Microbiologia aplicada aula03 microrganismos

Microbiologia
Aplicada
CEMAL- Meio Ambiente -Turma 0113
Prof.: Msc.Amanda Fraga
Disciplina: Microbiologia Aplicada

Origem da célula procariótica:
3,7 bilhões de anos
Estrutura e função da célula
procariótica

Com base em comparações de sequências das regiões intergênicas
16S – 23S do DNA ribossômico:
Três Domínios (Super-reinos) (Woese, 1977)

Estudos subsequentes mostraram que cada domínio está associado a uma série
de fenótipos, alguns desses únicos para cada domínio

Célula procariótica x eucariótica

Tamanho da célula procariótica
Unidade de medida: m (micrômetro)
Tamanho variável: 0,1- 0,2 50 m
Thiomargarita namibiensis:  0,7 mm!
(1999)
Escherichia coli: 1 x 3 m

Tamanho comparativo dos microrganismos

Procariotos são pequenos, permitindo que:
- Nutrientes e dejetos sejam transportados para dentro e fora da célula via
membrana citoplasmática.
A velocidade desse transporte determina a velocidade metabólica:
- Quanto menor o tamanho, maior é o potencial de crescimento
- Interação mais intensa com o meio ambiente.

Morfologia dos procariotos: formas comuns
Cocos (Neisseria) Bacilos (Halobacterium/Salmonella) Vibrião (Bdellovibrio)
Espirilo
Pedunculad
a
(Rhodomicrob
ium)
Cianobactérias
Espiroqueta
(Leptospira)
Micélio
(Streptomyces)
Planos de divisão – definirão os arranjos

Morfologia dos procariotos: arranjos
Estreptococo: Gênero
Streptococcus
Estáfilococo: Gênero
Staphylococcus
Coco: Gênero Methanococcus
Sarcina: Gênero
Methanosarcina
Tétrade: Gênero Deinococcus
Diplococo: Gênero Neisseria

Estrutura da célula procariótica
Parede celular
A concentração de solutos dissolvidos gera alta pressão interna
(pressão de turgor).
(E. coli  2 atm)
- A parede celular é responsável pela contenção dessa pressão
- Envoltório rígido, responsável também pela forma da célula

Domínio Bacteria
a) componente principal: peptideoglicano
(>100 tipos)
- açúcares aminados:
N-acetilglicosamina
Ácido N-acetilmurâmico
- aminoácidos

b) De acordo com suas respostas à coloração de Gram, as bactérias se
dividem em 2 grupos:
(Dinamarquês Christian Gram, 1853)
Gram negativas: 10 % de peptideoglicano
(1-2 camadas) 2-3 nm
Gram positivas: 90 % da parede formados de
peptideoglicano (até 20 camadas) 30-60 nm
fonte: Prescott et al., 1996).

c) “Membrana” externa de bactérias Gram negativas (camada LPS).
Camada dupla, composta de:
• fosfolipídeos
• proteínas
• lipídeos
• polissacarídeos
• lipoproteínas
•Maior rigidez à parede
celular
•Seus componentes são
tóxicos quando injetados
em animais
•Participa do processo de
nutrição formando canais
de passagem

Domínio Archaea
* paredes de composição variável
* sem peptideoglicano
* Caráter Gram+ e Gram-
a) Metanogênicas
* pseudopeptidoglicano
* polissacarídeos
b) Halofílicas
* Halococcus: polissacarídeo sulfatado
* Halobacterium: glicoproteínas com cargas negativas
c) Outras metanogênicas
Methanococcus e Methanospirillum: proteínas
d) Hipertermofílicas:
* Sulfolobus: glicoproteínas (paredes estáveis em detergente em ebulição!!)
* Pyrodictium: glicoproteínas (113ºC)

Pseudopeptidoglicano
presente em algumas
Archaea metanogênicas
Peptideoglicano de Bacteria

Membrana plasmática
* barreira física, vital para a células
* espessura aproximada de 8 nm

Composição química da membrana
Domínio Bacteria: composição estável
* bicamada composta de:
- fosfolipídeos (glicerol + ácidos graxos + Pi: ligações éster)
- proteínas transmembranares
- hopanóides ( esteróis, resistência) em algumas espécies
Domínio Archaea: composição variável
* lipídeos: únicos na natureza
ligações éter entre o glicerol e hidrocarbonetos (isopreno)
podendo existir:
- glicerol diéter
- glicerol tetraéter
- mista

Comparação entre os lipídeos de Bacteria e Archaea

Material genético
Molécula única de DNA circular, intensamente dobrada,
podendo expandir-se até 1 mm (bactéria típica mede poucos m)
* não associado com histonas
* tamanho do genoma variável:
E. coli: 4,7 Mb
Mycoplasma genitalium: 0,58 Mb
* bactérias em crescimento podem conter várias cópias
* haplóides: apenas uma cópia de cada gene.

