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apostila microbiologia Monitora: Catarina Campelo e Davil lanne Valentim @catarinacampeelo @davysvalentim Organismos procariotos (bactérias, archaeas) Eucariotos inferiores (algas, protozoários, fungos) Vírus. Definição: É o ramo da biologia que estuda os seres microscópicos tais quais: Importância: Os microorganismos (seres muito pequenos, não vistos a olho nu) estão presentes em todas as partes, podendo ser encontradas bactérias boas e ruins. A microbiologia irá tratar da prevenção do animal com vacinas e outros tipos de profilaxias, além de possibilitar as descobertas do agente causador para o tratamento adequado da doença. Microbiologia @catarinacampeelo @davysvalentim Linnaeus (séc. XVIII): reinos Animal e Vegetal Haeckel (1866): introdução do reino Protista Whittaker (1969): 5 reinos, divididos pelas características morfológicas e fisiológicas: Monera: Procariotos Protista: Eucariotos unicelulares - Protozoários (sem parede celular) e Algas (com parede celular) Fungi: Eucariotos aclorofilados Plantae: Vegetais Animalia: Animais Sistemas de classificação dos seres vivos: 1. 2. 3. Histórico Postulados de Koch(1876 @catarinacampeelo @davysvalentim Em 1977, C. Woese criou o sistema de classificação baseado principalmente em aspectos evolutivos (filogenética), comparando as sequências de rRNA de diferentes organismos e subdividos em 3 domínios (contendo os 5 reinos) Archaea: Procariotos Bacteria: Procariotos Eukarya: Eucariotos Dando origem ao Ancestral Universal @catarinacampeelo @davysvalentim Conceitos importantes Patógeno: Agente biológico capaz de causar doenças. Patogenicidade: Capacidade de um agente biológico causar doença em um hospedeiro suscetível. Virulência: É a capacidade patogênica de um microrganismo, medida pela mortalidade que ele produz e/ou por seu poder de invadir tecidos do hospedeiro. Infecção: Invasão de uma espécie estranha em um organismo hospedeiro. O agente infectante procura utilizar os recursos do hospedeiro para se multiplicar (com evidentes prejuízos para o hospedeiro). Como os microrganismos causam a doença: Exposição Incubação Prodrômico Doença Covalência Incapacidade Morte @catarinacampeelo @davysvalentim Taxonomia Do grego taxis - arranjo e nomia - método, também pode ser chamada de classificação biológica. Consiste em um sistema de organização dos seres vivos, pelo qual eles são identificados, nomeados e classificados de acordo com o grau de parentesco evolutivo. Importância: Padronizar a linguagem para os seres vivos, através desta padronização houve uma facilidade no estudo tendo base de analise as semelhanças e diferenças. O primeiro deve sempre se iniciar com letra maiúscula Ambos devem estar escritos em itálico Sistema de Classificação: Cada organismo vivo recebe um binômio (dois nomes), sendo o primeiro equivalente ao seu gênero e o segundo a sua espécie. @catarinacampeelo @davysvalentim Reino: A maior das categorias. Constituída por um conjunto de filos. Filo: Constituído por um conjunto de classes análogos Classe: Composto por um conjunto de ordens relativamente semelhantes. Ordem: Composta por um conjunto de famílias que possuem características semelhantes. Família: Composta por um conjunto de gêneros análogos Gênero: Conjunto de organismos que possuem espécies semelhantes Espécies: Grupo de organismos únicos capazes de se reproduzir e originar descendentes férteis Classificações Taxonômicas: Exemplo: Felis catus (Gato domestico) - Reino: Animalia - Filo: Chordata - Classe: Mammalia - Ordem: Carnivora - Família: Felidae - Gênero: Felis - Especie: Felis catus @catarinacampeelo @davysvalentim Célula Eucariótica Mitocôndria: presente nas células aeróbias responsáveis pelo processo de respiração Hidrogenossomo: células anaeróbias, geração de energia Cloroplasto: organela contendo clorofila de eucariotos fototróficos, produção de compostos orgânicos Reticulo endoplasmático: liso: síntese de lipídeos / rugoso: produtor de glicoproteínas Aparelho de Golgi: modificação de produtos