ETE – Clovis Nogueira Alves
ETE – Clovis Nogueira Alves
INTRODUÇÃO A
INTRODUÇÃO A
MICROBIOLOGIA
MICROBIOLOGIA
Professor Rafael Quesado Vidal
Introdução
Introdução
Microbiologia:
Mikros
(= pequeno) +
Bio
(=
vida) +
logos
(= ciência) A Microbiologia é
definida, como a área da ciência que dedica-se
ao estudo dos microrganismos, um vasto e
diverso grupo de organismos unicelulares de
dimensões
reduzidas,
que
podem
ser
encontrados como células isoladas ou agrupados
em diferentes arranjos (cadeias ou massas),
sendo que as células, mesmo estando
associadas, exibiriam um caráter fisiológico
independente.
Introdução
Introdução
Assim, com base neste conceito, a microbiologia
envolve o estudo de organismos
procariotos
(bactérias,
archaeas
),
eucariotos inferiores
(algas, protozoários, fungos) e também os
vírus.
Esta área do conhecimento teve seu início com
os relatos de Robert Hooke e Antony van
Leeuwenhoek, que desenvolveram microscópios
que possibilitaram as primeiras observações de
bactérias e outros microrganismos, além de
diversos espécimes biológicos.
Importância da Microbiologia
É uma área da Biologia que tem grande
importância seja como ciência básica ou
aplicada.
Básica: estudos fisiológicos, bioquímicos e
moleculares (modelo comparativo para seres
superiores). => Microbiologia Molecular
Aplicada: processos industriais, controle de
doenças, de pragas, produção de alimentos, etc.
Odontologia: Estudo de microrganismos associados à
placa dental, cárie dental e doenças periodontais. Estudos com abordagem preventiva.
Medicina e Enfermagem: Doenças infecciosas e
infecções hospitalares.
Nutrição: Doenças transmitidas por alimentos, Controle
de qualidade de alimentos, Produção de alimentos (queijos, bebidas).
Biologia: Aspectos básicos e biotecnológicos. Produção
de antibióticos, hormônios (insulina, GH), enzimas (lipases, celulases), insumos (ácidos, álcool), Despoluição (Herbicidas - Pseudomonas, Petróleo), etc.
BIOTECNOLOGIA - Uso de microrganismos com
Classificação dos Seres Vivos
Antes do Microscópio - Animal e Vegetal - Teoria de Linneaus
esta simples classificação foi insuficiente, sendo posteriormente descartada após a descoberta do microscópio.
Teoria de Haeckel (1866) - Reino Plantae (animais e vegetais
unicelulares), Reino Protista (bactérias, algas, fungos e protozoários) e Reino Animalia – Classificação Satisfatória
Estudos mais avançados Teoria de Whittaker (1969): • Reinos:
Monera: Procariotos
Protista: Eucariotos unicelulares - Protozoários (sem parede celular) e Algas (com parede celular)
Fungi: Eucariotos aclorofilados Plantae: Vegetais
Teoria de Whittaker
Em 1969 Whittaker propôs a expansão da
classificação sugerida por Haeckel em 1866,
baseado não só na organização celular, mas
também na forma de obter energia e alimento:
Reinos:
Monera
: Procariotos
Protista
: Eucariotos unicelulares - Protozoários
(sem parede celular) e Algas (com parede
celular)
Fungi
: Eucariotos aclorofilados
Plantae
: Vegetais
Célula Procariótica X Célula
Eucariótica
A maior parte dos seres vivos é organizada por uma ou
mais unidades chamadas células, com exceção dos
VÍRUS;
Estas duas células (Eucarionte e Procarionte) diferem
muito quanto a sua estrutura interna: procariótica tem uma organização simples, rudimentar. Já a eucariótica é mais complexa.
Os organismos são classificados então como
Procariontes ou Eucariontes a depender do seu tipo de célula
Bactérias e Cianofíceas (algas azuis): Procariontes Demais seres vivos: eucariontes
Células Procariontes
Protos
=primitivo;
Karion
=núcleo
É extremamente simples
Apresenta componentes básicos e apenas 1
membrana esquelética (Parede Celular), externa
a membrana plasmática;
Células Procariontes
Membrana Plasmática: seleção de substâncias
Constitui a célula das bactérias
Células Procariontes
Célula
Procarionte:
Núcleo
representado por um único cromossomo,
não é circundado pela membrana celular;
Células Eucariontes
Dois aspectos principais as diferenciam da
PROCARIONTE:
1. Apresenta uma membrana denominada
MEMBRANA NUCELAR ou CARIOTECA
(individualizando o núcleo);
2. Apresenta estruturas denominadas
ORGANELAS (imersas, mergulhadas no
hialoplasma
“mitocôndrias,
reticulo
endoplasmático, complexo de golgi).
