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1 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP Capítulo 1 – Conceitos Básicos e Introdução ao Estudo de Microbiologia. ➯Primeiro homem a observar os micro- organismos. ➯Microscópio rudimentar (Aumento 50x a 300x). ➯Descrição de protozoários, formas básicas de bactérias, fungos e algas “pequenos animais” ➯Micro-organismos na cavidade bucal ➯Ação vinagre branco ➯Primeiro que atribuiu funções ao micro- organismos. ➯Prevenção de doenças infecciosas. ➯Aspectos básicos dos micro-organismos. ➯Fermentação microbiana. ➯Pasteurização de alimentos. ➯Vacinas (carbúnculo e raiva). ➯Queda da teoria da geração espontânea. ➯Bactérias como agentes infecciosos. ➯Confirmou a base teórica de Jacob Henle das etapas experimentais para confirmação do agente etiológico. (B. anthracise e o carbúnculo). a) O agente etiológico é encontrado em todos casos da doença. b) O micro-organismo ao ser isolado do hospedeiro e deve crescer em cultura pura. c) A cultura deve reproduzir a doença após inoculação em animal suscetível. d) Isolar novamente o micro-organismo do hospedeiro. ➯Oliver Wendell Holmes: febre puerperal transmitida pelas mãos dos médicos. ➯Ignaz Philipp Semmelweis: lavagem das mãos e soluções com cloro. ➯Joseph Lister: Infecção cirúrgica de origem microbiana; Esterilização de instrumentais e aplicação de antissépticos nos ferimentos (Assepsia). ➯Willoughby D. Miller: associações de micro- organismos com a cárie dentária, doença periodontal e infecção pulpar. ➯Greene V Black: relatos clínicos da cárie como doença infecciosa. ➯Clarke: micro-organismo específico da cárie (Streptococcus mutans). ➯Paul Keys: cárie como doença infecciosa multifatorial, dependendo do hospedeiro, da dieta e da microbiota. 2 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP ➯O nome do micro-organismo consiste de duas palavras; a primeira é o gênero e a segunda a espécie. EX.: Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus (Gênero) (Espécie) ⁂ Bactérias SEMPRE são procarióticas ⁂ Fungos SEMPRE são eucarióticos ↳ Vírus não se encaixam. (Vivos ou não?) 3 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP Capítulo 2 – As Bactérias Tipos morfológicos: 1.) Cocos 2.) Bacilos 3.) Espiraladas 4.) Pleomórficas 5.) Quadradas ou estrelas ➯São bactérias esféricas ou de secção elíptica. Seus grupamentos são: ◦ Diplococos ◦ Tétrades ◦ Cubos ◦ Estreptococos ◦ Estafilococos ➯São bactérias de forma cilíndrica. Seus grupamentos são: ◦ Cocobacilos ◦ Fusiformes ◦ Bastonetes ◦ Formas filamentosas ◦ Bastonetes pleomórficos (formas irregulares) * Os bacilos patogênicos raramente apresentam diâmetro maior que 1 nm. ➯São bactérias em forma de hélice. ◦ Vibriões ◦ Espirilo ◦ Espiroquetas ➯Parede celular, membrana citoplasmática e citoplasma estão presentes em todas as bactérias por serem estruturas fundamentais. ➯As células procarióticas não possuem núcleo verdadeiro e o seu DNA está envolvido em uma estrutura conhecida como cromossomo bacteriano ou nucleoide. 4 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP ➯Na maioria das bactérias o cromossomo é formado por uma única molécula circular, mas existem bactérias que podem exibir de 2 a 4 cromossomos e outras podem exibir cromossomo linear. ➯É a parede celular que confere forma às bactérias. ➯A parede celular está presente em todas as bactérias com exceção ao grupo dos micoplasmas. ➯Ela é constituída de peptidoglicano que é constituída por dois açúcares aminados: N-acetil- glicosamina e ácido N-acetil-murâmico, que estão ligados um ao outro intercaladamente. ➯A parede protege a célula, mantém a pressão osmótica no interior e representa suporte de antígeno somáticos bacterianos. ➯As principais diferenças estruturais e das características químicas ocorrem entre Gram- positivas e Gram-negativas, e também entre micobactérias e espiroquetas. Síntese da parede: 1.) Os aminos açúcares e peptídeos são sintetizados e agrupados no citoplasma. 2.) Os fragmentos de peptidoglicano são transportados pela membrana citoplasmática, por intermédio de moléculas lipídicas. 3.) No exterior da célula, os precursores são unidos formando cadeias lineares através de polimerização (reações que pequenas moléculas se unem para formar macromoléculas). 4.) Ocorre união das cadeias lineares por ligações cruzadas (transpeptidização), formando a estrutura final ➯A coloração de gram consiste em tratar bactérias sucessivamente com cristal violeta, lugol, álcool e fucsina. ➯O cristal violeta e o lugol penetram em ambas, formando um complexo de cor roxa. ➯O tratamento com álcool é o que difere. 