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Introdução à Microbiologia Ana Claudia Souza Rodrigues
Microbiologia  VARIEDADE DE MICRORGANISMOS MUDANÇA DE NOMES MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS
 MICROBIOLOGIA ,[object Object]
 Doenças Infecciosas – Microbiologia Médica Patogênicos – Oportunistas – Microbiota
HISTÓRICO ANIMÁCULOS Antón van Leeuwenhoek – 1674. TEORIA DOS GERMENS Robert Koch e Louis Pasteur – 1670 - 1680
ERA DOS ANTIBIÓTICOS Anti-sifilítico Paul Ehrlich - 1910 Penicilinas Alexandre Fleming - 1928
OrganismosEstudadosPelaMicrobiologia BACTÉRIAS ,[object Object],(Procariotos) ,[object Object],(Eucariotos) ,[object Object],(Acelulares) ,[object Object],(Eucariotos) ,[object Object],(Eucariotos)
QUAL A DIFERENÇA DE CÉLULAS DE EUCARIONTES E PROCARIONTES?
Classificação dos seres vivos - Whittaker, 1969 Pommerville, J.C. (2004) Alcamo'sfundamentalsofmicrobiology
A CÉLULA PROCARIONTE (núcleo primitivo, pequenos e simples) Sem histonas ou delimitação nuclear. 70 S
A CÉLULA EUCARIONTE (núcleo verdadeiro) 80S
Principais diferenças estruturais Madigan et al., Microbiologia de Brock, 2004
Madiganet al., Microbiologia de Brock, 2004
PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE EUCARIONTES E PROCARIONTES
Bactéria multicelular? Abreu, F.; Martins, J.L.; Silveira, T.S.; Keim, C.N.; de Barros, H.G.P.L.; GueirosFilho, F.G.; Lins. U. (2007) ‘CandidatusMagnetoglobusmulticellularis’, a multicellular, magnetotactic prokaryote from a hypersaline environment. Int. J. Syst. Evol. Microbiol.,57:1318–1322.
“Arqueobactérias”         Ambientes inóspitos 	quentes (≥ 100ºC), ácidos Anaeróbios Pobre em nutrientes Condições da Terra primitiva
Extremos de temperatura e pressão Fenda hidrotermal -  Archaea Methanococcus jannaschii - 2.600 metros, a mais de 100ºC, sob pressão elevadíssima/
“Arqueobactérias”         Ambientes inóspitos 	quentes (≥ 100ºC), ácidos Anaeróbios Pobre em nutrientes Condições da Terra primitiva
Vreeland et al. (2000) Nature 407:897-900. 250 milhões de anos
COMO CLASSIFICAMOS AS BACTÉRIAS?
Estrutura da Célula Bacteriana O tamanho, a forma e o arranjo das células bacterianas ,[object Object]
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REPRODUÇÃO Assexuada por simples divisão (fissão binária) - uma célula, divide-se ao meio, dando origem a duas células-filhas iguais. Sexuada: 1.  Conjugação bacteriana - duas bactérias unem-se temporariamente através de uma ponte citoplasmática. Uma das células, denominada doadora, duplica parte do cromossomo e passa para outra célula, denominada receptora, unindo-se ao cromossomo dessa célula. A célula ficará com constituição genética diferente daquela das duas células iniciais. 2. Transdução - contaminação de uma bactéria por algum vírus. Este pode incorporar ao seu DNA partes do DNA da bactéria e quando infectar outra bactéria e esta sobreviver a contaminação apresentará novas características. 3.  Transformação - uma bactéria incorpora moléculas de DNA existentes no meio e esta passa a ter novas características. 
METABOLISMO CELULAR Anabolismo – utilização de energia para sintetizar componentes celulares. Catabolismo – degradação de substratos para obtenção de energia em forma de ATP.
Quanto a utilização de substâncias – FISIOLOGIA CELULAR: Autótrofas (litotrofas) – AUTOSUFICIENTE dependem exclusivamente de sustâncias químicas inorgânicas e de fonte de carbono (C02) para produzirenergia; Heterótrofas (organotrofas) - Requeremfontes de carbono orgânico para produção de energia.
