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Mariana Isabeli Valentim
Microbiologia
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2018
Apresentação
O trabalho a seguir é apresentado à disciplina de Microbiologia,
como parte da avaliação do segundo período letivo do Curso Superior
de Licenciatura em Ciências Biológicas na Universidade Tecnológica
Federal do Paraná. Foi solicitado pela Professora Helena Flávia De
Mello Pistune — mestre em biologia evolutiva pela Universidade
Estadual de Ponta Grossa —, e realizado pela aluna Mariana Isabeli
Valentim — acadêmica de Licenciatura em Ciências Biológicas pela
Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
Trata-se de uma apostila didática de resumos do conteúdo de
microbiologia, realizada a partir do entendimento das aulas ministradas;
bem como, baseada em referências de pesquisa bibliográfica e de
informações digitais mais recentes sobre o assunto. Tem como objetivo
obtenção de nota parcial na disciplina e, possivelmente, auxílio aos
demais estudantes.
Microbiologia
Marcos históricos da microbiologia
A evolução dos microrganismos
A vida dos microrganismos
Virologia
Características principais dos vírus
Viróides
Príons
Patologias relacionadas aos vírus
Importância e relevância biológica dos vírus
Bacteriologia
Características principais das bactérias
Patologias relacionadas as bactérias
Importância e relevância biológica da bactérias
As Árqueas
Características principais da arqueas
Patologias relacionadas as arqueas
Importância e relevância biológica das arqueas
Protozoologia e parasitologia
Características principais dos protozoários
Patologias relacionadas aos protozoários
Importância e relevância biológica dos protozoários
Protozoa x Algae
Ficologia
Características principais das algas
Patologias relacionadas as algas
Importância e relevância biológica das algas
Micologia
Características principais dos fungos
Patologias relacionadas aos fungos
Importância e relevância biológica dos fungos
Exercícios de fixação 22
Referências bibliográficas
Sumário
1
2
3
4
6
7
8
9
5
01
03
04
07
07
08
08
09
10
13
14
15
16
16
16
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18
18
19
19
19
20
21
21
22
24
Marcos históricos da microbiologia:
Semanticamente, podemos definir a microbiologia como o estudo dos pequenos
organismos; os organismos microscópicos. Trata-se de um ramo da biologia específico
para o estudo acerca dos organismos que vamos ver nos próximos tópicos; sua
fisiologia, metabolismo, classificação, ecologia e demais informações relevantes ao
entendimento destes seres vivos tão abundantes em nosso planeta.
O questionamento acerca de seres invisíveis ao olho humano concretizou-se por
volta do século XVII, com o início da Idade Moderna na Europa e o advento do primeiro
microscópio rudimentar. Todo microscópio tem as funções de reproduzir uma imagem
ampliada da lâmina montada e separar os detalhes em alta resolução, de forma que seja
possível a observação pelos olhos humanos.
Para que a imagem seja vista de forma clara pelo olho humano, ela deve ser
espalhada por toda a retina em ângulo espacial suficiente, dessa forma, e com o auxílio
da incidência da luz, podemos distinguir os detalhes separadamente.
O primeiro estudioso a
observar e registrar uma célula foi
Robert Hooke (1635-1703), um
cientista experimental de grande
importância para a Revolução
Científica. Ele representou e relatou
sua descoberta em sua obra
intitulada “Micrographia”; os
estudos de Hooke incitaram
interesse de outros cientistas em
observar o “mundo microscópico”.
Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) foi um curioso mercador que fez
observações minuciosas de microrganismos coletados de sua própria saliva; ele os
denominou animalcules. Felizmente, sua curiosidade resultou nas primeiras descrições
de protozoários, fungos e bactérias já registradas.
Sabia-se que estes pequenos seres existiam, mas só descobrir-se-ia as suas
primeiras funções por volta do século XIX, quando Louis Pasteur (1822-1895)
trabalhou com as vacinas para raiva e carbúnculo; bem como desenvolveu o método de
pasteurização e fermentação com bactérias. Pondo fim assim, à teoria da geração
espontânea ou abiogênese.
Microscópio rústico [fonte: google.com.br/imghp]
1
Apesar de não serem a mesma coisa, abiogênese e
teoria da geração espontânea têm o mesmo princípio; o de
que os seres vivos possuem uma “receita” para surgirem a
partir de outra matéria ou até mesmo de “nada”. Acreditava-
se que, por exemplo, um rato poderia surgir de forma
mística a partir da junção de grãos de milho com roupas
sujas.
É claro que isso foi desmistificado a partir dos
estudos de Redi, Schawann, Pasteur, Tyndall e tantos outros
cientistas que se utilizaram da esterilização, incubação e
outros métodos.
Pasteur postulou a teoria microbiana das doenças, mas não obteve sucesso em
todos os seus experimentos; coube a Robert Koch (1843-1910), um médico alemão,
aperfeiçoar as suas técnicas, cultivando bactérias Bacillus anthracis e as injetando em
ratos que acabaram contraindo a doença. Provando dessa forma, a teoria de Pasteur.
Emerge então, a época de ouro da microbiologia. Diversas doenças provenientes
de microrganismos são identificadas; assim como tratamento para as mesmas, com os
próprios microrganismos. Da descoberta do primeiro vírus purificado (TMV) por Adolf
Meyer, passando pela invenção do primeiro antibiótico, a penicilina, atribuída à Alexander
Fleming; também às revoluções na enfermagem de Florence Nightingale; até os dias de
hoje, inúmeras personalidades colaboraram para o cenário atual da microbiologia.
[fonte: google.com.br/imghp]
2
1900 1950 2000
1903 – Oswaldo
Cruz foi nomeado
diretor geral da
saúde pública.
1909 – Paul
Ehrlich trabalha
com anticorpos
e sífilis.
1907 – Oswaldo
Cruz anuncia o
que a febre foi
erradicada no
Brasil.
1928 –
Alexander
Fleming
descobre a
Penicilina.
1932 – Gerhard
Domagk descobre
as sulfonamidas
ou sulfas
1944 – Avery,
MacLeod e
McCartey afirmam
que o DNA é
material genético
1953 – A
estrutura do
DNA é
descoberta por
Watson e Crick
1962 – Edelman e
Porter descobrem os
anticorpos
3
A evolução dos microrganismos
A palavra fósseis remete aos dinossauros; porém, estes viveram “apenas” há 200
milhões de anos. É dito que a terra possui mais de 4 bilhões de anos, sendo assim os
fósseis de dinossauros são jovens se comparado aos microrganismos.
Estudos indicam que há 3 bilhões de anos atrás, era em que a atmosfera não tinha
oxigênio, surgiram os primeiros microrganismos, ou melhor, o início da vida no planeta terra.
A teoria mais aceita é a de que a atmosfera primitiva, rica em gases metano, amônio,
hidrogênio e vapor d’água, formaram novas moléculas a partir da radiação solar. No oceano,
as novas moléculas se agruparam, formando o que foi denominado coacervato;
aglomerados de proteína que eram capazes de trocar material com a atmosfera.
A partir deste momento, o último ancestral comum; em teoria um organismo
unicelular que se alimentava de nitrogênio, sofreria as adversidades do ambiente a se
desenvolveria, sofrendo modificações moleculares com o passar das gerações. Surgiram
seres heterótrofos, que se alimentavam das substâncias mais abundantes do oceano. Houve
então a escassez e necessidade dos organismos originarem seu próprio alimento.
O planeta ganhou oxigênio a partir do surgimento das cianobactérias; organismos
capazes de utilizar a luz solar, H20 e C02 para a formação de oxigênio, da camada de
ozônio e possibilitaram a evolução aos eucariotos.
Últimoancestral comum
[Fonte: pt.wikipedia.org]
4
A vida dos microrganismos
Microrganismos, unicelulares ou agregados de células, têm seus tamanhos muito
variados; mas quase sempre são minúsculos. As células eucariotas dos microrganismos
variam de 10 a 30 µm já os procariontes — a maioria dos microrganismos — não são
maiores que 5 µm.
[fonte: google.com.br/imghp]
Células procarióticas
são muito mais simples do
que as células eucariontes;
portanto é evidente sua
diferença de tamanho.
Independentemente de seu
tamanho ou classificação,
todos os seres vivos possuem material genético; até mesmo o vírus que, por muitos, não
são considerados seres vivos.
Em função do estudo destes microrganismos invisíveis ao olho humano, desenvolveram-se
novas e poderosas máquinas; a microscopia de campo escuro, de contraste de fase e
microscopia de fluorescência; são alguns exemplos de invenções que auxiliaram na
observação os microbiotas. Existem também miscroscópios acústicos, eletrôicos e de
varredura, bem como microscopia por transmissão, tunelamento e força atômica.
Tendemos à associar os microrganismos à doenças; germes. Porém, nem todo
microrganismo é patológico e veremos a relação entre cada classificação com patologias
nos próximos tópicos. O fato é que, como Pasteur demonstrou, alguns microrganismos têm
relevância comercial e até benefícios à saúde dos demais organismos. Denominamos estes
microrganismos não prejudiciais como Microbiotas Normais, ou flora.
Quando microrganismos se reúnem em comunidades por algum motivo —
normalmente pelo acúmulo de nutrientes no ambiente, propício aos microrganismos em
questão —, ocorre o fenômeno de biofilme; uma condição que torna, por exemplo,
bactérias mais resistentes ou algas passíveis de virarem alimento para outros seres vivos
aquáticos.
Respectivamente: Imagens de microscopia de campo escuro (Bactéria Borrelia burgdorferi),
microscopia de contraste de fase (Fungo Morchella elata) [fonte: google.com.br/imghp]
5
A placa bacteriana dos dente é um exemplo
de biofilme. [fonte: google.com.br/imghp]
Esse crescimento microbiano presente
nos biofilmes, referente à quantidade de
organismos e não ao seu tamanho, resulta
na formação de colônias. Fatores como a
temperatura do meio, o pH, a pressão
osmótica e as fontes nutricionais (elementos
traço) estão relacionados ao crescimento e a
velocidade em que vai ocorrer.
No laboratório, nos aproveitamos desse fenômeno biológico para cultivar os
microrganismos; um meio de cultura apropriado possui os nutrientes necessários para
o crescimento, é estéril e com pH, temperatura e oxigênio adequados para cada
organismo a ser estudado. O meio de cultura tradicional trata-se de uma placa de Petri
com o caldo nutritivo — normalmente ágar — de acordo com seu meio quimicamente
definido.
Para a obtenção de culturas ainda mais puras, utiliza-se os métodos de
semeadura por esgotamento de estria; isso é feito com alças ou agulha bacteriológicas
próprias, a partir de movimentos planejados de acordo com a cultura em questão.
As estrias são mais ou menos espalhadas afim de obter
colônias mais ou menos densas.[fonte: google.com.br/imghp]
Existem ainda, meios de
cultura seletivos; próprios para
impedir o crescimento de
microrganismos “intrusos”,
deixando apenas os
microrganismos de interesse. O
meio diferencial é outra técnica
para destacar determinados
microrganismos.
Para microrganismos em
pequeno número, utiliza-se um
meio de enriquecimento e, dessa
forma, não se perde a cultura.
Assim como necessitamos aumentar o
crescimento microbiano, também precisamos
controlá-lo para que não ultrapasse os números
previstos. A forma mais eficiente de representar
a quantidade de organismos em meios de
cultura é a utilização da representação
logarítmica.
Representação logarítmica (pontilhado) e aritmética (linha
contínua) do crescimento populacional de determinada
espécie.[fonte: google.com.br/imghp]
6
[fonte: google.com.br/imghp]
A imagem ao lado resume as quatro
fases do crescimento microbiano; a fase lag
de intensa atividade para crescimento porém
nenhum aumento populacional até então.
Em seguida o aumento exponencial
das colônias, seguido pela fase estácionarias
aonde há o equilíbrio entre as mortes e
produção de novas células. E por fim a
redução total do população em taxa
logarítimica.