Células Eucariontes
Célula Eucarionte: Núcleo limitado pela
membrana nuclear, apresentando no seu
interior diversos cromossomos.
Vamos Praticar?
1. Qual o conceito de Microbiologia e
explique a sua importância?
2. Classifique os seres vivos de acordo
com as teorias dos cientistas.
3. Qual a diferença entre a célula
procariótica e a célula eucariótica?
4. Qual o único microorganismo que não
possui célula, chamado de acelular? Fale
sobre ele.
REINO MONERA
REINO MONERA
BACTÉRIA
Bactérias (do grego
bakteria
, bastão) são
organismos unicelulares, procariontes, que
podem ser encontrados na forma isolada ou em
colônias;
São microorganismos constituídos por uma
célula, sem núcleo celular nem organelas
membranares;
São um dos organismos mais antigos, com
evidência de 3,8 bilhões de anos;
As bactérias são geralmente microscópicas ou
submicroscópicas (detectáveis apenas ao
microscópio eletrônico);
MORFOLOGIA
As bactérias classificam-se morfologicamente de
acordo com a forma da célula e com o grau de
agregação:
Coco : De forma esférica ou subesférica.
Bacilo : Em forma de bastonete (do género
Bacillus
)
Vibrião : Em forma de vírgula (do género
Vibrio
)
Espirilo : de forma espiral/ondulada (do género
Spirillum
)
MORFOLOGIA
Quanto ao grau de agregação Apenas os Bacilos
e os cocos formam colônias:
Diplococo : De forma esférica ou subesférica e
agrupadas aos pares.
Estreptococos: Formam cadeia semelhante a
um "colar".
Estafilococos : Uma forma desorganizada de
agrupamento, formando cachos.
Sarcina : De forma cúbica, formado por 4 ou 8
cocos simetricamente postos.
Diplobacilos : Bacilos reunidos dois a dois.
ESTRUTURA CELULAR
A célula bacteriana, por ser procariótica, não possui organelas
membranares nem DNA organizado em verdadeiros cromossomas, como os das células eucariotas.
Estruturas da célula procariota:
Os pili são microfibrilas proteicas que se estendem da parede
celular em muitas espécies Gram-negativas. Têm funções de ancoramento da bactéria.
Os plasmídeos são pequenas moléculas de DNA circular que
coexistem com o nucleóide. São comumente trocados na conjugação bacteriana, protegendo a bactéria.
Os ribossomos procariotas são diferentes dos eucariotas e essas
diferenças foram usadas para desenvolver antibióticos que só afetam os ribossomos bacterianos.
O citoplasma é preenchido pelo hialoplasma, um líquido com
consistência de gel, semelhante ao dos eucariotas, com sais, glicose e outros açúcares, RNA, proteínas funcionais e várias outras moléculas orgânicas.
A membrana celular é uma dupla camada de fosfolípidos, com
A parede celular bacteriana é uma estrutura rígida que
recobre a membrana citoplasmática e confere forma às bactérias.
Algumas espécies de bactérias têm uma camada de
polissacarídeos que protege contra desidratação, fagocitose e ataque de bacteriófagos, chamada de
cápsula.
O nucleóide consiste em uma única grande molécula
de DNA com proteínas associadas, sem delimitação por membrana - portanto, não é um verdadeiro núcleo. O seu tamanho varia de espécie para espécie.
O flagelo é uma estrutura protéica que roda como uma
hélice. Muitas espécies de bactérias movem-se com o auxílio de flagelos. Os flagelos bacterianos são muito simples e completamente diferentes dos flagelos dos eucariotas. Eles permitem o movimento da bactéria.
METABOLISMO SEGUNDO FONTES
DE ENERGIA E CARBONO
Fonte de carbono de acordo com a fonte de átomos de carbono
para a produção de suas moléculas orgânica, elas são classificadas em dois grandes grupos:
Autotróficas : As bactérias autotróficas obtêm suas moléculas de
carbono apenas de dióxido de carbono (do próprio dióxido).
Heterotróficas : São bactérias que obtêm seus átomos de carbono
de moléculas orgânicas que captam do ambiente. Além do
gás carbônico ela precisa de um carboidrato.
Fonte de energia Bactérias podem utilizar como fonte de energia
luz, substâncias inorgânicas ou orgânicas:
Luz: Como as bactérias que fazem fotossíntese ou fototróficas. Compostos químicos: Como as bactérias quimiotróficas.