do RE Lisossomos: contém enzimas digestivas Microtúbulos e microfilamentos: rede interna estrutural que constituem o citoesqueleto Cílios e flagelo – motilidade Células estruturalmente maiores e mais complexas, são, fungos, algas, protozoários e protistas, podem ser unicelulares ou pluricelulares . Elas contém: @catarinacampeelo @davysvalentim Célula Procariótica Parede Celular: Constituída de material rígido com composição química diversa nas bactérias Gram positivas e Gram negativas Membrana citoplasmática: Consiste em uma membrana semipermeável que está aderida à parede celular. Têm a função de possibilitar as trocas de substâncias da bactéria com o meio extracelular. Cápsula: Envoltório viscoso ou não, varia de acordo com a bactéria e composição química. Formado de polissacarídeos e polipeptídios. Citoplasma: Contém estruturas responsáveis por funções indispensáveis dentro da célula: Células procarióticas ou bacterianas apresentam estrutura simples, se forem comparadas às células eucarióticas. Elas contém: ►Núcleo: Disperso no citoplasma, já que as células procariontes não dispõe de envoltório nuclear ► Ribossomo: responsável pela síntese de proteínas ► Cromatóforos: relacionados a fotossíntese ► Materiais de reserva: gorduras, carboidratos, ferro ► Mesossomos: responsável pela síntese e divisão da parede celular @catarinacampeelo @davysvalentim Célula Procariótica Cocos Bacilos Espirilos Morfologia Células procariotas têm várias formas, as três formas básicas das bactérias são: @catarinacampeelo @davysvalentim Componentes Especiais!! Flagelos: filamentos responsáveis pela locomoção Fímbrias: filamentos mais curtos que os flagelos, responsáveis pela aderência e transferência de material genético entre as bactérias. Esporos: Resistência química e física da bactéria Glicocálice: estrutura que promove a aderência da bactéria as superfícies Nutrição: Para crescimento e proliferação as bactérias necessitam de carbono, nitrogênio e fontes de energia (ex: glicose - aminoácidos, ferro), além de temperatura ideal. Fisiologia Bacteriana Existem bactérias autotróficas (sintetizam suas próprias substâncias) e bactérias heterotróficas (necessitam de substâncias para se nutrir. Bactérias heterotróficas podem ser: ► Saprófitas: alimentam-se de matéria orgânica em decomposição ► Parasitas: alimentam-se de animais ou vegetais vivos, causando a eles doenças ► Simbióticas: associam-se a outros organismos onde encontram alimento, porém nenhum mal é causado ao mesmo @catarinacampeelo @davysvalentim Reprodução: Ocorre por cissiparidade ou fissão binária (célula mãe se divide em duas outras células- filhas perfeitamente idênticas que passam a se multiplicar no mesmo ritmo da célula-mãe). Respiração: Quando o assunto é oxigênio, as bactérias podem ser classificadas em: Fisiologia Bacteriana Outra maneira de reprodução é a esporogenia, onde após a germinação dos esporos, as formar vegetativas entram novamente para o interior da célula e aí então se reproduzem por divisão binária (uma célula origina duas células idênticas) ► Aeróbias: crescem na presença de oxigênio ► Anaeróbias: crescem na ausência de oxigênio ► Anaeróbias facultativas: crescem na ausência ou presença de oxigênio @catarinacampeelo @davysvalentim Controle de Crescimento Bacteriano ESTERILIZAÇÃO: Destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo os endósporos (formas mais resistentes), o método mais comum é o aquecimento. DESINFECÇÃO: Normalmente se refere a destruição dos patógenos vegetativos e não dos endósporos �, seus métodos utilizam substâncias químicas, radiação ultravioleta, água fervente e o vapor. Na prática a utilização de produtos químicos para tratar uma superfície ou substância inerte (desinfetantes, como o pinho sol). DEGERMINAÇÃO: remoção mecânica dos microrganismos, em vez da morte, em uma área limitada SANITIZAÇÃO: Processo que leva àredução dos microrganismos, a níveis seguros, de acordo com os padrões de saúde pública (elimina 99,9% das formas vegetativas). ANTI-SEPSIA: Quando este tratamento é para um tecido vivo. Definições: - Na desinfecção, nós temos: ***Anti-Sépticos: menos tóxicos que os desinfetantes @catarinacampeelo @davysvalentim Fatores Físicos: Calor, filtração, baixas temperaturas, ressecamento e radiação Fatores Químicos: Usados para controlar o crescimento de microrganismos em ambos os tecidos vivos e os objetos inanimados (DESINFETANTES) 1. 