Resumo da primeira área de Microbiologia básica

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Resumo de Microbiologia Basica - area 1
Microbiologia e Microbiota humana
Microbiologia
- É o estudo de todos os organismos vivos ou
agentes infecciosos que são pequenos demais para
serem visíveis a olho nu.
- Inclui bactérias, arqueias, vírus, fungos, príons,
protozoários e algas, conhecidos coletivamente
como micróbios ou microrganismos.
IMPORTÂNCIA DA MICROBIOLOGIA
- Benéficos: Microbiota, alimentos, degradação da
matéria orgânicas, produção de fármacos.
- Prejudicais (patogênicos): doenças, resistência,
pandemias.
Microbioma
- Descreve a soma das informações genéticas de
uma microbiota e o ambiente/meio com o qual eles
interagem
Exemplo: Microbioma oral, intestinal, epitelial.
Microbiota
- Conjunto de microrganismos (vírus, bactérias,
fungos e protozoários) que habitam um
determinado ecossistema ou tecido/órgão.
- A microbiota do nosso organismo equivale a cerca
de 1,5 a 2 Kg do peso corpóreo.
Tipos de microbiota
- Normal: Microrganismos que colonizam, uma ou
mais regiões do hospedeiro. Possuem uma relação
de simbiose, do tipo comensalismo. Ou seja, não
causará doença.
- Transitória: Microrganismos que podem colonizar
alguma região do corpo do hospedeiro, colonizam a
camada superficial da pele. Eles sobrevivem por
curto período de tempo e são passíveis de remoção.
Dessa forma, não se estabelecem permanentemente.
- Oportunista: Em situações específicas, o
microrganismo da microbiota atuará como patógeno.
Possuem uma relação de disbiose, causando doença.
COMO A MICROBIOTA É ADQUIRIDA?
- Transferência vertical: ocorre de mãe para filho,
no momento do nascimento.
Parto normal: O bebê terá contato com a
microbiota da região da pele e do trato
gastrointestinal da mãe. Os microrganismos
serão: Candida, clostrídios, enterococos e
lactobacilos.
Parto cesária: O bebê terá contato com a
microbiota da região da pele da mãe. Os
microrganismos serão: a Candida, o
estreptococos e o estafilococos.
- Transferência horizontal: ocorre entre os
indivíduos.
Um exemplo é no momento da
amamentação. Nele, o bebê terá o contato com a
microbiota do trato gastrointestinal.
Leite materno: Bifidobacterium longun,
BAL, E.coli e estreptococos.
Leite fórmula: Enterococcus, Bacteriodes,
enterobactérias , clostrídios.
Tipos de transferência horizontal
- Transmissão direta: ocorre a transferência do
agente etiológico, sem a interferência de veículos.
- Transmissão direta imediata: é a transmissão
direta em que há um contato físico entre a fonte
primária de infecção e o novo hospedeiro.
- Transmissão direta mediata: transmissão direta em
que não há contato físico entre a fonte primária de
infecção e o novo hospedeiro; a transmissão se faz
por meio das secreções oronasais.
- Transmissão indireta: a transferência do agente
etiológico ocorre por meio de veículos animados ou
inanimados.
PAPEL DA MICROBIOTA NA VIDA DO
HOSPEDEIRO
1) Evolução e perpetuação das espécies
- Nutrição;
Auxiliar na digestão: Um exemplo são os
microrganismos da Filo Bacteroidetes. Eles
são responsáveis pelo metabolismo de
carboidratos e síntese de ácidos graxos de
cadeia curta (SCFA). Esta é a fonte de
energia para o hospedeiro e principais
imunomoduladores
- Biotransformação de polifenólicos;
Presentes nas plantas, frutas e derivados.
- Vitaminas;
O microbioma intestinal é capazes de
sintetizar e excretar vitaminas B e K, que
podem servir para o seu hospedeiro. A
maioria das vitaminas são sintetizadas pelas
bactérias entéricas e é excretada na fezes,
porque não podem ser absorvidas no ceco.
- Metabolismo de drogas e xenobióticos;
Importante na degradação de compostos
tóxicos que estão presentes na dieta e meio
ambiente.
- Imunidade;
A microbiota intestinal modula a resposta
das células B, produção de IgA e peptídeos
antimicrobianos da família das defensinas
(defensinas-C), ribonucleases, angiopoietina
4 e proteina S100.
- Comportamental;
Eixo cérebro-intestino: Bactérias liberam
substâncias hormonais que mudam o humor.
Se recebem o alimento que preferem,
estimula a expressão de serotonina e
dopamina. Influenciando no humor,
depressão, ansiedade.
2) Microrganismos sintetizam diversos produtos
– As reações bioquímicas realizadas pelos
microrganismos tem sido aproveitadas pelo homem
na indústria de alimentos, na indústria farmacêutica,
na manipulação genética.
3) Agente causadores de doenças.
SUBSTÂNCIAS BACTERIOSTÁTICO
(BACTERICIDA)
- Uma estratégia amplamente utilizada por algumas
bactérias, para ganhar vantagens competitivas, é
produzir substâncias bactericida agressivas aos
concorrentes.
- Estudos mostraram que o ácido láctico e outros
SCFA, produzidos por vários bactérias comensais,
são inibitórios para certos patógenos.
Dominio e Citologia da celula bacteriana
Conceitos
Eubacteria
- Procarioto;
- Parede celular (peptideoglicano);
- Fissão binária e utiliza compostos orgânicos,
inorgânicos ou fotossíntese.
Eukarya (Fungos)
- Eucarioto;
- Parede celular (Quitina e/ou celulose);
- Utiliza compostos orgânicos como energia.
- Divididos:
Fungos filamentosos: são multicelulares e
multinucleados. Possuem massa de micela
(hifas), por exemplo os psilocibinos, nome
científico atribuído aos cogumelos que
contêm Psilocibina e Psilocina, com
alcalóides ativos.
Fungos leveduriformes: unicelulares em
algumas microbiota.
Vírus
- Acelulares;
- Compostos de DNA ou RNA;
- O centro é rodeado e revestido por proteínas;
- Podem apresentar uma camada de lipídios;
- Replicam somente dentro da célula hospedeira.
Arqueobactérias
- Procariotos;
- Ausência de peptidoglicano;
- Vive em meio ambiente considerado inóspito,
quase que incompatíveis com a presença de seres
vivos.
- Temperaturas elevadas (próximas a 100ºC):
são termófilos extremos;
- Extrema acidez ou alcalinidade (pH 2 e 10);
- Elevada salinidades (até 32%, 5,5 M NaCl):
são halófilos extremos. Vale lembrar que a
salinidade média de oceanos é cerca de
3,5%.
- Muitas vezes, ausência completa de
oxigênio. Exemplo: Metanogênese - geração
de metano (CH4), e biogás.
Estrutura Geral da Célula Bacteriana
Parede celular (2)
- Membrana celular ou citoplasmática (3);
- Gram-negativas: membrana externa.
Citoplasma (4)
- DNA cromossomal (7) e ribossomos (5);
- Plasmídeos (acessório).
Estruturas externas (acessórios)
- Pili;
- Cápsula (1);
- Flagelos (8).
Classificação das bactérias
DE ACORDO COM A ESTRUTURA DA
PAREDE CELULAR
Parede típica
- Gram-positivas
Ex: Staphylococcus spp. E Enterococcus spp.
- Gram-negativas
Ex: Eschirichia coli e Klebsiella pneuminae
Parede atípica
Ex: Mycobacterium
Sem parede
Ex: Mycoplasma
O que é parede celular?
- Estrutura complexa, semi-rígida que confere
forma a célula bacteriana.
- Evita a ruptura quando a pressão osmótica é maior
dentro do que fora da célula.
- Composto por membranas celulares e
peptidoglicano (mureína).
- Alvo de vários desinfetantes, antissépticos e
antibióticos – álcool, penicilinas, cefalosporinas,
vancomicina, bacitracinas
Peptidoglicano
- É uma rede de sustentação formada pelos
polímero de dissacarídeos que são ligados uma
cadeia de aminoácidos (glicina): ligação cruzada
entre os pentapeptídeos (NAM) de uma cadeia de
polímeros de dissacarídeos com a outra.
- Polímero dos dissacarídeos: N - acetilglicosamina
(NAG) e Ácido Nacetilmurâmico (NAM)
- Ligação β 1-4;
- Alvo da Lisozima.
Em que momento da vida de uma célula
bacteriana ocorre a biossíntese do
peptidoglicano?
- Ocorre durante a reprodução bacteriana.
- As bactérias são seres unicelulares e assexuados
(fissão binária).
Etapas da reprodução bacteriana
1. Aumenta de tamanho da célula (mãe) e
duplicação do material genético;
- síntese de uma nova parede celular.
2. Formação do septo e início da divisão do DNA
entre as células;
3. Septo transversal completo e divisão do DNA;
4. Separação da célula-filha da célula mãe.
Como se diferenciam os tipos de bactérias
Gram-positivas e Gram-negativas?
ESTRUTURADA CÉLULA DA GRAM-
POSITIVA
Composição
- Peptidoglicano;
- Espessa (40 camadas)
- Sensível a penicilina, vancomicina e
cefalosporina.
- Ácidos Teicóicos;
- Carboidrato, fosfatos e álcool (ribitol ou
glicerol).
- 2 tipos:
Ác. lipoteicóico: ancorados na membrana
citoplasmática e promovem a aderência a
outras bactérias e a receptores específicos
das células.
Ác.teicóico: ligados ao peptidoglicano,
sendo essenciais à viabilidade celular e
importantes fatores de virulência .
- Carregados negativamente, regulam a entrada e
saída de cátions;
- Membrana interna (MI).
ESTRUTURA DA CÉLULA DA GRAM-
NEGATIVA
Composição
- Membrana externa (ME);
- Porção externa:
Lipopolissacarídeos (LPS)
- Porção interna:
Fosfolipídio
- Proteínas (Porinas)
- Lipoproteínas;
Ligam a ME ao peptidoglicano
- Espaço periplasmático;
- Peptidoglicano;
Menos espesso (4 camadas)
- Membrana interna (MI).
LIPOPOLISSACARÍDEOS (LPS)
Composição
1) Polissacarídeos
- Antígeno O: compostos com 6 carbonos, como
galactose, manose, rafinose, glicose.
- Diferenciação de sorovares
» E. coli O157:H7, tipos de
Salmonella.
- Núcleo polissacarídico: cetodeoxioctanato,
compostos de 6 e 7 carbonos.
2) Lipídio A ou endotoxina
- Toxicidade da bactéria
» Pirogênico (febre), dilata os vasos sg
(queda da pressão) .
» Sintomas: associados com a morte bactéria.
PORINAS
- Proteínas transmembrana que formam canais
através da membrana externa (regula o fluxo de
moléculas).
- Impedem a entrada de algumas substâncias
nocivas
- Antibióticos como a Vancomicina.
- Formadas por três subunidades.
MEMBRANA EXTERNA DAS BACTÉRIAS
GRAM-NEGATIVA
- A membrana externa é carregada negativamente
- Evasão da fagocitose e ação do
complemento.
- Age como uma peneira (barreira)
- Detergentes, antibióticos (penicilina e
vancomicina), condições ambientais
adversas, tal como o sistema digestivo do
hospedeiro (importante para enterobactérias).
