Baixe Microbiologia I e outras Notas de estudo em PDF para Biomedicina, somente na Docsity! Histórico da Microbiologia  Ciência que estuda os organismos microscópicos ou inferiores.  Bolores, cogumelos, protozoários, algas  identificáveis a olho nu  relações morfológicas, fisiológicas e filogenéticas.  Microrganismos parasitas e/ou patogênicos representam minoria! Classificação dos Microrganismos Esquema de Classificação Reinos Organismos Incluídos Lmoéus Plantae Bactérios, fungos. algos, plantas (1738) Ar malia Protozoários e animais superiores lHoscke! Plantae Algas mmultice!ulores € plantas 86) Animáia Animais Frotista Microrgor smos, neluinde bactérias, | . protozoários, algas. boleres é leveduras Ynihaker Plantge Algas multicelulares e olantos (1969) Animalia Âninois Profista Protazoát os e algas uncenares | Fungi Boores e leveduras | Monera redas as bactérias (procario'os) [Noese Aschagobactera Bactérios que produzem gásmetero. (1977) requerem citas concentrações de sal ou requerer altas temperaturas | eubactera Todos os outias bactérci, incluindo aqueles mass familiates 208 microbiologistos, tais como | causadoras de dosnças. bactérias do solo é da água e bactérias fotossintéticas Eucaryotss protozoários, algas. fungos, olantes & animais Classificação dos Microrganismos Reino Protista: microrganismos com características de plantas e animais – bactérias algas e protozoários. Microrganismos procarióticos e eucarióticos:  Com os avanços da microscopia eletrônica descobriu-se: - células eucarióticas: núcleo separado do citoplasma por membrana nuclear; - células procarióticas: material nuclear sem membrana. O Conceito de Classificação dos Cinco Reinos Divisão dos reinos (antiga): 1. Monera (procariótos) - microrganismos primitivos; 2. Protista (algas, protozoários, fungos limosos); 3. Plantae (plantas verdes, algas superiores); 4. Fungi (fungos - bolores e leveduras); 5. Animalia (animais que ingerem alimentos).  Whitaker (1969)  3 modos principais de nutrição: - fotossíntese; - absorção; - ingestão.  1978- Woese Divisão dos reinos (atual): 1. Eubactérias (células procarióticas); 2. Arqueobactérias (células procarióticas) - microrganismos primitivos; 3. Eucariotos (células eucarióticas).  Eucarióticos, unicelulares, ingestão de alimentos, não apresentam parede celular rígida nem clorofila. Figura 5 – Ilustração esquemática de vários tipos de protozoários: [A] ciliados, [B] flagelados e [C] ameba. O eee Algas: estrutura e função  Contêm clorofila, apresentam parede celular rígida. Figura 6 – Ilustração esquemática e micrográficas de vários tipos de algas microscópicas. [A] Chlamydomonas; [B] Spirogyra; [C] Euglena. A.Estruturas Externas à Parede Celular Flagelos: Pêlos (fímbrias): Glicocálice: substância polimérica extracelular cuja extensão depende das condições do meio em que se encontra a célula. Figura 9 – Células bacterianas apresentando pêlos (A) e flagelos (B). Figura 8 – Diferenciação dos flagelos quanto à localização. B. Parede Celular Principais funções: - Prevenir a ruptura da célula devido à diferença na pressão osmótica do meio intracelular e extracelular; - Atuar como suporte aos flagelos; - Dar forma ao microrganismo; - Regular a entrada e saída de substâncias na célula. Figura 10 – Estrutura da parede celular das bactérias. C. Estruturas Internas à Parede Celular Membrana citoplasmática: seleciona e transporta os nutrientes que podem entrar ou sair da célula, alterando a pressão osmótica. Citoplasma: é um fluido denso, composto por água, compostos químicos como ácidos nucléicos, proteínas, lipídeos, carboidratos e muitos outros. Ribossomos: local onde ocorre a síntese de proteínas. Área nuclear: é a região que contém a informação genética, hereditária de uma geração para outra. Plasmídios: DNA circular e pequeno, muito comum na célula bacteriana. Figura 11 - Aspecto de um plasmídio bacteriano. Figura 14 – Estrutura química do ácido dipicolínico. Endoesporos  Esporos formados dentro das células são exclusivos de bactérias  Bacillus e Clostridium.  Estruturas altamente resistentes a mudanças no ambiente.  Parede celular espessa  proteína, ácido dipicolínico e outros materiais essenciais.  Podem resistir a altas temperaturas, presença de compostos tóxicos e falta de água e outros nutrientes.  