Introdução à Microbiologia

Microbiologia Agrícola
Prof. Dr. Everlon Cid Rigobelo
Fonte: www.fcav.unesp.br
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Objetivos
• Introdução à Microbiologia
– Microbiologia
– Microorganismos como células
– Microorganismos e seus ambientes naturais
– A antiguidade e a extensão da vida microbiana
– O impacto dos microorganismos nos humanos
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Introdução à Microbiologia
• Microbiologia
– Estudo dos microorganismos
• Microorganismos
– Organismos unicelulares microscópicos
– Organismos acelular – vírus
– Organismos pluricelular - fungos
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Microbiologia
• O entendimento dos processos básicos da
vida
• A
aplicação
do
entendimento
de
microbiologia
– Para o benefício da humanidade
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Fonte: biomedicina.blotspot.com
Estudos dos Microrganismos
• Possibilitou
o
conhecimento
sofisticado
sobre:
– A base química e física da vida
• Microrganismos
– Compartilham
várias
características
com
as
células de organismos pluricelulares
Fonte: biomedicina.blotspot.com
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A importância da Microbiologia
• Os microrganismos
– Constituem a maior MASSA de matéria viva da Terra.
– Realizam processos químicos necessários para
outros organismos.
– Na AUSÊNCIA dos microrganismos outras formas de
vida não teriam surgido e ou não se manteriam.
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Fonte: Portal São Francisco
A importância da Microbiologia
• Resultado
das
atividades
dos
microrganismos
– Oxigênio que respiramos
– Reciclagem de nutrientes
– Desconstrução da matéria orgânica
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Bactéria Fotossintetizante Fonte: www1.folha.uol.com.br
A importância da Microbiologia
• Resultado
das
microrganismos
atividades
dos
– Os microrganismos surgiram a 4 bilhões de anos
atrás.
– Proporcionaram a diversidade das plantas e dos
animais.
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Diversidade – Fonte: www.infoescola.com
Microrganismos como Células
– Unidade fundamental da vida
Célula – Fonte: profjabiorritmo.blogspot.com.br
– Separada por uma membrana plasmática
– Algumas por membrana celular
– Compostos químicos em grande quantidade
– Estruturas subcelulares
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Química Celular e Estruturas
Essenciais
• Macromoléculas
– Proteínas,
Ácidos
Nucleicos,
Lipídios
e
Polissacarídeos.
– Correspondem 95% do peso da célula.
– Outros 5% precursores de macromoléculas e íons
inorgânicos.
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Célula – Fonte: www.infoescola.blogspot.com.br
Química Celular e Estruturas
Essenciais
• Cada célula é quimicamente ÚNICA
–A
química
e
o
arranjo
preciso
de
cada
macromolécula tornam a célula única.
– Membrana Citoplasmática
– Citoplasma – Maquinaria Celular
– DNA, RNA, Ribossomos
– Ausência de organelas
Célula – Fonte: Saude.hsm.uol.com.br
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Evolução em 1 cm
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Características dos Sistemas Vivos
• Metabolismo
– Captação de nutrientes e transformação química.
– Conservação de energia e eliminação de produtos.
• Permite à célula
– Regeneração e reprodução.
– Substituir componentes conforme necessidade.
– Acumular cópias de cada componente.
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Características dos Sistemas Vivos
• Diferenciação
– Substâncias e estruturas modificam a célula.
– Estruturas especiais: esporos.
• Esporos
– Estão envolvidos na reprodução, dispersão ou
sobrevivência.
• Sinais químicos
– Respondem a sinais químicos, processam esses
sinais e executam uma função.
– Sinais provenientes do ambiente e de outras
células
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Usinas e Dispositivos Codificadores
• Usinas vivas
– Realizam transformação químicas.
• Catalizadores
– Enzimas que aceleram as reações químicas no
interior das células.
• Dispositivos Codificadores
– Armazenam e processam informações genéticas.
– Transmitem aos descendentes.
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Usinas e Dispositivos Codificadores
• Crescimento Celular
– Conexão entre Usina e Dispositivos Codificadores
• Em condições apropriadas
– A célula irá crescer e dividir-se.
– Este evento requer energia que será fornecida
pela maquinaria celular.
– O DNA precisa ser replicado antes da divisão
celular.
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Usinas e Dispositivos Codificadores
• Funções Usina e Dispositivo Codificadores
– Precisam ser coordenadas.
– Processos regulatórios.
– Garantem a síntese de substâncias na ordem e
nas concentrações apropriadas.
– Mantém a célula ajustada a seus meio ambiente.
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Microrganismos e Ambientes Naturais
• Células microbianas na natureza
– Vivem associadas a outras células.
– Formam populações.
– Hábitat – ambiente onde vive uma população.
– Interações entre populações - Comunidade
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Comunidade Microbiana
• Reguladas
– Disponibilidade de Nutrientes.
– Temperatura, pH, Oxigênio, osmolaridade
• Ecologia microbiana
– Estudo dos microrganismos em seus ambientes
naturais.
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Interações Microbianas
• Benéficas e Prejudiciais
– Produto de excreção da atividade microbiana de
uma população é nutriente para outra.