- Porção externa: lipopolissacarídeos (LPS)
- Também chamado por endotoxina, um
poderoso estimulador da resposta imune;
- Só liberado após a morte bacteriana (↑
[LPS].
Espaço periplasmático
- É o espaço entre a membrana externa e a
membrana plasmática.
- Possui diversas enzimas hidrolíticas, proteínas de
transporte, quimiorreceptores.
Como funciona a coloração de Gram para
diferenciar as bactérias?
COLORAÇÃO GRAM
- Divide as bactérias em dois grupos: as gram-
positivas e as gram-negativas.
Sabendo que a diferenciação dos tipos
Gram-positivas e Gram-negativas é
baseado na estrutura da parede celular,
como vocês acreditam que sejam as
bactérias com outros tipos de estrutura de
parede celular?
SEM PAREDE
- Bactérias que não tem de parede celular.
Exemplo: Mycoplasma e Ureoplasma.
- Mollicutes (“pele fina”);
- Menores bactérias;
- Apresentam esteróis na membrana
plasmática;
- rigidez
- Não afetadas por antibióticos que agem na
parede celular.
- Doenças: Mycoplasma pneumoniae:
pneumonia atípica, bronquite, bronquiolites.
- Mycoplasma genitalium (IST): uretrite.
- Ureaplasma urealyticum: uretrite não-
gonocócica em homens.
PAREDE ATÍPICA
- Bactérias com a parede celular composta de ácido
micólico.
Ex: Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium
leprae, Mycobacterium smegmatis.
- Possuem:
- Arabinogalactana;
- Ácido micólico;
- Elevada concentração de lipídios na
parede (60%) --- cerosa;
- Baixa permeabilidade de nutrientes,
gerando um crescimento lento;
- Gasto de energia sintetizar o lipídeo;
- Dificulta a ação dos antibióticos
- Menor concentração de peptidoglicano.
Mycobacterium turbeculosis
- Transmissão: perdigotos com o agente infeccioso.
- Bacilo capaz de multiplicar em macrófagos.
- Dormência por vários anos.
- Agente da tuberculose:
Infecção caracterizada pela formação de
focos;
Infecciosos contendo células de Langhans;
Linfócitos e macrófagos ativados
(granulomas).
- Síndromes clínicas:
- Tuberculose pulmonar: sianis de mal-estar,
perda de peso, tosse crônica, sudorese
noturna.
- Tuberculose extrapulmonar: disseminação
hematogênica dos bacilos nas meninges,
medula óssea, baço e rins.
Coloração Ziehl e Neelsen ou Bacilo álcool-ácido
resistente (BAAR)
- Usada para identificar o gênero Mycobacterium,
através da baciloscopia do escarro.
Leitura e interpretação dos resultados da
baciloscopia de escarro
Diagnóstico de M. tuberculosis pela prova da
tuberculina (PPD)
- Para esta técnica usamos um filtrado concentrado,
a tuberculina.
Mycobacterium leprae
- Transmissão
- Através do contato direto com doentes sem
tratamento, eliminam os bacilos através do
aparelho respiratório superior em meio as
secreções nasais e gotículas da fala, tosse e
espirro;
- Contato íntimo e prolongado;
- Bacilo tem preferência pelas regiões frias
do corpo (30ºC);
- Tropismo pelas células do sistema nervoso
periférico, danos.
- Sintomas:
Hanseníase indeterminada: uma lesão única
e evolui para cura espontaneamente na
maioria dos casos. São 90% dos casos.
Diagnóstico laboratorial para a Mycobacterium
leprae
- Usamos amostras de raspados da pele.
- As formas de diagnóstico são:
- Coloração de Ziehl-Neelsen;
- Cultivo;
- M. lepare não cultivável:
Crescimento in vivo: Baixas
temperaturas Inoculação em tatu ou
pata de camundongo.
- M. tuberculosis (meio seletivos, 3
semanas).
- Sondas de ácidos nucléicos;
- Cultura (secreções, biópsias, LCR).
Arqueobactérias
- Possuem pseudopeptideoglicano ou
pseudomureína.
- N-acetiltalosaminurônico ao invés de ácido
murânico (Ligações glicosídicas do tipo β
1,3).
- L-aminoácidos.
Quais as formas (morfologia celular) que
as células bacterianas podem ter?
MORFOLOGIA CELULAR
- Formas de células bacterianas:
- Esférica: Coco
- Bastão: Bacilo
- Espiral: Vibrião, espirilo e espiroqueta
- Monomórficas: maioria das células.
- Pleomórficas: algumas como: Rhizobium e
Corynebacterium
GRAM + MORFOLOGIA CELULAR X
IDENTIFICAÇÃO
- Cocos: esféricas e pequenas.
• Staphylococcus e Enterococcus.
- Bacilos: formas cilíndricas, bastões
• Bacillus brevis.
- Cocobacilos: bastonetes menores.
• Listeria e Haemophilus.
- Espiraladas: bastonetes torcidos sobre si.
• Vibriões: forma parcialmente espiralada
em vírgula. Ex: Vibrio.
• Espirilo: forma espiralada rígida, filamento
axial. Ex. Helicobacter sp.
Cocobacilos
• Espiroqueta: forma espiralada flexível e
comprida. Ex: Treponema pallidum e
Leptospira sp.
ARRANJO CELULAR X DIVISÃO
RESUMO
BIOSSÍNTESE DO PEPTIDOGLICANO
- Passos:
- Ainda no citoplasma, o NAG está ligado
ao NAM através de uma ligacão β 1-4. Há a
ligação do dissacarídeo completo com o
pentapeptídeo (Peptideoglicano).
- O peptidoglicano recém sintetizado, deixa
o citoplasma e, é transportado para o meio
externo (peptidoglicano pré-existente).
- Inserção do peptidoglicano recém-
sintetizado no pré-existente:
1) Ocorre no meio externo. As
enzimas responsáveis são
denominadas de autolisinas. Nessa
etapa, ocorre a quebra da ligação β 1-
4.
2) Ainda no meio externo, ocorre a
quebra da ligação cruzada.
3) Nessa etapa, ocorre lise parcial do
peptidoglicano existente para a
inserção do peptidoglicano recém
sintetizado.
4) Nessa fase, o peptidoglicano
recém sintetizado é transportado e,
será alvo da vancomicina.
5) O peptideoglicano recém
sintetizado é incorporado na parede
pré-existente. Nela, ocorre a atuação
das enzimas transglicosidases, ou
seja, ocorrerá a ligação β 1-4 dos
peptidoglicano recém sintetizado no
peptidoglicano pré-existente.
6) As enzimas transpeptidases farão
as ligações cruzadas entre as cadeias
de peptidoglicano e farão a
incorporação de 5 moléculas de
glicinas. Nessa etapa, a parede está
semi-rígida e, é ela que é alvo da
penincilina e da cefalosporina.
Estruturas externas a parede celular
Flagelo
- Presentes em bactérias do tipo Gram-positiva e
Gram-negativas.
- Estrutura: flexível, semi-rígida, helicoidal.
- Função:
- Motilidade;
- Qual a vantagem de se ter flagelo?
Move-se contrarepelentes ou a favor
do estímulo atraentes (taxia);
Substâncias (quimio) ou luz (foto);
Receptores dentro ou abaixo da
parede celular.
- Tipos de flagelos:
- Atriquias: sem flagelos.
-Polares: flagelos somente nas extremidades.
- Monotríquio: 1 flagelo em uma
extremidade;
- Lofotríquio: 2 ou + em uma das
extremidades;
- Anfitríquio: Flagelos em ambas
extremidades.
- Peritríquios: flagelos em toda a superfície.
- Peritríquio: Flagelo em toda a
superfícies.
MOTILIDADE DA CÉLULA
- Girar os flagelos.
• Sentido anti-horário: correm ou nadam;
• Sentido horário: trombam ou voltam.
- Durante uma corrida de 1 segundo a bactéria
andou 20 a 10 vezes oseu tamanho.
ESTRUTURA DO FLAGELO
- Filamento:
- Proteína: Flagelina.
- Antígeno H: empregadapara diferenciar
sorovares.
- E. coli O157:H7 - o sorotipo O157:H7 foi
reconhecida como um importante patógeno
vinculado a doenças alimentares a partir de
1983 devido a um surto ocorrido pela
ingestão de hambúrgueres mal cozidos em
um restaurante fast-food nos EUA.
- Gancho:
- Contém proteína e permite a rotação do
flagelo e muda direção.
- Corpo basal: ancora o flagelo a parede e a
membrana celular.
Filamentos axias ou endoflagelos
- Flagelos periplasmáticos:
- Interno dentro do espaço periplasmático;
- Estende por toda a bactéria;
- Rotação interna;
- Motilidade a ambientes aquáticosou
fluídos corporais (ex. esperma).
Ex: Treponema pallidum, Borrelia burgdorei e
Leptospira interrogans.
Motilidade x infecção
- A motilidade e quimiotaxia ajudam algumas
bactérias atravessar a mucosa, chegar as células do
hospedeiro.
Borrelia burgdorferi
- Espiroqueta;
- Gram-negativa “fraca”;
- Célula da pele (exantema);
- Conhecida como olho de touro.
Helicobacter pylori
- Bacilo curvado;
- Gram-negativa;
- Flagelo auxilia penetrar na mucosa do
estômago e colonizar a mucosas gástrica.
E.coli O157:H7
- Bacilo;
- Gram-negativa;
- Enterohemorrágica (EHEC);
- Diarréia hemorrágica.
Leptospira interrogans
- Espiroqueta;
- Gram-negativa;
- Penetrar na células do rim.
Treponemapallidum
- Espiroqueta;
- Gram-negativa;
- No esperma (Sífilis) atravessa as
membranas mucosas da vagina ou da boca.
- Nos gânglios linfático se estende-se pelo
sangue a todo o corpo.
Como detectar a motilidade das bactérias
em laboratório?
- Meio de semi-sólido:
- Inoculação com alça: gera um crescimento
fora do local de inoculação.
- Meio sólido:
- “Ondas” de crescimento:
Proteus mirabilis;
- Bacilo Gram-negativo;
- Infecção urinária.
Pilus de conjugação
- Conhecido como pilus sexual ou pilus F;
- Ligam duas células
- F+ (macho/doadora);
- F- (fêmea/receptora).
- Promove a transferência de material genético
entrecélulas.
- Conjugação;
- Genes de resistência antimicrobiana.
Passos da conjugação bacteriana
Fimbrias e Pili
- Chamados de “pelos”.
- São prolongamentos pequenos e ocos;
- Tem a função de fixar às bactérias em superfícies
bióticas e abióticas;
- Possuem em sua composição a proteína Pilina.
- Tipos:
- de conjugação: São as pili, elas têm a
característica de serem mais longas.
- de ligação: São as fímbrias, elas são mais
curtas, ao comparar com as pili.
FIMBRIAS
- Auxiliam na fixação da célula bacteriana em
superfícies (abiótico) ou hospedeiro (biótico).
- Patogenicidade: Atuam na intensificando a
colonização das células do hospedeiro.
Adesinas
- Sem fimbria;
- São proteínas de superfície localizadas na parede
celular de várias bactérias;
- Liga a receptores específicos na superfície da
célula hospedeira, facilitando a aderência da célula
bacteriana, possibilitando a colonização.
Neisseria gonorrhoeae
- Diplococos;
- Gram-negativo;
- Provocam a gonorréia;
- Pilis e adesina denominada Opa
• (proteína II) contato com a célula do hospedeiro.
