Aula - Bactérias fisiologia benefícios e prejuízos

Bactérias

Microbiologia

Professor Thiago

• O metabolismo das bactérias é influenciado, além da Nutrição adequada, por fatores físicos e químicos do meio ambiente, como:

– Temperatura – pH

– Oxigênio – Umidade

– Pressão osmótica (equilíbrio H₂O e NaCl) – Luz (para as fotossintetizantes)

• Principalmente ASSEXUADA, por divisão binária (bipartição) -> rapidez

Bactérias – Forma de REPRODUÇÃO

Quantidade de E. coli duplica-se a cada 20 minutos.

Crescimento bacteriano aumento no nº de células

2

4

16

1

8

Ocorrem três processos

naturais

ou

induzidos

, nos quais as bactérias

trocam

ou

adquirem

material genético:

- conjugação;

-

transformação;

-

transdução.

Bactérias – Mecanismos de Variabilidade

Genética

• Quando uma bactéria transfere material genético para outra através do

pili sexual ou ponte citoplasmática (contato direto).

Transformação

Célula bacteriana morte celular Quebra do DNA Fragmentos de DNA doador Célula bacteriana receptora Fragmentos de DNA ligam-se à superfície da célula receptora. O fragmento de DNA é

incorporado à célula receptora.

O fragmento de DNA é integrado ao cromossomo da célula receptora.

Célula transformada Molécula de DNA circular

DNA livre no meio, provenientes de bactérias mortas

Transdução

Fago O DNA de um fago penetra na célula de uma bactéria. O DNA do fago integra-se ao DNA da bactéria. o DNA da bactéria é

degradado e novos fagos podem

conter algum trecho do DNA

da bactéria.

A célula bacteriana se rompe e libera muitos fagos, que

podem infectar outras células. O fago infecta

nova bactéria. Genes de outra bactéria

são introduzidos e integrados ao DNA da bactéria hospedeira. DNA do fago com genes da bactéria

Fago ou bacteriófago = vírus que infectam bactérias

Bactérias – PATOGENICIDADE

Patogenicidade=Capacidade de um microrganismo causar doença → INFECÇÃO.

Virulência = é o grau de patogenicidade (‘poder’ de causar doença).

Fatores de virulência: ter cápsula, fímbrias, plasmídeos, produção de toxinas

Penetração Implantação Multiplicação

(Condições ideais?) (Colonizar o ambiente)

Produção de toxinas Invasão

Danos celulares Alterações patológicas Manifestações clínicas (sintomas) INFLAMAÇÃO Infecção → estágios

• Importância ecológica:

• são decompositores. Após a morte de animais e vegetais estes são decompostos por fungos e bactérias. Não só o corpo sem vida pode ser decomposto, mas também dejetos e secreções

como urina, fezes são processados por bactérias. Elas degradam a matéria orgânica sem vida em moléculas simples que são

liberadas no ambiente e podem ser novamente utilizadas por outros seres.

• Algumas realizam fotossíntese, contribuindo para a disponibilização de oxigênio livre na atmosfera

(cianobactérias).

Bactérias

• Indústria de laticínios :

• utiliza as bactérias (Lactobacillus e Streptococcus) p/ produção de queijos, iogurtes e requeijão. Na fabricação de vinagre são usadas bactérias do gênero Acetobacter que transformam o etanol do vinho em ácido acético. Bactérias do gênero

Corynebacterium são utilizadas na produção do ácido

glutâmico, substância utilizada em temperos para acentuar o sabor dos alimentos. Produção de vinho (fungo+bactéria)

Bactérias

Benefícios

• Indústria farmacêutica:

• utilizadas para a produção de antibióticos e vitaminas. O antibiótico neomicina é produzido por células do gênero

Streptomyces. A indústria química utiliza bactérias para

• Saneamento:

• As bactérias podem decompor a matéria orgânica. Quando em um lago ou rio existe uma grande quantidade esgoto e não há suficiente oxigenação desta massa de água, acontece a decomposição anaeróbia ou putrefação. Pode-se promover a decomposição aeróbia de matéria orgânica em estações de

tratamento de esgoto, produzindo aeração do esgoto, aumentando a quantidade

de oxigênio dissolvido na água, assim entram em ação as bactérias que causam o processo de biodegradação do esgoto, sistema conhecido como "lodo

ativado". As bactérias anaeróbias metanogênicas também podem ser utilizadas para a biodigestão de matéria orgânica de esgotos e lixo doméstico em tanques chamados biodigestores.

• Participam do CICLO do NITROGÊNIO

• Muitas moléculas importantes e indispensáveis aos seres vivos possuem o elemento NITROGÊNIO. A captação do nitrogênio e a sua

incorporação à cadeia alimentar é feita pelas bactérias do solo e pelas cianobactérias.

• Elas absorvem o N₂ do ar transformado-o em amônia (NH₃) (que pode ser utilizada pelas plantas, ou pode ser processada por bactérias do solo (nitrificantes) que vão liberar no solo nitratos (NO₃-_{), assimilados pelas}

plantas. As bactérias que fazem esse processo são do gênero Rhizobium e vivem em simbiose com vegetais da família das leguminosas (feijão, soja). As bactérias fornecem os compostos nitrogenados que a planta precisa, e em contrapartida, a leguminosa fornece açúcares e outros compostos orgânicos às bactérias de seus nódulos.