O Metabolismo Bacteriano: obtendo energia  ,[object Object]
 Manutenção de [ ] iônica, movimento bacteriano
 Síntese de macromoléculas: sobrevivência e reproduçãoENERGIA Os processos de obtenção, armazenamento e utilização de ENERGIA são  organizados nas células através de uma  complexa rede de reações químicas.
NUTRIÇÃO - Os Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de Crescimento SUBSTÂNCIAS ESSENCIAIS PARA OBTENÇÃO DE ENERGIA – C, N, H20 E ÍONS CHONSP MACRONUTRIENTES – UTILIZADOS EM GRANDE QUANTIDADE (COMBUSTÍVEL): 1) CARBONO: presente na maioria das substâncias que compõe a 		   célula
NUTRIÇÃO - Os Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de Crescimento MACRONUTRIENTES:  2) Oxigênio: 	Importante elemento de moléculas orgânicas e                        inorgânicas. Em sua forma molecular, é requerido  		como aceptor final de elétrons. 		 A EXIGÊNCIA DE O2 DE UMA DETERMINADA BACTÉRIA REFLETE O MECANISMO UTILIZADO PARA SATISFAZER SUAS NECESSIDADES ENERGÉTICAS ANAERÓBIO AERÓBIO
Relações de Afinidade/Tolerância ao O2 1)Anaeróbios Obrigatórios: crescem apenas sob condições  			intensamente redutoras. O2 é tóxico. 2) Anaeróbios Aerotolerantes: anaeróbios com certo grau  					de tolerância ao O2. 3) Anaeróbios Facultativos: capazes de crescer em  				 condições aeróbias e anaeróbias. 4) Aeróbios Obrigatórios: absoluta necessidade de O2 para 					                        sobreviver. 5) Microaerófilas: crescimento ótimo sob  O2. Tensões de 			O2 altas podem ser inibitórias.
NUTRIÇÃO - Os Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de Crescimento MICRONUTRIENTES: (minerais)  São necessários ao desenvolvimento microbiano, porém em quantidades variáveis, dependendo do elemento e do microrganismo considerados. Cobre Cloro Magnésio Cálcio Sódio Zinco Potássio Ferro ,[object Object],     Parte de estruturas; Osmorreguladores
NUTRIÇÃO - Os Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de Crescimento FATORES DE CRESCIMENTO:  Substâncias que promovem crescimento dos microrganismos. In vivo:são fornecidas pelos tecidos e/ou líquidos corpóreos. In vitro:Extrato de leveduras e sangue e derivados. Ex. Vitaminas do complexo B; minerais; aminoácidos;  purinas e pirimidinas
METABOLISMO BACTERIANO E GERAÇÃO DE ENERGIA GLICOSE AERÓBIO          ou      ANAERÓBIO (CARBOIDRATOS)      (Utiliza outros compostos no lugar de O2) ANAERÓBIO (CARBOIDRATOS) FERMENTAÇÃO RESPIRAÇÃO C6H12O6  piruvatoacetilCoA+NADH  CO2+H2O+energia Fosforilação – Glicose – ác. Pirúvico +ATP
EbdemMeyerhof-Parnas
OXIDAÇÃO
Cinética do Crescimento Bacteriano = Crescimento Bacteriano Número de Indivíduos!!!! Tabique Fissão Binária
Fases do Crescimento Bacteriano No crescimento em meio de cultura líquido, as bactérias  apresentam uma curva de crescimento uniforme, quando  expresso em logaritmo do número de bactérias ao longo do tempo
* FASE LAG: ou de retardo; ajuste fisiológico. Células sintetizam cofatores e metabólitos essenciais e prepara o reservatório de nutrientes.  Fases do Crescimento Bacteriano
FASE LOG: ou de crescimento logarítmico; taxas máximas de crescimento. Essa taxa é influenciada pela T°C, fonte de C, [ ] e tipo de nutrientes e pela tensão de O2.  Fases do Crescimento Bacteriano *
