INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA MICROBIOLOGIA

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1 INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA MICROBIOLOGIA Conceito de Microbiologia A célula c e a Classificação dos Microorganismos Centro Federal de Educação Tecnológica do Pará Microbiologia e Imunologia Profa. Jedna Kato Dantas de Almeida

2 Conceito de Microbiologia Microbiologia é o estudo de organismos microscópicos. Tal denominação deriva de três palavras gregas: Mikros = pequeno Bios = vida Logos = ciência Assim, a microbiologia significa o estudo da vida microscópica.

3 Origem dos Microorganismos Originaram-se 4 bilhões de anos material orgânico complexo presente em águas oceânicas ou de nuvens que circundavam a primitiva Terra. Como os primeiros indícios de vida na Terra são considerados ancestrais de todas as outras formas de vida.

4 Origem dos Microorganismos O primeiro ser vivo do nosso planeta foi o coacervado. O 1º microrganismo foi observado somente há 300 anos Somente após 200 anos ocorreu o reconhecimento de sua importância. Coacervado = colóide orgânico com grande número de moléculas, rigidamente localizadas e isoladas do meio ambiente por uma película superficial de água. Desse modo, os coacervados adquirem sua "individualidade". Esta figura mostram gotículas de coacervado produzidas artificialmente e fotografadas ao M.O.

5 Aspectos históricos da Microbiologia Antony van Leeuwenhoek ( ) dono de armazém, zelador da prefeitura e provador de vinhos (Holanda). Familiarizado com lentes de aumento inspecionava tecidos e polia lentes de vidro e as montava entre finas placas para formar simples microscópicos.

6 Aspectos históricos da Microbiologia Microscópio primitivo utilizado por Leeuwenhoek (300X) Curiosidade sobre o mundo natural descrição detalhada sobre diminutos objetos móveis (animáculos protozoários de vida livre) considerado fundador da microbiologia. Descreveu meticulosamente suas observações e desenhos em mais de 300 cartas dirigidas à Sociedade Real Inglesa alertar o mundo para a existência de formas microscópicas de vida e originaram a microbiologia.

7 Aspectos históricos da Microbiologia Suas descobertas originaram 2 teorias contraditórias: Teoria da abiogênese (geração espontânea) A = não; Bios = vida; Genesis = origem. Postulada por Aristóteles e voltou a ser discutida após a descoberta dos microorganismos. Considerava que os animálculos eram resultado da decomposição de plantas e tecidos animais (isto é, por meio da fermentação ou putrefação). Os defensores desta escola acreditavam que a vida surgia de objetos inanimados.

8 Aspectos históricos da Microbiologia Originou-se na Grécia antiga acreditava que rãs e minhocas surgiam espontaneamente de um pequeno lago de lama. Larvas de insetos e moscas eram produzidas da mesma maneira, a partir de carne em decomposição. Receitas para produzir camundongos trapos de estopa em um recipiente e colocá-lo em uma área separada, por várias semanas. Mas, no século XVII, pensadores críticos foram discordando dessas idéias.

9 Aspectos históricos da Microbiologia Teoria da biogênese Bios: vida; Genesis: origem. Microorganismos se originavam de pais a partir de formas de vida superiores animálculos já existentes davam origem a outros animálculos. Diversos experimentos foram realizados com objetivo de derrubar a ABIOGÊNESE

10 Aspectos históricos da Microbiologia Francesco Redi (Médico, biogenista) larvas da carne em putrefação eram larvas de ovos de insetos, e não um produto da geração espontânea. ( ) Experimento de Redi

11 Aspectos históricos da Microbiologia John Needham (abiogenista) Cozinhou pedaços de carne para destruir microrganismos preexistentes e colocouos em frascos abertos Eventualmente, ele viu colônias de microrganismos na superfície e concluiu que elas surgiam espontaneamente a partir da carne.

12 Aspectos históricos da Microbiologia Lazzaro Spallanzani (biogenista) Ferveu caldo de carne por uma hora vedou; Nenhum microrganismo apareceu no caldo Needham continuava insistindo que o ar é essencial à vida e também para a geração espontânea dos microrganismos. ( )

13 Aspectos históricos da Microbiologia Franz Schulze (biogenista) Passou ar através de uma solução de ácido forte aerou infusão de carne previamente fervida em frasco fechado Theodor Schwann (biogenista) Forçou a passagem de ar através de tubos aquecidos aerava o caldo. ( ) ( ) Em nenhum dos casos surgiram os micróbios, porque aqueles que estavam presentes no ar foram mortos pelo calor ou pelo ácido.