Até os organismos mais simples possuem um metabolismo complexo e reações
químicas vitais. Reações catabólicas ou degradativas (que liberam energia)são
aceleradas pelas enzimas, que têm papel muito importante no metabolismo de todos
os seres vivos. E as reações anabólicas (que requerem energia) são responsáveis
pelos processos biossintéticos e de crescimento celular.
É importante entender o funcionamento do metabolismo para a identificação
microbiana por testes bioquímicos. Certos organismos produzem determinadas
proteínas que outros não produzem. E é a partir dessa diversidade metabólica que
podemos diferenciar um organismo de outro. Alguns dos métodos utilizados são a
descarboxilação ou desidrogenação e o teste de fermentação. Estes testes são úteis na
identificação de bactérias patológicas, por exemplo.
A energia gerada ou utilizada durante as reações metabólicas é denominada ATP
(adenosina trifosfato); trata-se da principal fonte de energia química de todos os
organismos vivos. As vias metabólicas utilizadas pelos microrganismos podem, por
exemplo, se dar por catabolismo de carboidratos, glicólise, via pentose fosfato, via
Entner- Doudoroff; Respiração celular. respiração aeróbica; o ciclo de Krebs e sistema
de transporte de elétrons; anaeróbica, por fermentação e também por fotossíntese.
[fonte: http://www.ibb.unesp.br]
Para biossíntese, podemos citar a síntese de proteínas,
lipídeos, aminoácidos e proteínas, bem como síntese de pirimidinas
e purinas.
7
Características principais dos vírus
A palavra vírus vem do latim e significa veneno. Apesar de ser tratado como
microrganismo, o vírus não atende às condições básicas para ser considerado um ser
vivo; ele não é constituído por pelo menos uma célula, não alimenta-se ou se reproduz
por si só, e são completamente inertes fora de uma célula.
Estes organismos minúsculos possuem apenas um tipo de material genético;
DNA ou RNA e sua estrutura se limita basicamente à ácido nucleico (de fita simples ou
dupla, linear ou circular) e envelope proteico ou lipídico (capsídeo e capsômeros); a
diferença entre os envoltórios de um vírus para outro é o que define sua classificação.
São “pequenos ladrões”, pois uma vez que invadem uma célula viva; utilizam-se de sua
maquinaria e materiais para sua própria reprodução e desenvolvimento.
O ciclo lítico (A) dos vírus baseia-se na
infeção de uma célula hospedeira, deposição de
seu material genético, multiplicação do vírus
dentro da célula hospedeira por sua própria
maquinaria; e subsequente quebra da célula
(lise) hospedeira para liberação dos novos
microrganismos.
Diferentemente das bactérias, todos os vírus são infecciosos; alguns possuem
proteínas virais que sofrem mutação e driblam o sistema imune do hospedeiro. A
taxonomia geral dos vírus é dividida em helicoidais, poliédricos, envelopados e complexos.
Até o século XX não houveram estudos registrados sobre os vírus, obviamente pela
necessidade de microscópios potentes. Em 1935, pela primeira vez, foi isolado um vírus
por Wendell Stanley; o vírus do mosaico do tabaco.
E o ciclo lisogênico (B) se difere no fato
de não interferir no metabolismo do hospedeiro;
[fonte: google.com.br/imghp]
o material genético viral ficara depositado no do hospedeiro, e seus descendentes o
herdarão.
Viróides
Viróides são os menores patógenos do reino vegetal e menores estruturas
genéticas capazes de se reproduzir na célula. São constituídos por uma pequena
sequência de RNA circular e não possuem capsídeo.
Foi Theodor Otto Diener, em 1971, o descobridor dessas estruturas causadoras
do crescimento distorcido em plantas. São apenas duas famílias: pospiviroidae e
avsunviroidae que se diferenciam na presença ou ausência de ribozimas.
[fonte: https: wikipedia.org/]
8
Patologias relacionadas aos vírus
Agentes infecciosos mais simples ainda que os vírus são os príons; partículas
proteicas que não possuem ácido nucleicos; são as “aberrações” entre as proteínas,
tratando-se de mutações descobertas por Tikvah Alper e John Stanley Griffith, estudiosos
que desenvolveram a hipótese de que as encefalopatias espongiformes eram causadas
por agente não vivos; formados apenas por proteínas e resistentes à radiação ultravioleta
(que causa dano ao material genético).
Os Príons possuem capacidade de formar placas amiloides (agregados
extracelulares) dentro do sistema nervoso central e causar o rompimento da estrutura
normal desse local; as reações resultantes desses rompimentos são devastadoras.
Príons
Na biologia e medicina, o termo virose é aplicado à todas as doenças causadas
por agentes virais. Algumas das principais doenças causadas por estes organismos
acelulares são:
O resfriado comum ou rinofaringite, provocados por rinovírus (mais de 200 tipos)
são, em sua maioria, autotratáveis e autodiagnosticáveis. A papeira, ou caxumba; é uma
infecção viral que afeta as glândulas salivares; é facilmente tratada e prevenida por
vacina. Seu agente é vírus da parotidite infecciosa, um paramixovírus.
A raiva ou rábia é uma virose transmitida à humanos por animais infectados por
um Lyssavirus; pode pode ser mortal se não tratada por profissional adequado e já
existem vacinas para prevenção. Outra infecção viral contagiosa evitável por vacina é a
rubéola, a doença transmitida por um Rubivirus causa erupções na pele e é tratada por
medicação.
Hepatite é um grupo de doenças que podem ser causadas por vírus (HAV, HBV,
HCV etc.) e prevenidas por vacinas. Trata-se de uma infecção no fígado que causa
sintomas muito variados e pode levar à complicações maiores. Em áreas tropicais e
subtropicais, têm sido um grave problema as doenças virais Dengue (DENV) e Zika
(ZIKV); ambas transmitidos aos humanos pelo inseto Aedes aegypti, um vetor que
dissemina o vírus rapidamente. Ambas as doenças são de rápido tratamento quando
diagnosticadas, mas podem levar à óbito se não tratadas.
Um vírus capaz de causar a paralisia, sequelas, insuficiência respiratória e até a
morte é o Poliovírus, o vírus da poliomielite. Ocorre em maior parte entre as crianças e
em locais de condições sanitárias precárias. Não existe cura para poliomielite, porém a
prevenção é feita por vacinas e hábitos de higiene, bem como saneamento básico.
Por fim, a AIDS (Síndrome da Imunodeficiência Adquirida), uma doença
sexualmente transmissível causada pelo HIV (Vírus da Imunodeficiência Humana) que é
extremamente perigosa e que não pode, até então, ser curada.
9
O organismo do indivíduo contaminado já não é capaz de lutar contra infecções, e
acaba tornando-o frágil à doenças como tuberculose e pneumocistose; isso ocorre
porque o vírus em questão danificou o sistema imune do indivíduo. A mulher portadora
do vírus transmite aos seus filhos durante a gravidez e o HIV pode ser contraído até
mesmo por uso de seringas e outros objetos perfurocortantes contaminados.
Importância e relevância biológica dos vírus
Os vírus são modelos simples e de rápida reprodução, dessa forma, tornam-se de
grande utilidade para os estudos nas áreas da genética, biologia molecular e tantas
outras. A transcrição e duplicação do material genético são assuntos de interesse
quando se trata dos estudos com vírus.
Vetores virais também são importantíssimos para a medicina e terapia gênica;
vírus modificados geneticamente passam a ser inofensivos aos seres humanos e até
beneficiá-los. A engenharia genética trouxe uma gama de possibilidades para a cura de
doenças; e hoje em dia cogita-se o uso de vírus para tratamento de cânceres. De fato, a
denominada terapia epigenética já utiliza vírus na detecção de células cancerígenas não
detectáveis pelo sistema imune. O tratamento dessa forma é menos nocivo que os
atuais tratamentos, como a quimioterapia.
Alguns fatores são considerados ante o uso de vetores virais; a eficiência da
transferência, a duração da expressão, a segurança do procedimento e a reação
imunitária de cada organismo. Mesmo com todos estas problemática, os vírus têm sido
aliados para inoculação de genes capazes de curar progressivamente doenças até então
incuráveis ou de difícil tratamento.
Mosaico do Caupi
Papilomavírus
Bacteriófago H1N1 HIV
ZIKV DENV
Monstro Emoji
*Leve na esportiva Prof.
10
Características principais das bactérias
Bacteria, do grego bakterion (bastão), são os seres unicelulares e procariontes
mais abundantes no planeta. A quantidade de bactérias no corpo de um humano é
maior do que a própria quantidade de células humanas.
Mais uma curiosidade; a teoria da Endossimbiose Sequencial, proposta por Lynn
Margulis (1938-2011), afirma que as organelas mitocôndria e cloroplasto, das células
eucarióticas, teriam sua origem em bactérias primitivas. O que corrobora com a teoria é
o fato de, assim como as bactérias, as organelas citadas terem seu próprio material
genético; bem como terem semelhanças surpreendentes com as bactérias, desde o
tamanho até o alto nível de organização e DNA circular.
O tamanho das bactérias pode variar de 0,2 μm a 0,8 mm.; seu formato é um
dos fatores para classificação. A seguir o quadro apresenta as formas mais comum de
bactérias e suas nomenclaturas.
Bactérias são seres bem diversificados em suas necessidades nutricionais e atividades bioquímicas.
[fonte: google.com.br/imghp]
De fato, as bactérias estão entre os seres mais antigos já documentados; há
fósseis de mais de 4 bilhões de anos atrás. E ainda há muito o que aprender com estes
microrganismos.
11
Existem também formas especiais características de determinadas espécies,
como formato de estrela, retangular, colunar ou de haste, etc.
[fonte: https://pt.wikibooks.org/wiki/Ficheiro:Bacterial_morphology_diagram_pt.svg]
[fonte: https://allyouneedisbiology.wordpress.com/tag/stella-sp/]
12
A estrutura da bactéria é característica da célula procarionte, é menos complexa
quando comparada ao modelo eucarionte; não possui núcleo definido, seu cromossomo
é geralmente circular e disperso no citoplasma. Seu material genético não é associado à
histonas e a transcrição do mesmo ocorre ainda no citoplasma.
[fonte:https://www.istockphoto.com/br/vetor/bactéria-
estrutura-da-célula-gm500462663-42919546]
O plasmídeo não é uma organela presente em todas as bactérias e sua função é
uma vantagem seletiva em determinados ambientes. Os grânulos são reservas insolúveis
em água, compostos por cadeias complexas de açúcares.
Além da membrana celular, e/ou parede celular, as bactérias são revestidas de
uma cápsula de polissacarídeos ou proteínas resistentes à fagocitose. Algumas bactérias
apresentam flagelos para maior facilidade de locomoção e propulsão; e fímbrias, pili ou
microfibrilas para adesão ou reprodução.
Bactérias gram-positivas possuem sua parede celular espessa e rígida, formada
por múltiplas camadas de peptideoglicana. Possui também, es sua parede celular, os
ácidos teicoicos os quais regulam os movimentos dos cátions e determinam sua
especificidade. Podem apresentar endósporos como resistência osmótica extra.
Já as gram-negativas possuem poucas camadas peptideoglicana e um periplasma
intermembranar rico em proteínas; as porinas são seus canais para passagem de
moléculas.
A partir das diferenças entre as paredes das bactérias, é possível identificar e
classificar bactérias através da coloração de gram; para tanto, utiliza-se os corantes
cristal violeta, safranina, lugol e álcool. Ao final do processo as gram-positivas
aparecerão com aspecto violeta no microscópio, e as gram-negativas em magenta.
13
Bactérias se reproduzem assexuadamente, por cissiparidade — também
denominado divisão simples ou bipartição —; ou então sexuadamente através de
transformação, transdução ou conjugação.