2. Calor: Mata os microrganismos desnaturando suas enzimas. CALOR SECO: morte dos microrganismos por oxidação (estufas, incineração, flambagem) CALOR ÚMIDO: desnaturação das proteínas por quebra de pontes de H ( fervura a 100 ºC, vapor, autoclave) PASTEURIZAÇÃO: método prático de prevenir a deterioração da cerveja e vinho através de um aquecimento leve, é utilizado na Indústria de Laticínios - Teste de eficiência: atividade da fosfatase (enzima presente no leite que após a pasteurização deve estar inativada). Fatores físicos: Calor: 1. - a fervura não inativa endosporos e alguns vírus, mas mata formas vegetativas bacterianas, os fungos e quase todos os vírus - a autoclave é a esterilização mais confiável, temperatura acima da água fervente (através do vapor sob pressão), quanto maior a pressão na autoclave > a temperatura. - Elimina bactérias patogênicas e quase todos os vírus @catarinacampeelo @davysvalentim Passagem de um líquido ou gás por uma membrana ou tela, com poros pequenos o suficiente para reter os microrganismos. Depende do tipo de microrganismo e da intensidade de aplicação. Os microrganismos não crescem ou se reproduzem, mas podem permanecer viáveis por anos. Lesão do DNA – formação de radicais livres muito reativos RADIAÇÃO IONIZANTE: Radiações de pequeno comprimento de onda: alta energia e penetrabilidade. Ex: Raios Gama, raios X ou feixes de elétrons de alta Energia. Causam lesão do DNA RADIAÇÃO NÃO - IONIZANTE: Ondas curtas e luz ultra violeta (UV) ar em ambientes fechados. Suas desvantagem apresentam baixa penetrabilidade (não atravessa vidros, filmes escuros e outros materiais). Filtração: 1. - Filtro de Partículas de Ar de Alta Eficiência (HEPA – high efficiency particule air). Ex: salas de hospitais com pacientes queimados (0,3 µm). - Filtro de Membrana – compostos por ésteres de celulose ou polímeros plásticos Temperaturas: 1. - Diminuição/interrupção do metabolismo celular, refrigeradores comuns Ressecamento: 1. -Formas de resistência (endosporos/esporos), alguns vírus e micobactérias Radiação: 1. @catarinacampeelo @davysvalentim Fenol e Compostos Fenólicos (Irritantes para a pele e odor desagradável). Sua ação é baseada em lesar a membrana plasmática, inativam as enzimas e desnaturam as proteínas. Biguanidas (famosa Clorexidina). Possui efeito bactericida, ou seja, destruição da membrana celular e precipitação dos componentes internos da célula microbiana Halogênios (Iodo e Cloro) Álcoois Metais Pesados e seus compostos. Causam a desnaturação de proteínas. Agentes de superfície (Sabão, detergentes) Compostos de Amônio Quaternário (enxaguante bucal) Antibióticos . Usados para o tratamento de doenças. Aldeídos Quimioesterilizantes Gasosos Peroxigênios (Agentes oxidantes) Fatores quimicos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. @catarinacampeelo @davysvalentim Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas (-10 a 15 °C) Ex: Bacillus globisporus Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (10 a 50 °C) Termófilos: crescem em altas temperaturas (40 a 70 °C) Ex: Clostridium botulinum Termófilos extremos (68 a 110 °C) Ex: Thermus aquaticus Maioria dos microrganismos cresce melhor perto da neutralidade (pH 6,5 – 7,5); Exceções: H.pylori 0,1 a 5,4, Bacillus e Archaea pH 10 – 11 e os fungos, tendem a ser mais acidófilos que as bactérias (pH <5). Temperatura: 1. 2. 3. 4. pH 1. 2. Crescimento Bacteriano Fatores Físicos: Temperatura pH Pressão Osmótica Fatores Químicos: Água � Fontes de Carbono � Minerais (Nitrogênio, enxofre, fósforo) � Elementos traços � Oxigênio 1. 