Introdução à Biologia
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Introdução Morfologia Citologia bacteriana Introdução à Microbiologia Micro – pequeno, minúsculo Bio – vida, organismo Logia – tratado, estudo “Ciência que estuda os microrganismos invisíveis ao olho nu ” Bactérias – Fungos – Protozoários – Algas - Vírus Os micróbios em nossas vidas • Malefícios: Infecções, doenças graves, comida estragada • Benefícios: Manutenção do equilíbrio ecológico na Terra, para humanos e animais: digestão e síntese de vitaminas comercial: síntese de produtos químicos, acetona, álcoois, enzimas, ácidos orgânicos indústrias de alimentos: queijos, vinhos, pães, iogurtes engenharia genética – DNA recombinante: insulina, vacinas, hormônio do crescimento, interferon Histórico • 1674 comerciante holandês – Antoni van Leeuwenhoek • Passatempo polir lentes Microscópio de uma única lente Observou e desenhou os organismos – “animálculos” Royal Society of London bactérias e protozoários Antoni van Leeuwenhoek Bases da microbiologia O microscópio Antoni van Leeuwenhoek Nomenclatura dos Organismos - Taxonomia Carl von Linnaeus – 1735 Sistema binominal e latinizado Gênero – primeiro nome e inicia-se com letra maiúscula espécie – segundo nome com letra minúscula Nomenclatura e classificação dos Organismos Taxonomia Taxonomia (grego) = arranjo ordenado • Objetivo - Classificar um organismo vivo de acordo com características similares - Estabelecer a relação entre grupos e diferenciá-los - Propiciar a comunicação efetiva entre bacteriologistas e profissionais Nomenclatura dos Organismos - Taxonomia Itálico, ou quando escrito = grifado Ex: Homo sapiens ou Homo sapiens Candida albicans ou Candida albicans abreviado : H. sapiens ou H. sapiens C. albicans ou C. albicans - Subespécie - trinômio: - Treponema pallidum subespécie pallidum = sífilis - Salmonella enterica subespécie arizonae = salmonelose Classificação dos organismos • Bactéria (do latim, bakteria, sing. Bacterium) Christian Gottfried Ehrenberg -1828 • Organismo unicelular – procarionte – (grego = pré-núcleo) • 1978, Carl Woese – sistema de classificação com base na organização celular: Eubacteria, Archaea, Eukarya Classificação dos organismos Nomenclatura dos Organismos - Taxonomia Regras para designação de nomes estabelecido pelo: Comitê Internacional de Bacteriologia Sistemática Bergey´s Manual of Systematic Bacteriology A hierarquia taxonômica Domínio Reino Filo/divisão Classe Ordem Família Gênero Está contido em espécie Características das Células Bacterianas Tamanho 1 metro (m) - unidade padrão de medida 1 decímetro (dm) 0,1 = 10-1m 1 centímetro (cm) 0,01 = 10-2m 1 milímetro (mm) 0,001 = 10-3m 1 micrômetro (µm) 0,000001 = 10-6m 1 nanômetro (nm) 0,000000001 = 10-9m 1 angström (Å) 0,0 000000001 = 10-10m Tamanho varia de 0,2 a 2,0 µm x 2 a 8 µm Ex: Chlamydia spp : 0,2 µm , Epulopiscium fishelsoni: 600 µm Tamanho relativo de organismos e moléculas Tamanho relativo entre células Eucariótica e Procariótica Morfologia bacteriana Cocos: células esféricas ou ovaladas Morfologia bacteriana Bacilos: células cilíndricas alongadas – bastonetes Morfologia bacteriana Espirilos - Espiroquetas filamentos longos espiralados: saca-rolhas movimento ondulante. Treponema e Borrelia Morfologia bacteriana Vibriões: Víbrios - bastonete curvo ou forma de vírgulas Cocos quanto ao arranjo Dependendo do plano e número de divisões, as células podem ficar unidas umas às outras Ex:. a) em cadeia: estreptococos b) aos pares: diplococos c) grupos de quatro: tétrades d) unidos em forma de cubo com oito bactérias: sarcinas e) vários planos: cacho – estafilococos Cocos quanto ao arranjo Dividem-se