Neisseria meningitidis
- Diplococos;
- Gram-negativo;
- Causam a meningite meningococcus;
- Pilis e adesina: colonizar o células nasofaringe.
Streptococcus pyogenes
- Estreptococos;
- Gram-positivo;
- Causam a faringite estreptocócica;
- Adesão as mucosa do trato aéreo superior;
- Por meio da proteína F a célula bacteriana liga-se
a fibronectina (proteína do epitélio da cél. do
hospedeiro).
Treponema pallidum
- Espiroqueta;
- Gram-negativa;
- Causam a Síflis;
- A bactéria liga-se a fibronectina epitelial.
FUNÇÃO
1) Fator de virulência (cápsula):
- Evitar a fagocitose (patogênicas).
Ex: Bacillus anthracis
- Carbúnculo;
- Sem cápsula fagocitado.
Ex: Streptococcus pneumoniae
- É um pneumococo;
- Causa a pneumonia lobar e
broncopneumoniae ou meningite;
- Sem cápsula fagocitado.
2) Aderência a superfície (biofilmes):
- São polissacarídeos extracelulares (PSE).
Ex: Streptococcusmutans
- Fixar no dente: cárie
Ex: Klebsiellapneumoniae
- Aderir trato respiratório.
Glicocálice
- Presente nas bactérias Gram-positivas e Gram-
negativas;
- É secretado na superfície da célula;
- É um polímero viscoso fracamente aderido
externamente à parede celular (enzimas
extracelular).
- Constituído por:
- Polissacarídeo (maioria);
- Polipeptídeo (minoria). Ex: Bacillus
anthracis
- Estrutura:
- Mais densa e organizada: cápsula.
- Menos delgada, desorganizada e frouxa:
camada limosa ou viscosa.
FUNÇÃO
3) Material de reserva (glicose):
- Nutrientes.
4) Proteção contra desidratação:
- Reter água.
5) Utilizada na preparação de vacinas:
- Anticorpos anti
capsulares.
Ex: Haemophilus influenzae soro
grupo B (Hib);
Meningite e infecções auditivas em
crianças.
Estudo da cápsula nas células
COLORAÇÃO DA CÁPSULA
- Coloração Negativa;
- Partícula do corante não penetra na cápsula;
- Exclui o corante (tinta nanquim);
- Cápsula é visualizada como um halo claro contra
o fundo escuro.
Estruturas internas a parede celular
Citoplasma
- Porção fluída:
- Composição:
• 80% água
• 20% proteínas, sais, carboidratos e lipídios,
ácidos nucléicos, aminoácidos, vitaminas.
- Estruturas:
- Crescimento e funcionamento da célula
• Nucleóide, ribossomos, enzimas e
proteínas necessárias para a
replicação;
• Microtúbulos;
• Depósito de reservas (inclusões);
• Plasmideos (acessoórios);
- Respiração celular:
- Membrana citoplasmática.
- Metabolismo bacteriano:
- Anabolismos e catabolismo.
Tipos de respiração
1. Aeróbios estritos ou obrigatórios:
- São microrganismos que utilizam oxigênio
molecular como aceptor final de elétrons.
- Só crescem na presença do oxigênio.
Ex: Legionella, fungos filamentoso
2. Anaeróbios estritos ou obrigatórios:
- Não utilizam o oxigênio como aceptor final de
elétrons (nitratos, hidrogênio, enxofre, sulfatos...).
- Não crescem na presença do oxigênio.
- Tóxico (matar ou inibir o crescimento).
Ex: Clostridium spp.
3. Anaeróbios facultativos:
- Utilizam o oxigênio e na sua ausência fazem
fermentação e/ou respiração anaeróbia.
Ex: Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae.
4. Microaerófilos:
- São aeróbios capazes de crescer em concentrações
de oxigênio inferiores àquelas presente na ar
atmosférico (0,2 atm).
Ex: Helicobacter pylori e Campylobacter jejuni.
5. Anaeróbios aerotolerantes:
- Toleram a presença do oxigênio porém não o
utilizam.
Ex: Enterococcus faecalis e Lactobacillus (ácidos
láticos).
6. Fermentação
- Sem oxigênio;
- Microrganismos que utilizam moléculas orgânicas
como aceptores finais de elétrons;
Ex: Leveduras e bactérias.
Nucleóide
- Cromossomo bacteriano:
- Dupla fita;
- Único;
• Dois ou mais: Rhodobacter.
- Não apresenta íntrons
- Somente domínio Archea.
- Circular:
• Linear:Rhodococcus, Streptomyces,
Borrielia burgdorferi.
- In vitro carga negativa:
- Grupamento fosfato.
In vivo: carga neutralizada:
- Proteínas básicas (tipo histonas);
- Cátions: Mg2+.
Cromossomo bacteriano
- Compactado:
- Forma relaxada é 500 - 1.000 vezes maior
que a célula bacteriana.
- Superenrolado associado com proteínas
(tipo-histonas).
- Ocupa 10% do tamanho da bactéria.
- Empacotado total é definido como Nucleóide.
- Origem de replicação (oriC)presa na membrana
citoplasmática.
- Proteínas responsáveis pela divisão celular.
Replicação do DNA Cromossomal
- Circular:
- Origem de replicação (oriC);
- Sitio de término (terC).
- Replicação DNA 40 min. X divisão binária 20
min.
- Inicia:
- Antes da divisão celular;
- Sítio único;
- Bidirecional;
- Semiconservativa.
▪ Cadeia de DNA parental é molde
para uma nova fita.
Replissoma
braçadeira
- Aparato composto por 20 proteínas.
1) DnaA;
- Reconhece a (oriC) (AT).
2) Topo IIA;
- É o DNA Girase e Topoisomerase IV.
- Alvo de antimicrobianos.
3) Helicase;
- DNA fita simples (molde)
4) SSB;
5) Primase;
6) DNA polimerase.
REPLISSOMA X ANTIMICROBIANOS
- Ácido nalidíxico (quinolona e luorquinolonas)
(sintéticos).
- Antimicrobianos: ciprofloxacina, norfloxacina,
fleroxacina, trovafloxacina, lomefloxacina,
enoxacina, etc.
- Ação sobre Gram-negativas (DNA girase)
e Gram
positivas (topoisomerase).
- Infecções urinárias, TGI, DST.
Transcrição - Modelo do operon
- É o modelo de regulação gênica.
- Grupos de genes que codificam proteínas
relacionadas são agrupados em unidades conhecidas
como operon.
- Operador, promotor, regulador e um gene
estrutural (varios genes).
• Procariotos: Policistrônico.
Transcrição
- Antibiótico Rifampicina:
- Subunidade β da RNA polimerase.
- Inibe a síntese de RNA mensageiro.
- Resistência:
- Mutações pontuais na subunidade
β.
Síntese de proteínas
RIBOSSOMOS X ANTIMICROBIANO
Subunidade 50S
- Macrolideos (eritromicina, azitromicina,
claritromicina, etc.);
- Oxazolidinonas (linezolide);
- Estreptograminas.
Subunidade 30S
- Aminoglicosides (estreptomicina, neomicina,
gentamicina, amicacina, etc.);
- Tetraciclinas (tetraciclina, doxicyclina, etc.).
DNA extracromossomal - Plasmídeos
- Extra cromossomal:
- Dupla fita;
- DNA circular.
- Tamanho:
- 1 a 5 % do cromossomo bacteriano.
- Própria OR;
- Genes sem função essencial ao crescimento
celular.
- Número dentro da célula varia.
- Representados como: pT181, pET32.
CARACTERÍSTICAS DOS PLASMÍDEOS
- Conter genes para:
a) Fatores de virulência:
- exotoxinas, adesinas , proteínas de
colonização de superfícies.
- Resistência.
- Antimicrobianos, metais
pesados e radiação UV.
b) Transferência de material genético:
- Conjugação: plasmídeo F
c) Bacteriocinas.
Enterotoxinas
E. coli enterotoxigênica (ETEC)
- Bacilo;
- Gram-negativa;
- Infecção alimentar:
-Alimentos e água 25-50% dos casos após a
multiplicação das bactérias no hospedeiro, os
plasmideo ⭢ codificam enterotoxinas ⭢ LT (heat-
labile toxin) e ST (heat-stable toxin) ⭢ profunda
diarréia aquosa.
Staphylococcus aureus enterotoxigênico
- Cocos;
- Gram-positivo;
- Intoxicação alimentar;
- Plasmideos genes seB, seD e seJ
- Toxinas pré-formadas.
Toxina esfoliatina
S. aureus
- Síndrome da pele escaldada
- Plasmideo (pRW001) ⭢ toxina esfoliatina,
afeta principalmente recém-nascidos e
crianças.
Esfoliatina B ⭢ cliva enzima responsável
pela adesão da célula da camada espinhosa
da epiderme (desmogleina 1) ⭢ intensa
descamação da pele.
Síndrome do choque tóxico
- Algumas cepas de Staphylococcus aureus e
Streptococcus pyogenes.
- Fagogrupo 1: expressão da exotoxina 1 da
TSS (TSST-1).
- Mulheres com vagina pré-colonizada e que
deixam tampões ou outros dispositivos (p. ex.,
contraceptivos, diafragmas) na vagina por mais de 8
horas.
- Fatores mecânicos ou químicos relacionados com
o uso de tampões desencadeiam a produção maior
de exotoxina ou facilitam sua entrada na corrente
sanguínea por meio de quebra de mucosa ou pelo
útero.
- A mortalidade da TSS estafilocócica é < 3%.
- Recorrências são comuns em mulheres que
continuam a usar tampões durante os primeiros 4
meses após um episódio.
- Sintomas: febre, vômito, pressão baixa, e erupções
cutâneas.
- O tratamento inclui antibióticos.
Endosporos
- São estruturas formadas dentro da célula
bacteriana quando as condições ambientais estão
desfavoráveis para a sobrevivência da bactéria;
- Dormência por vários anos (10.000 anos);
- São muito resistentes.
- Não é uma estrutura de reprodução.
- Célula vegetativa forma uma estrutura de repouso.
- O endosporo é metabolicamente inativo.
- Bacilos Gram-positivos formadores de endosporos.
Gênero: Bacillus e Clostridium.
DO QUE É FEITO?
Cerne
- Cálcio e ácido dipicolínico;
- Estabilidade do DNA;
- Enzimas/proteínas e ribossomos.
Córtex
- Camadas de peptideoglicano.
Capa
- Enzimas envolvidas na germinação.
ENDOSPOROS X RESISTÊNCIA
- Resistência ao calor?
- Capa e cerne esporo: estabiliza e protege o
DNA.
- Proteínas especializadas ligadas ao DNA:
∙protegem do calor, dessecação,
desinfetantes e radiação.
- Córtex: Pressão osmótica.
- Enzimas de reparo de DNA presentes
dentro do endosporo são capazes de reparar
danos no DNA após a germinação.
- Resistência a desinfetantes?
- Impermeabilidade da capa.
ETAPAS DA FORMAÇÃO DO ENDOSPORO
1) Duplicação do DNA cromossomal (cerne);
2) Formação do septo;
3) Septo torna-se uma membrana dupla – pré-
endosporo;
4) Deposição de peptideoglicano entre as duas
lâminas da membrana (córtex);
5) Formação de uma espessa capa de proteína em
torno da membrana externa (capa).