Estrutura do DNA em procariotos
DNA de Escherichia coli

Transformação
Naturalmente poucas bactérias realizam a transformação com eficiência.
Entretanto, esse processo é comumente induzido, através da eletroporação
utilizada na área da genética molecular.

Transdução
– Lederberg e Zinder (1951)
Estudava a conjugação em outras bactérias além da E. coli e percebeu que
os eventos não necessitavam de contato intercelular, mas não era uma
transformação.
– vírus como vetor

Transdução generalizada
Baixa frequência de
transferência
Empacotament
o acidental

Flagelos
* apêndices longos e finos( 20 nm)
* helicoidais
* distribuídos em número variável
* proteína: flagelina
* estrutura:
- corpo basal (motor)
- gancho
- filamento
- O movimento de rotação é transmitido a partir do “motor”
-1000 prótons para cada rotação
- velocidade variável (até 12000 rpm)
- A célula desloca-se com até 60 comprimentos celulares/s
(guepardo: 25 comprimentos/s)

Pili e fímbrias
* fímbrias: adesão (várias unidades/célula)
* pili: mais longos (geralmente 1 unidade/célula)
- conjugação
- adesão em bactérias patogênicas
* composição: proteínas

Cápsula (glicocálix)
* composição: glicoproteínas e/ou polissacarídeos
* função:
- adesão
- proteção contra dessecamento e fagocitose

Inclusões citoplasmáticas
Reserva de energia e de blocos estruturais:
* poli--hidroxibutirato, amido e outros
* polifosfatos (grânulos metacromáticos)
* enxofre
* magnetita (Fe3O4) (bactérias magnéticas usam para orientação)
“Magnetobulus multicellularis” (UFRJ)

Vesículas de gás
- procariotos aquáticos fotossintetizantes: ex. Cianobactérias
- ajuste vertical na coluna de água para regiões de luz ótima
para a fotossíntese
- poucas ou até centenas por célula
- proteínas hidrofóbicas

Endósporos (estruturas de resistência)
Encontrados em algumas Gram positivas:
- Bacillus
- Clostridium
- Sporosarcina
- Sporolactobacillus
10 % do peso seco é ácido dipicolínico (exclusivo de
esporos): estabilização do DNA.
Resistentes ao calor, radiações, ácidos, desinfetantes,
lisozima

Clorossomas
Presentes em bactérias fotossintetizantes
Ex: bactérias sulfurosas verdes

Microbiologia
APLICADA
CEMAL- Meio Ambiente -Turma 0113
Prof.: Msc.Amanda Fraga
Disciplina: Microbiologia Aplicada

Fungos
Do grego sphongos = esponja

Decomposição da matéria orgânica
* atividade de maior importância global
* principais agentes de decomposição em florestas:
- liberação de nutrientes para as plantas
Destruição de produtos
* madeira: postes, barcos, casas, etc.
* outros materiais: tecidos, lentes, discos
Biorremediação
* degradação de benzeno, naftaleno, fluoreno
* biosorção de metais pesados e radioativos
Micotoxinas (não é uma infecção)
* aflatoxinas: Aspergillus flavus e A. parasiticus
- grãos oleaginosos
- câncer do fígado
Importância

- Antibióticos e outros medicamentos
* penicilina: Penicillium chrysogenum
* cefalosporina: Cephalosporium acremonium
- Alimentos
* cogumelos
- cultivados desde o ano 600 na China
- importante mercado em expansão
- Envenenamentos
* Amanita spp., Psilocibes spp.
* Fungos de parede (liberação substâncias voláteis)
- Produção de alimentos
* queijos de leite
* queijo se soja (tofu)
* salames
* pão
* cerveja
Importância

EUA:
Stachybotrys chartarum
Problemas de saúde relacionados a
casas e edifícios (sick building
syndrome).
1993-1994: surto de hemorragia
pulmonar em crianças de Cleveland,
Ohio cujas casas tinham esse fungo
crescendo nas paredes.
Fungos de parede