Composto inorgânico: litotróficas Composto orgânico: organotróficas
CRESCIMENTO E REPRODUÇÃO
As bactérias podem se reproduzir com grande
rapidez, dando origem a um número muito
grande de descendentes em apenas algumas
horas;
A maioria delas reproduz-se assexuadamente,
por cissiparidade, também chamada de divisão
simples ou bipartição;
Nesse caso, cada bactéria divide-se em duas
outras bactérias geneticamente iguais;
Em algumas espécies de bactérias pode ocorrer
CLASSIFICAÇÃO GRAM
“Gram-Positivas” Quando a parede tem uma
camada espessa de peptidoglicanos; mais
resistentes;
• "Gram-Negativas" contém uma camada de
lipídios no exterior da parede celular, então sua
parede celular é composta por uma camada de
peptidoglicanos e outra de lipídios que ficam
mais externos;
Muitos antibióticos, incluindo a penicilina e seus
derivados, atacam especificamente a parede
celular das bactérias Grampositivas.
CLASSIFICAÇÃO GRAM
Gram-positivasGram-positivas: bactérias que possuem parede celular : bactérias que possuem parede celular
com uma única e espessa camada de peptidoglicanos.
com uma única e espessa camada de peptidoglicanos.
Pelo emprego da coloração de Gram, tingem-se na cor
Pelo emprego da coloração de Gram, tingem-se na cor
púrpura ou azul quando fixadas com
púrpura ou azul quando fixadas com cristal violetacristal violeta, , porque retêm esse corante mesmo sendo expostas a
porque retêm esse corante mesmo sendo expostas a
álcool.
álcool.
Gram-negativasGram-negativas: bactérias que possuem uma parede : bactérias que possuem uma parede
celular mais delgada e uma segunda membrana lipídica -
celular mais delgada e uma segunda membrana lipídica -
distinta quimicamente da membrana plasmática - no
distinta quimicamente da membrana plasmática - no
exterior desta parede celular. No processo de coloração
exterior desta parede celular. No processo de coloração
o lipídio dessa membrana mais externa é dissolvido pelo
o lipídio dessa membrana mais externa é dissolvido pelo
álcool e libera o primeiro corante: cristal violeta. Ao
álcool e libera o primeiro corante: cristal violeta. Ao
término da coloração, essa células são visualizadas com
término da coloração, essa células são visualizadas com
a tonalidade rosa-avermelhada do segundo corante,
a tonalidade rosa-avermelhada do segundo corante,
safranina
IMPORTÂNCIA DAS
BACTÉRIAS
Na indústria de alimentos:
Existem várias espécies de bactérias usadas na
preparação de comidas ou bebidas fermentadas, incluindo as láticas para queijos, iogurte, vinho, salsicha, frios, azeitona, molho de soja, leite fermentado e as acéticas utilizadas para produzir vinagres.
Na ecologia:
Nitrobactérias: convertem o ar em compostos úteis
para as plantas (fixação do nitrogênio);
Degradação da matéria orgânica pelas bactérias. Na indústria farmacêutica:
IMPORTÂNCIA DAS
BACTÉRIAS
Na saúde humana
O papel das bactérias na saúde, como agentes
infecciosos, é bem conhecido: o tétano, a
pneumonia, a sífilis, a cólera e tuberculose;
A maior parte das infecções pode ser tratada
com antibióticos e as medidas anti-sépticas
podem evitar muitas infecções bacterianas, por
exemplo, fervendo a água antes de tomar, lavar
alimentos frescos ou passar álcool a 70% antes
de realizar uma punção venosa;
A esterilização dos instrumentos cirúrgicos ou
dentários é feita para os livrar de qualquer
agente patogênico.
DOENÇAS CAUSADAS PELA
BACTÉRIA
Tuberculose causada pelo baciloMycobacterium tuberculosis.
Hanseníase: 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.
VAMOS PRATICAR?
1.
Cite 5 doenças tipicamente causadas por
bactérias
2.
Cite alimentos tipicamente produzidos
com a participação da bactéria.
3.
Fale sobre a importância da bactéria.
4.
Desenhe a célula procariota da bactéria,
especificando suas estruturas citológicas
(celulares).
VÍRUS
VÍRUS
VÍRUS – CONCEITO E
DEFINIÇÃO
Vírus é uma partícula protéica que pode infectar
organismos vivos;
Podem infectar células eucarióticas (de animais,
fungos, vegetais) e células procarióticas (de bactérias).