2. @catarinacampeelo @davysvalentim Os microrganismos retiram da água a maioria dos nutrientes solúveis (conteúdo celular 80 – 90 % de água Pressão osmótica: retira a H2O dentro da célula Reação Hipertônica: perda de H2O do meio intracelular para o extracelular, através da membrana plasmática (meio com concentração de sais). Plasmólise: diminuição da membrana plasmática da célula devido a perda de H2O por osmose. Não Halófilos: não necessitam de sal e não toleram a presença no meio. Halotolerantes: não necessitam de sal mas toleram a presença no meio. Halófilos: necessitam de sal em uma concentração moderada Halófilos extremos: necessitam de sal em altas concentrações. Pressão Osmótica: 1. 2. 3. 4. 5. @catarinacampeelo @davysvalentim Essencial para os microrganismos o Disponibilidade variável no ambiente. Essencial para a síntese de todos os compostos orgânicos necessários para a viabilidade celular Bactérias Fixadoras de Nitrogênio: a fixação de N, algumas bactérias são capazes de utilizar N gasoso diretamente da atmosfera. Enxofre: Utilizado na síntese de aminoácidos contendo S e de vitaminas (tiamina e biotina). Fósforo: Essencial para a síntese dos ácidos nucléicos e para os fosfolipídeos componentes da membrana celular. Potássio, Magnésio e Cálcio: são elementos essenciais para os microrganismos o Frequentemente encontrados como co-fatores para as reações enzimáticas. Elementos traços (Ferro, Cobre e Zinco): sãoutilizados como co-fatores essenciais para atividade de algumas enzimas Oxigênio: Extremamente importante ao desenvolvimen microbiano. Agua: 1. Fontes de Carbono: 1. Minerais: 1. 2. 3. 4. 5. 6. @catarinacampeelo @davysvalentim Estritos (obrigados): só crescem na presença de O2 (Pseudomonas) Microaerófilo: sobrevivem em ambientes com alta concentração de CO2 e baixas de O2 (H. pylori) Aerotolerantes: suportam a presença de O2 mas sem utilizá-lo em seu metabolismo. Ex: Lactobacillus acidophillus Estritos (obrigados): não toleram O2 (letal) Ex: Clostridium tetani e Clostridium botulinum Facultativos: não necessitam de O2, mas crescem melhor com O2 Aeróbios: 1. 2. Anaeróbios: 1. 2. 3. Aeróbios e Anaeróbios @catarinacampeelo @davysvalentim Bactérias Gram-positivas (assume tonalidade violeta) Bactérias Gram-negativas (assume tonalidade rósea) È o método de coloração que permite a visualização das bactérias no microscópio óptico, tendo em vista que sem utilizar a coloração é improvável que se possa visualizar a bactéria ou suas estruturas. Através deste método é possível identificar e diferenciar dois importantes e principais grupos de bactérias: Coloração GRAM Gram-negativa Gram-positiva @catarinacampeelo @davysvalentim Preparo do esfregaço: Após o esfregaço preparado. Cubra o esfregaço com violeta-de-metila e logo após deixe por aproximadamente 15 segundos Adicione igual quantidade de água sobre a lâmina coberta com violeta-de-metila e então deixe agir por mais 45 segundos; Escorra o corante e lave em um filete de água corrente; Cubra a lâmina com lugol diluído (1/20) e deixe agir por aproximadamente 1 minuto; Escorra o lugol e lave em um filete de água corrente; Adicione álcool etílico (99,5º GL) sobre a lâmina; descorando-a, até que não desprenda mais corante; Lave em um filete de água corrente; Cubra a lâmina com safranina e deixe agir por aproximadamente 30 segundos; Lave em um filete de água corrente; Deixe secar ao ar livre, ou seque suavemente com o auxílio de um papel de filtro limpo; Visualize no microscópio. Logo após leia em objetiva de imersão (100 X). Como é realizado ? Metologia gram passo a passo: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Coloração GRAM @catarinacampeelo @davysvalentim 1. Qual dos seguintes elementeos é o mais importantena teoria da doença de Koch? O animal apresenta sintomas de doença quando: a) O animal esteve em contato com um animal doente b) O animal apresenta uma diminuição na resistência c) Um microrganismo é observado no animal d) Um microrganismo é inoculado no animal e) Microrganismos podem ser cultivados a partir do animal 2. Qual das seguintes características NÃO é tipica de bactérias? a) São procariotos