- Produtos de valor industrial
* álcool
* enzimas
* ácidos
* vitaminas
* reguladores de crescimento de plantas
* surfactantes
- Doenças de plantas
* perdas econômicas enormes
* extinção de espécies em escala regional
* controle biológico de ervas (daninhas e usadas como drogas)
- Simbiontes
* micorrizas
* endófitos (alcalóides contra insetos)
* artrópodes (formigas que cultivam fungos)
* líquens
Importância

Líquens
- atividade antibacteriana
- Corante veneno para flechas (índios EUA)
- geléias na Turquia
- condimento para pão no Egito
- ingrediente de perfumes finos

- Controle biológico de doenças e pragas
Ex. Arthrobotrys (parasita de nematóides)
- Doenças no homem e animais
* pouco agressivos
* mais comuns em regiões tropicais (Ex. blastomicose)
* pacientes imunodeprimidos: AIDS, câncer, transplantes
- Alergias
* esporos
Importância

2. Características gerais
- Nutrição absortiva
* enzimas extracelulares (exoenzimas)
* quebra de diferentes moléculas insolúveis:
- carboidratos
- lipídeos
* grande variedade de produtos metabolizados
- Temperaturas de crescimento
* ótima: 25-30 ºC
* mínima: 10 ºC
* máxima: 40 ºC
algumas espécies termófilas (> 50ºC) e psicrófilas (< 0ºC)
- pH
* 4-7

- Oxigênio
* aeróbios (maioria)
* anaeróbios facultativos: fermentação
* anaeróbios obrigatórios: fermentativos obrigatórios
- Modo de vida
os fungos são organismos quimiorganotróficos:
- saprófitas
- parasitas
- simbiontes
- predadores
Características gerais
-Estrutura somática
* leveduriforme (sem micélio)
* hifas: filamentos tubulares ramificados, com crescimento apical
micélio

- Septo
* hifas septadas:
micélio apocítico: um núcleo em cada compartimento
micélio diplocítico: dois núcleos em cada compartimento
* hifas asseptadas: micélio cenocítico
(do grego: koinos = partilhar + kytos = compartimento)
- Parede celular
* forma da hifa
* proteção
* reconhecimento: sexual, simbioses
* composição:
-glucanas e quitina
-glucanas e glicoproteínas
- Organelas típicas dos eucariontes
* núcleos: pequenos e muito maleáveis
* mitocôndrias
* ribossomos
* retículo endoplasmático
* complexo de Golgi: simples cisternas
* citoesqueleto: tubulina e actina
* vacúolos

3. Reprodução
a) Reprodução assexuada:
Ocorre com mais frequência (várias vezes numa estação)
Maior número de indivíduos (mas menor variabilidade genética)
* esporos assexuais (produzidos mitoticamente: geneticamente iguais)
* fragmentação de hifas
* gemulação

Reprodução
Tipos de esporos assexuais:
- esporangiósporos: esporos internos produzidos por
mitose em esporângios
esporangiósporos
esporângio
Rhizopus stolonifer

Reprodução
- conídios (“poeira” em grego) : esporos externos produzidos
sobre conidióforos
conídios
conidióforo Aspergillus niger

Reprodução
- zoósporos: esporos móveis produzidos em
zoosporângios
zoosporângio
zoósporos
Esporo com flagelo

Reprodução
b) Reprodução sexuada
Esporos formados por meiose: indivíduos diferentes doam seus núcleos
Formação, ou não, de estruturas especializadas
Curiosidades:
Antes de ocorrer plasmogamia, é
preciso que uma hifa "atraia" a
outra. Isso ocorre por meio da
produção de feromônios (”atração
sexual“) produzidos por hifas
compatíveis.
Ciclo de vida geral dos fungos

Principais tipos de esporos sexuados:
* Zigósporos * Ascósporos * Basidiósporos

Reino Fungi
Principais características:
* micélio bem desenvolvido em quase todos os grupos
* parede celular de quitina
* reservas de glicogênio, trealose e manitol
* esteróis: ergosterol (reforço da parede)
Diversidade: cerca de 1,5 milhões de espécies (Hawksworth, 1991)
Cerca de 100.000 espécies descritas (< 7 %)
Calcula-se que o número de fungos seja igual ao das plantas.
Classificação dos Fungos
Classificar fungos não é tarefa fácil.
O grupo tem cerca de 600 milhões de anos e existem muitas dúvidas
a respeito de sua origem e evolução.