Para a reprodução assexuada, e assumindo que não houveram mutações, a célula
divide-se em outra geneticamente idêntica. Diferencia-se este fenômeno de mitose por
não ocorrer a formação do fuso de divisão. Outra característica da reprodução assexuada
em certas bactérias é a esporulação, que é a formação de uma estrutura extremamente
resistente que pode manter a bactéria viva, com atividade metabólica reduzida, por
dezenas de anos.
Quando a reprodução acontece de forma sexuada por transformação, a bactéria
absorve o material genético disperso no meio e o incorpora à sua cromatina. Por
transdução, a relação acontece através de um vetor viral bacteriófago. Por fim, na
conjugação a bactéria utiliza seus pili para transferir fragmentos de seu material genético
para outra bactéria que irá repassar o genoma para seus descendentes nas próximas
divisões celulares.
Patologias relacionadas as bactérias
Uma devastadora epidemia; a peste negra,
como era conhecida, resultou em milhões de mortes
na Europa e Ásia no século XIV. Essa epidemia se
deu por conta de alguns fatores; o surgimento de
uma espécie específica de ratos negros, sua
proliferação e contato com humanos devido a falta
de saneamento e, obviamente, o agente patológico:
Yersinia pestis, um cocobacilo imóvel, anaeróbico
facultativo, que infecta pulgas Xenopsylla cheopis,
estas que se hospedam em ratos e podem transmitir
a bactéria para os humanos.
[fonte:https://pt.wikipedia.org/wiki/Peste_negra]
O humano infectado com a peste bubônica
não tratado, não resiste ao sétimo dia após o início
dos sintomas, que incluem febre altíssima,
convulsões e inchaço das glândulas linfáticas que
causam a aparência característica de bubos negros.
A invenção dos antibióticos cessaram finalmente essa epidemia,
assim como a Febre Tifóide, também transmitida por pulgas
contaminadas com bactérias, nesse caso as Rickettsia prowazekii.
O tifo epidêmico causou cerca de três milhões de mortes na Europa
Oriental e Russia e seus sintomas mais característicos eram delírios
e hemorragias por erupção cutânea.
Representação de “médico da peste”
utilizando seu traje “anti-peste”.
14
Mycobacterium tuberculosis ou bacilo de Koch, é o agente causador da maioria das
tuberculoses. Mais uma epidemia, dessa vez a realidade atual nos países pobres, que já
saldou mais de um bilhão de mortos entre o século XIX e XX. A tuberculose é uma doença
altamente contagiosa e infecciosa; passa de pessoa à pessoa e, portanto, a aglomeração é
um fator epidêmico dessa doença.
Os sintomas podem ser disfarçados por meses, porém a doença evolui e sintomas
mais sérios surgem; problemas respiratórios graves e finalmente o colapso dos pulmões.
Crianças saudáveis devem receber a vacina preventiva; o tratamento para os infectados
dura alguns meses e é feito por meio de antibióticos,
A tuberculose não ocorre exclusivamente nos
pulmões — pode ocorrer, por exemplo, nos ossos e
articulações ou no cérebro —, bem como não é tão-
somente causada pela Mycobacterium tuberculosis, Outras
espécies de micobactérias tais como a Mycobacterium
bovis, africanum e microti, podem causar tuberculose.
Estudos recentes apontem que assim como os vírus
estão associados ao câncer, as bactérias também têm seu
papel; tanto como preventoras quanto como causadoras.
Helicobacter pylori é uma bactéria que infecta a mucosa
estomacal e está sendo “acusada” de ser causadoras de
cânceres por provocar alterações lentas e progressivas
nesse local.
Importância e relevância biológica das bactérias
Podemos afirmar que as bactérias têm seu papel biológico indispensável na
biosfera: as cianobactérias ou algas azuis realizam a fotossíntese de 55% do oxigênio do
planeta. Elas são fixadoras de nitrogênio e também são aquelas que mantêm o equilíbrio
químico da atmosfera e também tem sua importância comercial e na medicina.
Um exemplo simples da importância comercial das bactérias é a sua utilização em
fertilização de solos, nesse caso as bactérias do grupo Rhizobium têm essa funcionalidade
através a protocooperação. As bactérias são também indispensáveis decompositoras de
matéria orgânica (as saprófitas) e até de matéria inorgânica; descobriu-se recentemente
uma bactéria(Ideonella sakaiensis) capaz de desintegrar o polietileno tereftalato, o que
significa um passo para a resolução dos problemas ambientais.
A biorremediação é um método que se aproveita da função natural das bactérias
em degradar poluentes e fazer assim, a limpeza ambiental. Ambas as duas técnicas
anteriormente citadas estão sendo estudadas à fim de aprimorá-las para uma utilização
em larga escala.
[fonte: google.com.br/imghp]
15
As bactérias Lactobacillus e Streptococus são
fermentadoras; amplamente usada na produção de
alimentos probióticos, ou seja, benéficos à saúde
humana. Além da fermentação lática, algumas
bactérias realizam a fermentação acética; que é da
Outras bactérias fermentadoras de
extrema utilidade ao ser humano são as
Escherichia coli que, em nosso intestino
grosso, mantêm relação mutualista de
sintetização de vitaminas bacterianas para
nossa sobrevivência, em troca de
nutrientes humanos para a sobrevivência
delas mesmas.
onde vem o vinagre, por exemplo.
[fonte: google.com.br/imghp]
Voltado à biotecnologia, a utilização de
bactérias na medicina tem sua função na
produção de vacinas para diversas doenças,
hormônios como a insulina, proteínas humanas
e bactérias imunomoduladoras. Estes são
campos estudados pela engenharia genética na
modificação destes microrganismos.
Características principais das arqueas
Literalmente antigas, — o que não implica em dizer que são os primeiros seres
vivos, apesar de serem sim semelhantes aos mesmos — as arqueas são seres muito
parecidos às bactérias por serem procariontes; mas com diferenças essenciais em sua
formação bioquímica e genética. Elas podem possuir cromossomos com mais de uma
origem de replicação, o que pensava-se ser exclusividade de organismos eucariotos.
Possuem também características
metabólicas bem peculiares; algumas arqueas
podem produzir energia a partir da luz com
um processo distinto da fotossíntese e outras
são capazes de produzir metano.
Diferentemente das bactérias, as arqueas não
possuem parede celular peptideoglicana e
sim uma membrana celular composta por
lipídeos com ligações éter. Arcaelo é a
denominação de seus flagelos, que possuem
algumas diferenças na composição em
relação aos das bactérias.
Teoricamente, as arqueas evoluíram do último
ancestral comum, e não das bactérias. Por esse
motivo têm seu próprio domínio; archaea.
[fonte: google.com.br/imghp]
16
A maioria das arqueas são extremófilas, ou seja, sobrevivem ou necessitam de
ambientes inóspitos, com temperaturas ou pressão absurdas. Podem não ser os
microrganismos mais famosos, porém estão presentes em todo o planeta e inclusive no
organismo humano.
Patologias relacionadas as arqueas
Importância e relevância biológica das arqueas
Assim como as bactérias metanogênicas, as arqueas podem auxiliar na
decomposição. O metano produzido pelas mesmas pode ser utilizado pela indústria ou como
fonte de energia alternativa.
Não há evidências concretas de patologias causadas por arqueas porém, estudos
apontam que Methanobrevibacter oralis pode, de alguma forma, estar relaciona à
periodontite; que é uma infecção gengival que pode acarretar danos ao osso maxilar.
Características principais dos protozoários
Derivado das palavras gregas protos e zoon, protozoários são literalmente
considerados os primeiros animais. Eles podem ser encontrados isolados ou em colônias,
nesse último caso os indivíduos são ligados por filamentos ou pela matriz. A maioria desses
microrganismos são fósseis, boa parte são de vida livre e o restante são parasitas.
O mais importante critério para diferenciação é o seu meio de locomoção.; flagelos,
esporos, filamentos ou cílios. Porém a diferenciação mais comum ocorre em dois grandes
grupos: os de vida livre e os parasitas (simbióticos). Os protozoários de vida livre sobrevivem
na água ou em solo orgânico já que aceitam pH’s bem variados. Já os parasitas, por serem
simbióticos, dependem de uma relação com algum outro ser vivo, seja de comensalismo,
mutualismo, predação entre outras.
[fonte: google.com.br/imghp]
17
A estrutura de cada indivíduo depende
também de sua forma de locomoção, pode
conter envelopes membranares como as
amebas ou envelopes rígidos, como os cistos
provisórios e carapaças. Sua reprodução
também é bem variada; pode dar-se
sexuadamente ou de forma assexuada.
Pode ainda, ocorrer a gemulação; processo de reprodução assexuada onde há a geração
de células filhas múltiplas, menores do que a célula mãe. No caso de uma fissão múltipla, a
mãe gera várias filhas idênticas. Portanto, diz-se que a reprodução assexuada dos
protozoários pode ser igual ou desigual.
Uma relação intermediária entre assexual
e sexual é a conjugação; na qual um indivíduo se
funde ao outro temporariamente para troca de
material nuclear, para em seguida, haver a
divisão binária. Sexuadamente é notável a
formação de gametas nos protozoários, pouco
semelhantes aos animais.
Protozoários tem a característica
capacidade de regeneração da maioria de sua
estrutura morfológica. O corte de um
protozoário não resulta em uma divisão; apenas
uma das partes será regenerada.
Conjugação de um Paramecium
[fonte: google.com.br/imghp]
Os pseudópodos de uma ameba, ou seja, seu meio de locomoção, agem
novamente na captura de alimento através de fagocitose de outros pequenos seres. Estes
que vão ser digeridos por enzimas específicas dentro do vacúolo digestivo criado pela
ameba. A regulação osmótica da maioria dos protozoários se dá por dois vacúolos
especiais, contráteis, que eliminarão os resíduos.
Assexuadamente, os protozoários
suscitam a divisão celular, cissiparidade ou
fissão binária. A título de curiosidade, a fissão
de uma ameba ocorre em média em 21
minutos.
Paramecium
[fonte: google.com.br/imghp]
Patologias relacionadas aos protozoários
Os protozoários são transmitidos aos humanos por meio de insetos, cistos e outros
animais. Uma doença causada por protozoários e transmitida ao ser humano pelo
mosquito Anopheles, é a malária; na qual o parasita Plasmodium infecta as células
sanguíneas e causa febre alta e calafrios no indivíduo até o estágio mais grave, de
convulsões à hemorragia e perda de consciência.
18
Não existe vacina e a prevenção se dá evitando a contaminação pelo mosquito. O
tratamento é eficiente quando a doença é diagnosticada cedo, mas se o diagnóstico tardar, o
paciente pode vir a óbito. Outra doença perigosa causada por parasita e transmitida por
insetos é a leishmaniose, causada por parasitas do gênero Leishmania que habitam os
mosquitos Lutzomya e Phlebotomus.
O estágio mais avançado da
leishmaniose é denominado calazar ou
leishmaniose visceral. Seus sintomas são
muitos, devido a doença acometer vários
órgãos; entre eles problemas renais, hepáticos
e pulmonares graves.
Morfologia da Leishmania:
A) Leishmania em sua forma promatigota;
B) Leishmania em sua forma epimastigota;
C) Leishmania em sua forma tripomastigota;
D) Leishmania em sua forma amastigota;
[fonte: google.com.br/imghp]
Ao ingerirmos água sem tratamento, corremos o risco de ingerir também de ingerir
um cisto de Giardia lamblia, um protozoário cosmopolita causador da giardíase, que é
fortalecido pelo suco gástrico hospedeiro e seu desenvolvimento impede a absorção de
nutrientes pelo organismo, como consequência o indivíduo acaba desenvolvendo desnutrição.
Uma patologia não transmissível de humano para humano
é a taxoplasmose, causada pelo protozoário Toxoplasma gondii.