b) As paredes celulares tem peptideoglicano c) Apresentam a mesma forma d) Multiplicam-se por fissão binária e) Tem capacidade de locomoção 3. Combine as estruturas na coluna A com suas funções na coluna B a) Parede celular ( ) 1. Adesão à superfície b) Endosporo ( ) 2. Formação da parede celular c) Fímbrias ( ) 3. Mobilidade d) Flagelos ( ) 4. Proteção da lise osmótica e) Glicocálice ( ) 5. Proteção dos fagócitos f) Pili ( ) 6. Repouso g) Membrana plasmática ( ) 7. Sintese proteica h) Ribossomos ( ) 8. Permeabilidade seletiva 4. Qual da seguintes NÃO é uma característica diferencial das células procarióticas? a) Elas possuem um cromossomo circular único b) Elas não possuem organelas revestidas por membrana c) Elas possuem paredes celulares contendo peptideoglicano d) Seu DNA não está associado a histonas e) Elas não possuem membrana plasmática 5. A resistência às drogas antimicrobianas é um problema sério no combate às infecções. A principal causa do aparecimento de organismos resistentes é o uso excessivo e inapropriado dos antibióticos, o que resulta na seleção de cepas de bactérias resistentes. Além disso, a resistência aos antimicrobianos pode ser passada de uma bactéria para outra por meio da transferência de material genético. Baseado no texto e nos conhecimentos sobre o tema, assinale a alternativa que apresenta a estrutura que contém genes de resistência a antimicrobianos. a) Membrana citoplasmática b) Pilli c) Flagelo d) Cápsula e) Plasmídio Exercícios @catarinacampeelo @davysvalentim**Questões tiradas do livro Tortora 6. Os microorganismos podem ser classificados de acordo com a temperatura ideal de crescimento. Diante disso, observe a imagem abaixo e classifique-os por ordem: a) Psicrófilo, Termófilo, Mesófilo, Psicrotrófico e Termófilo; b) Hipertermófilo, Termófilo, Mesófilo, Psicrotrófico e Psicrófilo; c) Psicrotrófico, Psicrófilo, Mesófilo, Termófilo e Hipertermófilo; d) Psicrófilo, Psicrotrófico, Mesófilo, Hipertermófilo e Termófilo; e) Psicrófilo, Psicrotrófico, Mesófilo, Termófilo e Hipertermófilo. 7. Utilize a informação a seguir para responder as questões 1 e 2. Dois meios de cultura foram inoculados com quatro bactérias diferentes. Após a incu bação, os seguintes resultados foram obtidos: Organismo Meio 1 Meio 2 Escherichia coli Colônias vermelhas Sem crescimento S. aureus Sem crescimento Crescimento S. epidermidis Sem crescimento Crescimento Salmonella enterica Colônias incolores Sem crescimento 7.1. O meio de cultura 1 é: a. Seletivo. b. Diferencial. c. Seletivo e diferencial. 7.2. O meio de cultura 2 é: a. Seletivo. b. Diferencial. c. Seletivo e diferencial 8. Qual dos seguintes tipos de meio não poderia ser utilizado para cultivar aeróbicos? a. Meio seletivo. b. Meio redutor. c. Meio de enriquecimento. d. Meio diferencial. e. Meio complexo. Exercícios @catarinacampeelo @davysvalentim**Questões tiradas do livro Tortora 9. Qual dos seguintes processos não mata endosporos? a. Autoclave. b. Incineração. c. Esterilização com ar quente. d. Pasteurização. e. Todas as alternativas. 10. Qual alternativa seguinte é usada para controlar o crescimento micro biano em alimentos? a. Ácidos orgânicos. b. Metais pesados. c. Alcoóis. d. Aldeídos. e. Todas as alternativas. 11. As bactérias patogênicas podem ser: a. Móveis. b. Anaeróbicas c.. Bastonetes. d. Cocos e. Todas as afimativas 12. Faça um esquema de classificação e identicação das bactérias gram + e - Exercícios @catarinacampeelo @davysvalentim**Questões tiradas do livro Tortora BROOKS, Geo F. Carroll; BUTEL, Janet S.; CARROLL, Karen C.; MIETZNER, Timothy A.; MORSE, Stephen A. Microbiologia médica de Jawetz, Melnick e Adelberg. 26. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. MURRAY, Patrick R.; ROSENTHAL, Ken S.; PFALLER, Michael A. Microbiologia médica. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. TORTORA, Gerard J.; CASE, Christine L.; FUNKE, Berdell R. Microbiologia-12ª Edição. Artmed Editora, 2016. Referências bibliográficas
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