Atualmente, engloba 7 Filos
(Hibbet et al., 2007)

Filo Neocallimastigomycota
São anaeróbios obrigatórios no sistema digestivo de animais herbívoros
Auxiliam de forma importante na nutrição desses animais
Não apresentam mitocôndria
Reprodução assexuada por zoósporos com ou sem flagelos
Filo Blastocladiomycota
Fungos do solo e água
Normalmente são anaeróbios facultativos
Algumas espécies auxiliam na degradação da matéria orgânica e outras são patogênicas
Reprodução sexual pela fusão de gametas (zoósporo com flagelo único)
Filo microsporidia
Parasitas unicelulares de insetos, crustáceos, peixes e animais
Não tem mitocôndria, mas tem mitossomas (sem DNA)
Algumas espécies são letais e outras são utilizadas em controle biológico
Reprodução assexual e sexual (esporos sem flagelos)

Filo Chytridiomycota
Chytridion significa “pequeno pote” em grego
- Habitat
* maioria vivem na água e no solo
* trato digestivo de mamíferos herbívoros
- Modo de vida
* saprófitas: (maioria) invasores primários de matéria orgânica
* parasitas:
- plantas
- insetos
- anfíbios
- fungos
* simbiontes (anaeróbios do rúmen)
- Maioria cenocíticos, alguns unicelulares
- Reprodução:
* assexual por zoósporos com um único flagelo
* sexual: fusão de gametas (zoósporos) e meiose zigótica

Filo Glomeromycota
Características gerais:
* Simbiontes obrigatórios
* Formação de arbúsculos nas raízes das plantas
* Esporos grandes, multinucleados com paredes grossas
* Hifas não septadas
Habitat:
* solo
Modo de vida
* formam associações (endomicorrízicos) no interior das raízes da grande
maioria das plantas herbáceas e árvores tropicais.

Filo Glomeromycota
Importância:
* Essenciais no funcionamento do ecossistemas terrestres
Reprodução:
* Não há evidências de que se reproduzam sexualmente.
* Por não poderem ser cultivados axenicamente, são propagadas na planta
hospedeira em estufas. Os esporos produzidos em culturas aberta não são
estéreis, abrigando uma ampla variedade de bactérias e outros fungos.

Filo Ascomycota
Habitat:
* solo, água
* plantas
* animais
Modo de vida
* saprófitas: decompondo excrementos, madeira, folhas
* parasitas: plantas (mais importantes), insetos, peixes
* simbiontes: líquens, ectomicorrizas
Importância:
* produção de antibióticos (Penicillium)
* doenças: plantas, animais
* micotoxinas (Aspergillus spp.)
* espécies comestíveis de alto valor (trufas)
* produção de álcool e bebidas
* modelo genético para diversos estudos (Neurospora)
Grupo grande, complexo e diversificado
* micélio septado
* parede celular: quitina e -1,3-glucanas
* presença de ascas: estruturas contendo ascósporos
* filo em que estão as leveduras
Ascas com ascósporos

Filo Ascomycota
Reprodução:
- Assexual
* fissão binária ou gemulação: leveduras
* formação de esporos assexuais: conídios
- Sexual
*ocorrência de órgãos sexuais especializados
* formação de ascósporos no interior de ascas
* formação de ascocarpos

Filo Basidiomycota
- Grupo grande e diverso, desde espécies microscópicas até aquelas visíveis a olho nu.
- esporos sexuais externos: basidiósporos, produzidos em basídios
- micélio bem desenvolvido e septado.

Filo Basidiomycota
- Habitat: fungos essencialmente terrestres
- Importância
* comestíveis
Shiitake é cultivável
Boletus não é cultivável (depende da
associação com plantas)
* venenosos
* úteis para as plantas
* produtos secundários: antibióticos, aromas
- Modo de vida
* decompositores: principais agentes que decompõem
celulose e lignina
* simbiontes: ectomicorrizas
* patógenos: principalmente de plantas

Diversidade dos microrganismos eucarióticos
• Algas
• Protozoários
• Fungos
“São fascinantes devido ao seu ciclo de vida complexo, morfologia variável,
métodos alternativos de reprodução, como agentes de doenças, fonte de
interesse econômico e pelo seu papel no ambiente.”

As algas constituem um grupo filogeneticamente heterogêneo.