14 Aspectos históricos da Microbiologia Louis Pasteur (biogenista) Indústria de vinhos franceses e a função dos micróbios na produção de álcool. ( )

15 Aspectos históricos da Microbiologia Félix Archimède Pouchet (abiogenista) Publicou extenso relato que sustentava a abiogênese. Irritado pela lógica e dados de Pouchet, Pasteur fez uma série de experimentos definitivos Frascos com colo longo e curvados, semelhantes ao pescoço de cisnes, que foram preenchidos com caldo nutritivo e aquecidos.

16 Aspectos históricos da Microbiologia 1860? John Tyndall Ar fica isento de microrganismos por permitir que partículas de poeira se sedimentassem no fundo de uma caixa fechada. Inseriu tubos-testes contendo líquido estéril dentro da caixa O liquido permaneceu estéril, provando que a força vital não era responsável pelo surgimento dos microrganismos. ( )

17 Teoria Microbiana da Fermentação Muitas civilizações antigas produziram bebidas e alimentos que, atualmente sabemos, são produtos da fermentação microbiana (Grécia,China, Japão, Ásia Central). Os antropologistas e os historiadores não conhecem nenhuma sociedade que não utilize a fermentação para produzir alimentos ou bebidas.

18 Teoria Microbiana da Fermentação Pasteur examinou lotes de vinho bom e ruim, ele encontrou microrganismos de tipos diferentes. Certos tipos de microrganismos predominavam nos lotes bons de vinho, enquanto outros eram mais numerosos nos vinhos de qualidade inferior. Pasteur concluiu que a seleção de micróbios podia assegurar um bom produto.

19 Teoria Microbiana da Fermentação Para certificar-se disso, ele destruiu os microrganismos já existentes no suco de fruta, primeiro aquecendo e depois resfriando. Em seguida. inoculou o suco com vinho de alta qualidade que continha o tipo desejado de microrganismo. Ele também observou que o produto final (vinho) podia ser preservado sem qualquer alteração do sabor se fosse aquecido a o C, por vários minutos (Pasteurização)

20 Teoria Microbiana da Doença Por muito tempo acreditou-se na história da humanidade que a doença era causada por fatores vagos, tais como o ar ou sangue ruins. Revolução da indústria do vinho nova teoria sobre a origem das doenças. Descoberta do agente etiológico de algumas das mais sérias doenças que afetam o homem e os animais. Juntamente com outros observadores

21 Teoria Microbiana da Doença Girolamo Fracastoro Doenças surgiam devido a organismos, pequenos demais para serem vistos. Poderiam ser transmitidos de uma pessoa para outra. Conversas com marinheiros retornavam de expedições ao exterior (propagação de muitas doenças).

22 Teoria Microbiana da Doença 1746? - Anton von Plenciz Estabeleceu que seres vivos eram causas de diferentes doenças. Conceito parasitismo foi estabelecido: de um organismo vivo vivendo um ou sobre o outro, a partir do qual retirava seus nutrientes Pasteur investigou a doença do bicho-da-seda Passou seis anos para provar que um protozoário, causava a doença. Mecanismos de eliminar a doença, selecionando somente bichos-da-seda saudáveis, livres da doença, para reproduzir novas linhagens de insetos.

23 Teoria Microbiana da Doença 1876 Albert Koch Bactéria do carbúnculo (Bacillus anthracis, popular antrax). Animais doentes deviam ser mortos e queimados ou enterrados bem fundo, após demonstrar que os esporos bacterianos podiam sobreviver por meses, em produtos contaminados. Foi o primeiro a provar que um tipo específico de micróbio causa um tipo definido de doença. Bactérias causadoras da cólera (Vibrio cholerae) e da tuberculose (Mycobacterium tuberculosis ou também conhecido como bacilo de Koch).