ETAPAS DA GERMINAÇÃO DO ENDOSPORO
- É ativada por condições favoráveis.
Etapas:
1) Enzimas presente na capa rompem as camadas
externas;
2) Água entra;
3) Metabolismo recomeça;
4) Célula vegetativa.
ENDOSPOROS E DOENÇAS INFECCIOSAS
- Antrax, causada por Bacillus anthracis;
- Tétano, causada por Clostridium tetani;
- Botulismo, causada por Clostridium botulinum;
- Gangrena gasosa, causada por Clostridium
perfringens.
Clostridium tetani
- Endosporos presente no solo, fezes de animais;
- Quando em condições anaeróbias, como ocorre
em ferimentos profundos, o endósporo germina
para a forma vegetativa e multiplicam-se;
- Plasmídeo (pE88) em todas cepas toxigenicas:
tetanospasmina.
- Exotoxina que é disseminadas através do sistema
circulatório (sanguíneo e linfático), liga-se aos
receptores gangliosídeos neurônios ⭢ inibe a
liberação de GABA (neurotransmissor inibitório) e
glicina nas terminações nervosas.
Clostridium botulinum
- Solo (água e alimentos);
- Ingestão de alimentos, endosporo germina e cél.
vegetativa produz neurotoxina.
- Metaloprotease, destruindo as proteínas
envolvidas na exocitose da acetilcolina na
placa nervosa motora, como resultado, o
músculo não recebe a mensagem para
contrair.
- Sintomas: hipotonia dos músculos, visão dupla e
pode impedir a respiração normal e levar à morte
por asfixia.
- Mel: botulismo infantil.
- Toxina butolínica: Botox.
Clostridium perfringens
- Distribuído no meio ambiente, no solo, habitando
o trato intestinal de pessoas saudáveis e animais
(gado, porcos, aves e peixes).
- Ingestão, endosporo germina, cél. intestinais, a
célula vegetativa expressa as enterotoxinas:
Diarréia.
- Lesão, endosporo germina, células epitélio e cél.
vegetativa expressão das toxinas: Gangrena gasosa
(invasão de tecidos).
Bacillus anthracis
- Aeróbio;
- Agente causador do Antraz;
- Ambiente ou tecidos ou objetos contaminados:
- lã, couro, osso e pelo - de animais (bois,
ovelhas, cabras, cavalos).
- Contato da pele, inalação ou ingestão de esporos.
- Esporos germinam para a forma vegetativa,
multiplicam-se e , plasmídeo produzem as toxinas
antraz.
- Causam: Edema, hemorragia e necrose de tecido
local.
COLORAÇÃO DE ENDOSPOROS
- Coloração de verde de malaquita
- Para corar os endosporos, usamos a
coloração de verde de malaquita. Com a
amostra, realizamos a técnica de esfregaço,
em seguida colocamos essa lâmina sob o
fogo. Enquanto a lâmina está no fogo,
adicionamos o corante verde de malaquita.
Conforme o aquecimento, o corante irá
começa a volatilizar, permitindo sua entrada
no endosporo, pintando ele de verde. Vale
lembrar que neste processo, o corante
também irá corar as células vegetativas.
Após essa coloração, espero a lâmina
esfriar e lavo-a com água. Dessaforma, o
corante sairá facilmente das células
vegetativas. Em seguida, adicionamos na
lâmina o corante de safranina. Esse corante
irá corar de vermelho as células vegetativas.
Dessa forma, tudo que estiver verde será o
endosporo e, tudo que estiver vermelho será
as células vegetativas.
LOCALIZAÇÃO
- A localização do endosporo na célula é importante
para a classificação do endosporo.
Tipos:
- Central
Ex: B. anthracis
- Terminal
Ex: C.tetani
- Subterminal
Ex: C. perfringens
Controle de microrganismos
Situações de uso de controle microbiano
Hospital / Laboratório
- Procedimentos estéreis:
- Evitar infecções nosocomiais;
- Material.
- Técnicas assépticas:
- Mãos.
Conceitos
Esterilização
- Destruição (morte) de todos os microrganismos,
incluindo esporos de um objeto ou material.
- Morte microrganismos: “perda da
capacidade de se reproduzir”.
Desinfecção
- Redução ou eliminação parcial do número de
microrganismos patogênicos, em objetos ou
materiais.
Desinfetante
- Um agente químico usado na desinfecção. Este é
capazes de matar as formas vegetativas dos
microrganismos, exceto os esporos ou endotoxinas.
- São mais tóxicos que os antissépticos.
Antissepsia
- Técnica semelhante a desinfecção, porém
relacionada com tecidos vivos.
Antisséptico
- Um agente químico que pode seguramente ser
usado externamente em tecidos vivos, e é capaz de
impedir a proliferação de microrganismo. São
menos tóxicos que os detergentes.
Degerminação
- Remoção dos microrganismos de uma área
limitada (injeção), álcool e algodão: remoção
mecânica.
Ex: Limpeza de feridas contaminadas, lavagem das
mãos.
Ação específica sobre os microrganismos
BIOCIDA
- Um agente que promove a morte de uma
população de microrganismos.
Ex: bacteriocida, fungicida, viricida e esporocida.
BIOSTÁTICO
- Um agente que promove a inibição da
multiplicação de uma população de microrganismos.
Ex: bacteriostáticos e fungistático.
Mecanismo de ação dos agentes de
controle microbiano
1. Alteração da permeabilidade da membrana
citoplasmática
- Alvo de muitos agentes químicos e físicos.
- Alteração dos lipídios ou proteínas da membrana.
2. Inibição da síntese da parede celular
- Alvo de muitos agentes de antimicrobianos.
- Formação do peptideoglicano da parede celular
durante a divisão celular.
3. Danos nas proteínas e enzimas
- Alvo de muitos agentes químicos e físicos.
- Proteínas (enzimas) vitais para todas as atividades
celulares.
- Alteração na estrutura da proteína e perda de
função.
- Conformação e ligação pontes SH.
- Desnaturação: perda da conformação e da
atividade.
4. Danos aos ácidos nucleícos
- Alvo de muitos agentes físicos, químicos e
antimicrobianos.
- Desnaturação (pontes H) ou fragmentação da
molécula de DNA (P-OH).
- Letal para célula
- Interfere replicação.
- Síntese das enzimas.
Fatores que contribuem para um controle
eficiente
1. Número de microrganismos presente antes da
aplicação do processo.
↑ população = ↑ tempo para eliminar
2. Características dos microrganismos.
- Composição da parede celular
- Resistência;
- Biofilme.
3. Tempo de exposição.
Método X População bacteriana
4. Influências ambientais.
- Matéria orgânica: dificulta a ação (limpeza
primeiro).
- Sg, saliva ou fezes.
Métodos físicos
TEMPERATURA
Calor
- Método de eleição para esterilização ou
desinfecção.
- Fácil, práticos, custos baixos e eficiência.
Calor úmido
- Desnaturação de proteínas (rompe as pontes de
SH) e ácidos nucléicos (rompe as pontes H).
- Mais eficiente devido ao grande poder de
penetração do vapor d´água.
- Mecanismo de ação: desnaturação das proteínas e
DNA e coagulação das proteínas.
- Tipos:
- Água em forma de vapor (Autoclave):
● Método: vapor d’água sob pressão.
● Esterilização preferencial
● Alvo: endosporos, células
vegetativos, fungos, vírus.
● Autoclave: 121 ºC, 1 atm, 15 a 20
min.
● Dispositivo selado que permite a
entrada do vapor sob pressão: a
temperatura ↑ 100 graus.
● Aplicação: Meios de cultura,
pinças, tips, eppendorfs, descartar
material contaminado (p.ex. Sangue,
urina, secreções).
- Água fervente:
● Desinfecção: mata as células
vegetativas e fungos, e quase todos
os vírus, dentro de 10 minutos. É
menos efetivo em endosporos.
● Para eliminar endosporos de
Clostridium botulinum, mais ou
menos 5:30 horas (autoclave 4 a 5
minutos).
● A eficácia pode ser aumentada
adicionando 2 % bicarbonato de
sódio à água.
- Pasteurização:
● Princípio: aquecimento rápido
seguido de um resfriamento.
● Não é método de esterilização,
reduz o número total de organismos
viáveis em fluídos como o leite e
sucos, sem alterar as qualidades
organolépticas.
● Alta temperatura (high temperature,
short time HTST); Aquecendo 720
ºC por 15 segundos. Resfriamento
100 ºC.
● Baixa temperatura (low
temperature, LHT): Aquecendo 630
ºC por 30 minutos. Resfriamento 100
ºC.
● Teste de pasteurização do leite:
Atividade da fosfatase alcalina,
enzima presente do leite que é
inativada pela pasteurização.
Ultra-alta temperatura UAT ou
UHT (ultra-high temperature):
● Leite longa vida: Eleva a
temperatura a 740 ºC para 1400 ºC e
depois reduz para 740C em menos de
5 segundos. O leite “cozido” → mas
que pelo processo complexo de
resfriamento não permite a alteração
do sabor.
● Aplicação da pasteurização:
Elimina patógenos, como:
Mycobacterium (tuberculose),
Listeria monocytogenes, Brucella
spp, Staphylococcus aureus,
Campylobacter (provenientes da
vaca) e vírus da poliomielite. As
bactérias resistentes ao calor
sobrevivem, mas estas são
normalmente não-patogênicas ou não
causam deterioração. Lembre-se esse
processo NÃO afeta endosporos.
Calor seco
- Oxidação dos constituintes da célula.
- Método de esterilização: Penetra mais lentamente
que o calor úmido. A necessidade de mais tempo.
- Mecanismo de ação: oxidação dos constituintes
celulares (lentamente).
- Empregado em: objetos de metal e de vidro; e na
esterilização de óleo e pó.
- Tipos:
- Forno de esterilização: esterilização com ar
quente (lento).
1710 ºC por 1 hora;
1600 ºC por 2 hora;
1210 ºC por 16 hora ou mais.
● Utilização: esterilização de vidros
vazios instrumentos, agulhas e
seringas de vidro.
- Flambagem ou chama direta: processo
onde o material é submetido diretamente ao
fogo, seja seco ou embebido em álcool.
● Ação: Efeito de oxidação,
destruição dos microrganismo e do
material até se tornarem cinzas.
● Utilização: alças de inoculação.
- Incineração: processo de eliminação de
microrganismos e do produto.
● Ação: Efeito de oxidação,
destruição dos microrganismo e do
material até se tornarem cinzas.
● Utilização: carcaças de animais,
sacos e panos de limpeza.
Frio
- Temperatura fria retarda o crescimento de
microrganismos.
- Mecanismo de ação: diminuição ou interrupção do
metabolismo. A redução das reações químicas e
possíveis alterações nas proteínas.
- Refrigeração: 4 ºC
- Aplicação: conservação das drogas e
culturas.
- Tem efeito bacteriostático.
- Algumas bactérias e fungos continuam
crescendo a esta temperatura. Ex: Listeria
monocytogenes.
- Congelamento: - 20 ºC
- Reduz as reações químicas ⭢
microrganismos não conseguem crescer ⭢
deteriorar os alimentos.
- Utilização: drogas e culturas (suspensos
em glicerol para impedir a formação de
cristais).
Filtração
- É um processo físico (remoção mecânica),
passagem do material através de um filtro.
- Mecanismo de ação: separação dos
microrganismo de substâncias líquidas ou
suspensos no ar.
