DESCOBRINDO O MUNDO MICROBIANO

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1 Microbiologia Ambiental Aplicada Estudo das bactérias e dos fungos Prof. Dra. Marta Cristina Souza DESCOBRINDO O MUNDO MICROBIANO Em todas as questões humanas há um único fator dominante; o tempo. Para compreender o estado atual da Ciência, precisamos saber como ela chegou a ser assim: nós não podemos evitar os acontecimentos históricos... Para avançar rumo ao futuro devemos olhar para trás, no passado. J.M. Ziman The Force of knowledge (1976) CONCEITOS/ HISTÓRICO Microbiologia: É o estudo do organismos microscópicos. Mikros = pequeno. Bios = vida. Logos = ciência. Origem: 4 bilhões de anos; observação: 300 anos. Derrubada da teoria da geração espontânea. Causa dos processos fermentativos e associação de microrganismos e doenças. 1

2 HISTÓRICO Leeuwenhoek ( ): polia a montava lentes para inspecionar fibras de tecido = microscópio (animáliculos). Jenner ( ) 1823) vacinou com sucesso um garoto contra varíola humana em Pasteur (1880): Isola e cultiva bactéria da cólera aviária. Reino Monera. Unicelulares. Bactérias Procariotos (Sem membrana nuclear). Microscópicas. Móveis ou fixas. GRUPOS DE BACTÉRIAS EUBACTÉRIAS: Apresentam variadas formas. São de grande importância na natureza e em processos industrias. i Essenciais na ciclagem da matéria orgânica (decomposição) e produção de antibióticos. Associadas as doenças conhecidas. 2

3 GRUPOS DE BACTÉRIAS ARQUEOBACTÉRIAS: Assemelham-se as eubactérias quanto a forma. De composição química diferente. Diferentes atividades no ambiente onde se desenvolvem. Habilidades em sobreviver em ambientes não usuais. Produtoras de metano, altas concentrações de sais, elevada acidez e altas temperaturas. Tamanho Cocos Morfologia bacteriana 3

4 Bacilos Morfologia bacteriana Espiraladas Morfologia bacteriana Estrutura bacteriana 4

5 Membrana citoplasmática Constituição fosfolipídica. Transporte ativo de moléculas. Difusão passiva por permeabilidade seletiva. Enzimas da fosforilação oxidativa. Biossíntese. Secreção de enzimas e toxinas. Parede celular Estrutura rígida que recobre a membrana citoplasmática. 25% do peso seco da bactéria Gram positivas, Gram negativas, micobactérias e espiroquetas. Bactérias Gram positivas 5

6 Bactérias Gram negativas Gram positivas 90% peptidioglicano. Ácidos teicóicos e resíduos de glicerol. Funções:.Entrada e saída de cátions.regular autolisinas (divisão).sítios receptores de bacteriófagos.sítio de ligação com hospedeiro.antígenos celulares Gram negativas Poucas camadas de peptidioglicano. Lipopolissacarídeos. Membrana externa (dupla camada de lipídeos). Espaço periplasmático (peptidioglicano, enzimas e proteínas). Bactérias Gram- negativas Parede celular LPS: endotoxina que gera resposta inflamatória. Polissacarídeos: evasão da bactéria, barreira para antibióticos (penicilina), detergentes, metais pesados, sais de bile, enzimas digestivas e corantes. Espaço periplasmático Enzimas hidrolíticas: quebra de moléculas. Enzimas que inativam drogas (betalactamase). Proteínas para o transporte de solutos e substâncias. 6

7 CARACTERÍSTICA Gram + Gram - peptidoglicano Espesso Fino Ácidos teicóicos Presente Ausente Espaço periplasmático Ausente Presente Membrana externa Ausente Presente LPS Ausente Presente Toxina Exotoxinas Endotoxinas Resistência à ruptura física, dessecação e lisozima Alta Baixa Penicilina e Sulfas Estreptomicina, Cloranfenicol, Tetraciclina Geralmente S Geralmente R Geralmente R Geralmente S INTERVALO 7

8 Glicocálice Substância que circunda a célula, por fora da parede celular Pode ser: Cápsula: organizada, firmemente aderida á parede. Camada viscosa, camada mucosa, camada limosa, slime: desorganizada, fracamente aderida á parede. Monotriquio Flagelos Anfitriquio Lofotriquio Peritriquios Fímbrias ou Pili Fimbrias comuns: aderência. Fimbrias sexuais ou Pili F: conjugação, 8

9 Esporos produzidos por alguns bacilos Gram positivos Clostridium spp. Bacillus spp. Função: resistência a condições adversas por longos períodos de tempo. Esporulação ou esporogênese X germinação. RIBOSSOMOS Pequenos = 70 S (2 unidades: 30 S e 50 S). Dezenas de milhares por célula. 9

10 Citoplasma Contém 80% de água e alta concentração de íons inorgânicos. As bactérias não apresentam Citoesqueleto. Mitocôndrias. Retículo endoplasmático nem outras vesículas rodeadas por membrana. Nucléolo Ausência de núcleo estruturado e de carioteca. Cromossomo único. Molécula de DNA dupla hélice Plasmídeo: circulante, resistência. NUTRIÇÃO E METABOLISMO ENERGIA. Fotossíntéticos autotróficos (vegetais). Quimiotróficos reações químicas. Heterotróficos fontes orgânicas de C. 10