Algas
• Compreendem vários grupos de seres vivos aquáticos e autotróficos
(fotossintetizantes).
• A maioria são microscópicas (não devem ser confundidas com as cianobactérias).
• Algumas são macroscópicas: algas marinhas podem atingir mais de 30 m. Não
possuem verdadeiras raízes, caules ou folhas.
- Não precisam de sistema vascular pois toda célula é autotrófica.
Algas marinhas macroscópicas Algas microscópicas

• As algas contém clorofila e realizam a fotossíntese (autotrofia):
6 CO2 + 12 H2O energia luminosa C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
• Algumas algas também realizam a fotossíntese anoxigênica:
6 CO2 + 12 H2 energia luminosa C6H12O6 + 6 H2O
(Também realizada por procariotos fotossintéticos, mas com H2S com redutor)
• Algumas podem crescer na ausência de luz (quimiorganotrofia).
• Outras podem assimilar compostos orgânicos simples na presença de luz (fotoeterotrofia).
• Uma das principais características de classificação das algas corresponde ao polímero de
reserva, como resultado da fotossíntese -Tabela 14.3
Metabolismo energético e polímeros de reserva

Parede celular das algas
Apresenta grande diversidade na estrutura e composição:
• Fibrilas de celulose
• Reforço de carbonato de cálcio (“algas calcáreas”)
• Quitina
• Sílica nas diatomáceas (melhores fósseis de algas, 200 milhões de anos)
• Contém poros que permitem apenas a passagem de substâncias de pequena
massa molecular
• Não fagocitam, aspecto que distingue dos protozoários.
• Ausente nas euglenóides

As algas são abundantes em ambientes aquáticos
• oceanos
• rios e lagos
• tanques artificiais
• poças de água
• são também comuns nos solos e em rochas
em associação com fungos (líquens)
Os líquens são seres pioneiros na sucessão ecológica:
conseguem colonizar ambientes com poucos recursos
nutritivos.
Liberam substâncias que degradam as rochas, iniciando a
formação de um solo.

Diversidade das algas
• Podem ser unicelulares e coloniais
• Quando os agregados são lineares: filamentosa
Micrasterias: célula única Spirogyra: filamentosaVolvox: colônias Scenedesmus: pacotes
de 4 células

Polysiphonia
Spirogyra
• As algas contém clorofila coloração verde
Outras algas comuns exibem coloração vermelha ou marrom devido à
presença também de outros pigmentos, tais como a xantofila, mascarando a
coloração verde.
• Contém um ou mais cloroplastos em cada célula
antenas para
captação da luz

Motilidade
• Algumas algas são móveis, em geral pela ação de flagelos.
• Algas não apresentam cílios
Euglena

- Dinoflagelados (do grego dinos = rodopiante)
• Podem originar densas suspensões denominadas florescimentos, de
coloração vermelha (marés vermelhas)
• A toxicidade está relacionada a uma potente neurotoxina (algas do gênero
Alexandrium)
Algas tóxicas
Águas costeiras, mornas e
geralmente poluídas

- Pfiesteria é outro gênero de dinoflagelado tóxico
• Os esporos infectam peixes e as neurotoxinas destroem a pele dos animais
infectados possibilitando o desenvolvimento de patógenos bacterianos.
Em 1991 mais de 1 bilhão de peixes foram mortos
devido ao surto dessa alga no Estuário Nuese, na
Carolina do Norte, EUA

Importância das algas para o homem
• Matéria-prima para a produção de espessantes
(algina) para a indústria alimentar e de cosméticos).
• Produção de medicamentos e indústria farmacêutica.
• Solidificante para meio de cultura de fungos e
bactérias (das algas Rodofíceas, obtém-se o Ágar).
• Na indústria de tintas e filtros (a partir das Diatomáceas).
• Produção de microalgas para aquicultura (50% do custo da
produção de sementes de ostra).

Biodiesel, álcool, hidrogênio, tratamento de efluentes

Protozoários
• São microrganismos unicelulares desprovidos de parede celular.
• Geralmente sem coloração e com mobilidade.
• Distinguem-se:
- Dos procariotos por sua natureza eucariótica e tamanho geralmente maior.
- Das algas por serem desprovidos de clorofila
- Das leveduras (fungos) pela mobilidade e ausência de parede celular
- Dos bolores (fungos) pela incapacidade de formar corpos de frutificação.
• São filogeneticamente diversos, estando presentes em várias linhagens da
árvore de Eukarya.

Os protozoários estão presentes em diversas linhagens
Ramificação precoce. Desprovidos de mitocôndria,
esses eucariotos antigos possuem células metabolicamente
deficientes, sendo parasitas do homem e de outros animais.