São parasitas intracelulares obrigatórios e isso significa
que eles só se reproduzem pela invasão e possessão da célula;
Os vírus só se comportam como seres vivos quando
estão no interior de células vivas. Somente então
podem se reproduzir, originando novos vírus da mesma espécie. Fora delas, deixam de apresentar qualquer propriedade de vida;
Como são desprovidos de estrutura celular, os vírus
não podem ser enquadrados em nenhum dos cinco reinos
A ESTRUTURA DO VÍRUS
Sua estrutura: são formados basicamente por uma ... Cápsula de proteína (cápsula protéica) - o
CAPSÍDEO – que contém, em seu interior, uma molécula de ácido nucléico, que tanto pode ser o DNA (ácido desoxirribonucléico) como o RNA (ácido ribonucléico), mas nunca OS DOIS JUNTOS.
Capsômeros – subunidades presentes dentro do
capsídeo.;
Em alguns vírus, a cápsula é coberta por uma
membrana lipídica, constituída da membrana plasmática da célula invadida pelo vírus.
O vírus é, na realidade, um grupo de genes
"empacotados“ em proteínas.
É 100 a 200 vezes menor que a bactéria, causando
A Reprodução de um Vírus
de DNA Bacteriófago Invadindo a Célula da
Bactéria (VÍRUS BACTERIÓFAGO)
A reprodução envolve dois aspectos: a
duplicação do material genético viral e a síntese
das proteínas do capsídio;
O vírus entra na célula hospedeira, inibe o
funcionamento do material genético da célula
infectada e passa a comandar as síntese de
proteínas;
Um dos vírus mais estudados é o bacteriófago
ou fago, que ataca bactérias, reproduzindo-se
em seu interior;
A reprodução: as fibras da cauda do vírus
encaixam-se na membrana da bactéria : a cauda
se contrai, injetando o DNA do vírus na célula.
CONCLUINDO
Uma vez no interior da célula, o DNA do vírus
comanda a produção de uma enzima que inativa
o DNA da bactéria;
O DNA do vírus assume assim o comando do
metabolismo celular, usando os nucleotídeos, as
enzimas da célula e sua energia para fabricar
cópias IDÊNTICAS do seu DNA;
O DNA do vírus comanda também a síntese de
proteínas da cápsula;
As novas cápsulas se associam às cópias do
DNA, formando de 100 a 200 novos vírus;
Todo esse processo pode levar menos de meia
hora e cada novo vírus formado pode infectar
uma nova bactéria.
A Reprodução de um Vírus de
DNA o Bacteriófago
LEMBREM-SE
Quando estão no interior de células vivas,
os vírus apresentam certas propriedades
dos seres vivos.
Fora das células, não possuem essas
propriedades e permanecem tão inertes
quanto um CRISTAL de moléculas
orgânicas.
Por isso dizemos que os vírus são
A Reprodução do Vírus de
RNA – HIV/AIDS
Transcriptase Reversa
Na maioria das vezes, o RNA do vírus orienta a
produção de moléculas de RNA nas células do
hospedeiro, gerando novas células;
No caso do Retrovírus (causador do HIV-AIDS),
o RNA sintetiza uma molécula de DNA que
penetra no núcleo da célula hospedeira e se liga
ao DNA da célula, formando o que se chama de
um pró-vírus;
Este DNA poderá então orientar a produção de
novas moléculas de RNA virais e das proteínas da
cápsula;
Formam-se novos vírus que, ao saírem, levam
lipídios da membrana da célula ao redor da
cápsula.
Vamos Praticar?
1.
O que é o VÍRUS? Como eles se
comportam? Fale sobre a sua estrutura.
2.
Cite uma defesa natural contra o vírus.
3.
Cite três medidas preventivas contra a
AIDS.
4.
Cite 5 (cinco) doenças causadas pelo
REINO FUNGI
REINO FUNGI
FUNGO – CONCEITO
Pluricelulares, eucarióticos, heterotróficos e utilizados em
biotecnologia.
Estruturas heterotróficas (nutrição por absorção ou ingestão) que
obtém seu alimento, a partir da matéria orgânica;
São decompositores ou parasitas dos seres vivos (nutrição
absortiva);
Durante muito tempo, os fungos foram considerados como vegetais
e, somente a partir de 1969, passaram a ser classificados em um reino à parte – REINO FUNGI
Os fungos apresentam um conjunto de características próprias que
permitem sua diferenciação das plantas:
não sintetizam clorofila;
não tem celulose na sua parede celular (exceto alguns fungos
aquáticos);
FUNGO – CONCEITO E
DEFINIÇÃO
Os fungos são seres vivos eucarióticos;
Possuem apenas um núcleo (como as leveduras) ou podem ser
multinucleados filamentosos (como os bolores);
Seu citoplasma contém mitocôndrias e retículo endoplasmático
rugoso;
Suas células possuem vida independente e não se reúnem para
formar tecidos;
Reserva Energética: Glicogênio (característico dos animais);
Digestão extracorpórea e absorção celular de matéria orgânica
HABITAT
Os fungos vivem e se reproduzem em
lugares úmidos e escuros;
Encontram-se no solo, na água, nos
vegetais, em animais, no homem e em
detritos, em geral;
O vento age como importante veículo de
ESTRUTURA
Possuem um corpo vegetativo chamado talo ou soma
que é composto de um conjunto de finos filamentos unicelulares chamados HIFAs.