É transmitido, na verdade, por outros animais tais como
domésticos ou pecuários através do contato com fezes ou
alimentação; é raro, porém é possível obter a doença por
transfusão de sangue ou transplante de órgão.
Importância e relevância biológica dos protozoários
O papel mais importante que se atribui aos protozoários é o saneamento, visto que
são utilizados em estações de tratamento de esgoto fazendo a digestão de outros pequenos
organismos. Sua importância também se apresenta no ecossistema por serem indicadores
ambientais naturais. Curiosamente, um único paramécio pode ingerir até cinco milhões de
microrganismos por dia.
Protozoa x Algae
É interessante pontuar que existem algumas algas no reino Protista, as quais não são
consideradas vegetais. Aliás, o reino protista sugere um grupo de organismos que não se
encaixam em outros reinos, porém há discussões para fragmentação do reino Protista.
19
Ficologia é o campo de estudo das algas, seres eucariotos e fotoautotróficos não
considerados vegetais por não conterem tecidos. A características biológica mais curiosa das
algas é a sua cor em função de seu habitat: sua pigmentação é adequada às ondas de luz
que incidem em determinada profundidade do oceano.
Características principais das algas
Patologias relacionadas as algas
Embora a maioria das algas não sejam patogênicas, muitas em condição de
inflorescência produzem toxinas letais aos peixes, por exemplo, ou então formam camadas
que prejudicam de diversas formas os organismos existentes no local. Um caso curioso de
alga que, por fatores ambientais, perdeu sua clorofila e tornou-se parasita: Prototheca, a alga
verde causadora da prototecose, doença que acomete a pele e causa infecções graves.
Importância e relevância biológica das algas
Com toda certeza podemos afirmar que as algas são fonte de oxigênio fundamental
ao ecossistema; os fitoplânctons, ou seja, organismos fotossintetizantes que vivem em meio
aquático não só produzem a maior taxa de todo o oxigênio do planeta (cerca de 90%),
como também são alimento para outros seres, estando no topo da cadeia alimentar.
Por exemplo, as algas verdes (clorófitas), encontram-se na superfície, isto porquê a
incidência de luz favorece a fotossíntese para clorofila e xantofila; pigmento de cor verde.
Algas intermediárias, de pigmentação marrom (feófitas), são ricas em fucoxantina e
carotenoides; pigmentos favoráveis para o comprimento de onda intermediário. No fundo do
oceano são encontradas as algas vermelhas (rodófitas) ricas em ficoeritrina e de zona fótica
— intensidade de radiação — baixa.
Nem todas as algas são fotossintetizantes, algumas podem ser quimio autotróficas;
prova da diversidade das algas é o fato de existirem algas pluricelulares — que podem
apresentar uma estrutura mais complexa, com haste, talo e lâminas semelhantes a das folhas
— e unicelulares, bem como sua forma de reprodução pode ser sexual (por formação de
gametas) ou assexual (por mitose).
Para a microbiologia, as algas — em especial o ágar, os alginatos e os carragenanos
— são essenciais, pois destes são extraídos colóides de diferentes texturas para preparação
de culturas de microrganismos em geral. Alginatos também estão presentes em vários
alimentos industrializados por suas prorpiedades gelificantes, estabilizantes e emulsificantes.
20
Ricas fontes de proteínas, vitaminas e sais minerais,
as algas estão presentes na culinária. O material é
abundante e pode ser colhido diretamente do meio
aquático ou cultivado especialmente para consumo
humano, ou até mesmo pecuário; visto que é comum
rações serem enriquecidas com algas.
Além disso, algas são fertilizantes naturais,
vermífugos, corretoras de pH, reguladores de apetite e,
dentro da naturopatia e costumes milenares, afirma-se tratar
doenças crônicas; porém esta última afirmação vêm sendo
pesquisada para afirmar cientificamente a eficácia das algas
na medicina.
Ademais, a indústria se utiliza das algas para
fabricação dos mais diversos produtos; desde géis e cremes
dentais, até fabricação de cápsulas de medicamentos.
[fontes: google.com.br/imghp]
Características principais dos fungos
O reino Fungi é composto por eucariotos com parede celular composta por quitina e
glucanos; a essa característica é atribuída a razão dos fungos não serem vegetais; aliás,
comprova-se que os fungos são biologicamente ais parecidos com os animais do que com
as plantas.
Organismos espalhados por todo o mundo,
são heterotróficos e, apesar de serem considerados
microrganismos, assim como as algas podem ter
tamanhos muito variados, sendo macroscópicos. Mais
uma semelhança entre as algas e os fungos é a
característica fluorescente de algumas espécies.
Sua classificação se dá pelos seguintes
fatores; suas características durante seu ciclo sexual
e de seus esporos e características gerais de suas
células. São considerados fungos
[fontes: google.com.br/imghp]
[fontes: google.com.br/imghp]
perfeitos aqueles que possuem
seu ciclo sexual completo.
Fungos se desenvolvem a
partir de filamentos de células,
denominadas hifas. As hifas
emaranhadas formam os
micélios, parte germinativa do
fungo.
21
A nutrição heterotrófica do fungo baseia-se na absorção de nutrientes de matéria
orgânica viva ou morta. No primeiro caso o fungo é um agente patológico ou parasita; e no
segundo caso um agente decompositor, ou saprófito. Existem ainda fungos em condições de
simbiose, no qual ele se beneficia e causa benefício ao organismo com o ser o qual convive.
A fisiologia do fungo é especialmente adaptada para o substrato sólido, o que significa que
ao longo do tempo as hifas invadem tecidos de forma eficiente e com grande força.
O corpo humano possui fungos que, em um corpo saudável, não causam problemas;
porém se o organismo se encontra com sua imunidade fragilizada, os fungos podem
provocar doenças e infecções fúngicas. Um destes fungos é a Candida albicans, um fungo
diploide que habita a boca, a vagina e também o trato digestivo humano; porém o
desequilíbrio dessa fauna causa infecções (candidíase) das mais diversas, podendo chegar
ao sangue e órgãos vitais.
Patologias relacionadas aos fungos
Aspergillus é um fungo de importância comercial; ele também causa a chamada
aspergilose, uma doença que afeta o sistema respiratório e provoca alergias. Ele é
amplamente encontrado no ambiente até mesmo domiciliar. Outro fungo patogênico que é
inalado é o Histoplasma capsulatum causador da histoplasmose, uma enfermidade que pode
ser grave em pacientes com imunidade baixa; felizmente já existem tratamentos.
A conjuntivite, inflamação conjuntiva (ocular) que pode
ou não ser de origem microbiana. Bem como a queratite
ocular, que também pode ser causada por fungos. Porém, as
doenças relacionadas à fungos mais populares são as
micoses; podem ocorrer em toda a pele e até mesmo couro
cabeludo e unhas. A principal forma de prevenção de micoses
são hábitos de higiene e, normalmente, são doenças de fácil
tratamento; [fonte: google.com.br/imghp]
Importância e relevância biológica dos fungos
Aos fungos atribuímos o papel de decompositores mais importantes do ecossistema;
eles impedem a acumulação de lixo orgânico e esse sistema natural de reciclagem orgânica é
essencial para o equilíbrio da natureza. Além de tal responsabilidade, os fungos são
amplamente utilizados na indústria alimentícia, de bebidas e também na indústria
farmacêutica; como a produção de penicilina pelo Penicillium.
Atualmente a penicilina tem seu uso indiscriminado, o
que torna seu potencial antibiótico uma ameaça aos
humanos, visto que bactérias resistentes sobrevivem e
acabam tornando-se imunes ao efeito. Por esse motivo,
utiliza-se a amoxicilina, ou penicinina semi sintética,
específica para cada microrganismo susceptível.
[fonte:google.com.br/imghp]
22
Exercícios de fixação
1) Quanto à coloração de Gram, podemos afirmar:
a) Podem diferenciar espécies de bactérias esporuladas e quanto à forma.
b) Podem diferenciar quanto à forma, espécie e arranjo bacterianos.
c) Podem diferenciar cocos d e pele dos encontrados no trato respiratório.
d) Podem diferenciar as bactérias quanto à forma, arranjo e a reação tintorial.
e) As bactérias são os microrganismos nunca relacionados com este processo de
coloração.
2) (Fuvest-SP) O organismo A é um parasita intracelular constituído por uma cápsula protéica
que envolve a molécula de ácido nucléico. O organismo B tem uma membrana lipoprotéica
revestida por uma parede rica em polissacarídeos que envolve um citoplasma, onde se
encontra seu material genético, constituído por uma molécula circular de DNA. Esses
organismos são respectivamente:
a) uma bactéria e um vírus.
b) um vírus e um fungo.
c) uma bactéria e um fungo.
d) um vírus e uma bactéria.
e) um vírus e um protozoário.
3) (Fatec-SP) Um organismo unicelular, sem núcleo diferenciado, causador de infecção em
ratos provavelmente será:
a) uma bactéria.
b) uma alga.
c) um vírus.
d) um fungo.
e) um protozoário.
4) (MACK-SP)A meningite meningocócica, cuja profilaxia, principalmente entre escolares, se
fez com vacinas conhecidas como ‘tipo A’ e ‘tipo C’, é uma infecção causado:
a) somente por vírus.
b) por bactérias formadas por bastão ou bacilos.
c) por bactérias de forma esférica. d) por vírus e bactérias.
e) por vírus e riquétsias.
5) (UFMG)Em que alternativa as duas características são comuns a todos os indivíduos do
reino Monera?
a) Ausência de núcleo e presença de clorofila.
b) Ausência de carioteca e presença de síntese protéica.
23
c) Incapacidade de síntese protéica e parasitas exclusivos.
d) Presença de um só tipo de ácido nucléico e ausência de clorofila.
e) Ausência de membrana plasmática e presença de DNA e RNA.
6) (UFES) Bactérias causadoras de infecção e que são vistas ao microscópio como
grupamento de glóbulos em cacho certamente são:
a)estafilococos.
b) estreptococos.
c) diplococos.
d) micrococos.
e) bacilos.
7) (FCMS-SP) Bacilos são:
a) vírus em forma de bastonete.
b) bactérias esféricas, agregadas em fio.
c) bactérias em forma de bastonete.
d) hifas de fungos do grupo dos basidiomicetos.
e) fungos unicelulares e de forma alongada.
8) (PUC-RJ) Muitas doenças humanas são produzidas por vírus. Marque da relação seguinte
a única de origem bacteriana:
a) gripe
b) caxumba
c) tétano
d) sarampo
e) varíola
Referências bibliográficas:
Observação: As imagens ilustrativas que não contêm legenda são,
ou de domínio público, ou de autoria própria.
Obras:
TORTORA, Gerard J.; Microbiologia, Porto Alegre: Editora Artmed, 2012.
MURRAY, Patrick R.; Medical Microbiology: USA: Elsevier Mosby, 2005.
PELCZAR, Michael J.: Microbiologia, São Paulo: Editora Mc.Graw-Hill, 1980.