e ficam ligados formando uma de cadeia ou fileira Ex: Estreptococos Cocos quanto ao arranjo Dividem-se e ficam ligados aos pares = Diplococos Ex: Pneumococo Cocos quanto ao arranjo Dividem-se em dois planos e permanecem em grupos de quatro = Tétrades Ex: Cocos quanto ao arranjo Dividem-se em três planos permanecem com oito bactérias Ex: Sarcinas Cocos quanto ao arranjo Dividem-se em vários planos permanecendo agrupados formando cachos Ex: Estafilococos Bacilos quanto ao arranjo Os bacilos se dividem ao longo de seu eixo curto Bacilo único Diplobacilo Diplobacilos Estreptobacilo Estreptobacilos Componentes de uma célula procariótica CÉLULA PROCARIÓTICA Estruturas internas à parede celular Cromossomo = nucleóide • Única molécula circular longa de DNA de fita dupla aderido à membrana citoplasmática • Ausência de cariotéca • Ausência de proteína histona • Carrega informação genética Cromossomo bacteriano DNA – E. coli 4 milhões de pares de base 1 mm de comprimento Estruturas internas à parede celular Plasmídio • Pequena molécula de DNA – fita dupla auto-replicantes circulares - 5 a 100 genes não são cruciais à bactéria são extracromossômicos Pode ser retirado das células, inserir o gene de estudo e recolocado na bactéria Vantagens: importante na engenharia genética para transporte de genes, resistência aos antibióticos, tolerância a metais tóxicos, produção de toxina, síntese de enzima. Ex: Escherichia coli – diarréia infantil, e do viajante Estruturas internas à parede celular Ribossomos • Observado pela primeira vez por George E. Palade 1955 - M.E • Síntese protéica • Dezenas de milhares – aspecto granulado ao citoplasma • Antibióticos fixam-se às subunidades e interferem na síntese protéica Estruturas internas à parede celular • Grânulos de reserva Grânulos de armazenagem, reserva: polissacarídeos, lipídeos, grânulos de enxofre = obtenção de energia • Base para identificação: Ex:. grânulos metacromáticos (fosfato inorgânico) se coram em vermelho com corante azul Corynebacterium diphtheriae Estruturas internas à parede celular • Citoplasma • Constituição – 80% de H2O proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos. • Espesso, aquoso, semitransparente e elástico • Estruturas: DNA, ribossomos e grânulos de reserva • Não possui um citoesqueleto Estruturas internas à parede celular • Mesossomos • Invaginação da membrana celular ou simples dobras • Funções: papel na divisão celular, aderência do cromossomo e enzimas respiratórias, esporulação, ou artefatos. • Aumentar superfície membrana Estruturas internas à parede celular • Membrana plasmática • Estrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de citoplasma - camada fosfolipídeos (cabeçasdupla polares de e apolares) e caudas fosfolipídeos apolares (ácido (cabeças graxo),polares proteínas e e enzimas e caudas apolares • apolares) Permeabilidade seletiva – (ácidodegraxo), e Sítio ação deproteínas antimicrobianos, álcoois, compostos de enzimasquaternário = desinfetantes causa morte celular. amônio • Transporte Permeabilidade passivo: seletiva difusão - simples, facilitada e osmose Transporte ativo: de fora para dentro, gasto de energia ATP Membrana plasmática Caudas apolares (ácido graxo) Parede celular • Parede celular • Confere forma e rigidez às bactérias • Função: prevenir ruptura pela pressão da água dentro para fora. • Importância clínica: algumas espécies causam doenças. • Composição química da parede = diferenciar grupos bacterianos • Gram positivo e Gram negativo Hans Christian Joachim Gram • Médico bacteriologista e farmacologista dinamarquês • Berlim 1884 - observou que bactérias tratadas com diferentes corantes, adquiriam