Fisiologia bacteriana 2010

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FISIOLOGIA BACTERIANA
 Crescimento bacteriano/divisão celular ( ambiente propício c constituintes químicos e físicos
Algumas espécies apresentam flexibilidade nutricional ( Pseudomonas
Outras espécies são mais exigentes ( Porphyromonas e Treponema 
Estrutura bacteriana ( diferentes macromoléculas, proteínas e ácidos nucléicos
Precursores: retirados do meio ambiente ou sintetizados no interior celular
Depende 
 
Nutrição Bacteriana
Nutrientes ( substâncias ou elementos retirados do ambiente utilizados p construir componentes celulares ou p obter energia 
Macronutrientes
Carbono (50%): presente na maioria das substâncias que compõem as células
O2 e H2: material celular e água da célula
N2: ptns e ácido nucléico
Fósforo: ATP, ácidos nucléicos, coenzimas (NAD e flavinas), metabólitos lipídicos, parede celular, ácido teicóico e lipoteicóico, cápsula e ptns
S, K, Mg, Ca, Fe, Na: coenzimas, vitaminas e de aminoácidos
Micronutrientes ou elementos traço 
Manganês, zinco, cobalto, cobre, molibdênio, selênio, cromo, níquel e outros 
Classificação microbiana quanto à fonte de energia
Fototróficos: luz 
Quimiotróficos: compostos orgânicos ou inorgânicos (reações de oxi-redução) 
Classificação microbiana quanto à fonte de carbono (C)
Autotróficas ( moléculas inorgânicas, como carbonatos e CO2 
Heterotróficas ( moléculas orgânicas (proteínas, carboidratos e lipídeos)
Meios de Cultura
Fonte de energia e carbono
Substrato doador de elétrons (orgânico ou inorgânico) 
Necessidades específicas: vitaminas, cofatores, aminoácidos, etc 
Meio de cultura: 
Influência de fatores ambientais
Temperatura: cada bactéria possui uma ótima de crescimento
( T ( desnaturação x (T ( desaceleração reações metabólicas 
psicrófilas: entre 5º C e 20º C
mesófilas: entre 28º C e 45ºC ( interesse médico, veterinário e agronômico
termófilas: 46º C e 70ºC
hipertermófilas: entre 71º C e 110º C
pH (concentração de íons hidrogênio)
Neutrófilas entre 6 e 8 ( maioria das bactérias 
Acidófilas < 6 ( Thiobacillus thiooxidans (pH 2,0)
Alcalófilas > 8 ( Nitrobacter (pH 8,6)
Aeração
1. Aeróbias estritas/obrigatórias: O2 é o aceptor final de H2 
2. Anaeróbias estritas: não toleram o O2 ( Clostridium tetani
3. Facultativas: utilizam o O2 qdo disponível, mas são capazes de crescer na sua ausência ( Escherichia coli e várias bactérias entéricas
4. Microaerófilas: necessitam de ( teores de O2 ( Campylobacter jejuni
5. Aerotolerantes:o O2 não as afeta, cresce por todo o tubo
 Pressão osmótica
Halófilos ( ( [ ] de sal ( bactérias marinhas
METABOLISMO ( Soma de todas as reações químicas de um organismo vivo 
ANABOLISMO (Biossíntese) ( reações (R) químicas (Q) endergônicas nas quais substâncias simples formam moléculas + complexas ( requerem energia (E)
CATABOLISMO (Degradação) ( RQ exergônicas que resultam na quebra de moléculas orgânicas + complexas em substâncias + simples ( liberam E
Várias funções celulares exigem energia, como transporte e motilidade
Respiração aeróbica
Decomposição microbiana de substratos cujo receptor de H2 é o O2 
Bactérias aeróbias: saldo final de 38 ATP por cada molécula de glicose utilizada
Respiração anaeróbica
Quando o O2 é substituído por outro receptor inorgânico de elétrons
Bactérias anaeróbias: ganho menor de 38 moléculas de ATP
Aceptor final de e- na cadeia transportadora: moléculas inorgânicas
- NO3- (nitrato); SO42- (sulfato); CO32- (carbonato)
Fermentação: produz pouco ATP