5 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP ↳ A Gram-positiva possui camada de peptidoglicano + espessa e sua desidratação a torna mais permeável, retendo o corante. ↳ A Gram-negativa possui camada de peptidoglicano - espessa e o complexo corado é extraído pelo álcool, deixando as células descoradas. ➯O tratamento com a fucsina não altera a cor roxa das Gram-positivas, mas deixa as Gram- negativas (descoradas) avermelhadas. As principais diferenças: • Permeabilidade da parede celular • Na composição química e na estrutura bacteriana. • No metabolismo. • Essas diferenças refletem na patogenicidade. ➯Maior quantidade de peptidoglicano ➯Parede mais espessa ➯Podem apresentar moléculas de ácidos teicoicos. ➯Parede menos espessa ➯Apresenta membrana externa de natureza fosfolipídica que pode conter lipopolissacarídeos e lipoproteínas. ➯Micobactérias: Modificação na estrutura da parede Gram-positiva, possuindo grande quantidade de lipídeo, constituída de ácido micólicos. Essa camada interfere na coloração. ➯Espiroquetas: Sobre a camada de peptidoglicano encontra-se camada contendo os filamentos axiais (endoflagelos) que são recobertos por membrana externa semelhante a Gram-negativa. ➯Arqueobactérias: Não possuem parede celular. Geralmente possuem uma simples camada S composta de glicoproteínas e algumas apresentam parede celular rígida composta por polissacarídeos denominados pseudomureínas, e as que tem isso são Gram-positivas. ➯Constituída de fosfolipídios e proteínas. Principais funções: 1.) Transporte ativo de moléculas. 2.) Permeabilidade seletiva e transporte de solutos. 6 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP 3.) Sede de enzimas de fosforilação oxidativas em espécies aeróbias 4.) Sede de precursores da parede celular, das enzimas e moléculas transportadoras que atuam na síntese de enzimas e toxinas 5.) Localização de receptores e outras proteínas do sistema quimiotático e de outros sistemas de transdução sensorial. Se difere da membrana citoplasmática de eucariontes: 1.) Ausência de esteroides na composição (ex.: Micoplasmas que incorporam colesterol quando cultivados em meios contendo esterol). 2.) Ser sede de inúmeras enzimas do metabolismo respiratório bacteriano. 3.) Controlar divisão bacteriana por meio dos mesossomos. ➯É delimitado pela membrana citoplasmática. ➯Apresenta grupos de ribossomos (polissomos) ➯Possui inclusões citoplasmáticas que são reservas de substâncias. ➯Mesossomo. ➯Complexos membranosos ➯Cromossomo bacteriano (ou nucleoide) constituído por um filamento de DNA não delimitados por membrana nuclear. ➯Envoltório viscoso que cobre a parede celular ➯Sua composição química é variável. ➯Quando é organizado e está firme na parede celular, é chamado de cápsula. *Em certas espécies bacterianas a cápsula estáenvolvida com certa virulência (interfere com a fagocitose). Funções da cápsula bacteriana: 1.) Especificidade imunológica. 2.) Ação de fator de virulência para algumas bactérias. 3.) Ação de barreira osmótica para a célula bacteriana (porque são 95% água) prevenindo assim o fluxo rápido ou lento. ➯Os apêndices bacterianos são as fímbrias e flagelos (e as cápsulas também são consideradas apêndice da bactéria) Fímbrias: Possui dois tipos principais que são: a) Fímbrias sexuais ou pili F. que são responsáveis pela ligação entre células doadoras e receptoras durante a conjugação bacteriana. (E também como receptoras de vírus bacteriófagos) b) Fímbrias comuns que são numerosas e participam da aderência de determinadas bactérias simbióticas sobre a superfície de célula do hospedeiro. 7 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP *A patogenicidade de muitas bactérias Gram- negativas é dependente da presença ou não de fímbrias. *As células epiteliais da garganta também são consideradas como fímbrias. *Presença de ácido lipoteicoico: fibrilas Flagelos: São estrutura responsáveis pela mobilidade da bactéria. ↳ Possui filamentos delgados e ondulados. ↳ Flagelina. ↳ Possui corpúsculo basal, gancho e filamento externo. ↳ Classificadas em: atríqueas, monotríqueas, anfitríqueas, lofotríqueas e peritríqueas. ➯NÃO É MECANISMO DE REPRODUÇÃO. ➯Os esporos são células de repouso, resistentes, produzidas por algumas bactérias ➯A resistência ao calor é devido