- Tipos:
- Membrana filtrante:
● Utilização: esterilização de
material termolábil.
● Toxinas, vacinas, enzimas e
soluções antibióticas que são
destruídos pelo calor produtos
pirogênios (Lipídio A : LPS)
termoestável que induz a febre
(indesejáveis em produtos
intravenosos).
- Filtros de partículas de alta eficiência
(HEPA-high
efficiency particulate air
filters):
● Utilizados em sistema de
ventilação de locais onde o controle
microbianoé especialmente
importante ar controlado nível
"Zero" Bactéria.
● Remover agentes infecciosos do ar.
Ex: Capelas de fluxo laminar e
manipulação de micróbios
patogênicos.
● Removem 99,97% dos organismos
com diâmetro maior 0,3 μm.
Radiação
- Método para reduzir ou eliminar os
microrganismos.
- Tipos de radiação:
- Radiações ionizantes:
● Mecanismo de ação: Possuem
energia para retirar elétrons das
moléculas, ionizando-as (ionizante).
● Método de esterilização: não
utilizado na de rotina (elevado custo).
● Tipos:
Raio X: comprimento de onda 0,1 a
40 nm.
Raio Gama: comprimento de onda
menor que 0,1 nm exemplos: 60Co ou
137Ce. Possui alto poder de
penetração e não aquecem o material.
Utilizada na: esterilização de
materiais plásticos de laboratórios, e
produtos farmacêuticos. Além de
esterilizar agulhas, seringas, luvas,
vacinas e na esterilização de
alimentos.
- Radiação não-ionizantes:
● Luz UV: comprimento de onda 1 a
400 nm, mas a maior atividade
bactericida → 260 nm.
UV C (100-290) efeito germicida;
UV B (290 -315) causa queimadura;
UV A (315 - 400) lesões pequenas.
● Mecanismo de ação: Excita
elétrons → absorvidos componentes
intracelulares → molécula de DNA
→ formando dímeros de timina →
impede a ação da DNA polimerase
→ alterando a replicação → mutação
ou ✝.
● Baixo poder de penetração, não
atravessa sólidos. Ex: Capelas de
fluxo.
● Microrgarnismos resistentes:
Deinococcus radiodurans e
endosporos.
Dessecação
Liofilização
- Mecanismo de ação: Retirar de água,
redução das reações químicas e possíveis
alterações nas proteínas = sem atividade
metabólica.
- Liofilização: Congelamento rápido do
material sob N2 e posterior remoção de água.
● Efetivo para conservação
prolongada de culturas microbianas,
onde a água é removida por alto
vácuo em baixa temperatura. evita a
formação de cristais de gelo.
- Utilização: É utilizado para conservação de
alimentos (café, leite), antibióticos e
medicamentos.
Pressão osmótica
- Altas concentrações de sal, açúcar ou outros
substâncias meio hiperosmótico ⭢ puxa a água dos
microrganismos por osmose.
- A plasmólise ⭢ interfere na função celular e
conseqüentemente leva a morte da célula.
Ex: Açúcar ⭢ geléias e xaropes;
Sal ⭢ curagem de carne (charque) e pickles
(conservação em salmoura);
Halófilicos e fungos podem sobreviver.
Fatores necessarios para o crescimento
microbiano
- Os microrganismos necessitam de um ambiente
propício com todos os constituintes físicos e
químicos necessários para seu crescimento.
- As substâncias ou elementos retirados do
ambiente são utilizados como blocos para a
construção da célula.
Processo de nutrição em procariotos
GRAM-POSITIVAS
- Sintetizam exoenzimas que são liberadas no meio,
clivando os nutrientes, que são captados por
proteínas transportadoras.
GRAM-NEGATIVAS
- Apresentam grande número de porinas associadas
à membrana externa que permitem a passagem de
moléculas hidrofílicas, de baixa massa molecular.
- No espaço periplasmático são encontrados
proteases, fosfatases, lipases, nucleases e enzimas
de degradação de carboidratos.
Como se avalia o crescimento bacteriano?
Amostras (pequenos nº de células)
Meio de cultura / tp / pH / UR
Célula aumenta de tamanho
Dividem a célula bacteriana
Visualização macroscópica de colônias
Colônia: agregado de centenas a milhares de
células bacterianas geneticamente idênticas (da
mesma espécie), e que podem se originar a partir
um único indivíduo (UFC).
1) Fase de crescimento ou curva de crescimento.
1. Fase Lag:
- Período de adaptação da cultura;
- Ocorre mudança de meio;
- Não ocorre divisão celular;
- Organização celular.
- Início da síntese de proteínas e enzimas.
2. Fase exponencial ou log:
- Fase mais saudável das células onde todas estão se
dividindo;
- Componentes celulares estão em elevada
quantidade;
- RNA, proteínas e polímeros da parede
celular.
- Máximo da divisão celular;
- Fim:
- Depleção dos nutrientes do meio de cultura;
- Diminuição de oxigênio em cultura;
- Acúmulo de compostos tóxicos.
3. Fase estacionária:
- Rápido decréscimo na taxa de divisão celular;
- Número de divisão = morte;
- Energia de manutenção: armazenamento e restos
celulares.
- Ainda pode ocorrer catabolismo e
produção de metabólitos secundários.
4. Fase de morte (declínio):
- Declínio na curva, não há mais divisão celular;
- A manutenção de uma cultura no estado
estacionário por longo tempo conduz as células ao
processo de morte.
- A morte celular é acompanhada da lise celular.
2) Condições necessárias para o crescimento?
- Fatores ambientais: temperatura, pH,
presença ou ausência de oxigênio, salinidade.
- Fatores nutricionais (meio de cultura):
requerimentos nutricionais de macro e
micronutrientes.
1. Temperatura
- As reações enzimáticas são influenciadas pela
temperatura de incubação e como consequência
alteram ou retardam a taxa de crescimento dos
microrganismos.
t º ótimo: metabolismo funcional;
t º mínimo: mecanismo lento ou nulo;
t º máximo: mecanismo lento ou nulo.
TODAS AS BACTÉRIAS TÊM A MESMA
TEMPERATURA ÓTIMA DE CRESCIMENTO?
Psicrófilos e psicrótricofos
- Psicrófilos: t º ótima entre 10 a 15°C.
Ex: presentes na região do Ártico e
Antártida.
- Psicrotróficos (psicrófilos facultativos): têm
capacidade de se desenvolver entre 0°C e 7°C. E
sua t º ótima é entre 20 a 30 ºC.
Ex: em ambientes refrigerados, como a
geladeira.
- Os microrganismos psicrófilos e psicrotróficos
multiplicam-se bem em ambientes refrigerados,
sendo os principais agentes de deterioração de
carnes, pescado, ovos, frangos e outros (proteases,
lipases, ...).
- Inclui bactérias gram-negativas e positivas. Os
principais gêneros isolados são: Pseudomonas,
Flavobacterium e Alcaligenes (gram-negativas),
Clostridium, Microbacterium, Streptococcuc,
Corynebacterium, Arthrobacter e Bacillus
(gram
positivas).
- Bactérias patogênicas como Listeria
monocytogenes, Yersinia enterocolitica e algumas
linhagens de Bacillus cereus isoladas de leite
também são psicrotróficas.
- Listeria monocytogenes: Associada a alimentos
refrigerados pode causar meningite e septicemia e
aborto.
Mesófilos
- t º ótima: 36 ºC.
- Maioria dos residentes da microbiota do corpo e
patógenos são mesófilos.
Termófilos
- t º ótima: 60 ºC.
- Adaptações:
- Proteínas altamente estáveis (mais densas
em termos de estrutura, menos H2O);
- DNA estabilizado por proteínas;
- Membranas contendo lipídeos saturados e
ramificados, portanto mais estáveis.
Hipertermófilos, termófilos extremos
- t º ótimo: acima de 100 ºC.
- A maioria são Archaea.
- São encontrados em geyseres e ventarolas
hidrotermais.
Ex: Sulfolobus acidocaldarius (Yellowstone).
Ex: Pyrobolus fumarius (ventarolas):
- Cresce a 113 °C e para de crescer a 90 °C
2. pH
- Acidófilas:
- Ambientes extremos de acidez
- pH entre 0,1 e 5,4 (solos ácidos);
Ex: Thiobacillus e Lactobacillus, fungos em
ambientes de pH 5,5 - 8,0.
- Neutrófilas: maioria das bactérias.
- Alcalinófilas:
- Ambiente com pH entre 8,5 e 11,5 (lagos
alcalinos).
Ex: Vibrio cholearae (pH 9,0) e
Agrobacterium (pH 12,0).
3. Fator salinidade
- Não halófilo: plasmólise.
- Halófilo tolerante ou halotolerantes e halófilos: de
2 a 15% [NaCl].
- Halófilo extremo: não sobrevive em baixas [NaCl]
30% (Meio hipertônico).
Ex: bactérias que vivem do Mar Morto.
- Tem suas enzimas e proteínas (ligações
hidrofóbicas fortes) mais rígidas e menos sensíveis
a desnaturação.
4. Oxigênio
- Tipos:
A) Aeróbios estritos ou obrigatórios.
B) Anaeróbios estritos ou obrigatórios.
C) Anaeróbios facultativos.
D) Microaerófilos.
E) Anaeróbios aerotolerantes.
- Como crescer um microrganismo anaeróbio?
1) Jarras de anaerobiose ou vidro com uma vela
- para queimar todo o oxigênio existente.
2) Meios de cultura redutores - tioglicolato de
sódio, bicarbonato de sódio, boroiodreto de
sódio - geram H2 e CO2.
5. Fatores nutricionais
- Os fatores nutricionais são importantíssimosno
meio de cultura. Afinal, é a partir do consumo deles
que teremos o crescimento de colônias bacterianas.
- Esses fatores podem ser:
- Macronutrientes: necessários em grandes
quantidades como, por exemplo, carbono,
oxigênio, nitrogênio, fósforo, cálcio, ferro,
etc.
- Micronutrientes: requeridos em pequenas
quantidades como, por exemplo, manganês,
cobalto, zinco, cobre, níquel, etc.
- Fatores de crescimento.
- Fontes de carbono e energia para o crescimento
bacteriano:
Heterotróficos: microrganismos que
utilizam composto orgânico como fonte de
carbono. Ex: carboidratos.
Autotróficos: microrganismos que utilizam
composto inorgânico como fonte de carbono.
Ex: CO2.
Fototróficos: microrganismos que utilizam a
luz como fonte de energia.
Quimiotróficos: microrganismos que
utilizam composto químicos como fonte de
energia.
Métodos de cultivo de microrganismo
MEIOS DE CULTURA
- Como os meios de cultura para bactérias podem
ser?
Quanto à consistência
- Sólido: presença do Agar (1,5 e 2%);
- Polissacarídeo sintetizado por algas
marinhas – solidifica o meio de cultura e
liquefaz 100 ºC e solidifica a 400 ºC.
- Objetivo: isolamento de culturas puras
(UFC) e crescimento de bactérias.
- Semi-Sólido: metade da concentração Agar
(0,75%).
- Objetivo: observar crescimento oxidação e
fermentação; motilidade.
- Líquido: sem Agar.
- Maior aeração crescimento.
- Objetivo: massa celular.
