MICROBIOLOGIA Bio = vida Logos = estudo MICROBIOLOGIA é o

Componente Curricular: Microbiologia e Parasitologia I
Profª Mônica I. Wingert
Módulo I
Turma 101E
MICROBIOLOGIA
Bio = vida
Logos = estudo
MICROBIOLOGIA
é o estudo dos microrganismos. E microrganismos são as formas de vida que,
originalmente, só poderiam ser vistas com o auxílio do microscópio óptico (posteriormente, com o
microscópio eletrônico). Elas incluem Bactérias, Fungos, Vírus, Protozoários, Algas unicelulares,
Viróides e Prions (agente infeccioso composto de proteínas causa encefalopatias transmissíveis). essas
divisões está representada na tabela abaixo
Microbiologia divide-se em:
›bactérias
›fungos
›protozoários
›vírus
›imunologia
Microscopia
Ciência que estuda os microorganismos.
Expandiu-se através do desenvolvimento do microscópio desenvolvido por Antony Van Lewenhack em
1684, que aumentava os seres em 300x.
Louis Pasteur disse que:
›o ar é contaminado;
›tudo que está exposto no ar está contaminado;
›os microorganismos causam alteração nos alimentos;
›altas temperaturas matam os microorganismos presentes nos alimentos;
›ferver e resfriar os alimentos elimina os microorganismos (pasteurização).
MICROSCÓPIO
Microscópio óptico
Composto por partes mecânicas.
›pé, base: apoio para o microscópio;
›coluna ou braço: suporte a outros elementos;
›mesa ou platina:aonde se fixa a preparação para observar;
›tubo ou canhão: suporte para a ocular;
›revólver ou óptico: peça giratória aonde fixa-se as objetivas;
›parafusos de ajuste (micrométrico e macrométrico);
›condensador: conjunto de lentes que espalham a luz;
›objetivas: ampliam a imagem 10x, 40x ou 100x;
›oculares: lentes que permitem ampliar a imagem, aonde o observador coloca os olhos.
Capacidade de aumento
Objetiva (10) x ocular (10) = 100 vezes
Objetiva (40) x ocular (10) = 400 vezes
Objetiva (100) x ocular (10) = 1000 vezes
Microscópio eletrônico
Inventado em 1932 pelo alemão Ernest Ruska, durante a guerra para desenvolver armas nucleares.
Capacidade de ampliar centenas de milhares de vezes substitui o feixe de luz por um feixe de elétrons e
lentes de vidro, permite ampliação até um milhão de vezes.
Existem três tipos de microscópio eletrônico básico:
› De transmissão- usado para a observação de cortes ultrafinos;
› De varredura - capaz de produzir imagens de alta ampliação para a observação de superfícies;
› De tunelamento - capaz de oferecer aumentos de cem milhões de vezes, possibilitando a observação de
átomos.
BACTERIOLOGIA
É a ciência que estuda a morfologia, ecologia e a bioquímica das bactérias.
BACTÉRIAS: quer dizer pequeno bastão
Organismos simples – Unicelular - Apresenta apenas uma única célula.
Menor tamanho: - 0,2 a 1,5 µm de comprimento, sendo dez vezes menor, sendo dez vezes menores que
uma célula eucarionte.
Normalmente possui uma rígida parede celular que envolve a membrana plasmática.
Procariontes: Ausência de carioteca (membrana nuclear) componente fundamental do núcleo em células
eucariontes.
Presença de Núcleo
São micro-organismos abundantes do solo, água, ar e a maioria são inofensivas ao homem, poucas
bactérias são patógenas.
REPRODUÇÃO
*Reprodução assexuada: por divisão binária (duplicação do DNA ou separação da bactéria mãe em duas
células filhas).
*Reprodução sexuada: considera-se reprodução sexuada qualquer processo de transferência de
fragmentos de DNA de uma célula para outra. Depois de transferido, o DNA da bactéria doadora se
recombina com o da receptora, produzindo cromossomos com novas misturas de genes.
A transferência de DNA de uma bactéria para outra pode ocorrer de três maneiras: por transformação,
transdução e por conjugação.
*Transformação: a bactéria absorve moléculas de DNA dispersas no meio e esse DNA pode ser
proveniente, por exemplo, de bactérias mortas.
Os cientistas têm utilizado a transformação como uma técnica de Engenharia Genética, para introduzir
genes de diferentes espécies em células bacterianas.
*Transdução: moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores
(bactériófagos). Estes, ao se montar dentro das bactérias, podem eventualmente incluir pedaços de DNA
da bactéria que lhes serviu de hospedeira. Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA bacteriano o
transfere junto com o seu. Se a bactéria sobreviver à infecção viral, pode passar a incluir os genes de outra
bactéria em seu genoma.