Endereços digitais:
“A BRIEF HISTORY OF MICROBIOLOGY” disponível em <cliffsnotes.com>. Acesso em 08/10/18;
“INTRODUÇÃO A MICROBIOLOGIA” disponível em <slideplayer.com.br>. Acesso em 08/10/18;
“METABOLISMO MICROBIANO” disponível em <passeidireto.com>. Acesso em 25/10/18;
“POLIOMIELITE: SINTOMAS, [...]” disponível em <bio.fiocruz.br>. Acesso em 25/10/18;
“ENDOSSIMBIOSE” disponível em <todamateria.com>. Acesso em 28/10/18;
“ESTRUTURA CELULAR [...]” disponível em <infoescola.com >. Acesso em 28/10/18;
“BACTÉRIA” disponível em <pt.wikipedia.org >. Acesso em 28/10/18;
“AS GRANDES EPIDEMIAS [...]” disponível em <super.abril.com.br>. Acesso em 04/11/18;
“CIENTISTAS DESCOBREM [...]” disponível em <g1.globo.com>. Acesso em 18/11/18;
“ROLE OF ARCHAEA IN HUMAN DISEASE” disponível em <ncbi.nlm.nih.gov>. Acesso em 23/11/18;
“DOENÇAS CAUSADAS […]” disponível em <infoescola.com>. Acesso em 25/11/18
“PROTOTECOSE CUTÂNEA [...]” disponível em <scielo.br>. Acesso em 26/11/18
“ALGAE” disponível em <courses.lumenlearning.com>. Acesso em 26/11/18
“ALGAS” disponível em <slideplayer.com.br>. Acesso em 26/11/18
“FUNGI” disponível em <pt.wikipedia.org >. Acesso em 27/11/18;
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Apostila Básica de Microbiologia

  • 1. Mariana Isabeli Valentim Microbiologia Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2018
  • 2. Apresentação O trabalho a seguir é apresentado à disciplina de Microbiologia, como parte da avaliação do segundo período letivo do Curso Superior de Licenciatura em Ciências Biológicas na Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Foi solicitado pela Professora Helena Flávia De Mello Pistune — mestre em biologia evolutiva pela Universidade Estadual de Ponta Grossa —, e realizado pela aluna Mariana Isabeli Valentim — acadêmica de Licenciatura em Ciências Biológicas pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Trata-se de uma apostila didática de resumos do conteúdo de microbiologia, realizada a partir do entendimento das aulas ministradas; bem como, baseada em referências de pesquisa bibliográfica e de informações digitais mais recentes sobre o assunto. Tem como objetivo obtenção de nota parcial na disciplina e, possivelmente, auxílio aos demais estudantes.
  • 3. Microbiologia Marcos históricos da microbiologia A evolução dos microrganismos A vida dos microrganismos Virologia Características principais dos vírus Viróides Príons Patologias relacionadas aos vírus Importância e relevância biológica dos vírus Bacteriologia Características principais das bactérias Patologias relacionadas as bactérias Importância e relevância biológica da bactérias As Árqueas Características principais da arqueas Patologias relacionadas as arqueas Importância e relevância biológica das arqueas Protozoologia e parasitologia Características principais dos protozoários Patologias relacionadas aos protozoários Importância e relevância biológica dos protozoários Protozoa x Algae Ficologia Características principais das algas Patologias relacionadas as algas Importância e relevância biológica das algas Micologia Características principais dos fungos Patologias relacionadas aos fungos Importância e relevância biológica dos fungos Exercícios de fixação 22 Referências bibliográficas Sumário 1 2 3 4 6 7 8 9 5 01 03 04 07 07 08 08 09 10 13 14 15 16 16 16 17 18 18 19 19 19 20 21 21 22 24
  • 4. Marcos históricos da microbiologia: Semanticamente, podemos definir a microbiologia como o estudo dos pequenos organismos; os organismos microscópicos. Trata-se de um ramo da biologia específico para o estudo acerca dos organismos que vamos ver nos próximos tópicos; sua fisiologia, metabolismo, classificação, ecologia e demais informações relevantes ao entendimento destes seres vivos tão abundantes em nosso planeta. O questionamento acerca de seres invisíveis ao olho humano concretizou-se por volta do século XVII, com o início da Idade Moderna na Europa e o advento do primeiro microscópio rudimentar. Todo microscópio tem as funções de reproduzir uma imagem ampliada da lâmina montada e separar os detalhes em alta resolução, de forma que seja possível a observação pelos olhos humanos. Para que a imagem seja vista de forma clara pelo olho humano, ela deve ser espalhada por toda a retina em ângulo espacial suficiente, dessa forma, e com o auxílio da incidência da luz, podemos distinguir os detalhes separadamente. O primeiro estudioso a observar e registrar uma célula foi Robert Hooke (1635-1703), um cientista experimental de grande importância para a Revolução Científica. Ele representou e relatou sua descoberta em sua obra intitulada “Micrographia”; os estudos de Hooke incitaram interesse de outros cientistas em observar o “mundo microscópico”. Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) foi um curioso mercador que fez observações minuciosas de microrganismos coletados de sua própria saliva; ele os denominou animalcules. Felizmente, sua curiosidade resultou nas primeiras descrições de protozoários, fungos e bactérias já registradas. Sabia-se que estes pequenos seres existiam, mas só descobrir-se-ia as suas primeiras funções por volta do século XIX, quando Louis Pasteur (1822-1895) trabalhou com as vacinas para raiva e carbúnculo; bem como desenvolveu o método de pasteurização e fermentação com bactérias. Pondo fim assim, à teoria da geração espontânea ou abiogênese. Microscópio rústico [fonte: google.com.br/imghp] 1
  • 5. Apesar de não serem a mesma coisa, abiogênese e teoria da geração espontânea têm o mesmo princípio; o de que os seres vivos possuem uma “receita” para surgirem a partir de outra matéria ou até mesmo de “nada”. Acreditava- se que, por exemplo, um rato poderia surgir de forma mística a partir da junção de grãos de milho com roupas sujas. É claro que isso foi desmistificado a partir dos estudos de Redi, Schawann, Pasteur, Tyndall e tantos outros cientistas que se utilizaram da esterilização, incubação e outros métodos. Pasteur postulou a teoria microbiana das doenças, mas não obteve sucesso em todos os seus experimentos; coube a Robert Koch (1843-1910), um médico alemão, aperfeiçoar as suas técnicas, cultivando bactérias Bacillus anthracis e as injetando em ratos que acabaram contraindo a doença. Provando dessa forma, a teoria de Pasteur. Emerge então, a época de ouro da microbiologia. Diversas doenças provenientes de microrganismos são identificadas; assim como tratamento para as mesmas, com os próprios microrganismos. Da descoberta do primeiro vírus purificado (TMV) por Adolf Meyer, passando pela invenção do primeiro antibiótico, a penicilina, atribuída à Alexander Fleming; também às revoluções na enfermagem de Florence Nightingale; até os dias de hoje, inúmeras personalidades colaboraram para o cenário atual da microbiologia. [fonte: google.com.br/imghp] 2 1900 1950 2000 1903 – Oswaldo Cruz foi nomeado diretor geral da saúde pública. 1909 – Paul Ehrlich trabalha com anticorpos e sífilis. 1907 – Oswaldo Cruz anuncia o que a febre foi erradicada no Brasil. 1928 – Alexander Fleming descobre a Penicilina. 1932 – Gerhard Domagk descobre as sulfonamidas ou sulfas 1944 – Avery, MacLeod e McCartey afirmam que o DNA é material genético 1953 – A estrutura do DNA é descoberta por Watson e Crick 1962 – Edelman e Porter descobrem os anticorpos
  • 6. 3 A evolução dos microrganismos A palavra fósseis remete aos dinossauros; porém, estes viveram “apenas” há 200 milhões de anos. É dito que a terra possui mais de 4 bilhões de anos, sendo assim os fósseis de dinossauros são jovens se comparado aos microrganismos. Estudos indicam que há 3 bilhões de anos atrás, era em que a atmosfera não tinha oxigênio, surgiram os primeiros microrganismos, ou melhor, o início da vida no planeta terra. A teoria mais aceita é a de que a atmosfera primitiva, rica em gases metano, amônio, hidrogênio e vapor d’água, formaram novas moléculas a partir da radiação solar. No oceano, as novas moléculas se agruparam, formando o que foi denominado coacervato; aglomerados de proteína que eram capazes de trocar material com a atmosfera. A partir deste momento, o último ancestral comum; em teoria um organismo unicelular que se alimentava de nitrogênio, sofreria as adversidades do ambiente a se desenvolveria, sofrendo modificações moleculares com o passar das gerações. Surgiram seres heterótrofos, que se alimentavam das substâncias mais abundantes do oceano. Houve então a escassez e necessidade dos organismos originarem seu próprio alimento. O planeta ganhou oxigênio a partir do surgimento das cianobactérias; organismos capazes de utilizar a luz solar, H20 e C02 para a formação de oxigênio, da camada de ozônio e possibilitaram a evolução aos eucariotos. Últimoancestral comum [Fonte: pt.wikipedia.org]
  • 7. 4 A vida dos microrganismos Microrganismos, unicelulares ou agregados de células, têm seus tamanhos muito variados; mas quase sempre são minúsculos. As células eucariotas dos microrganismos variam de 10 a 30 µm já os procariontes — a maioria dos microrganismos — não são maiores que 5 µm. [fonte: google.com.br/imghp] Células procarióticas são muito mais simples do que as células eucariontes; portanto é evidente sua diferença de tamanho. Independentemente de seu tamanho ou classificação, todos os seres vivos possuem material genético; até mesmo o vírus que, por muitos, não são considerados seres vivos. Em função do estudo destes microrganismos invisíveis ao olho humano, desenvolveram-se novas e poderosas máquinas; a microscopia de campo escuro, de contraste de fase e microscopia de fluorescência; são alguns exemplos de invenções que auxiliaram na observação os microbiotas. Existem também miscroscópios acústicos, eletrôicos e de varredura, bem como microscopia por transmissão, tunelamento e força atômica. Tendemos à associar os microrganismos à doenças; germes. Porém, nem todo microrganismo é patológico e veremos a relação entre cada classificação com patologias nos próximos tópicos. O fato é que, como Pasteur demonstrou, alguns microrganismos têm relevância comercial e até benefícios à saúde dos demais organismos. Denominamos estes microrganismos não prejudiciais como Microbiotas Normais, ou flora. Quando microrganismos se reúnem em comunidades por algum motivo — normalmente pelo acúmulo de nutrientes no ambiente, propício aos microrganismos em questão —, ocorre o fenômeno de biofilme; uma condição que torna, por exemplo, bactérias mais resistentes ou algas passíveis de virarem alimento para outros seres vivos aquáticos. Respectivamente: Imagens de microscopia de campo escuro (Bactéria Borrelia burgdorferi), microscopia de contraste de fase (Fungo Morchella elata) [fonte: google.com.br/imghp]
  • 8. 5 A placa bacteriana dos dente é um exemplo de biofilme. [fonte: google.com.br/imghp] Esse crescimento microbiano presente nos biofilmes, referente à quantidade de organismos e não ao seu tamanho, resulta na formação de colônias. Fatores como a temperatura do meio, o pH, a pressão osmótica e as fontes nutricionais (elementos traço) estão relacionados ao crescimento e a velocidade em que vai ocorrer. No laboratório, nos aproveitamos desse fenômeno biológico para cultivar os microrganismos; um meio de cultura apropriado possui os nutrientes necessários para o crescimento, é estéril e com pH, temperatura e oxigênio adequados para cada organismo a ser estudado. O meio de cultura tradicional trata-se de uma placa de Petri com o caldo nutritivo — normalmente ágar — de acordo com seu meio quimicamente definido. Para a obtenção de culturas ainda mais puras, utiliza-se os métodos de semeadura por esgotamento de estria; isso é feito com alças ou agulha bacteriológicas próprias, a partir de movimentos planejados de acordo com a cultura em questão. As estrias são mais ou menos espalhadas afim de obter colônias mais ou menos densas.[fonte: google.com.br/imghp] Existem ainda, meios de cultura seletivos; próprios para impedir o crescimento de microrganismos “intrusos”, deixando apenas os microrganismos de interesse. O meio diferencial é outra técnica para destacar determinados microrganismos. Para microrganismos em pequeno número, utiliza-se um meio de enriquecimento e, dessa forma, não se perde a cultura. Assim como necessitamos aumentar o crescimento microbiano, também precisamos controlá-lo para que não ultrapasse os números previstos. A forma mais eficiente de representar a quantidade de organismos em meios de cultura é a utilização da representação logarítmica. Representação logarítmica (pontilhado) e aritmética (linha contínua) do crescimento populacional de determinada espécie.[fonte: google.com.br/imghp]
  • 9. 6 [fonte: google.com.br/imghp] A imagem ao lado resume as quatro fases do crescimento microbiano; a fase lag de intensa atividade para crescimento porém nenhum aumento populacional até então. Em seguida o aumento exponencial das colônias, seguido pela fase estácionarias aonde há o equilíbrio entre as mortes e produção de novas células. E por fim a redução total do população em taxa logarítimica. Até os organismos mais simples possuem um metabolismo complexo e reações químicas vitais. Reações catabólicas ou degradativas (que liberam energia)são aceleradas pelas enzimas, que têm papel muito importante no metabolismo de todos os seres vivos. E as reações anabólicas (que requerem energia) são responsáveis pelos processos biossintéticos e de crescimento celular. É importante entender o funcionamento do metabolismo para a identificação microbiana por testes bioquímicos. Certos organismos produzem determinadas proteínas que outros não produzem. E é a partir dessa diversidade metabólica que podemos diferenciar um organismo de outro. Alguns dos métodos utilizados são a descarboxilação ou desidrogenação e o teste de fermentação. Estes testes são úteis na identificação de bactérias patológicas, por exemplo. A energia gerada ou utilizada durante as reações metabólicas é denominada ATP (adenosina trifosfato); trata-se da principal fonte de energia química de todos os organismos vivos. As vias metabólicas utilizadas pelos microrganismos podem, por exemplo, se dar por catabolismo de carboidratos, glicólise, via pentose fosfato, via Entner- Doudoroff; Respiração celular. respiração aeróbica; o ciclo de Krebs e sistema de transporte de elétrons; anaeróbica, por fermentação e também por fotossíntese. [fonte: http://www.ibb.unesp.br] Para biossíntese, podemos citar a síntese de proteínas, lipídeos, aminoácidos e proteínas, bem como síntese de pirimidinas e purinas.