Quanto à composição
- Meio quimicamente definido: a composição
química do meio é conhecida e seus componentes
servem para suprir as exigências nutritivas dos
microrganismos, como: fontes de carbono,
nitrogênio, vitaminas, sais minerais, etc. Dessa
forma, são conhecidas as necessidades nutricionais
específicas.
- Meio quimicamente complexo: a composição
química do meio não é definida, tais como: extratos
de vegetais (malte, tomate, amido de batata,
peptona de soja), extratos de animais (carne,
cérebro, fígado, caseína) e extratos de
microrganismos (levedura).
Quanto à finalidade
- Meio seletivo:
• Favorece o crescimento de organismos de
interesse impedindo o crescimento de outros.
• Composição: sais biliares e cristal violeta
(Gram-negativas); Citrato (única fonte de C);
NaCl (Staphylococcus); pH ácido e elevadas
concentrações de glicose (fungos, Agar
Sabouraud).
• Agar MacConkey – sais biliares e cristal
violeta inibem crescimento de bactérias
Gram positivas, e a lactose diferencia os
fermentadores das não fermentadoras e é
detectada pelo indicador de pH vermelho
neutro.
- Meio diferencial:
• Contém uma fonte de carbono ou outro
componente especifico.
• Algum tipo de indicador, em geral um
corante, que permite a diferenciação de um
tipo de bactéria (bioquímicas).
• Identificação de colônias de interesse
quando existem outras bactérias crescendo
na mesma placa de cultivo.
•Agar sal/manitol: o sal seleciona os
microrganismos tolerantes e o manitol
permite diferenciar os microrganismos
fermentadores do carboidrato e a alteração
pH e detectada pelo indicador vermelho de
fenol.
- Meio de enriquecimento:
• Meio de cultivo para bactérias exigentes
quanto a sua nutrição (fastidiosas).
• Meio (líquido) utilizado para o isolamento
de bactérias presentes em pequeno número
de um dado ambiente, como em: amostras
de fezes, alimentos.
• É objetiva, permitindo o crescimento de
todos.
•Ex: Ágar sangue (usado para casos de
microrganismos hemolíticos e não-
hemolíticos.) e ágar chocolate.
Unidades formadoras de colônias
- Cada microrganismo presente na amostra é
responsável pelo surgimento de uma colônia em um
meio de cultura.
- Se a água ou a amostra a ser analisada está muito
contaminada, essas colônias irão aparecer em
grande número de unidades formadoras de colônias.
- Uma água totalmente estéril irá apresentar zero
unidades formadoras de colônias.
Controle de microrganismos
Métodos químicos
- Os alvos serão os lipídeos e proteínas da parede
celular. Ao se ligar neles, haverá a ruptura da célula
e sua morte.
- Concentração:
- O aumento da concentração aumenta o
efeito da maioria dos agentes químicos e
diminui o tempo de exposição.
Altas concentrações: efeito
bactericida.
Baixas concentrações: efeito
bacteriostático.
EXCEÇÃO: álcool etílico e
isopropanol em baixas concentrações
tem efeito bactericida.
ÁLCOOL
- Alvo: proteínas e lipídeos.
- Mecanismo de ação em proteínas: a molécula de
EtOH irá interagir com os aminoácidos asparagina e
tirosina, causando a desnaturação da proteína.
- Mecanismo de ação em lipídeos: a molécula de
EtOH irá alterar a estrutura dos fosfolipídeos,
quebrando o arranjo e tornando a membrana mais
fluida, causando sua lise.
Por que o álcool 70% elimina o vírus da COVID-
19?
O vírus da COVID-19 é envelopado, ou seja,
é um vírus que possui uma membrana externa
composta por proteínas e lipídeos. Dessa forma, o
álcool irá interagir com esses compostos e irá lisar
ou causar a morte da célula.
- Álcool etílico e isopropanol: são considerados
desinfetante e anti-sépticos na concentração de 70%
ou 80%.
H2O: ajuda na penetração e facilita a
interação com os alvos.
- Atividade: possui amplo espectro (não tem efeito
contra endósporos).
- LEMBRAR: sua atividade é inativada por matéria
orgânica, como: pús, sangue e matérial biológico.
FENOL E COMPOSTOS FENÓLICOS
- Dependendo da concentração podem ser:
bacteriostático ou bactericida.
- São considerados, dessa forma, como sendo
antisséptico e desinfetante.
- Dependendo da concentrado não pode ser usado
como antisséptico, devido as características
irritantes e odor desagradável.
- Alvos:
Fenol: Altera a permeabilidade da meb.
Citoplasmática.
Bisfenol: triclosan, atua na proteína enoil-
acyl, causando a inibição da biossíntese dos
ácidos graxos.
Compostos fenólicos
Desinfetantes
Creosois e creolina:
Solução 5% : ação limitada a superfícies.
Possui um odor forte e é irritante a pele e
carcinogênico.
Aplicação: objetos, assoalhos, paredes e
superfícies de mesa; secreções de pacientes
com doença infecciosa.
Antissépticos
Hexaclorofeno:
Atividade: atinge cocos Gram-positivos,
[10%] acnes, eczemas, psoríases e
dermatites. É pouco ativo contra bactérias
Gram-negativas, bacilos da tuberculose,
fungos ou vírus.
Aplicação: 3% em sabonetes, pasta de dente
e desodorante antiperspirante.
Triclosan:
Alvo: proteína enoil-acyl.
Atividade: possui amplo espectro de ação.
Aplicação: é o ingrediente ativo de soluções
de limpeza, loções, talcos, pastas de dentes,
sabonetes e desodorante.
Timol:
Composição: fenol com alto poder
antisséptico e o timol (proveniente do
tomilho).
Aplicação: Concentração de 5% (Listerine).
HALOGÊNIOS
Iodo
- Alvo: por oxidação inibe a função das proteínas e
causa a destruição de compostos metabólitos
essenciais dos microrganismos.
Ex. inativação do aminoácido tirosina.
- Atividade: alta eficiência contra todos as espécies
bacterianas, esporicida, fungicida, viricida e
amebicida.
- Aplicação:
Antisséptico: disponível como tintura e
iodofor (água);
Álcool-iodado: antisséptico e desinfetante.
Pode ser adicionado na concentração de 1-
2% no álcool 70%.
Cloro
- Aplicação: desinfetantes.
Ex: água sanitária (Hipoclorito de sódio).
- Propriedades:
▪ Inativado rapidamente por matéria
orgânica.
▪ Hipoclorito: são muito instáveis e a
estabilidade dependente: da temperatura (↓
estabilidade com o ↑ temp): calor; do pH (↓
atividade com o pH): Vômito; da luz
(decomposição fotoquímica); de metais
(decomposição catalítica na presença de
íons).
PEROXIGÊNIOS
Peróxido de hidrogênio
- Mecanismo de ação: atingem a enzima catalase,
responsável pela degradação do peróxido de
hidrogênio, e as bactérias anaeróbias, que não
possuem a enzima superóxido dismutase que é
responsável por degradar o oxigênio proveniente da
degradação do peróxido de hidrogênio.
- Aplicação de antisséptico: água oxigenada
(ferimentos e catalase).
• Aplicar em superfícies contaminadas.
• Ferimentos profundosassociado com
anaeróbios sensíveis ao oxigênio.
• Clostridium tetani presente no solo.
- Aplicação de esterilizante: em câmaras de
esterilização, usadas para esterilizar materiais
termossensíveis, como: endoscópio.
Ionização do peróxido → plasma de
peróxido → radicais livre (hidroperóxido
gás) → membrana celular → inibindo a
divisão celular.
Processo químico eficiente e de baixa
temperatura (35~40°C).
Peróxido de benzoíla
- Usada como antisséptico.
- Aplicação: bactericida, queratinolítico e
antisseborréico.
Atividade: ação na acne vulgaris, que é a
colonização da Propionibacterium acnes
(anaeróbia).
BIGUANIDAS
Clorexidina
- Alvo: liga à carga negativa da parede celular
bacteriana, colapso e coagulação do citoplasma..
- Observação: inativado por metais.
-Atividade:
Bactericida: Gram postivas e negativas.
- Aplicação como antisséptico: digluconato de
clorexidina.
a) 1% disolvido álcool (merthiolate).
b) 0.12% (Periogard e Peridex).
ALDEÍDOS
- Alvos: esses compostos alquilam grupos carboxila
(-COOH), hidroxila (-OH) e amina (-NH2) de várias
enzimas, causando sua inativação.
Formaldeído
- Tem aroma desagradável e irritantes às mucosas.
- Espectro: formas vegetativas, micobactéria,
fungos, vírus e esporos bacterianos.
- Aplicações como Esterilizantes:
Gás Paraformaldeído: materiais cirúrgicos
sensíveis ao calor. Em uma solução de 10%
por 24 horas (ativo endosporos).
Preparação de vacinas mortas inativadas:
sem destruir as propriedades antigênicas
(toxinas); inativação das toxinas tétano e
difteria: vacina DTP; Vírus da hepatite A
inativado.
- Aplicações como desinfetante:
Limpeza de capilares dos sistemas de diálise;
E a solução de Formalina (37 a 40%), serve
para a conservação de cadáveres.
Glutaraldeído
- É menos irritante e mais eficiente do que o
formaldeído.
- Atividade: formas vegetativas, micobactéria,
fungos, vírus e esporos bacterianos. Em uma
concentração de 2% é um esporocidas por 10 horas
(esterilziante) e desinfetante por 20 minutos.
- Aplicação: usado em artigos termosensíveis, como:
endoscópio, broncoscópio, colonoscópios, drenos,
cânulas para lipoaspiração.
- Problema: Mycobacterium massiliense e M.
abcessus são resistentes ao gluteraldeído.
- Aplicação como desinfetantes: em solução oleosa
e incolor: 2 % (Cidex) → bactericida, tuberculocida
e viricida em 8 a 10 horas. Usado para a
desinfecção de materiais termossensíveis e artigos
críticos e semi-críticos, como: endoscópio de fibra
óptica e equipamentos de terapia respiratória e
anestesia gasosa.
- Características de desinfetante importantes:
São ativos na presença de material orgânico.
Não é corrosivo para os metais, borrachas,
lentes.
É irritante para pele e mucosas.
ÓXIDO DE ETILENO
- Mecanismo de ação como esterilizante: age na
inativação das enzimas e outras proteínas que tem
átomos de hidrogênio lábeis (-SH).
- Propriedades:
Alto poder de penetração (Gás) → esteriliza
o interior de grandes pacotes com objetos,
roupas e artigos plásticos.
São inflamáveis, mesmo a baixa
concentração.
Necessita para de 4 a 18 horas para
esterilizar.
Esterilizam em uma câmara fechada.
Seus vapores são altamente irritantes para os
olhos e a mucosa.
Após a exposição, materiais devem ser
completamente limpos com ar estéril
- Aplicações: usado em materiais termossensíveis.
Ex: usados em bolsas de sangue antes de serem
usadas, em seringas, em catéteres, em marcapassos
e em próteses.
COMPOSTO DE AMÔNIO QUATERNÁRIO
- É catiônico, ou seja, sua carga positiva irá
interagir com a membrana, que possui uma carga
negativa.
- São produtos com características: bactericidas,
fungicidas e viricidas. Agem contra o vírus Ebola,
HIV e HBV.
- Aplicação: é usado como desinfetante e
antisséptico.
Ex: no cepacol, em uma concentração de 0,1 a 0,5%
e na concentração de 1% é usado como cetrimida.
Cloreto de didecildime.