– Produto de uma população pode ser tóxico para
outra.
– Sinergismo e Antagonismo.
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Ecossistema Microbiano
• Seres vivos junto com os constituintes físico
e químico
• Ambientes Aquáticos
– Oceanos, lagoas, lagos, riachos, gelo e fontes
termais.
• Ambientes Terrestres
– Solo, ambiente de subsuperfície profunda, plantas
e animais.
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Ecossistema Microbiano
• Ecossistema
– Influenciado e controlado
microbianas.
– Removem nutrientes para
células.
pelas
atividades
construir
novas
• Expande-se e contrai
– Dependendo da disponibilidade de nutrientes.
– As modificações dos ambiente para favorecer
determinados microrganismos e prejudicar outros
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Antiguidade e a Extensão da Vida
Microbiana
Geological time, condensed in a diagram displaying the relative
lengths of the eons of Earth's history
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Resumo da vida na terra através do
tempo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Origem da Terra – 4,6 bilhões de anos
Bactérias – 3,8 bilhões de anos
Cianobactérias – 2,5 bilhões de anos
Terra foi lentamente oxigenada
Origem dos Eucariotos
Diversidade das algas
Invertebrados com concha
Plantas vasculares
Mamíferos
Humanos
Geological time, condensed in a diagram displaying the relative
lengths of the eons of Earth's history
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Microrganismos e seus ambientes
naturais
• Populações microbianas derivadas de uma
única célula parental.
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• Habitat
– É o ambiente onde uma população microbiana
vive.
• Interações entre as populações microbianas
– Comunidades microbianas
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Diversidade e abundância de
Microrganismos
• Controlada pelos recursos e pelas condições
ambientais.
• Recursos
– Nutrientes, N,P,K,Mo,Cu,Zn e S
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– Condições ambientais: T, pH, Teor de O2
• Ecologia Microbiana
– Estudo dos microorganismos em seus ambientes
naturais
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Interações Microbianas
• Interações de Cooperação
– Relações benéficas e prejudiciais
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• Produtos de secreção de atividades
metabólicas de alguns microrganismos
podem ser nutrientes para outros.
• Habitat
– Pode ser favorável ao crescimento de
determinados microrganismos e prejudiciais para
outros.
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Interações Microbianas
• Ecossistema
– Os seres vivos, juntamente com os outros
constituintes físicos e químicos de seu meio
ambiente.
• Principais ecossistemas microbianos
– Ambientes aquáticos – oceanos, lagos e lagoas,
riachos, gelo e fontes termais.
– Ambientes terrestres – solos e ambiente de subsuperfície profunda.
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– Plantas e animais.
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Atividades Microbianas
• Influenciam e controlam um ecossistema
• Microrganismos
– Removem
nutrientes
do
ecossistema
–
metabolismos crescimento
– Devolvem os produtos de secreção ao ambiente
• Ecossistemas Microbianos
– Expandem-se e Contraem-se
– Recursos e Condições Ambientais
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Atividades Microbianas
• Encontravam-se amplamente distribuídas na
Terra.
• Bilhões de anos antes do surgimento dos
organismos superiores.
• Atualmente
a
biomassa
microbiana
cumulativa na Terra excede àquela dos
organismos superiores.
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Atividades Microbianas
• As Cianobactérias, em particular, foram
importantes pois oxigenaram a Terra.
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A Extensão da Vida Microbiana
• Os microrganismos estão ao nosso redor.
• Também em locais inóspitos.
– Fontes termais ferventes e gelo glacial
• Número total de células microbianas
– Estimativa de 5 x 10 elevado a 30
www.enq.ufsc.br
• A quantidade de carbono nestas células
– Equivale ao Carbono dos Vegetais
– Superior ao Carbono dos animais
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1900
Difteria
Doenças da Infância
Câncer
Acidentes
Doença Renal
AVC
Doenças cardíacas
Gastrointerite
Tuberculose
Gripe e pneumonia
0
50
100
150
200
250
Óbitos por 100.000 Indivíduos
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2008
Homicídio
Cirrose Hepática
Suicídio
AIDS
Diabetes
Gripe Pneumonia
Acidentes
Doença Pulmonar
AVC
Câncer
Doença cardíaca
0
50
100
150
200
250
300
Óbitos por 100.000 Indivíduos
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O impacto dos microrganismos nos
Seres Humanos
• Doenças Microbianas
– Malária, Tuberculose, Cólera, Chagas.
– Sarampo, pneumonia e doenças respiratórias.
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O impacto dos microrganismos na
Agricultura
• Rhizobium nas leguminosas
– Nodulação nitrificação de obtenção do Nitrogênio
• Ciclos
– Carbono, Nitrogênio e Enxofre
• Enzimas
– Celulase, amilases e pectinases
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Microrganismos e Alimentos
• Deterioração dos alimentos
– Desconstrução das moléculas constituintes dos
alimentos.
– Mudanças da fisiologia, cor e aspectos
nutricionais.
– Microorganismos Patogênicos.
• Fermentações
– Pães, produtos lácteos e embutidos.
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Fim
• Obrigado
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