  • 10. 7 Características principais dos vírus A palavra vírus vem do latim e significa veneno. Apesar de ser tratado como microrganismo, o vírus não atende às condições básicas para ser considerado um ser vivo; ele não é constituído por pelo menos uma célula, não alimenta-se ou se reproduz por si só, e são completamente inertes fora de uma célula. Estes organismos minúsculos possuem apenas um tipo de material genético; DNA ou RNA e sua estrutura se limita basicamente à ácido nucleico (de fita simples ou dupla, linear ou circular) e envelope proteico ou lipídico (capsídeo e capsômeros); a diferença entre os envoltórios de um vírus para outro é o que define sua classificação. São “pequenos ladrões”, pois uma vez que invadem uma célula viva; utilizam-se de sua maquinaria e materiais para sua própria reprodução e desenvolvimento. O ciclo lítico (A) dos vírus baseia-se na infeção de uma célula hospedeira, deposição de seu material genético, multiplicação do vírus dentro da célula hospedeira por sua própria maquinaria; e subsequente quebra da célula (lise) hospedeira para liberação dos novos microrganismos. Diferentemente das bactérias, todos os vírus são infecciosos; alguns possuem proteínas virais que sofrem mutação e driblam o sistema imune do hospedeiro. A taxonomia geral dos vírus é dividida em helicoidais, poliédricos, envelopados e complexos. Até o século XX não houveram estudos registrados sobre os vírus, obviamente pela necessidade de microscópios potentes. Em 1935, pela primeira vez, foi isolado um vírus por Wendell Stanley; o vírus do mosaico do tabaco. E o ciclo lisogênico (B) se difere no fato de não interferir no metabolismo do hospedeiro; [fonte: google.com.br/imghp] o material genético viral ficara depositado no do hospedeiro, e seus descendentes o herdarão. Viróides Viróides são os menores patógenos do reino vegetal e menores estruturas genéticas capazes de se reproduzir na célula. São constituídos por uma pequena sequência de RNA circular e não possuem capsídeo. Foi Theodor Otto Diener, em 1971, o descobridor dessas estruturas causadoras do crescimento distorcido em plantas. São apenas duas famílias: pospiviroidae e avsunviroidae que se diferenciam na presença ou ausência de ribozimas. [fonte: https: wikipedia.org/]
  • 11. 8 Patologias relacionadas aos vírus Agentes infecciosos mais simples ainda que os vírus são os príons; partículas proteicas que não possuem ácido nucleicos; são as “aberrações” entre as proteínas, tratando-se de mutações descobertas por Tikvah Alper e John Stanley Griffith, estudiosos que desenvolveram a hipótese de que as encefalopatias espongiformes eram causadas por agente não vivos; formados apenas por proteínas e resistentes à radiação ultravioleta (que causa dano ao material genético). Os Príons possuem capacidade de formar placas amiloides (agregados extracelulares) dentro do sistema nervoso central e causar o rompimento da estrutura normal desse local; as reações resultantes desses rompimentos são devastadoras. Príons Na biologia e medicina, o termo virose é aplicado à todas as doenças causadas por agentes virais. Algumas das principais doenças causadas por estes organismos acelulares são: O resfriado comum ou rinofaringite, provocados por rinovírus (mais de 200 tipos) são, em sua maioria, autotratáveis e autodiagnosticáveis. A papeira, ou caxumba; é uma infecção viral que afeta as glândulas salivares; é facilmente tratada e prevenida por vacina. Seu agente é vírus da parotidite infecciosa, um paramixovírus. A raiva ou rábia é uma virose transmitida à humanos por animais infectados por um Lyssavirus; pode pode ser mortal se não tratada por profissional adequado e já existem vacinas para prevenção. Outra infecção viral contagiosa evitável por vacina é a rubéola, a doença transmitida por um Rubivirus causa erupções na pele e é tratada por medicação. Hepatite é um grupo de doenças que podem ser causadas por vírus (HAV, HBV, HCV etc.) e prevenidas por vacinas. Trata-se de uma infecção no fígado que causa sintomas muito variados e pode levar à complicações maiores. Em áreas tropicais e subtropicais, têm sido um grave problema as doenças virais Dengue (DENV) e Zika (ZIKV); ambas transmitidos aos humanos pelo inseto Aedes aegypti, um vetor que dissemina o vírus rapidamente. Ambas as doenças são de rápido tratamento quando diagnosticadas, mas podem levar à óbito se não tratadas. Um vírus capaz de causar a paralisia, sequelas, insuficiência respiratória e até a morte é o Poliovírus, o vírus da poliomielite. Ocorre em maior parte entre as crianças e em locais de condições sanitárias precárias. Não existe cura para poliomielite, porém a prevenção é feita por vacinas e hábitos de higiene, bem como saneamento básico. Por fim, a AIDS (Síndrome da Imunodeficiência Adquirida), uma doença sexualmente transmissível causada pelo HIV (Vírus da Imunodeficiência Humana) que é extremamente perigosa e que não pode, até então, ser curada.
  • 12. 9 O organismo do indivíduo contaminado já não é capaz de lutar contra infecções, e acaba tornando-o frágil à doenças como tuberculose e pneumocistose; isso ocorre porque o vírus em questão danificou o sistema imune do indivíduo. A mulher portadora do vírus transmite aos seus filhos durante a gravidez e o HIV pode ser contraído até mesmo por uso de seringas e outros objetos perfurocortantes contaminados. Importância e relevância biológica dos vírus Os vírus são modelos simples e de rápida reprodução, dessa forma, tornam-se de grande utilidade para os estudos nas áreas da genética, biologia molecular e tantas outras. A transcrição e duplicação do material genético são assuntos de interesse quando se trata dos estudos com vírus. Vetores virais também são importantíssimos para a medicina e terapia gênica; vírus modificados geneticamente passam a ser inofensivos aos seres humanos e até beneficiá-los. A engenharia genética trouxe uma gama de possibilidades para a cura de doenças; e hoje em dia cogita-se o uso de vírus para tratamento de cânceres. De fato, a denominada terapia epigenética já utiliza vírus na detecção de células cancerígenas não detectáveis pelo sistema imune. O tratamento dessa forma é menos nocivo que os atuais tratamentos, como a quimioterapia. Alguns fatores são considerados ante o uso de vetores virais; a eficiência da transferência, a duração da expressão, a segurança do procedimento e a reação imunitária de cada organismo. Mesmo com todos estas problemática, os vírus têm sido aliados para inoculação de genes capazes de curar progressivamente doenças até então incuráveis ou de difícil tratamento. Mosaico do Caupi Papilomavírus Bacteriófago H1N1 HIV ZIKV DENV Monstro Emoji *Leve na esportiva Prof.
  • 13. 10 Características principais das bactérias Bacteria, do grego bakterion (bastão), são os seres unicelulares e procariontes mais abundantes no planeta. A quantidade de bactérias no corpo de um humano é maior do que a própria quantidade de células humanas. Mais uma curiosidade; a teoria da Endossimbiose Sequencial, proposta por Lynn Margulis (1938-2011), afirma que as organelas mitocôndria e cloroplasto, das células eucarióticas, teriam sua origem em bactérias primitivas. O que corrobora com a teoria é o fato de, assim como as bactérias, as organelas citadas terem seu próprio material genético; bem como terem semelhanças surpreendentes com as bactérias, desde o tamanho até o alto nível de organização e DNA circular. O tamanho das bactérias pode variar de 0,2 μm a 0,8 mm.; seu formato é um dos fatores para classificação. A seguir o quadro apresenta as formas mais comum de bactérias e suas nomenclaturas. Bactérias são seres bem diversificados em suas necessidades nutricionais e atividades bioquímicas. [fonte: google.com.br/imghp] De fato, as bactérias estão entre os seres mais antigos já documentados; há fósseis de mais de 4 bilhões de anos atrás. E ainda há muito o que aprender com estes microrganismos.
  • 14. 11 Existem também formas especiais características de determinadas espécies, como formato de estrela, retangular, colunar ou de haste, etc. [fonte: https://pt.wikibooks.org/wiki/Ficheiro:Bacterial_morphology_diagram_pt.svg] [fonte: https://allyouneedisbiology.wordpress.com/tag/stella-sp/]
  • 15. 12 A estrutura da bactéria é característica da célula procarionte, é menos complexa quando comparada ao modelo eucarionte; não possui núcleo definido, seu cromossomo é geralmente circular e disperso no citoplasma. Seu material genético não é associado à histonas e a transcrição do mesmo ocorre ainda no citoplasma. [fonte:https://www.istockphoto.com/br/vetor/bactéria- estrutura-da-célula-gm500462663-42919546] O plasmídeo não é uma organela presente em todas as bactérias e sua função é uma vantagem seletiva em determinados ambientes. Os grânulos são reservas insolúveis em água, compostos por cadeias complexas de açúcares. Além da membrana celular, e/ou parede celular, as bactérias são revestidas de uma cápsula de polissacarídeos ou proteínas resistentes à fagocitose. Algumas bactérias apresentam flagelos para maior facilidade de locomoção e propulsão; e fímbrias, pili ou microfibrilas para adesão ou reprodução. Bactérias gram-positivas possuem sua parede celular espessa e rígida, formada por múltiplas camadas de peptideoglicana. Possui também, es sua parede celular, os ácidos teicoicos os quais regulam os movimentos dos cátions e determinam sua especificidade. Podem apresentar endósporos como resistência osmótica extra. Já as gram-negativas possuem poucas camadas peptideoglicana e um periplasma intermembranar rico em proteínas; as porinas são seus canais para passagem de moléculas. A partir das diferenças entre as paredes das bactérias, é possível identificar e classificar bactérias através da coloração de gram; para tanto, utiliza-se os corantes cristal violeta, safranina, lugol e álcool. Ao final do processo as gram-positivas aparecerão com aspecto violeta no microscópio, e as gram-negativas em magenta.