Protozoários típicos
Ameba (Entamoeba) Ciliado (Paramecium)
Esporozoário (Plasmodium)Flagelado (Trichomona)
Tradicionalmente, quatro grupos são reconhecidos conforme seus meios locomotores:
amebas, ciliados, flagelados e esporozoários.

Protozoários- generalidades
• São encontrados em diversos habitats de água doce e marinha
• Vários são parasitas de animais, inclusive do homem
• Outros crescem no solo e árvores
• Os protozoários de vida livre estão em todos os níveis da cadeia alimentar.
• São encontrados no estômago de ruminantes onde participam da digestão
dos nutrientes.
• Muitos flagelados apresentam pigmentos fotossintetizantes e participam da
produção primária (matéria orgânica) dos ambientes aquáticos.

• Os protozoários amebóides, ciliados e flagelados heterótrofos ingerem
partículas e outros organismos - reciclagem de substâncias do ambiente.
• Relações mutualística e comensais também ocorrem com protozoários
amebóides e flagelados.
Ex.: - cupins e protozoários
- ruminantes e protozoários
• Os esporozoários (formadores de esporos) também são heterótrofos mas
vivem exclusivamente parasitando animais.
... generalidades

Nutrição
• A maioria nutre-se pela
ingestão, geralmente de outras
células (fagocitose)
http://www.youtube.com/watch?v=qJbKhGJFIG4

Principais grupos de protozoários
com base nos seus mecanismos de locomoção

Mastigophora: os flagelados
• São móveis pela ação do flagelo
• Muitos são de vida livre
• Outros são parasitas e/ou patogênicos
• Os mais importantes são os tripanossomas
Doença de Chagas, é uma infecção causada Trypanosoma cruzi,
transmitida por insetos.

Euglenóides: flagelados fototróficos
• Flagelados contendo cloroplastos (classificados como algas):
permite o crescimento fotossintético
• Na ausência de luz são capazes de crescer utilizando matéria
orgânica (fonte de C e energia), tornando-se indistinguíveis dos
demais protozoários.
• Não são patogênicos.
As algas euglenóides na ausência de luz
são consideradas como protozoários.

Sarcodina: as amebas
• Locomoção por movimento
amebóide
• Em geral, alimentam-se de
bactérias, algas, rotíferos e outros
protozoários.
• Diversas amebas são parasitas de
humanos e outros vertebrados.
• Ex: Entamoeba histolityca
(cavidades da boca e trato
intestinal, provoca ulcerações)

Ciliophora: os ciliados
• Durante algum estágio da vida apresenta cílios
• O mais conhecido e de maior distribuição é do gênero Paramecium
- Alimenta-se de microrganismos como bactérias, algas e leveduras

Apicomplexa (esporozoários)
• São parasitas obrigatórios.
• Não formam esporos verdadeiros como os de fungos, mas sim uma estrutura
análoga, relacionada com sua transmissão.
• O alimento é absorvido na forma solúvel, como nas bactérias.
• A malária é uma doença causada por esporozoários do gênero Plasmodium,
transmitidos pelo mosquito Anopheles.
• Provoca a destruição das hemácias, matando 3 milhões de pessoas por ano

Vírus: características gerais e
ciclos de vida

vírus (latim) = veneno
1796: Jenner: vacina contra varíola
Época marcada por muitas epidemias (cólera, peste, tifo, varíola, febre
amarela e tuberculose).
Era difícil conceber um agente infeccioso que não fosse uma bactéria
1892: Ivanowski: Mosaico do tabaco (TMV: tobacco mosaic virus)
1946: Stanley: isolamento do TMV
1949: Enders: cultivo dos vírus em culturas de células
1. Introdução

Jenner imunizando uma criança contra a varíola (vaccínia)

Diagrama do TMV
(vírus do mosaico do tabaco)
”Em relação à natureza dos vírus, é óbvio que uma
nítida linha, separando coisas vivas e coisas não vivas,
não pode ser traçada. Esse fato serve para aquecer a
velha discussão sobre a questão “o que
é a vida?”
(Wendell Meredith Stanley -1904-1971)

vírus (latim) = veneno
Entidades infecciosas não celulares cujos genomas
são constituídos de DNA ou RNA
* Replicação somente no interior de células vivas
* Usando sistemas de produção de energia e biossíntese do
hospedeiro para sintetizar cópias e transferir seu genoma para
outras células
FORMA SUPREMA DE SOFISTICAÇÃO DO
PARASITISMO
1. Introdução