cores diferenciadas. “Método de Gram” Hans Christian Joachim Gram 1853-1938 Diferenças entre Gram positivo e Gram negativo Cristal violeta Lugol Álcool Fucsina Gram + Gram - Parede celular Gram positiva • Microscopia eletrônica 1950 • Rede de macromoléculas: peptideoglicano (mureína) - N-acetilglicosamina (NAG) Unida por pontes peptídicas e aminoácidos - ácido N-acetilmurâmico (NAM) - ácidos teicóicos (álcool + fosfato) = especificidade antigênica da parede e identificação laboratorial. - ácido lipoteicóico • São sensíveis à penicilina Parede celular Gram positiva Parede celular Gram positivo Bacilos Gram positivos Cocos Gram positivos Parede celular Gram negativo • Consistem de uma ou algumas camadas de peptídeoglicano • Membrana externa: lipoproteínas, lipopolissacarídeos (LPS) e fosfolipídeos. • Carga negativa evasão da fagocitose e ação do complemento • Barreira para: antibióticos, enzimas digestivas, detergentes, sais biliares e certos corantes. • Porinas, formam canais que levam nutrientes – fixação de vírus Parede celular Gram negativo • Porção polissacarídica do LPS é composta por açúcares: - Polissacarídeo O atuam como antígenos - Lipídeo A (endotoxina tóxica) – patogenicidade da célula bacteriana - destruição das hemácias, febre e diarréia • Entre as membranas externa e plasmática = espaço periplásmico contendo: enzimas e proteínas de transporte Parede celular Gram negativa Parede celular Gram negativa Bacilos Gram negativos Cocos Gram negativos Paredes celulares atípicas • Não formam parede celular = pleiomórficas. • Filamentos semelhantes a fungos (Myco) • Membrana plasmática = esteróis • Aeróbios e anaeróbios facultativos • Devido ao seu tamanho 0,1 a 0,25 m passam por filtros bacterianos Mycoplasma pneumoniae Estruturas externas à parede celular • Cápsula • • • • • • Glicocálice – polissacarídeo viscoso e gelatinoso Permite adesão a superfícies, impede ressecamento e fornecer nutrientes Proteção contra fagocitose Fator de virulência Antígeno de superfície S. mutans, K. pneumoniae Coloração negativa Cápsula bacteriana Estruturas externas à parede celular • Flagelos • Apêndices filamentosos – proteína flagelina atua como antígeno (H) diferenciação de sorovares • 50 antígenos H para E. coli • Motilidade – rotam para empurrar a bactéria • Vantagem: mover-se em direção a um ambiente favorável ou não = taxia Flagelo bacteriano Monotríquio Anfitríquio Lofotríquio Peritríquio Flagelo bacteriano Flagelos peritríquios Endoflagelo bacteriano • Filamentos axiais • • • • • Similares aos flagelos Enovelam em torno da célula Espiroquetas Movimento de saca-rolhas Treponema, Leptospira, Borrelia Estruturas externas à parede celular • Fímbrias Estruturas semelhantes a pêlos Função: aderência à superfície Variam em números • Pili mais longos – um ou dois por célula • Transferência de DNA – conjugação bacteriana • Ambas: proteína pilina e adesina Estruturas externas à parede celular Neisseria gonorrhoeae Estruturas externas à parede celular • Conjugação bacteriana Célula F- Mecanismo pelo qual a informação genética é transferida de uma Célula F+ bactéria para outra mediada por plasmídeo que é replicado e transferido para a célula receptora Célula F- Endósporos bacterianos • Célula formada no interior de certas bactérias Grampositivas, em condições adversas do meio, como perdas nutricionais (carbono, nitrogênio e água) • São altamente resistentes ao calor, falta de água, e agentes físicos e químicos • Importância clínica e indústria de alimentos • Esporulação (esporogenese), germinação • Ex: bactérias dos gêneros: Clostridium e Bacillus Endósporos bacterianos Endósporos bacterianos Forma vegetativa Endósporo