  • 16. 13 Bactérias se reproduzem assexuadamente, por cissiparidade — também denominado divisão simples ou bipartição —; ou então sexuadamente através de transformação, transdução ou conjugação. Para a reprodução assexuada, e assumindo que não houveram mutações, a célula divide-se em outra geneticamente idêntica. Diferencia-se este fenômeno de mitose por não ocorrer a formação do fuso de divisão. Outra característica da reprodução assexuada em certas bactérias é a esporulação, que é a formação de uma estrutura extremamente resistente que pode manter a bactéria viva, com atividade metabólica reduzida, por dezenas de anos. Quando a reprodução acontece de forma sexuada por transformação, a bactéria absorve o material genético disperso no meio e o incorpora à sua cromatina. Por transdução, a relação acontece através de um vetor viral bacteriófago. Por fim, na conjugação a bactéria utiliza seus pili para transferir fragmentos de seu material genético para outra bactéria que irá repassar o genoma para seus descendentes nas próximas divisões celulares. Patologias relacionadas as bactérias Uma devastadora epidemia; a peste negra, como era conhecida, resultou em milhões de mortes na Europa e Ásia no século XIV. Essa epidemia se deu por conta de alguns fatores; o surgimento de uma espécie específica de ratos negros, sua proliferação e contato com humanos devido a falta de saneamento e, obviamente, o agente patológico: Yersinia pestis, um cocobacilo imóvel, anaeróbico facultativo, que infecta pulgas Xenopsylla cheopis, estas que se hospedam em ratos e podem transmitir a bactéria para os humanos. [fonte:https://pt.wikipedia.org/wiki/Peste_negra] O humano infectado com a peste bubônica não tratado, não resiste ao sétimo dia após o início dos sintomas, que incluem febre altíssima, convulsões e inchaço das glândulas linfáticas que causam a aparência característica de bubos negros. A invenção dos antibióticos cessaram finalmente essa epidemia, assim como a Febre Tifóide, também transmitida por pulgas contaminadas com bactérias, nesse caso as Rickettsia prowazekii. O tifo epidêmico causou cerca de três milhões de mortes na Europa Oriental e Russia e seus sintomas mais característicos eram delírios e hemorragias por erupção cutânea. Representação de “médico da peste” utilizando seu traje “anti-peste”.
  • 17. 14 Mycobacterium tuberculosis ou bacilo de Koch, é o agente causador da maioria das tuberculoses. Mais uma epidemia, dessa vez a realidade atual nos países pobres, que já saldou mais de um bilhão de mortos entre o século XIX e XX. A tuberculose é uma doença altamente contagiosa e infecciosa; passa de pessoa à pessoa e, portanto, a aglomeração é um fator epidêmico dessa doença. Os sintomas podem ser disfarçados por meses, porém a doença evolui e sintomas mais sérios surgem; problemas respiratórios graves e finalmente o colapso dos pulmões. Crianças saudáveis devem receber a vacina preventiva; o tratamento para os infectados dura alguns meses e é feito por meio de antibióticos, A tuberculose não ocorre exclusivamente nos pulmões — pode ocorrer, por exemplo, nos ossos e articulações ou no cérebro —, bem como não é tão- somente causada pela Mycobacterium tuberculosis, Outras espécies de micobactérias tais como a Mycobacterium bovis, africanum e microti, podem causar tuberculose. Estudos recentes apontem que assim como os vírus estão associados ao câncer, as bactérias também têm seu papel; tanto como preventoras quanto como causadoras. Helicobacter pylori é uma bactéria que infecta a mucosa estomacal e está sendo “acusada” de ser causadoras de cânceres por provocar alterações lentas e progressivas nesse local. Importância e relevância biológica das bactérias Podemos afirmar que as bactérias têm seu papel biológico indispensável na biosfera: as cianobactérias ou algas azuis realizam a fotossíntese de 55% do oxigênio do planeta. Elas são fixadoras de nitrogênio e também são aquelas que mantêm o equilíbrio químico da atmosfera e também tem sua importância comercial e na medicina. Um exemplo simples da importância comercial das bactérias é a sua utilização em fertilização de solos, nesse caso as bactérias do grupo Rhizobium têm essa funcionalidade através a protocooperação. As bactérias são também indispensáveis decompositoras de matéria orgânica (as saprófitas) e até de matéria inorgânica; descobriu-se recentemente uma bactéria(Ideonella sakaiensis) capaz de desintegrar o polietileno tereftalato, o que significa um passo para a resolução dos problemas ambientais. A biorremediação é um método que se aproveita da função natural das bactérias em degradar poluentes e fazer assim, a limpeza ambiental. Ambas as duas técnicas anteriormente citadas estão sendo estudadas à fim de aprimorá-las para uma utilização em larga escala. [fonte: google.com.br/imghp]
  • 18. 15 As bactérias Lactobacillus e Streptococus são fermentadoras; amplamente usada na produção de alimentos probióticos, ou seja, benéficos à saúde humana. Além da fermentação lática, algumas bactérias realizam a fermentação acética; que é da Outras bactérias fermentadoras de extrema utilidade ao ser humano são as Escherichia coli que, em nosso intestino grosso, mantêm relação mutualista de sintetização de vitaminas bacterianas para nossa sobrevivência, em troca de nutrientes humanos para a sobrevivência delas mesmas. onde vem o vinagre, por exemplo. [fonte: google.com.br/imghp] Voltado à biotecnologia, a utilização de bactérias na medicina tem sua função na produção de vacinas para diversas doenças, hormônios como a insulina, proteínas humanas e bactérias imunomoduladoras. Estes são campos estudados pela engenharia genética na modificação destes microrganismos. Características principais das arqueas Literalmente antigas, — o que não implica em dizer que são os primeiros seres vivos, apesar de serem sim semelhantes aos mesmos — as arqueas são seres muito parecidos às bactérias por serem procariontes; mas com diferenças essenciais em sua formação bioquímica e genética. Elas podem possuir cromossomos com mais de uma origem de replicação, o que pensava-se ser exclusividade de organismos eucariotos. Possuem também características metabólicas bem peculiares; algumas arqueas podem produzir energia a partir da luz com um processo distinto da fotossíntese e outras são capazes de produzir metano. Diferentemente das bactérias, as arqueas não possuem parede celular peptideoglicana e sim uma membrana celular composta por lipídeos com ligações éter. Arcaelo é a denominação de seus flagelos, que possuem algumas diferenças na composição em relação aos das bactérias. Teoricamente, as arqueas evoluíram do último ancestral comum, e não das bactérias. Por esse motivo têm seu próprio domínio; archaea. [fonte: google.com.br/imghp]
  • 19. 16 A maioria das arqueas são extremófilas, ou seja, sobrevivem ou necessitam de ambientes inóspitos, com temperaturas ou pressão absurdas. Podem não ser os microrganismos mais famosos, porém estão presentes em todo o planeta e inclusive no organismo humano. Patologias relacionadas as arqueas Importância e relevância biológica das arqueas Assim como as bactérias metanogênicas, as arqueas podem auxiliar na decomposição. O metano produzido pelas mesmas pode ser utilizado pela indústria ou como fonte de energia alternativa. Não há evidências concretas de patologias causadas por arqueas porém, estudos apontam que Methanobrevibacter oralis pode, de alguma forma, estar relaciona à periodontite; que é uma infecção gengival que pode acarretar danos ao osso maxilar. Características principais dos protozoários Derivado das palavras gregas protos e zoon, protozoários são literalmente considerados os primeiros animais. Eles podem ser encontrados isolados ou em colônias, nesse último caso os indivíduos são ligados por filamentos ou pela matriz. A maioria desses microrganismos são fósseis, boa parte são de vida livre e o restante são parasitas. O mais importante critério para diferenciação é o seu meio de locomoção.; flagelos, esporos, filamentos ou cílios. Porém a diferenciação mais comum ocorre em dois grandes grupos: os de vida livre e os parasitas (simbióticos). Os protozoários de vida livre sobrevivem na água ou em solo orgânico já que aceitam pH’s bem variados. Já os parasitas, por serem simbióticos, dependem de uma relação com algum outro ser vivo, seja de comensalismo, mutualismo, predação entre outras. [fonte: google.com.br/imghp]
  • 20. 17 A estrutura de cada indivíduo depende também de sua forma de locomoção, pode conter envelopes membranares como as amebas ou envelopes rígidos, como os cistos provisórios e carapaças. Sua reprodução também é bem variada; pode dar-se sexuadamente ou de forma assexuada. Pode ainda, ocorrer a gemulação; processo de reprodução assexuada onde há a geração de células filhas múltiplas, menores do que a célula mãe. No caso de uma fissão múltipla, a mãe gera várias filhas idênticas. Portanto, diz-se que a reprodução assexuada dos protozoários pode ser igual ou desigual. Uma relação intermediária entre assexual e sexual é a conjugação; na qual um indivíduo se funde ao outro temporariamente para troca de material nuclear, para em seguida, haver a divisão binária. Sexuadamente é notável a formação de gametas nos protozoários, pouco semelhantes aos animais. Protozoários tem a característica capacidade de regeneração da maioria de sua estrutura morfológica. O corte de um protozoário não resulta em uma divisão; apenas uma das partes será regenerada. Conjugação de um Paramecium [fonte: google.com.br/imghp] Os pseudópodos de uma ameba, ou seja, seu meio de locomoção, agem novamente na captura de alimento através de fagocitose de outros pequenos seres. Estes que vão ser digeridos por enzimas específicas dentro do vacúolo digestivo criado pela ameba. A regulação osmótica da maioria dos protozoários se dá por dois vacúolos especiais, contráteis, que eliminarão os resíduos. Assexuadamente, os protozoários suscitam a divisão celular, cissiparidade ou fissão binária. A título de curiosidade, a fissão de uma ameba ocorre em média em 21 minutos. Paramecium [fonte: google.com.br/imghp] Patologias relacionadas aos protozoários Os protozoários são transmitidos aos humanos por meio de insetos, cistos e outros animais. Uma doença causada por protozoários e transmitida ao ser humano pelo mosquito Anopheles, é a malária; na qual o parasita Plasmodium infecta as células sanguíneas e causa febre alta e calafrios no indivíduo até o estágio mais grave, de convulsões à hemorragia e perda de consciência.
  • 21. 18 Não existe vacina e a prevenção se dá evitando a contaminação pelo mosquito. O tratamento é eficiente quando a doença é diagnosticada cedo, mas se o diagnóstico tardar, o paciente pode vir a óbito. Outra doença perigosa causada por parasita e transmitida por insetos é a leishmaniose, causada por parasitas do gênero Leishmania que habitam os mosquitos Lutzomya e Phlebotomus. O estágio mais avançado da leishmaniose é denominado calazar ou leishmaniose visceral. Seus sintomas são muitos, devido a doença acometer vários órgãos; entre eles problemas renais, hepáticos e pulmonares graves. Morfologia da Leishmania: A) Leishmania em sua forma promatigota; B) Leishmania em sua forma epimastigota; C) Leishmania em sua forma tripomastigota; D) Leishmania em sua forma amastigota; [fonte: google.com.br/imghp] Ao ingerirmos água sem tratamento, corremos o risco de ingerir também de ingerir um cisto de Giardia lamblia, um protozoário cosmopolita causador da giardíase, que é fortalecido pelo suco gástrico hospedeiro e seu desenvolvimento impede a absorção de nutrientes pelo organismo, como consequência o indivíduo acaba desenvolvendo desnutrição. Uma patologia não transmissível de humano para humano é a taxoplasmose, causada pelo protozoário Toxoplasma gondii. É transmitido, na verdade, por outros animais tais como domésticos ou pecuários através do contato com fezes ou alimentação; é raro, porém é possível obter a doença por transfusão de sangue ou transplante de órgão. Importância e relevância biológica dos protozoários O papel mais importante que se atribui aos protozoários é o saneamento, visto que são utilizados em estações de tratamento de esgoto fazendo a digestão de outros pequenos organismos. Sua importância também se apresenta no ecossistema por serem indicadores ambientais naturais. Curiosamente, um único paramécio pode ingerir até cinco milhões de microrganismos por dia. Protozoa x Algae É interessante pontuar que existem algumas algas no reino Protista, as quais não são consideradas vegetais. Aliás, o reino protista sugere um grupo de organismos que não se encaixam em outros reinos, porém há discussões para fragmentação do reino Protista.