2. Características gerais
2.1. ampla distribuição: parasitando animais, plantas, microrganismos
- com diferentes graus de dependência para replicação:
p. ex. bacteriófagos: menos de 10 genes, dependência completa;
outros com 30-100 genes, mais independentes

a) tamanho: 20-300 nm (10-100 vezes menores que as bactérias)
2.2. Morfologia básica

b) componentes
* parte central de ácido nucléico
* capsídeo: capa protéica(unidades: capsômeros):
- simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe
- simetria icosaédrica
* envelope

b) componentes
*
* capsídeo:
- simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe
- simetria icosaédrica
*

Vírus de simetria icosaédrica

b) componentes
*
*
* envelope: nucleocapsídeo envolvido por uma
membrana de lipoproteínas

c) ácido nucléico viral
DNA ou RNA
DNA e RNA (nunca simultaneamente)
o genoma pode ser:
linear: vírus de animais com RNA
circular: ex. herpesvirus (dsDNA)
segmentado: vírus da influenza
(gripe): 8 segmentos
(!) (!)

Alguns tipos de genomas virais
Genoma viral
Tipo de ácido nucléico Nº moléculas Tamanho
Vírus Hospedeiro no vírion Estrutura
Parvovírus Animais DNA fita simples Linear 1 5.176 b
174 Bactéria DNA fita simples Circular 1 5.386 b
Vírus símio 40 (SV40) Animais DNA fita dupla Circular 1 5.243 pb
Vírus da poliomielite Animais RNA fita simples Linear 1 7.433 b
Vírus mosaico couve-flor Plantas DNA fita dupla Circular 1 8.025 pb
Vírus mosaico feijão caupi Plantas RNA fita simples Linear 2 diferentes 9.370 b
Reovírus tipo 3 Animais RNA fita dupla Linear 10 diferentes 23.549 pb
Bacteriófago Lambda Bactéria DNA fita dupla Linear 1 48.514 pb
Vírus herpes simples 1 Animais DNA fita dupla Linear 1 152.260 pb
Bacteriófago T4 Bactéria DNA fita dupla Linear 1 168.903 pb
Citomegalovírus humanos Animais DNA fita dupla Linear 1 229.351 pb

Síntese de mRNA após a infecção celular por diferentes tipos de vírus

d) outros componentes (ocorrendo em alguns vírus):
- enzimas polimerases: replicação do AN viral
ex. transcriptase reversa nos retrovírus
- lipídeos: fosfolipídeos, glicolipídeos, ác. graxos
ex. fosfolipídeos do envelope
- carboidratos: além dos açúcares dos AN
ex. glicoproteínas nas espículas do vírus da gripe

3. Replicação dos vírus
Dentro da célula hospedeira
• Bacteriófagos (vírus de bactérias)
– Ciclo lítico (fagos virulentos)
a) adsorção: ligação a receptores específicos
– reversível
– irreversível
b) penetração:
– entrada do AN viral na célula

c) síntese dos componentes virais
– eventos iniciais:
» enzimas: polimerases
» síntese do mRNA
– eventos tardios:
» proteínas estruturais (capsômeros)
» ácido nucléico viral

d) montagem
– síntese das enzimas de montagem
– agregação das proteínas estruturais
– condensação do AN viral

e) liberação de novos vírus
– síntese das endolisinas
– lise da célula hospedeira
» liberação rápida
» liberação lenta (extrusão)

25 min. após a infecção são liberados 50-100 novos vírus

3.1.2. Ciclo lisogênico
a) adsorção
b) penetração do genoma
c) síntese de proteínas funcionais (inserção)
d) integração do genoma viral ao genoma da célula

3.2. Vírus de animais e plantas
a) adsorção
* animais:
glicoproteínas do envelope (espículas)
especificidade de hospedeiros, espécie, tecidos
* plantas: parece não haver receptores específicos

b) penetração e desnudamento:
* vírus de animais:
- liberação do AN viral na célula:
fusão do envelope viral com a membrana, ou
endocitose (enzimas digerem o capsídeo)
* vírus de plantas:
- vetores: bactérias, fungos, nematóides, fungos, insetos
- poros nas paredes
- ferimentos: abrasão, cortes, vento
Replicação de um vírus de planta: vírus do nanismo da cevada

e) liberação
mecanismos variáveis:
- lise da célula (certos animais)
- exocitose
- pela membrana do núcleo e exocitose
- vírus envelopados: brotamento
c) biossíntese dos componentes virais
eventos iniciais: polimerases, mRNA
eventos tardios: proteínas estruturais, síntese AN viral
d) maturação e montagem
Ex. vírus da gripe:
enzima neuraminidase
para excisão do broto

4. Classificação dos vírus
Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV) (1966)
• Um sistema universal para a classificação dos vírus e uma
taxonomia uniforme, foi discutido e proposto pelo comitê.
• A exploração de novos nichos e o aumento da sensibilidade e
especificidade nas técnicas de detecção têm expandido a lista de
novos vírus.
• ICTV reconhece mais de 3000 espécies, 71 famílias, 11
subfamílias e 175 gêneros.
• Base de dados para pesquisadores – ICTVdB desde 1991.