* FASE ESTACIONÁRIA: o número de células viáveis alcança valor máximo e o n° de novas bactérias é = ao de células que morrem por carência de nutrientes. Fases do Crescimento Bacteriano
* FASE DE DECLÍNIO: o crescimento cessa devido ao esgotamento de vários nutrientes do meio.Células começam a lisar e morrer. Fases do Crescimento Bacteriano
SÍNTESE DE PROTEÍNAS BACTERIANAS Ribossomos: Transcrição  Tradução
ENFERMIDADES BEM DEFINIDAS Treponema pallidum – sífilis;  Poliovirus - poliomielite;  Plasmodiumspp– malária; Clostridiumtetanii – tétano Brucella – brucelose Neisseríagonorrhoeae – gonorréia Clostridiumdiphteriae - difteria
CLASSIFICAÇÃO BACTERIANA Macroscópica e microscópica Colorações – Gram, Ziehl Nielsen, Albert Layborn Formato – bacilos, cocos, espirilos, vibriões Hemólise, pigmentação, características bioquímicas Análise de ácidos graxos, proteínas e lipídios celulares Análise da sequencia de DNA, plasmídeos, ribotipagem
COLORAÇÃO DE GRAM
COLORAÇÃO DE GRAM GRAM POSITIVOS : Staphylococcus spp, Streptococcus spp, Enterococcus spp GRAM NEGATIVOS : Enterobactérias e Bacilos Gram negativos não fermentadores(BGNNF)

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Aula 1 - M

  • 1. Introdução à Microbiologia Ana Claudia Souza Rodrigues
  • 2. Microbiologia VARIEDADE DE MICRORGANISMOS MUDANÇA DE NOMES MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS
  • 3.
  • 4. Doenças Infecciosas – Microbiologia Médica Patogênicos – Oportunistas – Microbiota
  • 5. HISTÓRICO ANIMÁCULOS Antón van Leeuwenhoek – 1674. TEORIA DOS GERMENS Robert Koch e Louis Pasteur – 1670 - 1680
  • 6. ERA DOS ANTIBIÓTICOS Anti-sifilítico Paul Ehrlich - 1910 Penicilinas Alexandre Fleming - 1928
  • 7.
  • 8. QUAL A DIFERENÇA DE CÉLULAS DE EUCARIONTES E PROCARIONTES?
  • 9. Classificação dos seres vivos - Whittaker, 1969 Pommerville, J.C. (2004) Alcamo'sfundamentalsofmicrobiology
  • 10. A CÉLULA PROCARIONTE (núcleo primitivo, pequenos e simples) Sem histonas ou delimitação nuclear. 70 S
  • 11. A CÉLULA EUCARIONTE (núcleo verdadeiro) 80S
  • 12. Principais diferenças estruturais Madigan et al., Microbiologia de Brock, 2004
  • 14. PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE EUCARIONTES E PROCARIONTES
  • 15. Bactéria multicelular? Abreu, F.; Martins, J.L.; Silveira, T.S.; Keim, C.N.; de Barros, H.G.P.L.; GueirosFilho, F.G.; Lins. U. (2007) ‘CandidatusMagnetoglobusmulticellularis’, a multicellular, magnetotactic prokaryote from a hypersaline environment. Int. J. Syst. Evol. Microbiol.,57:1318–1322.
  • 16. “Arqueobactérias” Ambientes inóspitos quentes (≥ 100ºC), ácidos Anaeróbios Pobre em nutrientes Condições da Terra primitiva
  • 17. Extremos de temperatura e pressão Fenda hidrotermal - Archaea Methanococcus jannaschii - 2.600 metros, a mais de 100ºC, sob pressão elevadíssima/
  • 18. “Arqueobactérias” Ambientes inóspitos quentes (≥ 100ºC), ácidos Anaeróbios Pobre em nutrientes Condições da Terra primitiva
  • 19. Vreeland et al. (2000) Nature 407:897-900. 250 milhões de anos
  • 20. COMO CLASSIFICAMOS AS BACTÉRIAS?
  • 21.
  • 22.
  • 24. NOCARDIA E ACTINOMICETOS Possuem ác. Micólico em sua parede
  • 25. QUAIS OS COMPONENTES DA ESTRUTURA BACTERIANA?