Estas hifas geralmente formam uma rede microscópica
junto ao substrato (fonte de alimento), chamada
MICÉLIO, por onde o alimento é absorvido;
Usualmente, a parte mais evidente de um fungo são
corpos frutificantes ou ESPORÂNGIOS (as
Respiração
Aeróbia
(respiração)
ou
anaeróbia
(fermentação) facultativa como as leveduras
que realizam a fermentação como o
Saccharomyces cerevisae,
utilizados na
fabricação de vinhos e cerveja e do pão.
Reprodução
Assexuada:
Brotamento;
Fragmentação.
Reprodução Assexuada
Fragmentação: um micélio se fragmenta originando
novos micélios;
Brotamento ou gemulação: os brotos (gêmulas)
normalmente se separam do genitor mas, eventualmente, podem permanecer grudados, formando cadeias de células;
Ascomycota (levedura)
São responsáveis por estragarem alimentos formando
bolores com coloração verde-azulados, vermelhos e marrons;
Ascomycota (levedura)
As células de leveduras se reproduzem de maneira
diferente, produzindo células filhas descendentes ou por brotamento.
Deutoromycota
(deuteromicetos)
Reprodução assexuada; Divisões celulares por mitose;
Encontrados sob a forma de conídios, hifas no ambiente, como
solo, sobre plantas e animais, em ecossistemas aquáticos, no ar, associados a insetos ou crescendo nos produtos fabricados pelo homem;
A esse grupo pertencem diversas espécies de Penicillium (entre as
Vamos Praticar
1.
Cite 3 (cinco) alimentos produzidos com a
participação de fungos.
2.
Fale sobre a importância dos fungos nos
diversos setores bem como as doenças que
podem surgir em decorrência da presença deste
microorganismo.
3.
Qual a fonte de alimentação dos fungos?
4.
Apresente duas características dos fungos que
demonstrem serem eles pertencentes a outro
reino que não o Reino
Plantae.
Diferença básica entre bactérias, vírus,
Diferença básica entre bactérias, vírus,
fungos e protozoários
fungos e protozoários
Bactérias:Bactérias: unicelulares, unicelulares, procarióticas, procarióticas, sem sem organelas organelas
membranares, vivem isoladas ou em colônias.
membranares, vivem isoladas ou em colônias.
Vírus:Vírus: acelulares, não possuem metabolismo próprio, não possuem acelulares, não possuem metabolismo próprio, não possuem
maquinaria própria, altamente mutagênicos, são parasitas
maquinaria própria, altamente mutagênicos, são parasitas
obrigatórios da célula (não é considerado um ser vivo por muitos
obrigatórios da célula (não é considerado um ser vivo por muitos
cientistas).
cientistas).
Fungos:Fungos: Os fungos são organismos eucariontes, majoritariamente Os fungos são organismos eucariontes, majoritariamente
multicelulares, embora alguns possam ser unicelulares (leveduras).
multicelulares, embora alguns possam ser unicelulares (leveduras).
Todos os fungos são heterotróficos, possuem organelas.
Todos os fungos são heterotróficos, possuem organelas.
Protozoários:Protozoários: (São unicelulares como as bactérias, mas possuem (São unicelulares como as bactérias, mas possuem
(assim como as células de plantas e animais) organelas, que
(assim como as células de plantas e animais) organelas, que
ajudam a processar nutrientes e gerar energia, são eucariontes
ajudam a processar nutrientes e gerar energia, são eucariontes
principalmente heterotróficos (que não realizam a fotossíntese),
principalmente heterotróficos (que não realizam a fotossíntese),
mas incluindo alguns autotróficos e com locomoção própria, quer
mas incluindo alguns autotróficos e com locomoção própria, quer
utilizando cílios ou flagelos, quer com movimento amebóide
utilizando cílios ou flagelos, quer com movimento amebóide
(mudando a forma do corpo pela emissão de pseudópodes, ou seja
(mudando a forma do corpo pela emissão de pseudópodes, ou seja
"