METAIS PESADOS
Cloreto de mercúrio
- Aplicação: usado como antisséptico.
- Possui elevada toxicidade, de modo que foi
retirado do comércio brasileiro em 2001.
Prata
- A prata exerce efeito letal pela capacidade deste
íon metálico de se combinar e inativar de certas
enzimas.
- Aplicações como antisséptico:
Nitrato de Ag 1%: usado em infecções
oculares por Neisseria gonorrhoeae
(gonococcus) em recém-nascidos.
Nitrato de Ag 0,5%: usado como compressa
para previnir a infecção em queimaduras.
Zinco
- Usado como antisséptico.
- Usado na forma de piritionato de Zn em: talcos
fungicidas (pé-de-atleta) e anti-seborréico (pitiríase
de versicolor e Malassezia furfur caspa). E como
óxido de zinco para queimaduras.
Selênio
- Usado como antisséptico.
- Usado na forma de sulfato de Se em: shampoos
para caspas → inibe a queratinização da célula →
mata fungos (esporos), Malassezia furfur.
PROTEASES
- Agem como detergentes enzimáticos.
- Mecanismo de ação: tem atividade proteolítica, ou
seja, lisam as proteínas e enzimas.
- Atuam como desinfetantes.
- Tem um alto poder de penetração.
- Aplicação: usado em lavagem de endoscópios e de
matéria orgânica.
- Nome comercial: Cidezyme, Medizyme e Matrix.
Diversidade e genetica bacteriana
Variabilidade genética
- Em uma colônia bacteriana, algumas células
bacterianas podem se diferenciar da célula mãe.
Dessa forma, são consideradas como clones que
possuem propriedades distintas do clone
“selvagem” original.
- Essa modificação pode ocorrer através da mutação
ou da recombinação.
Mutação
• Alteração em uma base nitrogenada no genoma.
• Processo vertical: célula.
• Mecanismo: ocorre durante a replicação do
cromossomo bacteriano.
Recombinação
• Transferência de material genético - aquisição de
uma sequencia de DNA (gene) no genoma ou
plasmídeo.
• Processo horizontal: envolve outras células.
• Mecanismos: conjugação, transformação ou
transdução.
Mutações
Lembre-se: as bactérias são seres haploides, de
modo que se um gene afetado gera uma mutação
detectável no fenótipo. Em seres diploides, quando
um gene é afetado, o outro gene do outro
cromossomo pode compensar o gene afetado.
- Alterações no DNA, atingem a molécula de
RNAm, logo atingem a proteína .
- As mutações podem ser:
- Deletérias: bloqueiam ou inativam genes
necessários para o crescimento bacteriano.
Podem levar a morte ou crescimento lento.
Ex: mutações no gene que codifica o RNAr,
gerando alteração no ribossomo.
- Benéfica: mutação fornece vantagem à
célula.
Ex: mutações no gene que codifica
subunidade beta da RNA polimerase, dando
resistência ao antimicrobiano Rifampicina.
- Neutras: mutações ao acaso que não
afetam o fenótipo da célula.
TIPOS DE MUTAÇÕES
Mutação pontual
- Alteração de uma base nitrogenada.
- Tipos:
- Missense: sentido alterado. Nela, a troca de
uma base resulta na troca de um aminoácido,
que gera uma proteína diferente da original.
- Nonsense: sem sentido. Nela, a troca de
uma base resulta na troca de um aminoácido,
que gera a formação de um códon de parada
prematuro, tornando a proteína truncada.
Mutação por troca de fase de leitura (frameshift)
- Nela, a deleção ou inserção de um nucleotídeo
causará alteração no códon de leitura, gerando uma
proteína diferente.
COMO OCORREM?
Mutações espontâneas
- Ocorrem aleatoriamente em condições naturais,
nas quais há ausência de um agente externo ou
mutagênico.
- São eventos muito raros.
- Ocorrem durante a replicação devido a
incorporação de bases erradas nas fitas novas e
falha no sistema de no reparo do DNA.
- A taxa de mutação espontânea no gene é de
0.000000001. De modo que essa mutação no gene
ocorre a cada 1 bilhão de replicações deste gene.
Mutações induzidas
- Ocorrem devido a ação de agentes mutagênicos,
sendo eles: substâncias químicas ou físicas, como:
ácido nitroso, análogo de bases e luz UV.
- Ocorrem durante a replicação na qual haverá
incorporação de bases erradas nas fitas novas e
falha no reparo de DNA.
- A taxa de mutação induzida é de 0.00001 a 0.001.
De modo que a mutação no geneocorre a cada 1
milhão ou mil replicações deste gene.
AGENTE QUÍMICO X MUTAÇÕES
INDUZIDAS
Análogos de bases
- São compostos semelhantes a bases nitrogenadas
que por um erro de pareamento acabam gerando a
substituição de bases durante a replicação (mutação
pontual). Isso gera a alteração no mRNA,
prejudicando a síntese de proteínas.
- Exemplo de compostos: AZT e Aciclovir.
Subdoses de antimicrobianos
- Exposição antimicrobiana subletal pode provocar
danos ao DNA e instabilidade genômica em toda a
diversidade de micróbios patogênicos.
Desaminação de bases
- Ocorre quando a alterações nas bases do DNA por
substituir um grupamento amina (-NH2) por uma
hidroxila (-OH).
- Essas bases desaminadas se comportam como
bases não usuais e fazem pareamentos errôneos (ex:
H–C).
- Ex: Salitre: sais nitrato de sódio (Nitrato de sódio
e nitrito de sódio); Ácidos Nitroso.
- Embutidos: inibir Clostridium botulinum.
- A modificação na base adeninas em hipoxantina
semelhante a guanina, permitem o pareamento com
a base errada.
AGENTE FÍSICO X MUTAÇÃO INDUZIDA
Radiação não ionizante (UV)
- Esse tipo de radiação carrega energia suficiente
para alterar a molécula.
- A radiação UV no DNA leva a formação de
dímeros de pirimidina. Trata-se da indução de
ligações carbono-carbono entre pirimidinas
adjacentes, sendo mais comum com a timina. Isto
resulta na distorção da molécula ou ligações entre
moléculas adjacentes, que para, temporariamente,
para a replicação do DNA e síntese de RNA.
- Mecanismos de reparo após luz UV:
- Fotorreativação: após irradiação, se a
bactéria for colocada em presença de luz
visível, os dímeros formados por luz UV são
monomerizados por rompimento do anel
ciclobutano.
Fotoliase: enzima que é ativada por luz
visível. Os mutantes Phr- não possuem a
enzima ativa e portanto, não monomerizam
os dímeros.
Recombinação
- Muitos fenótipos procarióticos são decorrentes da
aquisição de novos fragmentos de DNA, por meio
de processos de transferência horizontal de genes,
como transformação, comjugação e transdução.
TRANSFORMAÇÃO
- Mecanismo de transferência de genes, na qual um
segmento de DNA exógeno livre no ambiente,
oriundo de uma célula doadora (geralmente morta e
lisada), implanta-se no genoma da célula receptora.
- Bactérias são naturalmente transformáveis,
algumas somente do mesma espécie e outra de
qualquer origem.
- Por ser de tamanho grande, o DNA tende a sofrer
quebras, originando centenas fragmentos de
aproximadamente 15 kb (o equivalente a cerca de
15 genes). Como uma célula absorve poucos
fragmentos, apenas uma pequena proporção de
genes podem ser transferidos.
Etapas
1. Célula receptora apta a receber um DNA
exógeno:
- Células competentes: transitório e final fase log/
estacionária.
- Mudanças na PC (proteínas nº e função): captura
e passagem.
▪ Gram-positivas: DNA atravessar a parede celular
e membrana citoplasmática.
▪ Gram-negativas: DNA atravessar a membrana
externa, parede celular e membrana citoplasmática.
2. Competência:
- Gram-positiva: secreção de proteínas
denominadas: Fatores de competência.
- Gram-negativa: Até o momento, não identificado
os fatores de competência. Ocorre no final da fase
log e início da fase estacionária.
3. Captura do DNA (etapa irreversível):
- Gram-positiva: proteínas reconhecem DNA
exógeno.
- Gram-negativa: semelhante a gram-positiva, poros
m.externa e DNA fita dupla periplasma.
4. Penetração:
- Depende de cátions Mg2+, Ca2+, Na+.
- Nuclease: fita simples de DNA.
- O citoplasma integra com proteínas e, a outra fita
é degradada.
5. Recombinação do DNA no genoma da célula:
- Homologia entre os DNAs e proteínas recA
(recombinação no genoma).
CONJUGAÇÃO
- Conceito: O DNA é transferido de um célula
doadora para a receptora por um contato entre duas
células.
- A conjugação está associada à presença de
plasmídeo F, afinal ele contem genes que permitem
a transferência do DNA plasmidial de uma célula
para outra, capacidade conjugativa.
-Tipos de bactéria:
Doadora (F+): célula que contem um
plasmídeo fator F, ou seja, contem o Pili
sexual.
Célula receptora (F-): células desprovidas
não portadora do fator F.
Etapa de conjugação em gram-negativas
1. “interesse”
a) A célula receptora libera feromônios para
atrair a célula doadora.
b) Internalizado pela doadora.
c) Célula doadora: receptores de
feromônios (plasmidio) e expressão
proteínas (substancia e agregação)
3. Contato entre as células
4. Transferência
Conjugação e HFR
- HFR são células High frequency of recombination:
• Plasmídeo F+ se insere no cromossomo da
célula hospedeira (F+).
• Transferido para uma células F-.
• Recombinação com a células hospedeira
TRANSDUÇÃO
- A transferência do gene ocorre de um doador via
um vírus de bactéria (bacteriófago).
- Estrutura (T4):
Tamanho (80 X 100 nm);
Cabeça;
Cauda
- Composição: DNA e proteínas.
Etapas
1. Absorção
- Fibras e base do fago se ligam com as proteínas
receptoras das células hospedeiras.
- Gram-negativo: LPS ou proteínas de transporte.
- Gram-positivo: ácido teicóico ou lipoteicóico.
2. Penetração
- Estrutura contrátil empurra a cauda através da
parede celular e passa o DNA do fago para o
citoplasma.
Tipos de bacteriófagos
1. Virulentos: lisam as células hospedeira (ciclo
lítico).
2. Temperados: ciclo lítico ou de integração ao
genoma da bactéria (ciclo lisogênico).
Tipos de transdução
Transdução generalizada
- Mais frequente;
- Requer a ocorrência de um ciclo lítico ou indução
do lisogênico;
Empacotamento de fragmentos de DNA da célula
hospedeira, gerando partículas denominadas
partículas transdutoras, que apresentam capsídeo
viral e DNA bacteriano.
- Embora não possam ser descritas como vírus, as
partículas transdutoras exibem a capacidade de
adsorção à superfície de outras células bacterianas.
Transdução especializada (lisogênico)
- Evento raro, embora bastante eficiente.
- Requer a ocorrência da indução do lisogênico.
- Profago ao ser induzido ao ciclo litico, seja pela
ação de algum indutor (ex: UV), separa o seu DNA
do genoma bacteriano, que forma correta.
- Entretanto, em alguns casos, essa separação é
defeituosa, promovendo a remoção de genes
bacterianos e deixando parte do genoma viral na
célula.
Antimicrobianos
Conceitos
Natural: Metabólito sintetizado por microrganismo
que tem atividade contra outros microrganismos.