A esporulação ou esporogênese ocorre quando há falta de nutrientes importantes (C ou N) provocando a interrupção do crescimento vegetativo. Figura 15 – Alterações estruturais da célula bacteriana durante a esporulação. Figura 16 – Localização dos esporos bacterianos: central, terminal e subterminal. DO ee ic chromosome Plasma membrane Cell wall Duplication of chromosome Figura 17 — Multiplicação bacteriana pela fissão binária transversa. Figura 18 – Outros tipos de reprodução celular dos procariotos unicelulares: [A] brotamento; [B] fragmentação; e [C] formação de exosporos.  Alguns procariotos reproduzem-se assexuadamente por modelos de divisão celular diferentes daqueles da fissão binária: Fungos Filamentosos (Bolores): estrutura e função  Características dos Fungos  Eucarióticos, multicelulares e filamentosos;  Heterotróficos;  Aeróbios ou microaerófilos;  Principais responsáveis pela deterioração de alimentos;  Fitopatógenos;  Produzem metabólitos tóxicos aos animais e a humanos;  Utilização em biotecnologia: fungos comestíveis, produção de enzimas, alimentos, antibióticos. Figura 21 – Exemplos de manifestações de fungos na natureza.  Características dos Fungos  Crescimento mais lento que das bactérias;  Sobrevivem: - a baixo pH; - baixa umidade; - alta concentração de sal e açúcares.  Desenvolvimento em ampla faixa de temperatura: ótimo de 22 a 30°C;  Fonte de C  utilizam a glicose, N inorgânico, sais de amônio e nitrato, N orgânico e peptonas  Sua classificação está baseada principalmente na morfologia  forma de suas estruturas reprodutivas, que diferem entre si;  Hifas  filamentos tubulares individuais dos fungos;  Hifas: - não-septadas (cenocíticas); - Septadas; - Septadas com células multi-nucleadas. Estrutura e Organização dos Fungos Figura 22 – Hifas contínuas (A) e hifas septadas (B). A B 1) Reprodução Assexuada  Não envolve a união de núcleos, células sexuais ou órgãos sexuais;  Não implica variação genética;  Novos indivíduos são produzidos por um organismo parental;  Reprodução assexuada dos microrganismos eucarióticos é mais complexa  deve ser precedida de mitose. Mitose  Forma de divisão nuclear na qual todos os cromossomos da célula são duplicados e os dois novos conjuntos se separam para formar os núcleos-filhos idênticos;  A célula se divide em duas células-filhas, cada uma recebendo um núcleo;  Cada célula-filha tem o mesmo número de cromossomos e a mesma composição genética que a célula parental;  É um processo contínuo, com cada fase unindo-se à fase seguinte.  Entre as mitoses, as células se apresentam em um estágio de “animálculos”. repouso” em relação a divisão celular:  Os cromossomos não são visíveis nas células vivas, mas podem ser vistos como fitas de cromatina irregulares em preparações coradas;  Os cromossomos são duplicados  as duas duplicatas não se separam até que a última fase da mitose se inicie. Intérfase  O processo de mitose pode ser dividido em quatro fases: Figura 23 – Os 4 estágios da mitose: prófase, metáfase, anáfase e telófase.  Conídios ou conídias  são esporos de formação exógena  variam muito na forma, no tamanho, na cor  critério taxonômico.  Conidióforo  os esporos são produzidos de diversas maneiras nas extremidades ou lateralmente à hifa, emergindo livres, a estrutura que carrega os conídios. Figura 26 – Diferentes tipos de conídios. Figura 27 - No gênero Aspergillus o conidióforo não-ramificado nasce de uma célula alongada do micélio vegetativo, a célula podal, e termina numa porção intumescida, a vesícula. 2) Reprodução Sexuada  Um novo indivíduo é formado pela fusão de duas células sexuais diferentes  gametas  procedentes de dois pais de sexos diferentes ou tipos de relação sexuada;  A fusão de gametas é denominada fertilização  zigoto é a célula resultante;  Zigoto  contêm uma mistura de materiais genéticos dos dois gametas;  Divisões mitóticas  cada zigoto se torna um novo organismo.  Por exemplo: um humano adulto possui ~ 60 trilhões de células  todas derivadas da reprodução sexuada, ou divisões mitóticas, de um zigoto unicelular formado quando um espermatozóide e um óvulo se fundem.  Fusão de 2 gametas durante a fertilização  cada um dá um conjunto de cromossomos para o zigoto tornando-o diplóide;  Células diplóides em órgãos reprodutivos  podem formar gametas haplóides pela meiose  Alternância de geração  quando células diplóides se alternam com as células haplóides durante um ciclo de vida;  Resumindo:  Mitose: cada célula-filha recebe exatamente o mesmo número e tipo de cromossomos das células  Meiose: o número de cromossomos permanece o mesmo em gerações sucessivas. Figura 28 – Resumo dos principais eventos que ocorrem na meiose. Figura 29 – Função da meiose prévia para o processo de fertilização. Produção de Zigósporos  Ocorre quando as extremidades de duas hifas se reúnem, com fusão de seus conteúdos e o desenvolvimento de um corpúsculo grande, de paredes espessas chamada de zigósporo.  