*Conjugação: pedaços de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o "macho", para uma
receptora, a "fêmea". Isso acontece através de microscópicos tubos protéicos, chamados pili, que as
bactérias “machos” possuem em sua superfície.
O fragmento de DNA transferido se recombina com o cromossomo da bactéria "fêmea", produzindo
novas misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas na próxima divisão celular.
Conjugação bactéria mostrando o pili sexual.
NUTRIÇÃO BACTERIANA
Podem ser divididas em dois grupos.
* Bactérias autotrofas – são aquelas que têm a capacidade de produzir o seu próprio alimento, através
da fotossíntese (utilizam a energia luminosa) ou quimiossintese.(utilizam a energia liberada em reações de
oxi-redução, para produzir seu alimento).
*Bactérias heterotrofas – são bactérias que utilizam fontes externas para se alimentarem, como a
bactéria saprófitas ou decompositoras de matéria orgânica ou de hospedeiros –animais e plantas
(patogênicas).
CRESCIMENTO BACTERIANO
O termo crescimento bacteriano refere-se ao aumento do número de indivíduos presentes na população e
não ao tamanho das células.
Os fatores necessários ao crescimento bacteriano podem ser divididos em duas categorias principais:
físicos e químicos. Os fatores físicos incluem temperatura, pH e pressão osmótica. Os fatores químicos
necessários incluem fontes de carbono e nitrogênio, enxofre, fósforo, oligoelementos, oxigênio e fatores
orgânicos de crescimento.
O crescimento bacteriano pode ser realizado no laboratório por um meio de cultura. A cultura permite o
crescimento e a multiplicação dos microorganismos e é requisito necessário para o diagnóstico
laboratorial de microorganismos de amostras clínicas.
As bactérias são seres simples, unicelulares, causadoras de doenças e importantes para o equilíbrio natural
de organismos que vivem em simbiose e necessitam de nutrientes para se desenvolverem.
Temperatura
Os microorganismos são classificados em três grupos principais, considerando as variações de
temperatura de crescimento.
psicrófilos: são aqueles que desenvolvem-se entre 0°C e 20°C, multiplicam-se bem em ambientes
refrigerados, sendo os principais agentes de deterioração de carnes, pescado, ovos, frangos e
outros. Nesse grupo podem ser incluídos os seguintes gêneros: Pseudomonas, Alcaligenes,
Flavobacterium, Micrococcus e outros.
mesófilos: são aqueles que têm a temperatura ótima de multiplicação entre 25ºC e 45ºC.
Correspondem à grande maioria. Residentes no solo e água em regiões tropicais e subtropicais.,
incluindo a Heliobacter pylori.
termófilos: são aqueles que têm temperatura ótima de multiplicação entre 45ºC e 80ºC. A maioria
das bactérias termófilas importantes em alimentos pertence aos gêneros Bacillus e Clostridium,
incluindo as espécies deterioradoras (Bacillus coagulans, Clostridium thermosaccharolyticum),
quanto espécies patogênicas (Clostridium botulinum, Clostridium perfringens).
pH
O pH é definido como a acidez ou a alcalinidade de uma solução. A maioria das bactérias cresce melhor
dentro das variações pequenas de pH, sempre perto da neutralidade entre 6,5 a 7,5. Poucas bactérias são
capazes de crescer em pH ácido, como 4,0.
Umidade
Os microrganismos necessitam de água para o seu crescimento, constituindo entre 80 – 90%%. É a
quantidade de água que determina a velocidade do crescimento da bactéria.
Oxigênio
Quanto à necessidade e á utilização do O², as bactérias são classificadas em:
-aeróbicas obrigatórias: que necessitam e utilizam-se do O² para sua sobrevivência, exemplo:
Acinetobacter.
-anaeróbicas facultativas: que desenvolveram ou mantiveram a capacidade de continuar seu crescimento
na ausência de O², exemplo: Escherichia coli.
-anaérobicas obrigatórias: que não utilizam o O² para sua reações, pois ele é danoso para muitos desses
organismos, exemplo: Clostridium tetani.
-aerotolerantes: que toleram a presença de O², no entanto, não podem utiliza-lo para seu crescimento,
exemplo: Lactobacillus acidophillus.
-microaerófilos: que necessitam de baixas concentrações de O² para sobreviverem, exemplo:
Campylobacter jejuni.
ESTRUTURA BACTERIANA
Revestimento das bactérias
*Parede celular - Estrutura rígida, responsável pela forma da bactéria e tem a função de protegê-la contra
agressões externas.