  • 27. Estrutura da Célula Bacteriana 20 A 80 nm 9 A 20 nm
  • 28.
  • 30. Mais flexíveis – sem esteróis
  • 32. Produção de ENERGIA
  • 33.
  • 36.
  • 37. REPRODUÇÃO Assexuada por simples divisão (fissão binária) - uma célula, divide-se ao meio, dando origem a duas células-filhas iguais. Sexuada: 1. Conjugação bacteriana - duas bactérias unem-se temporariamente através de uma ponte citoplasmática. Uma das células, denominada doadora, duplica parte do cromossomo e passa para outra célula, denominada receptora, unindo-se ao cromossomo dessa célula. A célula ficará com constituição genética diferente daquela das duas células iniciais. 2. Transdução - contaminação de uma bactéria por algum vírus. Este pode incorporar ao seu DNA partes do DNA da bactéria e quando infectar outra bactéria e esta sobreviver a contaminação apresentará novas características. 3. Transformação - uma bactéria incorpora moléculas de DNA existentes no meio e esta passa a ter novas características. 
  • 38. METABOLISMO CELULAR Anabolismo – utilização de energia para sintetizar componentes celulares. Catabolismo – degradação de substratos para obtenção de energia em forma de ATP.
  • 39. Quanto a utilização de substâncias – FISIOLOGIA CELULAR: Autótrofas (litotrofas) – AUTOSUFICIENTE dependem exclusivamente de sustâncias químicas inorgânicas e de fonte de carbono (C02) para produzirenergia; Heterótrofas (organotrofas) - Requeremfontes de carbono orgânico para produção de energia.
  • 40.
  • 41. Manutenção de [ ] iônica, movimento bacteriano
  • 42. Síntese de macromoléculas: sobrevivência e reproduçãoENERGIA Os processos de obtenção, armazenamento e utilização de ENERGIA são organizados nas células através de uma complexa rede de reações químicas.
  • 43. NUTRIÇÃO - Os Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de Crescimento SUBSTÂNCIAS ESSENCIAIS PARA OBTENÇÃO DE ENERGIA – C, N, H20 E ÍONS CHONSP MACRONUTRIENTES – UTILIZADOS EM GRANDE QUANTIDADE (COMBUSTÍVEL): 1) CARBONO: presente na maioria das substâncias que compõe a célula
  • 44. NUTRIÇÃO - Os Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de Crescimento MACRONUTRIENTES: 2) Oxigênio: Importante elemento de moléculas orgânicas e inorgânicas. Em sua forma molecular, é requerido como aceptor final de elétrons. A EXIGÊNCIA DE O2 DE UMA DETERMINADA BACTÉRIA REFLETE O MECANISMO UTILIZADO PARA SATISFAZER SUAS NECESSIDADES ENERGÉTICAS ANAERÓBIO AERÓBIO
  • 45. Relações de Afinidade/Tolerância ao O2 1)Anaeróbios Obrigatórios: crescem apenas sob condições intensamente redutoras. O2 é tóxico. 2) Anaeróbios Aerotolerantes: anaeróbios com certo grau de tolerância ao O2. 3) Anaeróbios Facultativos: capazes de crescer em condições aeróbias e anaeróbias. 4) Aeróbios Obrigatórios: absoluta necessidade de O2 para sobreviver. 5) Microaerófilas: crescimento ótimo sob  O2. Tensões de O2 altas podem ser inibitórias.
  • 46.
  • 47.
  • 48.
  • 49. NUTRIÇÃO - Os Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de Crescimento FATORES DE CRESCIMENTO: Substâncias que promovem crescimento dos microrganismos. In vivo:são fornecidas pelos tecidos e/ou líquidos corpóreos. In vitro:Extrato de leveduras e sangue e derivados. Ex. Vitaminas do complexo B; minerais; aminoácidos; purinas e pirimidinas
  • 50. METABOLISMO BACTERIANO E GERAÇÃO DE ENERGIA GLICOSE AERÓBIO ou ANAERÓBIO (CARBOIDRATOS) (Utiliza outros compostos no lugar de O2) ANAERÓBIO (CARBOIDRATOS) FERMENTAÇÃO RESPIRAÇÃO C6H12O6  piruvatoacetilCoA+NADH  CO2+H2O+energia Fosforilação – Glicose – ác. Pirúvico +ATP
  • 51.