No gênero Rhizopus  as hifas fisiologicamente distintas e compatíveis formam estruturas especializadas  gametângios. Figura 31 – Zigospórios de Rhizopus. Produção de Zigósporos Um ou mais núcleos haplóides (n) de uma das hifas se funde aos da outra  originando zigotos diplóides (2n).  A região em que os gametângios se fundiram diferencia-se em uma estrutura esférica, de parede escura e espessa, onde os zigotos sofrerão meiose e cada um originará quatro esporos haplóides. Produção de Ascósporos  Ascósporos  os esporos sexuados são formados dentro de um saco  asco.  Ascocarpo  corpo de frutificação. Figura 32 – Diferentes tipos de ascos. Figura 35 – Esquema do reino Fungi. (Trabulsi, et al.1999. Microbiologia. 3a edição). Classificação DO ee Fungos Zygomycota imperfeitos Ascomycota Basidiomycota Figura 36 — Divisões do reino fungi. Figura 37 – Representantes do Zigomicetos: Pilobolus crystallinus e Rhizopus arrhizus. Fungos Inferiores a) Zigomicetos: Saprófitas ou parasitas. b) Basidiomicetos: Este grupo abriga os conhecidos cogumelos, que são apreciados como alimentos (Pleurotus sp. e Agaricus sp.). Figura 41 – Representantes dos Basidiomicetos: Agaricus bisporus e Lentinus edodes. c) Deuteromicetos: Os gêneros de fungos filamentosos mais encontrados neste grupo são: Aspergillus¸ Penicillium, Trichoderma, Cladosporium, Alternaria e Fusarium. Figura 42 – Aspergillus herbariorum e Candida albicans, representantes dos Deuteromicetos. Leveduras: estrutura e função Os brotamentos podem ser: - Holoblástico: após separação do broto e cicatrização, nenhum broto adicional ocorre da célula-mãe; - Heteroblástico: surgimento de novos brotos no mesmo local; Por Brotamento: - ramificado (Saccharomyces) - multilateral (Debaryozyma) - bipolar (Hanseniaspora)  Cissiparidade - FISSÃO: célula se alonga  sofre mitose  divide. Schizosaccharomyces Reprodução Sexuada Figura 44 – Formação de ascósporos em S. cerevisiae e H. saturnos. Figura 47 – Formação de micélio verdadeiro em levedura (D). Micélios verdadeiros Figura 48 – Estrutura de artrósporos. Artrósporos Figura 49 – Leveduras do gênero Saccharomyces. Classes de Leveduras Ascomicetos - Saccharomyces: produção do etanol e bebidas; no fermento de panificação; e na deterioração de alimentos (vegetais fermentados, sucos e refrigerantes). - Debaryomyces: são importantes na deterioração de salsichas (produção de limosidade) e também crescem em salmouras e queijos. - Zygosaccharomyces: são importantes na deterioração do mel, melaços, sucos concentrados e produtos açucarados em geral. - Schizosaccharomyces: são importantes na produção de bebidas (rum, principalmente) sendo responsável pela deterioração de produtos açucarados (algumas espécies são osmofílicas). Deuteromicetos - Rhodotorula: causam problemas em carnes, aves, produtos de laticínios e vegetais fermentados. Figura 52 – Gênero Rhodotorula. - Kloeckera: fermentam com rapidez; encontradas principalmente em caldo de cana e suco de frutas. - Candida: importantes na deterioração de gorduras, manteigas e margarinas, azeitonas. Figura 53 – Levedura Candida albicans em corn meal Agar.  Isolamento e cultivo de culturas puras: - Laboratório: meio de cultura; -Material a ser analisado: inóculo; -Processo de inoculação: - Esgotamento por estrias; - Semeadura em superfície; - Pour-plate. Esgotamento por estrias Incubação: Multiplicação das células individuais  colônia. Conservação: - Curto período: 4 a 10oC; - Longo período: nitrogênio líquido, freezers ou liofilização.  Microrganismo isolado: testes laboratoriais  identificação  microscópios luminoso ou eletrônico. Figura 55 – As cores das células bacterianas em cada etapa da coloração de Gram. Informações utilizadas para caracterizar os microrganismos: microscopia simples à análise de material genético. Informações Utilizadas para Classificar os Microrganismos As principais categorias de informações usadas para caracterizar espécies diferentes são: 1. Características Morfológicas; 2. Características Metabólicas; 3. Características Antigênicas; 4. Características Patogênicas; 5. Características Genéticas (Sonda de DNA). Figura 56 – Ilustração esquemática do princípio da técnica da sonda de DNA para identificação de bactérias.