O produto final depende do microrganismo, as enzimas e do substrato utilizado
Dentre os vários tipos de fermentação, pode-se citar:
– Fermentação homolática: produção de ácido lático
– Fermentação alcoólica: produção de álcool
– Fermentação mista: produção de álcool, ácido e gás
– Fermentação butileno-glicólica: produção do butileno glicol 
Crescimento bacteriano: Divisão binária simples ou Fissão Binária
( do protoplasma celular pela síntese de ácidos nucléicos, proteínas, polissacarídeos e lipídeos ( divisão celular
( do número de células bacterianas ( não há aumento no tamanho da célula
Conhecendo as necessidades nutricionais de um microrganismo pode-se controlar seu desenvolvimento
ETAPAS:
1. Alongamento celular e replicação do DNA
2. Início da formação do septo (divisão da Parede celular e da membrana citoplasmática)
3. Individualização das células-filhas com formação de paredes ao redor das regiões contendo DNA replicado
4. Separação das células-filhas
Tempo de geração (TG): tempo necessário p q uma célula “mãe” origine duas células “filhas” (dobre a população)
TG pode variar de acordo c a espécie bacteriana e/ou condições físicas e nutricionais (Ex: Escherichia coli 20 min, Mycobacterium tuberculosis 18 hr)
Curva de crescimento bacteriano
Fase lag (A)
Não há divisão celular; adaptação das células ao novo ambiente 
( volume total em quase 2 a 4 vezes 
Síntese de DNA, proteína e enzimas (pré-requisito para divisão) 
Fase exponencial ou log (B)
Reprodução celular ativa; tempo de geração constante
Período de maior atividade metabólica da célula; preferido para fins industriais
Microrganismos são particularmente vulneráveis a mudanças ambientais
Fase estacionária (C)
O n°. de células morrendo é equivalente ao n°. de células novas
Velocidade de crescimento diminui
Depleção de nutrientes, ( de O2 (aeróbios); acúmulo de produtos tóxicos 
Fase de morte ou declínio (D)
Condições impróprias p o crescimento; céls mortas excede o números de novas
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Número de células (log)
Macromoléculas e outros componentes celulares
Precursores B
E transporte nutrientes, motilidade 
Catabolismo
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Nutrientes p biossíntese (B)
RESPIRAÇÃO
( Ciclo de Krebs: oxidação de ácido pirúvico gerando CO2 ( rendimento 2 ATP
FERMENTAÇÃO
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pH
Anabolismo
( Glicólise: formação de ácido pirúvico ( rendimento de 2 ATP
mesófilas
psicrófilas
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Taxa de crescimento
Disponibilidade do composto no meio 
Capacidade de síntese do microrganismo
termófilas
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Fase de Declínio
Tempo
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Alcalófila
Neutrófila
Taxa de crescimento 
Temperatura ◦C
H-termófilas arqueas
H-termófilas bactérias
Energia p B
Fonte de energia (E)
Produtos liberados (ácidos, álcool, CO2)
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Acidófila
� INCLUDEPICTURE "http://textbookofbacteriology.net/pH.jpeg" \* MERGEFORMATINET ���
( Cadeia transportadora de elétrons: transferência dos elétrons p os transportadores ( liberação gradual de energia
� INCLUDEPICTURE "http://textbookofbacteriology.net/temperature.jpeg" \* MERGEFORMATINET ���
Fase Estacionária
Fase Log (exponencial)
� INCLUDEPICTURE "http://faculty.irsc.edu/FACULTY/TFischer/images/bacterial%20growth%20curve.jpg" \* MERGEFORMATINET ���
Fase Lag
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