ao seu estado de desidratação. ➯Quando as condições nutricionais são desfavoráveis (falta de C ou N), inicia-se a esporulação. ➯Cada bactéria forma um único esporo interno que é liberado quando a célula-mãe sofre autólise. ➯A esporulação começa com a formação de um filamento axial que procede de invaginação da membrana, formando uma estrutura de dupla membrana. ➯As duas membranas formam parede do esporo e o córtex. Um esporo completo apresenta: a) Cerne: protoplasto; sistema para gerar energia baseada na glicólise; alta quantidade de dipicolinato de cálcio. b) Parede do esporo: camada mais interna; contém peptidoglicano e transforma na parede celular da célula vegetativa em germinação. c) Córtex: camada mais espessa d) Capa: envolve o córtex; formada por proteína semelhante à queratina; bastante impermeável o que a torna resistente a antibactericidas. e) Exosporo: camada mais externa. Etapas da germinação: a) Ativação: meio favorável ou lesão na capa do esporo. b) Iniciação: processo de germinação; diferentes espécies desenvolvem receptores que reconhecem efetores como sinalização do meio; a ligação do efetor ativa autolisina que degrada o peptideoglicano do córtex. c) Crescimento: aparecimento de nova célula vegetativa. 8 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP Formas de crescimento bacteriano: 1) Fissão binária, biparticipação ou cissiparidade: Divisão de uma célula em duas iguais. 2) Brotamento: Célula mãe inicia um crescimento lateral que se desprende gerando uma nova célula igual. 3) Filamentoso: As células se fragmentam parecido com as hifas de um fungo. Tempo de geração: Tempo para uma célula dar origem a duas; diferente para cada espécie. 1) Fase LAG: Sem crescimento de bactérias devido o reconhecimento de ambiente. Há preparação para início de crescimento (esporo se encontraria nessa fase). 2) Fase LOG ou exponencial Se inicia o crescimento bacteriano de forma exponencial; nessa fase estão mais frágeis a antimicrobianos devido a energia gasta para se dividirem. Se tiver um antimicrobiano, irá para a fase de declínio. (Período de germinação) 3) Fase estacionária Fase de platô onde nº bactérias geradas = bactéria mortas. 4) Fase de declínio ou morte celular Nº de células mortas > nº células geradas. (fase quando há administração de antimicrobianos). Físicos: Temperatura: • Psicrotróficas: temp ótima até 7ºC • Psicrófilas: ótimo abaixo de 20ºC • Mesófilas: entre 25ºC e 40ºC (geralmente são as que parasitam animais) • Termófilas: até 90ºC (utilizadas em PCR) • Hipertermófilas: acima de 100ºC (arqueobactérias). pH: • Neutrófilas: pH neutro. • Acidófilas: pH ácido. • Alcalófilos: pH alcalino. • Pressão Osmótica.: • Halotolerantes: altas concentrações de sais. • Halófilas: até 15% de sal. 9 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP • Halófilas extremas: até 30% • Não halófilas: não suportam Químicos: Oxigênio: • Aeróbicas obrigatórias • Microaerófilo: O² menor que o ar • Aeróbicas facultativas: podem sobreviver sem O². • Anaeróbicas obrigatórias: O² é tóxico. • Anaeróbicas aerotolerantes: não usa O² mas não morre na presença. • Anaeróbicas facultativas: pode ou não usar O². • Anabolismo (ou biossíntese) • Catabolismo • Glicólise • Fermentação • Respiração • Cadeia de transporte de elétrons • Respiração anaeróbia • Genoma bacteriano está condensado e organizado no NUCLEÓIDE. • Duplicação do DNA, Semiconservativo. Como a informação genética pode ser utilizada: Cromossomo bacteriano: disperso no citoplasma; 1 ou + cromossomos (haploides); DNA circular. • Plasmídeos (extracromossomais) • Alterações fenotípicas: são reversíveis. • Alterações genotípicas: são irreversíveis. • Deleção, inserção ou substituição de um ou mais nucleotídeos. • Pode ou não modificar a proteína. • Neutras ou silenciosas; desvantajosas ou benéficas; induzidas ou espontâneas. 10 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP • Mutação puntiforme • Mutação por inserção • Mutação por deleção • Transposição ➯Transformação: Incorporação do DNA livre ➯Conjugação: Transferência do DNA de uma bactéria para outra. ➯Transdução ou Infecção Fágica: Transferência de material genético mediado por vírus. 