  • 22. 19 Ficologia é o campo de estudo das algas, seres eucariotos e fotoautotróficos não considerados vegetais por não conterem tecidos. A características biológica mais curiosa das algas é a sua cor em função de seu habitat: sua pigmentação é adequada às ondas de luz que incidem em determinada profundidade do oceano. Características principais das algas Patologias relacionadas as algas Embora a maioria das algas não sejam patogênicas, muitas em condição de inflorescência produzem toxinas letais aos peixes, por exemplo, ou então formam camadas que prejudicam de diversas formas os organismos existentes no local. Um caso curioso de alga que, por fatores ambientais, perdeu sua clorofila e tornou-se parasita: Prototheca, a alga verde causadora da prototecose, doença que acomete a pele e causa infecções graves. Importância e relevância biológica das algas Com toda certeza podemos afirmar que as algas são fonte de oxigênio fundamental ao ecossistema; os fitoplânctons, ou seja, organismos fotossintetizantes que vivem em meio aquático não só produzem a maior taxa de todo o oxigênio do planeta (cerca de 90%), como também são alimento para outros seres, estando no topo da cadeia alimentar. Por exemplo, as algas verdes (clorófitas), encontram-se na superfície, isto porquê a incidência de luz favorece a fotossíntese para clorofila e xantofila; pigmento de cor verde. Algas intermediárias, de pigmentação marrom (feófitas), são ricas em fucoxantina e carotenoides; pigmentos favoráveis para o comprimento de onda intermediário. No fundo do oceano são encontradas as algas vermelhas (rodófitas) ricas em ficoeritrina e de zona fótica — intensidade de radiação — baixa. Nem todas as algas são fotossintetizantes, algumas podem ser quimio autotróficas; prova da diversidade das algas é o fato de existirem algas pluricelulares — que podem apresentar uma estrutura mais complexa, com haste, talo e lâminas semelhantes a das folhas — e unicelulares, bem como sua forma de reprodução pode ser sexual (por formação de gametas) ou assexual (por mitose). Para a microbiologia, as algas — em especial o ágar, os alginatos e os carragenanos — são essenciais, pois destes são extraídos colóides de diferentes texturas para preparação de culturas de microrganismos em geral. Alginatos também estão presentes em vários alimentos industrializados por suas prorpiedades gelificantes, estabilizantes e emulsificantes.
  • 23. 20 Ricas fontes de proteínas, vitaminas e sais minerais, as algas estão presentes na culinária. O material é abundante e pode ser colhido diretamente do meio aquático ou cultivado especialmente para consumo humano, ou até mesmo pecuário; visto que é comum rações serem enriquecidas com algas. Além disso, algas são fertilizantes naturais, vermífugos, corretoras de pH, reguladores de apetite e, dentro da naturopatia e costumes milenares, afirma-se tratar doenças crônicas; porém esta última afirmação vêm sendo pesquisada para afirmar cientificamente a eficácia das algas na medicina. Ademais, a indústria se utiliza das algas para fabricação dos mais diversos produtos; desde géis e cremes dentais, até fabricação de cápsulas de medicamentos. [fontes: google.com.br/imghp] Características principais dos fungos O reino Fungi é composto por eucariotos com parede celular composta por quitina e glucanos; a essa característica é atribuída a razão dos fungos não serem vegetais; aliás, comprova-se que os fungos são biologicamente ais parecidos com os animais do que com as plantas. Organismos espalhados por todo o mundo, são heterotróficos e, apesar de serem considerados microrganismos, assim como as algas podem ter tamanhos muito variados, sendo macroscópicos. Mais uma semelhança entre as algas e os fungos é a característica fluorescente de algumas espécies. Sua classificação se dá pelos seguintes fatores; suas características durante seu ciclo sexual e de seus esporos e características gerais de suas células. São considerados fungos [fontes: google.com.br/imghp] [fontes: google.com.br/imghp] perfeitos aqueles que possuem seu ciclo sexual completo. Fungos se desenvolvem a partir de filamentos de células, denominadas hifas. As hifas emaranhadas formam os micélios, parte germinativa do fungo.
  • 24. 21 A nutrição heterotrófica do fungo baseia-se na absorção de nutrientes de matéria orgânica viva ou morta. No primeiro caso o fungo é um agente patológico ou parasita; e no segundo caso um agente decompositor, ou saprófito. Existem ainda fungos em condições de simbiose, no qual ele se beneficia e causa benefício ao organismo com o ser o qual convive. A fisiologia do fungo é especialmente adaptada para o substrato sólido, o que significa que ao longo do tempo as hifas invadem tecidos de forma eficiente e com grande força. O corpo humano possui fungos que, em um corpo saudável, não causam problemas; porém se o organismo se encontra com sua imunidade fragilizada, os fungos podem provocar doenças e infecções fúngicas. Um destes fungos é a Candida albicans, um fungo diploide que habita a boca, a vagina e também o trato digestivo humano; porém o desequilíbrio dessa fauna causa infecções (candidíase) das mais diversas, podendo chegar ao sangue e órgãos vitais. Patologias relacionadas aos fungos Aspergillus é um fungo de importância comercial; ele também causa a chamada aspergilose, uma doença que afeta o sistema respiratório e provoca alergias. Ele é amplamente encontrado no ambiente até mesmo domiciliar. Outro fungo patogênico que é inalado é o Histoplasma capsulatum causador da histoplasmose, uma enfermidade que pode ser grave em pacientes com imunidade baixa; felizmente já existem tratamentos. A conjuntivite, inflamação conjuntiva (ocular) que pode ou não ser de origem microbiana. Bem como a queratite ocular, que também pode ser causada por fungos. Porém, as doenças relacionadas à fungos mais populares são as micoses; podem ocorrer em toda a pele e até mesmo couro cabeludo e unhas. A principal forma de prevenção de micoses são hábitos de higiene e, normalmente, são doenças de fácil tratamento; [fonte: google.com.br/imghp] Importância e relevância biológica dos fungos Aos fungos atribuímos o papel de decompositores mais importantes do ecossistema; eles impedem a acumulação de lixo orgânico e esse sistema natural de reciclagem orgânica é essencial para o equilíbrio da natureza. Além de tal responsabilidade, os fungos são amplamente utilizados na indústria alimentícia, de bebidas e também na indústria farmacêutica; como a produção de penicilina pelo Penicillium. Atualmente a penicilina tem seu uso indiscriminado, o que torna seu potencial antibiótico uma ameaça aos humanos, visto que bactérias resistentes sobrevivem e acabam tornando-se imunes ao efeito. Por esse motivo, utiliza-se a amoxicilina, ou penicinina semi sintética, específica para cada microrganismo susceptível. [fonte:google.com.br/imghp]
  • 25. 22 Exercícios de fixação 1) Quanto à coloração de Gram, podemos afirmar: a) Podem diferenciar espécies de bactérias esporuladas e quanto à forma. b) Podem diferenciar quanto à forma, espécie e arranjo bacterianos. c) Podem diferenciar cocos d e pele dos encontrados no trato respiratório. d) Podem diferenciar as bactérias quanto à forma, arranjo e a reação tintorial. e) As bactérias são os microrganismos nunca relacionados com este processo de coloração. 2) (Fuvest-SP) O organismo A é um parasita intracelular constituído por uma cápsula protéica que envolve a molécula de ácido nucléico. O organismo B tem uma membrana lipoprotéica revestida por uma parede rica em polissacarídeos que envolve um citoplasma, onde se encontra seu material genético, constituído por uma molécula circular de DNA. Esses organismos são respectivamente: a) uma bactéria e um vírus. b) um vírus e um fungo. c) uma bactéria e um fungo. d) um vírus e uma bactéria. e) um vírus e um protozoário. 3) (Fatec-SP) Um organismo unicelular, sem núcleo diferenciado, causador de infecção em ratos provavelmente será: a) uma bactéria. b) uma alga. c) um vírus. d) um fungo. e) um protozoário. 4) (MACK-SP)A meningite meningocócica, cuja profilaxia, principalmente entre escolares, se fez com vacinas conhecidas como ‘tipo A’ e ‘tipo C’, é uma infecção causado: a) somente por vírus. b) por bactérias formadas por bastão ou bacilos. c) por bactérias de forma esférica. d) por vírus e bactérias. e) por vírus e riquétsias. 5) (UFMG)Em que alternativa as duas características são comuns a todos os indivíduos do reino Monera? a) Ausência de núcleo e presença de clorofila. b) Ausência de carioteca e presença de síntese protéica.
  • 26. 23 c) Incapacidade de síntese protéica e parasitas exclusivos. d) Presença de um só tipo de ácido nucléico e ausência de clorofila. e) Ausência de membrana plasmática e presença de DNA e RNA. 6) (UFES) Bactérias causadoras de infecção e que são vistas ao microscópio como grupamento de glóbulos em cacho certamente são: a)estafilococos. b) estreptococos. c) diplococos. d) micrococos. e) bacilos. 7) (FCMS-SP) Bacilos são: a) vírus em forma de bastonete. b) bactérias esféricas, agregadas em fio. c) bactérias em forma de bastonete. d) hifas de fungos do grupo dos basidiomicetos. e) fungos unicelulares e de forma alongada. 8) (PUC-RJ) Muitas doenças humanas são produzidas por vírus. Marque da relação seguinte a única de origem bacteriana: a) gripe b) caxumba c) tétano d) sarampo e) varíola
  • 27. Referências bibliográficas: Observação: As imagens ilustrativas que não contêm legenda são, ou de domínio público, ou de autoria própria. Obras: TORTORA, Gerard J.; Microbiologia, Porto Alegre: Editora Artmed, 2012. MURRAY, Patrick R.; Medical Microbiology: USA: Elsevier Mosby, 2005. PELCZAR, Michael J.: Microbiologia, São Paulo: Editora Mc.Graw-Hill, 1980. Endereços digitais: “A BRIEF HISTORY OF MICROBIOLOGY” disponível em <cliffsnotes.com>. Acesso em 08/10/18; “INTRODUÇÃO A MICROBIOLOGIA” disponível em <slideplayer.com.br>. Acesso em 08/10/18; “METABOLISMO MICROBIANO” disponível em <passeidireto.com>. Acesso em 25/10/18; “POLIOMIELITE: SINTOMAS, [...]” disponível em <bio.fiocruz.br>. Acesso em 25/10/18; “ENDOSSIMBIOSE” disponível em <todamateria.com>. Acesso em 28/10/18; “ESTRUTURA CELULAR [...]” disponível em <infoescola.com >. Acesso em 28/10/18; “BACTÉRIA” disponível em <pt.wikipedia.org >. Acesso em 28/10/18; “AS GRANDES EPIDEMIAS [...]” disponível em <super.abril.com.br>. Acesso em 04/11/18; “CIENTISTAS DESCOBREM [...]” disponível em <g1.globo.com>. Acesso em 18/11/18; “ROLE OF ARCHAEA IN HUMAN DISEASE” disponível em <ncbi.nlm.nih.gov>. Acesso em 23/11/18; “DOENÇAS CAUSADAS […]” disponível em <infoescola.com>. Acesso em 25/11/18 “PROTOTECOSE CUTÂNEA [...]” disponível em <scielo.br>. Acesso em 26/11/18 “ALGAE” disponível em <courses.lumenlearning.com>. Acesso em 26/11/18 “ALGAS” disponível em <slideplayer.com.br>. Acesso em 26/11/18 “FUNGI” disponível em <pt.wikipedia.org >. Acesso em 27/11/18; 24