Bactérias – Quando elas são AMIGAS...

• Indústria farmacêutica/agricultura:

• Usadas na BIOTECNOLOGIA

• uso de organismos vivos ou parte deles, para a produção de bens e serviços.

• a biotecnologia moderna faz uso da informação genética, incorporando técnicas de DNA recombinante e Engenharia

Genética", tem permitido alterar geneticamente certas bactérias produzindo substâncias economicamente interessantes...

Bactérias

Benefícios

O primeiro transgênico foi a bactéria Escherichia coli, que sofreu adição de genes humanos

para a produção de insulina na década de 1980.

• BIOTECNOLOGIA

• Produção de alimentos transgênicos:

soja Roundup Ready

(Monsanto), recebeu genes de um vírus, duas bactérias e uma flor para se tornar resistente ao agrotóxico.

• Outras finalidades: -Aumentar o valor nutricional de alimentos . • - criar Plantas resistentes a herbicidas, ou que

produzem toxinas para matar insetos; - aumentar a produtividade; - atrasar a decomposição...

• BIOTECNOLOGIA - Exemplos de alimentos transgênicos:

• Já disponíveis na nossa mesa...

• Soja transgênica – torna a planta resistente ao herbicida glifosato, usado no combate ao crescimento de ervas daninhas.

Tomate transgênico – os genes introduzidos no tomateiro tornam os frutos mais

resistentes à decomposição e com maior quantidade de licopeno.

Milho bt – recebeu genes de uma bactéria (Bacillus thurigiensis) que torna a planta

venenosa, eliminando as lagartas que a atacam.

Arroz dourado – produz betacaroteno, precursor da vitamina A.

Algodão bt – produz toxina que elimina as lagartas que atacam as culturas do

algodoeiro.

Bioética, biossegurança: polêmicas associadas

- finalidade do transgênico? - Riscos a longo prazo?

-Segurança ambiental? -Segurança alimentar? Contaminações de plantações não transgênicas ou

orgânicas... Extermínio das opções de alimentos ao consumidor... (escolher pra que?)

Riscos à biodiversidade... Extinção de espécies não-alvo... Extinção de cadeias alimentares

Interrupção a reciclagem de nutrientes na natureza... Causa de alergias humanas... Toxinas imprevisíveis...

Salmão modificado ao lado de outro normal de mesma idade

Ratos da experiência feita por Se-Jin Lee. O da

direita sofreu alterações no gene da miostatina.

Mosquitos Aedes transgênicos para gerar proles

inviáveis

Primatas com luminescência nas patas

• SIMBIOSE com o SER HUMANO

• Ajudam na proteção do organismo contra invasores e previnem na proliferação de micróbios patogênicos.

• MICROBIOTA NORMAL (mais conhecida como flora intestinal – mas não somente nos intestinos temos bactérias. Temos na pele e mucosas – oral, nasal, uretral)

• No intestino ajudam na digestão

e na produção de vitaminas (B₁₂, K).

Bactérias

_Benefícios

A microbiota intestinal é composta por cerca de 100 trilhões de bactérias, com média de 100 variedades, que participam da digestão, absorção e síntese de vitaminas.

Cientistas estudam, em várias partes do mundo, a ação de microrganismos probióticos (ex. yakult) que, ao serem ingeridos, ultrapassam a barreira do sistema digestório e chegam vivos aos intestinos, evitando que a microbiota sofra o ataque de bactérias nocivas.

• PREJUÍZOS ECONÔMICOS

• Infectam animais com valor comercial como galinhas (Mycoplasma – doença respiratória) e o gado (Bacillus anthracis – antrax, e

botulismo)

Bactérias

Prejuízos

As bactérias podem causar prejuízos econômicos nas LAVOURAS, como é o caso do ‘amarelinho’ (Xylella fastidiosa), que ataca a lavoura da laranja. Outras infectam grande variedade de plantas com grande valor econômico (banana, cana-de-açúcar, batata, legumes) → perda de muitos hectares. Mesmo após a colheita atacam os vegetais na armazenagem.

• PREJUÍZOS ECONÔMICOS

Bactérias – Quando elas são INIMIGAS...

Prejuízos

:

Doença na videira causada pela bactéria

Xanthomonas campestris

Doença na batata causada pelas bactérias Pseudomonas

solanacearum e Streptomyces scabies

Erwinia sp.

• À Saúde Humana

• São AGENTES INFECCIOSOS (causadores de doenças e mortes):

• Tétano, a febre tifóide, a pneumonia, a sífilis, a cólera, botulismo e tuberculose são apenas alguns exemplos.

Bactérias

Prejuízos

Por ano no Brasil:

•Aprox. 14% dos pacientes internados contraem algum tipo de infecção hospitalar;

•cerca 100 mil pessoas morrem em decorrência das infecções;

•nas UTIs, 62% dos pacientes internados apresentam algum tipo de infecção, que também ocorrem muito em unidades de parto por causa do alto número de operações cesarianas;

•O tempo de internação de um paciente Sem infecção hospitalar é na média de 5 dias, Com infecção passa para 18 dias;

•O simples ato de lavar as mãos reduz em cerca de 70% o risco de contaminação nos hospitais