11 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP Capítulo 3 – Os Fungos ➯Crescem em temperaturas variadas. ➯Estruturas denominadas hifas. ➯Formação de dicariose (exclusivo do fungo). ➯100 espécies são patogênicas. ➯Manutenção da estabilidade geoquímica da ➯biosfera (junto com as bactérias) ➯Alto valor comercial (fermentação, produção de antibióticos). ➯Deterioração de alimentos, madeira e têxtil. ➯Uni ou multicelulares. a) Processo de reprodução diversificado. b) Crescimento em brotamento ou hifas. c) Maior tamanho das células. d) Atividades metabólicas pouco diversificadas. e) Composição e ultraestrutura da parede celular. f) Dimorfismo. g) Sensíveis a agentes quimioterápicos. Produção de micotoxinas: Aflatoxina: feijão e amendoim Carcinogênicos. ➯Unicelulares: leveduras; multicelulares: bolores e dimórficos. Leveduras: ➯Células isoladas, esféricas ou ovais. ➯Denomina-se pseudomicélio. ➯Divisão por brotamento ou cissiparidade. Bolores: ➯Também chamado de fungos filamentosos ou miceliais. ➯Multicelulares. ➯Forma vegetativa: hifas (crescimento: produção de ramificações laterais ou por prolongamento). ➯Não possui regiões de constrição como as pseudo-hifas. ➯Hifas crescidas em rede: micélio ou talo (permite formação de colônias). 12 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP a) Micélio vegetativo: hifas penetram no meio da cultura que conferem sustentação e absorção de nutrientes. b) Micélio aéreo: hifas se desenvolvem pra cima do meio de cultura. c) Micélio reprodutivo: micélio aéreo d) Haustórios: ramos de hifas que penetram no hospedeiro. a) Septadas ou coenocítica: possuem paredes cruzadas que separam as célulasindividuais b) Não septadas ou cenocíticas: hifas com forma tubular única com muitos núcleos. ➯Ou seja, se apresentam sob duas formas diferentes em condições diversas. ➯Geralmente sob a forma de leveduras nos tecidos vivos e quando cultivados em meio líquido constitui a forma parasitária. 13 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP ➯Eucarióticos ➯Vários cromossomos ➯Parede celular: de 2 a 8 camadas; estrutura rígida; em muitos é de quitina. ➯Lomassomos: agregados da membrana que participa do processo de secreção ➯Núcleo: forma irregular e tamanho reduzido. ➯Capa nuclear: envolve parcialmente o núcleo. ➯Corpúsculo de Woronin e Doliporo: impedem a perda de constituintes quando a hifa é rompida. ➯Cápsula: algumas leveduras possuem e protegem contra a fagocitose. ➯Organelas: como qualquer célula eucarionte; fungos patogênicos geralmente não apresentam flagelos ou outros de locomoção. ➯Heterotróficos. ➯Imóveis em sua maioria. ➯Maioria aeróbio (alguns anaeróbicos facultativos). ➯Obtenção de energia por respiração e fermentação. ➯Existem saprofíticos e parasitários. ➯Todos Gram-positivos. ➯Patogênicos para o homem se desenvolve à 37ºC. ➯Nutrição por absorção (enzimas hidrolíticas). ➯Para seu cultivo os meios devem ter fonte de carbono e nitrogênio. • Reprodução assexuada ou vegetativa: a) Produção de conídeos. b) Blastoconídeos. c) Clamidoconídeos. d) Artroconídeos. • Cissiparidade (assexual) • Produção de esporos assexuados: a) Esporangiosporos. b) Conidiosporos. *microconídeos. • Reprodução sexuada. 14 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP Capítulo 4 – Os Vírus ➯Acelulares. ➯DNA ou RNA. ➯Não possuem metabolismo próprio. ➯Parasitas intracelulares obrigatórios. ➯São inertes no meio extracelular. ➯Podem sofrer mutações. ➯Não respondem à antibióticos. ➯Os antivirais tentam inibir seu poder de penetração da célula. ➯Capsídeo: formada por um aglomerado de polipeptídio; maior massa do vírus; determina hospedeiro; responsável pelo início da infecção. ➯Capsômero: junção dos protômeros. ➯Ácido Nucléico: material genético do vírus; fita simples ou dupla; linear, circular ou segmentado. ➯Nucleocapsídeo: capsídeo + ácido nucleico Envelope: derivado da membrana celular, os vírus que a contem, driblam melhor o sistema imune. ➯Espículas: ajudam na identificação do vírus. ➯Enzimas: Alguns vírus as possuem (polimerases, transcriptases, proteases e integrases). 15 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP 1) Aderência ➯Fixação do vírus na célula ➯Macromolécula do vírus. ➯Duas etapas (reversível e irreversível). 2) Penetração 3) Desnudamento ➯Desmontagem do capsídeo para a liberação do material genético. 4) Formação do genoma 5) Morfogênese e Liberação Viral ➯Após a maturação do vírus, ocorre sua liberação através da lise celular ou exocitose. Fixação: união da causa do vírus com a superfície da bactéria. Penetração: material genético injetado. Implantação celular: ciclo lítico e lisogênico. 16 Microbiologia 1 Semestre Grazielly Ajluni ICT UNESP FIM DO CONTEÚDO DA P1