24 Teoria Microbiana da Doença Colônias crescendo sobre batatas fervidas e subseqüentemente encontraram maneiras para separar micróbios individuais (Isolamento bacteriano). Meios de cultura específicos para cultivar os microrganismos. Aprenderam a cultivar os micróbios específicos em culturas puras. Richard J. Petri placa de vidro especial

25 Teoria Microbiana da Doença Foi por meio do estudo das causas de doenças em plantas que outros cientistas descobriram o vírus (do latim virus, que significava liquido viscoso ou veneno) Dmitri lvanovski Agente da doença do mosaico do tabaco podia ser transmitido por suco filtrado da planta doente. O material que passava através do filtro continha uma nova classe de agentes causadores de doença muito menores que as bactérias.

26 Objetivos e Importância da Microbiologia Simplicidade dos experimentos + rápida velocidade de crescimento + variedade de atividades bioquímicas = modelo experimental de escolha para o estudo da genética, metabolismo e fisiologia celular. Grande potencial para ajudar na limpeza do ambiente: da decomposição de componentes de petróleo em derramamento de óleos à decomposição de herbicidas e inseticidas usados na agricultura. Produção de substâncias úteis à medicina, saúde, pesticidas, etc.

27 Objetivos e Importância da Microbiologia Podem ser nocivos e causar doenças ao homem, animais e plantas. Responsáveis pela deterioração de tecidos, madeiras e metais. Maioria realiza alterações no ambiente essenciais para a manutenção da vida, como nós a conhecemos, no planeta Terra. Outros que podem ser explorados para produzir uma variedade de substâncias químicas utilizadas na indústria.

28 A Célula C como Unidade Estrutural Célula Robert Hooke (1665) Menor unidade de qualquer organismo microrganismos unicelulares às formas de vida com tecidos especializados e órgãos complexos. Matthias Schleiden e Theodor Schwann teoria celular (1838): unidade estrutural e funcional básica de todos os organismos. Protoplasma (do grego, prótos = primeiro; plásma = substância formada) mistura complexa e gelatinosa de água e proteínas, lipídeos e ácidos nucléicos. O protoplasma é envolvido por uma membrana flexível e algumas vezes por uma parede celular rígida.

29 A Célula C como Unidade Estrutural Organismo unicelular todos os processos vitais devem ocorrem dentro da célula. Organismo multicelular suas células podem estar arranjadas em estruturas chamadas de tecidos ou órgãos, com funções específicas. Todos os organismos, unicelulares ou multicelulares, apresentam as seguintes características: 1. Reprodução. 2. Utilização de alimento como fonte de energia. 3. Síntese de substâncias e estruturas celulares. 4. Excreção de substâncias. 5. Resposta a alterações ambientais. 6. Mutações, que são alterações súbitas em suas características hereditárias, embora ocorram raramente.

30 Classificação dos Organismos Vivos Taxonomia classificação (arranjo), nomenclatura (nome) e identificação (descrição e caracterização) dos organismos vivos. Táxon básico (espécie) coleção de cepas com características similares especialmente em seu material genético. Cepa constituída de descendentes de uma única colônia em uma cultura pura Outras características usadas para agrupar os organismos em espécies incluem morfologia e exigências nutricionais. Espécies intimamente relacionadas são agrupadas em gênero, os gêneros em famílias, as famílias em ordens. as ordens em classes, as classes em filos ou divisões, e os fios ou divisões em reinos.

31 Classificação dos Organismos Vivos

32 Classificação dos Organismos Vivos Separação das bactérias de todas outras células (outros microrganismos, plantas e animais): Células eucarióticas: têm um núcleo separado do citoplasma por uma membrana nuclear eucariotos (eu=desenvolvido; cario=núcleo; teca=membrana). Possuem núcleo. Células procarióticas: apresentam material celular sem membrana procariotos (pro=primitivo; cario=núcleo; teca=membrana). Possuem nucleóide.

33 Classificação dos Organismos Vivos A maneira pela qual organismo obtém nutrientes de sua alimentação é a base do sistema de cinco reinos de classificação proposto por Whittaker três níveis de organização celular: 1) Fotossíntese: o processo pelo qual a luz fornece energia para converter o CO2 em água e açucares; 2) Absorção: a captação de nutrientes químicos dissolvidos em água; 3) Ingestão: entrada de partículas de alimentos não-dissolvidas. Os microrganismos foram colocados em três dos cinco remos: Monera, Protista e Fungi.