A resist€ncia adquirida • um fenŠmeno espont‘neo da bact•ria, sendo os antimicrobianos apenas agentes seletores de amostras resistentes. Isso demonstra que antibiˆticos devem ser administrado da maneira e intervalos corretos.. CAUSAS DA RESISTÊNCIA A capacidade de adapta…„o ao novo ambiente garante ‡ bact•ria variabilidade gen•tica gerada por muta…„o e mecanismos de transfer€ncia. As condi…†es que favorecem a sele…„o e dissemina…„o de genes de resist€ncia aos antibiˆticos s„o:  Uso abusivo dos antimicrobianos nos hospitais  Venda livre/Aquisi…„o direta pelo doente (Automedica…„o)  Indica…„o indiscriminada por m•dicos  Uso como aditivo em ra…„o animal  A tecnologia do DNA recombinante, que gera organismos transg€nicos, pode criar vetores plasm‚dios resistentes  Press„o seletiva natural de muitos antibiˆticos (fungos e bact•rias)  Exposi…„o a outros agentes seletivos como merc‰rio  Fatores atuais: Maior imunodepress„o (decorrente da AIDS, quimioterapia antic‘ncer e maior freq”€ncia de transplantes)  Modernos meios de transportes, o que facilita o transporte de pessoas ao redor do mundo, carregando consigo bact•rias de variados meios de resist€ncia..

(17) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. OBS: Mecanismo de Resistência: Versatilidade Genética  Aquisição de Novo Dna  Mutação e Recombinação  Mecanismos ee Tranferência do Material Genético COMO SALVAR OS ANTIMICROBIANOS Para evitar cada vez mais a resistência dos micróbios aos medicamentos, deve-se tomar algumas medidas, tais como:  A busca de novos antimicrobianos  Modificar ou rejuvenescer drogas já existentes  Obtenção de Vacinas por Técnicas Convencionais ou Moleculares  Admitir que a resistência bacteriana é sério problema de saúde pública (Fenótipo=Genótipo + Ambiente)  Adotar ações que reduzam o uso dos antimicrobianos: Só usá-los se indispensável (Diagnóstico); Realizar antibiogramas; Programas de vigilância hospitalar e comunitária; Usar vacinas que aumentem as defesas do organismo e reduzam as necessidades de drogas.. ANTIBIOGRAMA Um antibiograma é um ensaio que mede a susceptibilidade/resistência de uma bactéria a um ou mais agentes antimicrobianos. Seu objetivo é tanto a análise do espectro de sensibilidade/resistência a drogas de uma bactéria quanto a determinação da concentração mínima inibitória. O Ágar de Mueller Hinton é recomendado pelo U.S. Food and Drug Administration (FDA) e pela Organização Mundial da Saúde (OMS) para o teste de sensibilidade/resistência a antibióticos de bactérias Gram positivas e Gram negativas, aeróbicas ou anaeróbicas facultativas, comumente encontradas em alimentos e espécimes clínicos. O teste, denominado antibiograma, é feito utilizando-se discos de difusão antibióticos depositados sobre a superfície do meio onde se inoculou, por espalhamento, uma amostra de uma cultura bacteriana previamente crescida em meio líquido. Material: Pipetador com volume fixo de 100 µl, ponteiras esterilizadas, alça de Drigalski esterilizada, placas de Petri contendo meio Mueller Hinton, discos de difusão de antibióticos, cultura bacteriana em Caldo Nutriente ou meio LB. Procedimento : Semear, por espalhamento com alça de Drigalski ou com uma zaragatoa esterilizada, uma alíquota de 100 µl da cultura bacteriana em uma placa de Petri contendo meio Ágar de Mueller Hinton. Em seguida, depositar discos de papel filtro impregnados, separadamente, com quantidades determinadas de um antibiótico específico sobre a superfície do meio em disposição ordenada. Incubar a placa, invertidas, a 37ºC por cerca de 24 horas. Resultados: A formação de um halo transparente sobre a superfície do meio, ao redor de um disco de antibiótico, indica uma região com ausência de crescimento bacteriano, revelando a ação inibitória do agente antimicrobiano sobre a bactéria ensaiada..

(18) Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2. MED RESUMOS 2008 NETTO, Arlindo Ugulino.. MICROBIOLOGIA INTERAÇÕES PARASITA x HOSPEDEIRO (Profª Socorro Vieira) Doença (do latim doleoincia, padecimento) é o estado resultante da consciência da perda da homeostasia de um organismo vivo, total ou parcial, estado este que pode cursar devido a infecções, inflamações, isquémias, modificações genéticas, sequelas de trauma, hemorragias, neoplasias ou disfunções orgânicas. A maioria das causas de uma donça se dá por interações complexas de binômios como: parasita x hospedeiro; infecção x resistência; etc. Para este capítulo, serão elaborados conceitos e explanações de termos de grande importância no dia-adia médico. . . . . Infecção: é a penetração, crescimento e a multiplicação de microorganismos (bactéria, vírus, fungos, príons) em um hospedeiro. A infecção representa um mecanismo de agressão. Infecção, por tanto, é a colonização de um organismo hospedeiro por uma espécie estranha. Em uma infecção, o organismo infectante procura utilizar os recursos do hospedeiro para se multiplicar (com evidentes prejuízos para o hospedeiro). O organismo infectante, ou patógeno, interfere na fisiologia normal do hospedeiro e pode levar a diversas conseqüências. A resposta do hospedeiro é a inflamação. Existem dois tipos de infecções bacterianas:  Infecção exógena: que acontece de fora para dentro, ou seja, produzidas por bactérias existentes no meio ambiente. A bactéria que produz esse tipo de infecção é chamada de primária. Ex: infecção por Salmonella.  Infecção endógena: é produzida por microorganismos existentes nos tecidos do hospedeiro. Ex: O Staphylococcus saprophyticus é uma bactéria existente na região perianal. Quando ocorre uma diminuição da imunidade (estresse, virose, etc), essa bactéria migra da região perianal para as vias urinárias, representando a segunda maior causa de infecções urinárias, sendo classificada então de bactérias oportunistas. Infestação: é a penetração, crescimento e multiplicação de macroorganismos em hospedeiros, como: pulgas, piolho, verme, carrapato, etc. Diretamente, o macroorganismo não causa infecção, mas de um modo indireto:  A febre tifóide é causada pela bactéria Salmonella tiphi, que se multiplica na corrente saguínea e pode ser veiculado para outro indivíduo por meio do piolho.  A peste bulbônica, causada pela bactéria Yersina pestis, pode ser disseminada utilizando a pulga como veículo. Parasitismo: Parasitas são organismos que vivem em associação com outros aos quais retiram os meios para a sua sobrevivência, normalmente prejudicando o organismo hospedeiro, um processo conhecido por parasitismo. O efeito de um parasita no hospedeiro pode ser mínimo, sem lhe afectar as funções vitais, como é o caso dos piolhos, até poder causar a sua morte, como é o caso de muitos vírus e bactérias patogénicas. Resistência: Como resposta ao ataque desses microorganismos, temse o mecanismo de defesa do corpo, chamada, de um modo geral, de resistência. Tem-se dois tipos de respostas imune: uma resposta inata ou natural (mecanismo inespecífico e imediato de defesa que acontece sem que seja necessário um contato préveo com o agente invasor) e uma resposta adquirida ou adaptativa (resposta específica realizada por células especializadas como os linfócitos B e linfócitos T, sendo necessário um contato préveo com o agente infeccioso)..