*Cápsulas - camada que envolve a bactéria e confere o fator de virulência e proteção, impede o ataque dos
anticorpos.
*Membrana citoplasmática – estrutura vital para a célula forma uma barreira responsável pela separação
do meio interno com o meio ex.: Núcleo – DNA agrupado e disperso no citoplasma possui as informações
genéticas.
*Nucléolo – DNA agrupado e disperso no citoplasma possui as informações genéticas.
*Mesosomo – desempenha a função de divisão celular e atividade respiratória.
*Ribossomo - responsável pela síntese protéica.
*Fímbrias – pequenos filamentos que ficam em redor da bactéria e serve como suporte para entrada da
material genético durante a fixação aos tecidos dos quais retiram seus alimento, confere a fertilidade
sexual.
*Flagelos – confere o movimento celular, são longos e curvos.
*Vacúolos – armazenam produtos de nutrição ou de secreção.
*Esporos – forma de resistência das bactérias em condições adversas, extrema resistência ao calor,
desidratação, radiação e substâncias químicas, pode ficar inerte por anos, suporta altas temperaturas,
somente pode ser eliminado por esterilização sobre pressão a 121ºC.
*Esporulação
Algumas espécies de bactérias originam, sob certas condições ambientais, estruturas resistentes
denominadas esporos. A célula que origina o esporo se desidrata, forma uma parede grossa e sua atividade
metabólica torna-se muito reduzida. Certos esporos são capazes de se manter em estado de dormência por
dezenas de anos. Ao encontrar um ambiente adequado, o esporo se reidrata e origina uma bactéria ativa,
que passa a se reproduzir por divisão binária.
Os esporos são muito resistentes ao calor e, em geral, não morrem quando expostos à água em ebulição.
Por isso os laboratórios, que necessitam trabalhar em condições de absoluta assepsia, costumam usar um
processo especial, denominado autoclavagem. O aparelho onde é feita a esterilização, a autoclave, utiliza
vapor de água a temperaturas da ordem de 120ºC, sob uma pressão que é o dobro da atmosférica. Após 1
hora nessas condições, mesmo os esporos mais resistentes morrem.
A indústria de enlatados toma medidas rigorosas na esterilização dos alimentos para eliminar os esporos
da bactéria Clostridium botulinum. Essa bactéria produz o botulismo, infecção frequentemente fatal.
Antibióticos
Os antibióticos são medicamentos utilizados no combate às doenças causadas por bactérias; porém, o seu
uso não deve ser indiscriminado, isto é, sem receita médica ou por períodos de tempo incorreto. Isso
acaba por selecionar e favorecer linhagens de bactérias resistentes, dificultando a cura de várias infecções.
MORFOLOGIA DAS BACTÉRIAS
Cocos: Arredondada, exemplo Gonorréia
Bacilos: Bastonetes, exemplo Tétano
Espirilos: Onduladas, exemplo Sífilis
Vibriões: Vírgulas, exemplo Cólera
Diplococos: Dois cocos, exemplo Meningite
Estreptococos: Vários cocos em fileira, exemplo Cárie
Estafilococos: Vários cocos – cachos de uvas, exemplo Furunculose
Sarcina: Vários cocos – arranjos cúbicos, exemplo Septicemia
MÉTODO DE GRAM
A técnica de Gram ou coloração de Gram é uma técnica de coloração de preparações histológicas para
observação ao microscópio óptico, utilizada para corar diferencialmente microorganismos com base na
composição química e integridade da sua parede celular. Conforme a cor que adquirem, são classificados
em gram positivos (roxo) ou gram negativos (vermelho). Tal método se deve ao médico dinamarquês
Hans Christian Joachim Gram (1853-1938). Geralmente as bactérias "gram positivas" são mais
patogênicas, possuindo ainda lipopolissacarídeos na sua membrana exterior, que agravam a infecção.
Na técnica de Gram, coloram-se bactérias com um corante violeta especial. A bactéria que assim obtiver
uma cor roxa será gram positiva e a que obtiver coloração rósea, gram negativa. A gram positiva ganha
coloração roxa porque sua camada mais externa, a parede celular, formada por peptidoglicano, absorve a
tinta. Já a gram negativa é rósea porque, apesar de também ter parede celular, esta fica abaixo de uma
membrana adicional, parecida com a mebrana plasmática, típica deste grupo de bactérias, logo não
ocorrendo absorção.
São exemplos de bactérias Gram-positivas:
- Estreptococos; - Estafilococos; - Enterococos.
São exemplos de bactérias Gram-negativas:
- Vibrão Colérico;
- Colibacilo;
- Salmonelas.