11 Meio de cultura. Líquido. Crescimento Sólido (Agar). Meio de cultura Seletivos: Substâncias que inibem o crescimento de determinados grupos e o desenvolvimento de outros (EMB, Mac Conkey). Diferenciais: Distinguem colônias de microorganismos diferentes (Agar-sangue). CRESCIMENTO BACTERIANO Crescimento é somatório de produtos metabólicos que conduz a divisão da célula (reprodução). Tempo de geração: Implica diretamente a velocidade de crescimento e depende de uma série de fatores. 11

12 Desenvolvimento de bactérias em uma geração de 20 minutos Tempo (minutos) Nº bactérias N=No.2 n (1) 8 horas Fatores de crescimento temp Tipos de bactérias em relação à temperatura (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) podem ser classificados em quatro grupos, de acordo com os ótimos de temperatura: Psicrófilos (0 a 20 C, ótimo de 15 C - Flavobacterium), Mesófilos (12 a 45 C, 37 C - E. coli), Termófilos (42 a 68 C, 62 C - Thermococcus), e Hipertermófilos (80 a 113 C, 105 C - Pyrodictium brockii). CRESCIMENTO Aeróbicas: crescem na presença de oxigênio livre. Anaeróbicas: crescem na ausência de oxigênio livre. Anaeróbicas facultativas: crescem tanto na presença quanto na ausência de oxigênio livre. Microaerófilas: crescem na presença de quantidades pequenas de oxigênio livre. Concentração de íons de hidrogênio (ph): Neutro Natureza do organismo: Características metabólicas. 12

13 REPRODUÇÃO Reprodução assexuada por divisão binária transversal ou brotamento. Transformação: DNA livre no meio é tomado pela célula. Transdução: DNA bacteriano é transferido entre as células através de um vírus. Conjugação: Transferência de DNA extra cromossômico (pili-plasmidio). INTERVALO 13

14 O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS OS FUNGOS EM NOSSAS VIDAS: APLICAÇÕES INDUSTRIAIS E AMBIENTAIS: Influenciam nossas vidas diariamente. Representados por mofos, leveduras ou cogumelos. Com definição difícil. Utilizados desde a antiguidade em processos fermentativos para produção de alimentos: O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS Ácidos orgânicos e enzimas utilizados nas industrias de alimentos, farmacêutica, cosmética e têxtil. Produção de vitaminas essenciais (riboflavina) e outras drogas (Penicilina, cortisona e hormônios masculinos e femininos). Biocidas (tratamento de insetos e nematóides): Produção de ácido giberélico. Saborização de queijos (brie, camembert e gorgonzola). Micorrizas. Usado como alimentos de alto teor protéico e vitaminas e baixa quantidade de gordura. O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS 14

15 Descontaminação do meio ambiente terrestre e aquáticos na degradação de resíduos (Biorremediação). Adsorção (Biosorção) de substâncias tóxicas (metais pesados, radioativos e substâncias de difícil degradação e recalcitrantes). O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS Micologia - Ciência que estuda os FUNGOS, algas e actinomicetos. Fungos - Seres ubíquos, uni ou pluricelulares com presença de glicogênio e ausência de pigmento fotossintético, presença de quitina e ausência de celulose na parede e utilizam como material de reserva o glicogênio). O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS CÉLULA FÚNGICA 15

16 O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS MORFOGÊNESE DOS FUNGOS FILAMENTOSOS Cenocítica Septada HIFA MICÉLIO MORFOGÊNESE MICÉLIO FUNÇÃO Vegetativo Micélio aéreo ou reprodutivo O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS MORFOGÊNESE DAS LEVEDURAS 1) Fragmentação de artroconídios. REPRODUÇÃO Assexuada 2) Fissão de células somáticas; 3) Brotamento ou gemulação do blastoconídios-mãe; 4) Produção de conídios. 16

17 Reprodução assexuada Interna Externa REPRODUÇÃO SEXUADA Externa REPRODUÇÃO SEXUADA INTERNA 17

18 O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS CRESCIMENTO E METABOLISMO NUTRIÇÃO São heterotróficos, vivendo como saprófitas, parasitas ou simbiontes. Absorção e produção de enzimas (lipases, proteinases, fosfolipases, amilases e quitinases). DESENVOLVIMENTO Glicose, ferro, manganês, tiaminas, biotina, riboflavina, nitrogênio. ÁGUA Hálofílicas - elevadas concentrações de sal TEMPERATURA LUMINOSIDADE Psicrófilos = 0-20 C Mesófilos = C Termófilos = Acima 40 C Micélio Vegetativo = obscuridade Micélio Reprodutivo = luz Fungicida = luz solar O MUNDO MARAVILHOSO DOS FUNGOS CRESCIMENTO E METABOLISMO Atmosfera (O 2 ) aeróbios restritos ou aneróbios facultativos ph 5-7 CARACTERÍSTICAS GERAIS : Crescimento lento Temperatura de C Meio para crescimento sólido Localização dos fungos no organismo A- Superficial >>>>>> Micoses Superficiais B- Cutâneas >>>>>>>> Micoses cutâneas C- Subcutâneo>>>>>> Micoses Subcutâneas D- Profundo >>>>>>> Micoses Profundas ou Sistêmicas B B C A D 18

19 REFERÊNCIAS Figuras: fotos pessoais e OBRIGADA 19