Ex: Streptomyces (estreptomicina); Bacillus
(bacitracina), Penicillium (penicilina).
Semissintético: substância natural quimicamente
modificada.
Ex: ampicilina.
Sintético: substância que é totalmente sintetizada in
vitro.
Ex: sulfa e trimetropin.
Propriedades
- Possui um amplo espectro:
- Característica:
- Destruição da microbiota normal;
- Chance dos microrganismos
desenvolverem resistência.
- Espectro estrito:
- Característica:
- Diminuiu ao mínimo a destruição
da microbiota normal;
- Diminui a probabilidade dos
microrganismos desenvolverem
resistência as drogas.
Síntese da parede celular
- Composto por peptidoglicano.
- Faz parte da composição só das bactérias.
- Alvo: enzimas transpeptidases (PBP) e
transglicosilase.
- Eles fazem com que a parede celular fique
rígida.
- Se as bactérias fazem uma síntese
incompleta do peptidoglicano, a parede
celular será frágil, cansando lise (destruição).
- Somente células em crescimento são afetadas.
- Não são empregados para Mycoplasma (não tem
PC). Não agem na parede celular de fungos.
Mecanismo de ação
INIBIÇÃO DA SÍNTESE DA PAREDE
CELULAR
1) Anel β-lactâmico
- Alvo: transpeptidase ou proteínas ligadoras de
penicilina (PPB).
A) Penicilinas naturais (fungo Penicillium):
- Penicilina V e G:
Atingem cocos Gram-positivos.
Enzima
transglicosilase
Substrato de
enzima
transpeptidase
- Penicilinas associadas a inibidores da
β−lactamases:
Ex: Amoxicilina
+ ácido clavulânico, sulbactan e
tozobactan: inibidor não-competitivo
da PBP.
Afinidade com a β−lactamases.
- Nomes comerciais:clavulin, clavoxil e
novamox.
B) Cefalosporinas (fungo Cephalosporium)
- Bactericida
- Ativo: microrganismos resistentes a muitas
penicilinas.
- Sem atividade contra Enterococcus sp.
- Amplo espectro de ação: gerações 10, 20, 30, 40,
50.
- Nomes comerciais: cefalotina, cefotaxim,
cefamandol.
C) Monobactâmicos (Chromobacterium
violaceum)
- Baixa toxicidade, bactericida, alternativa para
pacientes alérgicos a penicilina.
- Resistente a β-lactamases.
- Ativo: bacilos gram-negativos (contra a maioria
das enterobactérias, como E. coli, Klebsiella,
Proteus, Salmonella) e cocos gram-negativos
(Neisseria meningitidis e N. gonorrhoea) e cocos
pleomorficos gram-negativos (H. influenza).
- Semi-sintético: Aztreonam.
- Nomes comerciais: azactam,
D) Carbapenêmicos (Streptomyces cattleya)
- Bactericida.
- MA: atuam de maneira análoga as penicilinas e
cefalosporinas (PBP).
- Melhor estabilidade diante das β-lactamases
- Amplo espectro de ação: cocos e bacilos gram-
positivos e gram-negativos, aeróbios e anaeróbios,
principalmente em infecções hospitalares.
- Tienamicina: natural
- Semi-Sintético: Imipenem-cilastatina
- Nome comerciai: Tienam e Meropene.
2) Bacitracina (Bacillus licheniformis)
- MA: interferem na ação dos lipídios carreadores
(bactoprenol): transportam os precursores da PC.
- Ativo: Gram positiva (Staphylococcus spp), tópico
(tóxico).
- Nome comercial: nebacetin (bacitracina e
neomicina).
3) Glicopeptídeos (Vancomicina e Teicoplanina)
- MA: liga-se ao dipeptídeo terminal (D-ala-D-ala)
do peptídoglicano e bloqueia a ação da
transpeptidase e transglicosilases.
- Molécula grande de glicopeptídeo⭢ dificuldade
de penetrar nos poros da G -.
- Ativo: cocos gram-positivos multirresistentes.
DANO À MEMBRANA PLASMÁTICA
1) Polimixina B (Bacillus polymyxa)
- Lipopetideos
- MA: membrana plasmática, causa mudanças na
permeabilidade da membrana
- Catiônico;
- Agem como detergentes: liga aos
fosfolipídios = ruptura.
- Neurotóxicos e nefrotóxicos.
- Ativo: Gram-negativas
- Tratamento de Acinetobacter baumannii
multirresistente.
- Também apresentam atividade antiendotoxina. O
lipídeo A é neutralizado pelas polimixinas.
- Presentes nas pomadas.
3) Lipopeptídico cíclico (S. pristinaspiralis)
- Daptomicina.
- Aprovado em 2003.
- MA: membrana celular bacteriana levando à
rápida despolarização, levando a desorganização e
extravasamento de conteúdo citoplasmático e morte
bacteriana.
- Bactérias gram-positivas MRSA.
- Presentes nas pomadas.
INIBIÇÃO DA SÍNTESE DE PROTEÍNAS
1. Antimicrobianos que interagem com a
subunidade 30 S
A) Aminoglicosídeos: grupo amino+ açúcar
- MA: liga-se irreversivelmente ao 16S rRNA da
subunidade 30S, alterando a conformação e
dificulta a formação da estrutura 70S.
- Sem síntese ou proteínas truncadas ou “anormais”.
- Bactericida.
- Ativos: Amplo espectro
Gram-negativas e Gram-positivas
- Exemplos de Aminoglicosídeos:
Estreptomicina (Streptomyces griseus):
- Ativo: atualmente empregado para
tuberculose (Mycobacterium),
endocardite, peste bubônica e
brucelose e bactérias gram-negativas
- Nome comercial: Estreptomicina
Neomicina (S. fradiae)
- Ativo: preparações tópicas, para
controle de infecções cutâneas leves,
queimaduras e feridas operatórias
causadas por bactérias gram-
positivas.
- Nome comercial: nebacetin
(bacitracina) e neomicina.
Gentamicina (Micromonospora purpurea)
- Ativo: endocardite, infecções TU e
abdominal causada por bactérias
entéricas gram-negativas e
Staphylococcus aureus.
- Nome comercial: Garamicina,
gentamicina, gentacil.
Espectinomicina (Streptomyces sp.)
- Ativo: tratamento de gonorreia
urogenital ou renal causada por N.
gonorrhoeae resistente a penicilina.
- Nome comercial: Trobicin.
Tobramicina (Streptomyces sp.)
- Ativo: amplo espectro
(Staphylococcus aureus,
Streptococcu pneumoniae,
Haemophilus influenzae, Moraxella
catarrhalis ou Pseudomonas
aeruginosa).
- Conjuntivite bacteriana.
- Nome comercial: Tobrex.
B) Tetraciclina (Streptomyces sp)
- MA: liga-se reversivelmente no sítio A da
subunidade 30S, impedindo a ligação do aminoacil-
tRNA.
- Bacteriostático, amplo espectro.
- Naturais: tetraciclina, oxitetraciclina e
clortetraciclina.
- Semissintéticas: doxiciclina e minociclina.
- Boa penetração nos tecidos: bactérias
intracelulares.
- Ativo: Mycoplasma pneumoniae e Listeria
monocytogenes.
- Tratamento: de inf. urinárias, pneumonia causada
por Mycoplasma e infecções causadas por
clamidias e riquetsias.
- Efeito colateral :
- Suprimem microbiota normal do intestino:
transtornos no TGI e superinfecção, Candida
albicans
- Quelante de cálcio, não deve ser utilizado
em crianças e mulheres grávidas:
- Acumula nos dentes em nos ossos,
levando ao retardo crescimento ósseo
e pigmentação dos dentes.
2. Antimicrobianos que interagem com a
subunidade 50 S
A) Cloranfenicol (S. venezuelae)
- MA: impede a ação da peptidil-transferase :
proteína truncada.
- Bacteriostático, amplo espectro
- Ativo: principalmente em bactérias portadoras de
cápsula como H. influenza tipo b (meningite
bacteriana).
- Molécula pequena: boa difusão por diversas áreas
do corpo.
- Tratamento: diarreia causada por Clostridium
difficile e tambem para anaerobios: acne.
- Efeitos adversos: supressão da atividade da
medula óssea: 1 em 40.000 pacientes desenvolve
anemia aplástica (glob. brancos, vermelhos e
plaquetas).
Em recém-nascidos: “síndrome do bebe cinzento”
(imaturidade do fígado).
C) Macrolídeos
- MA: subunidade 23S rRNA, interferindo na
elongação da cadeia e translocação do ribossomo:
proteína truncada
- Liga-se reversivelmente: bacteriostático.
- Ativo: Amplo espectro. bactérias intracelulares:
Mycoplasma pneumoniae, Legionella pneumophila,
Neisseria gonorrhoeae.
- Natural: eritromicina (S. erytherus) gram positivas
- Semissintéticos: Azitromicina, Claritromicina
(amplo espectro) e Telitromicina (nova geração).
D) Lincosamidas
- Natural: lincomicina (S. lincolnensis) e
semissintética: clindamicina.
- MA: Inibem a síntese proteica nos ribossomos,
ligando-se a subunidade 50S
- Bacteriostáticas.
- Alvo: Gram-positivos, exemplo: Streptococcus
Staphylococcus) e anaeróbios.
D) Oxazolidinona
Exemplo: Linesolida
- MA: inibem a síntese de proteínas.
- Alvo: impedem que a subunidade 50S se
ligue a 30S, pois o medicamento se liga a
parte 50S, não acontece a formação de
proteína.
- Atua contra: bactérias gram-positivas
aeróbias e bactérias gram-positivas
anaeróbias.
3. Antimicrobiano que interage com o fator de
elongação
- Ácido Fusídico
- Alvo: inibe a liberação do fator de
elongação G (EF-G) do complexo EF-
G/GDP.
- Bacteriostático.
- Ativo: Cocos gram positivos
(Streptococcus e Staphylococcus).
- Tópico para o tratamento do impetigo:
infecção superficial da pele.
INIBIÇÃO DA SÍNTESE DE ÁCIDOS
NUCLÉICOS
A) Quinolonas e Fluorquinolonas
- Sintético, bactericida e penetram bem nos tecidos
- Infecções do trato urinário (bacilos Gram
negativos).
- MA: a) liga a subunidade A da DNA girase
(topoisomerase II) e impede o superenrolamento do
DNA, impedindo assim a síntese de DNA e b)
topoisomerase IV e impede na separação das
moléculas-filhas de DNA interligadas.
B) Metronidazol
- Sintética, bactericida
- MA: induzem a quebra da hélice de DNA
- Reação de redução
- Ativos: bactérias anaeróbias
Helicobacter pylori
Gardenerella vaginalis
- Nome comercial: Flagyl, Metronix
C) Rifamicinas (S. mediterranei)
- MA: etapa de iniciação transcrição (alvo a
subunidade β da RNA polimerase).
- Mutante: Rifamicina SV e Rifampicina B
- Bactericidas para gram-positivas e bacteriostático
para gram-negativa?
- Ativos: Mycobacterium (tratamento tuberculose e
lepra) e bactérias gram + (Staphylococcus e
Streptococcus).
- Boa penetração nos tecidos: líquido
cerebroespinhal e abscessos.
- Efeito colateral: secreções e excreções de cor
avermelhada.
- Exemplo: Rifampicina.
D) Novobiocina
- MA: inibem a DNA