  • 53.
  • 55. Cinética do Crescimento Bacteriano = Crescimento Bacteriano Número de Indivíduos!!!! Tabique Fissão Binária
  • 56. Fases do Crescimento Bacteriano No crescimento em meio de cultura líquido, as bactérias apresentam uma curva de crescimento uniforme, quando expresso em logaritmo do número de bactérias ao longo do tempo
  • 57. * FASE LAG: ou de retardo; ajuste fisiológico. Células sintetizam cofatores e metabólitos essenciais e prepara o reservatório de nutrientes. Fases do Crescimento Bacteriano
  • 58. FASE LOG: ou de crescimento logarítmico; taxas máximas de crescimento. Essa taxa é influenciada pela T°C, fonte de C, [ ] e tipo de nutrientes e pela tensão de O2. Fases do Crescimento Bacteriano *
  • 59. * FASE ESTACIONÁRIA: o número de células viáveis alcança valor máximo e o n° de novas bactérias é = ao de células que morrem por carência de nutrientes. Fases do Crescimento Bacteriano
  • 60. * FASE DE DECLÍNIO: o crescimento cessa devido ao esgotamento de vários nutrientes do meio.Células começam a lisar e morrer. Fases do Crescimento Bacteriano
  • 61. SÍNTESE DE PROTEÍNAS BACTERIANAS Ribossomos: Transcrição  Tradução
  • 62. ENFERMIDADES BEM DEFINIDAS Treponema pallidum – sífilis; Poliovirus - poliomielite; Plasmodiumspp– malária; Clostridiumtetanii – tétano Brucella – brucelose Neisseríagonorrhoeae – gonorréia Clostridiumdiphteriae - difteria
  • 63. CLASSIFICAÇÃO BACTERIANA Macroscópica e microscópica Colorações – Gram, Ziehl Nielsen, Albert Layborn Formato – bacilos, cocos, espirilos, vibriões Hemólise, pigmentação, características bioquímicas Análise de ácidos graxos, proteínas e lipídios celulares Análise da sequencia de DNA, plasmídeos, ribotipagem
  • 65.
  • 66.
  • 67. COLORAÇÃO DE GRAM GRAM POSITIVOS : Staphylococcus spp, Streptococcus spp, Enterococcus spp GRAM NEGATIVOS : Enterobactérias e Bacilos Gram negativos não fermentadores(BGNNF)
  • 68. MÉTODO DE GRAM MUREÍNA - N-acetilglucosamina/ác. N-acetilmurámico – Degradável com lisozima Poliol+ác. graxo Anfipática/endotoxina Lip. A/Core/Ag O: IL-1, IL-6, FNT, LB febre, Shock, CIVD Transporte de substâncias e íons e produção de energia. Enzimas e proteínas de transporte
  • 69. Isso você já tem que saber!
  • 70. BACTÉRIAS NÃO IDENTIFICÁVEIS POR COLORAÇÃO DE GRAM MICOBACTÉRIAS – Peptideoglicano diferente envolvido por substância cerosa de ác. Micólico – CORD (fator agregante) MICOPLASMA E UREAPLASMA – Não possuem peptideoglicano. Únicas bactérias a ter colesterol em seu exterior proveniente do organismo hospedeiro.
  • 72.
  • 73.
  • 74. Onde encontramos procariotos? Homem: 1013 células - 1014 procariotos “FLORA” MICROBIOTA
  • 75. Nossos amigos os microrganismos... Site sugerido : Cinthya – UNB: http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/index.html
  • 76. RESPONDA Quais as diferenças de microrganismos eucariotos para procariotos? Por que bactérias Gram positivas ficam violeta na coloração de Gram enquanto as Gram negativas ficam rosa? Quais são as fases do crescimento bacteriano? Por que o M. tuberculosis e os micoplasmas não são identificados pelo método de Gram?