As bactérias Gram + apresentam a cor roxo e as Gram – apresentam a cor vermelha.
Estudos de microscopia eletrônica e análises bioquímicas permitiram concluir que a parede celular
bacteriana é a estrutura responsável pelo diferente comportamento das bactérias, conferem o grau de
resistência aos antibióticos.
A importância das bactérias
As bactérias são agentes etiológicos de diversas doenças.
Também são importantes no meio ambiente, agindo na:
Decomposição: reciclagem de matéria.
Fermentação: lactobacillus utilizados nas indústrias alimentícias.
Indústria farmacêutica: antibióticos e vitaminas.
Genética: alteração do DNA, insulina.
Fixação do nitrogênio: servem de alimentação para as plantas, vive no estômago de ruminantes, digestão
da celulose (mutualistas).
Na indústria de alimentos
Existem várias espécies de bactérias usadas na preparação de comidas ou bebidas fermentadas, incluindo
as láticas para queijos, iogurte, vinho, salsicha, frios, pickles, chucrute (em alemão), azeitona, molho de
soja, leite fermentado e as acéticas utilizadas para produzir vinagres.
Na saúde humana
O papel das bactérias na saúde, como agentes infecciosos, é bem conhecido: o tétano, a febre tifóide, a
pneumonia, a sífilis, a cólera e tuberculose são apenas alguns exemplos. O modo de infecção inclui o
contato direto com material infectado, pelo ar, comida, água e por insectos. A maior parte das infecções
pode ser tratada com antibióticos e as medidas anti-sépticas podem evitar muitas infecções bacterianas,
por exemplo, fervendo a água antes de tomar, lavar alimentos frescos ou passar álcool numa ferida. A
esterilização dos instrumentos cirúrgicos ou dentários é feita para os livrar de qualquer agente patogénico.
No entanto, muitas bactérias são simbiontes do organismo humano e de outros animais como, por
exemplo, as que vivem no intestino ajudando na digestão e evitando a proliferação de micróbios
patogénicos.
Na ecologia
No solo existem muitos microorganismos que trabalham na transformação dos compostos de nitrogênio
em formas que possam ser utilizadas pelas plantas e muitos são bactérias que vivem na rizosfera (a zona
que inclui a superfície da raiz e o solo que a ela adere). Algumas destas bactérias podem usar o nitrogênio
do ar e convertê-lo em compostos úteis para as plantas. A capacidade das bactérias para degradar uma
grande variedade de compostos orgânicos é muito importante e existem grupos especializados de microorganismos que trabalham na mineralização de classes específicas de compostos como, por exemplo, a
decomposição da celulose, que é um dos mais abundantes constituintes das plantas. Nas plantas, as
bactérias podem também causar doenças.
As bactérias decompositoras atuam na decomposição do lixo, sendo essenciais para tal tarefa. Também
podem ser utilizadas para biorremediação atuando na biodegradação de lixos tóxicos, incluindo derrames
de hidrocarbonetos.
Na indústria farmacêutica: produção de hormônio
Em 1977, obteve pela primeira vez a síntese de uma proteína humana por uma bactéria transformada. Um
segmento de DNA com 60 pares de nucleotídeos, contendo o código para síntese de somatostatina (um
hormônio composto de 14 aminoácidos) foi ligado a um plasmídio e introduzido em uma bactéria, a partir
da qual foram obtidos clones capazes de produzir somatostatina.
A insulina foi à primeira proteína humana produzida por engenharia genética em células de bactérias e
aprovada para uso em pessoas. Até então, a fonte desse hormônio para tratamento de diabéticos eram os
pâncreas de bois e porcos, obtidos em matadouros. Apesar de a insulina desses animais ser muito
semelhante à humana, ela causa problemas alérgicos em algumas pessoas diabéticas que utilizavam o
medicamento. A insulina produzida em bactérias transformadas, por outro lado, é idêntica à do pâncreas
humano e não causa alergia, devendo substituir definitivamente a insulina animal.
O hormônio do crescimento, a somatotrofina, foi produzido pela primeira vez em bactérias em 1979, mas
a versão comercial só foi liberada em 1985, após ter sido submetida a inúmeros testes que mostraram sua
eficiência. O hormônio de crescimento é produzido pela hipófise, na sua ausência ou em quantidades
muito baixa a criança não se desenvolve adequadamente. Até pouco tempo atrás, a única opção para
crianças que nasciam com deficiência hipofisária somatotrofina era tratamento com hormônio extraído de
cadáveres. Agora esse hormônio é produzido por técnicas de engenharia genética.