Ordem (com sufixo -virales);
Família (sufixo -viridae);
Subfamília (sufixo -virinae)
Gênero (sufixo -virus)
Espécie (por ex. tobacco mosaic virus)
Exemplo de Classificação
• O vírus Ebola é classificado da seguinte maneira:
– Ordem Mononegavirales
– Família Filoviridae
– Gênero Ebolavirus
– Espécie: Zaire ebolavirus (Rio Ebola no Sudão e Zaire- 1ª ocorrência)

• Famílias
1. Poxyviridae
2. Herpesviridae
3. Parvoviridae
4. Retroviridae
5. Picornaviridae
Gêneros
1. Enterovírus (trato alimentar), exemplo de espécies: Poliovírus 1, 2 e 3.
2. Cardiovírus (neurotrópico), exemplo de espécie: Mengovírus
3. Rhinovírus (região naso-faringeal), exemplo de espécie: Rhinovírus 1a
4. Hepatovírus (fígado), exemplo de espécie: Hepatite A

Os critérios taxonômicos mais importantes para
diferenciação entre as Ordens, Famílias e
Gêneros, são:
• Tipo e organização do genoma
• Estratégia de replicação
• Estrutura (morfologia)
Critérios Taxonômicos

As características para diferenciação entre espécies
de vírus, são:
Relação entre a sequência do genoma
Hospedeiro
Tropismo celular
Patogenicidade e citopatologia
Modo de transmissão
Propriedades fisico-químicas
Propriedade antigênica das proteínas virais
Critérios Taxonômicos

5.1. Viróides
- menores agentes infecciosos conhecidos
- compostos somente de RNA simples (circular)
- sem capa protéica
- sem genes codificando enzimas
- total dependência do hospedeiro
- localizados no núcleo:
interferência direta com a regulação gênica
- possível origem: riborganismos
-transmissão por sementes ou pólem
exemplo: agente da doença cadang-cadang (coqueiro)
5.2. Príons (proteinaceous infectious particles)
- somente proteínas (?) ou AN não detectado (?)
- localizam-se nas células do SNC (crônica)
- incubação longa (anos)
- alta resistência a UV e calor
- exemplos: kuru, scrapie (vaca louca) ou encefalopatia
espongiforme bovina), Mal de Alzheimer (?)
5. Outros agentes infecciosos semelhantes

Cadang-cadang: doença do coqueiro
causada por viróides
Viróides

Kuru,
É transmitida por rituais canibalísticos entre os membros da etnia
Fore em Papua, Nova Guiné:
Consumo de partes do cerébro de mortos.
Entre esse povo, as mulheres e crianças comiam o cérebro, pés e
mãos, “partes menos nobres”.
Mulheres e crianças eram as principais vítimas da doença.
A incubação até 30 anos mas, uma vez aparecendo os sintomas, a
doença progride rapidamente.
Morte: 3 a 12 meses após o aparecimento dos sintomas
A incidência da doença diminuiu após a abolição do canibalismo

Príons são também causadores de outras doenças degenerativas:
* Creutzfeldt-Jakob, Kuru, Gerstmann-Straussler-Scheinker
e algumas formas de insônia fatal em humanos.
Gerstmann-Straussler-Scheinker Disease
Ocorre em seres humanos.
Rara, predominantemente hereditária.
Caracterizada por uma descoordenação muscular e demência.
Associada a uma mutação no gene que codifica para a proteína
normal (PrPC).
Morte segue o sintomas dentro de 2 a 6 anos.
* A doença da vaca louca também é causada por príons e ocorre em
outros animais como ovinos, mink, mulas, cervos, gatos e outros.
.

Interação entre os organismos

Microbiologia aplicada aula03 microrganismos

Microbiologia aplicada aula03 microrganismos

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Destaque

Semelhante a Microbiologia aplicada aula03 microrganismos

Mais de Amanda Fraga

Último

Microbiologia aplicada aula03 microrganismos