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Microbiologia O que é microbiologia? • Ciência que estuda a vida dos microrganismos Microrganismos: formas de vida que não podem ser vistos ao olho nu. Estuda sua morfologia, citologia, forma de vida, reprodução, nutrição, etc. Grupos estudados: Microbiologia → Bactérias, Fungos, Vírus Parasitologia → Protozoários, vermes parasitas, ectoparasitas. Áreas da Microbiologia: • Genética Microbiana; • Microbiologia Médica/ Clínica; • Fisiologia Microbiana; • Microbiologia Veterinária; • Microbiologia Ambiental; • Microbiologia Industrial; • Microbiologia dos Alimentos; • Microbiologia Espacial; • Microbiologia Evolutiva; • Aero microbiologia. História da microbiologia 1590 – Zacharias Janssen: Invenção do microscópio. Robert Hooke: Utilizou o microscópio para observar materiais biológicos. Cellas -> Célula “Teoria celular” Teoria celular: todo ser vivo é composto por células. A.V. Leuwenholk (1632 - 1723): descobertas dos animálculos; primeira observação de bactérias. Até meados do séc. XIX: Teoria da Geração Espontânea → a vida surge espontaneamente de objetos inanimados ou matéria viva. Muitos cientistas desacreditavam dessa teoria. Francesco Redi: experimento dos potes com carne Século 19: Louis Pasteur – quebra da teoria da geração espontânea. Seu experimento teve como resultado no aparecimento de microrganismos que estavam no ar se proliferando no caldo de carne após o contato. Experimento de Pasteur conclui: “Todo ser vivo só pode surgir a partir de outros seres vivos.” → Biogênese Método de conservação do vinho (Louis Pasteur): microrganismo eram responsáveis pela perca do vinho e deduziu que aquecendo o vinho seria possível matar os microrganismos contaminantes sem afetar o sabor. Conceito de Pasteurização Outras contribuições de Pasteur: • Desenvolveu vacinas; • Bases para a origem microbiana das doenças infecciosas. Teoria microbiana da doença: onde microrganismos são responsáveis por causar doenças. Robert Kock – 1876: Primeira evidência de que bactérias causam doenças → Buscava achar o causador de uma doença que estava matando gado e ovelhas na Europa. Postulado de Kock 1) ser encontrado em todos os casos da doença; 2) ser cultivado em cultura pura; 3) provocar a doença quando inoculado num animal de experiência; 4) poder ser isolado desses animais e cultivado em cultura pura. Outras contribuições de Kock.... Descobriu: • Mycobacterium tuberculosis: bactéria causadora da tuberculose. • Vibrio cholirae: bactéria causadora da cólera. Microbiota Normal Refere- se a população de microrganismos que habitam (colonizam) a pele e as membranas/ mucosas de indivíduos saudáveis. Pode ter os seguintes organismos: • Bactérias; • Fungos; • Vírus; • Archeas; • Protozoários. Tipos de microbiota: Transitória → não patogênica ou patogênica que ficam alojadas por um determinado tempo. Ex: Pele. Residente → ficam permanentemente alojados nas mucosas internas. Onde pode ser encontrada: - Pele; - Trato gastrointestinal; - Trato urinário; - Trato genital; - S. Respiratório superior e inferior. Onde não são encontrados: - Sangue; - Líquido cefalorraquiano; - Órgãos; - Útero. Surgimento Os animais geralmente são livres de microrganismo no útero materno. Assim, imediatamente antes de dá à luz, Lactobacillus em seu canal vaginal se multiplicam rapidamente. Com isso na hora do parto, o bebê tem seu primeiro contato com microrganismos e é importante para formação de anticorpos e própria microbiota normal. Fatores que alteram a microbiota: • Ambiente; • Nutricional; • Idade; • Fatores físicos e químicos; • Defesas do organismo hospedeiro; • Higiene pessoal; • Uso de antimicrobianos; • Estado de saúde; • Estado emocional. Importância da microbiota microbiana: - Protege o hospedeiro de outros microrganismos; - Ajuda na absorção de nutrientes; - Produção de algumas vitaminas essenciais para o organismo; - Maturação do sistema imunológico; - Controle de saúde. Vale lembrar: termo dado a relação entre o organismo e a microbiota é chamado de simbiose. Disbiose: desequilíbrio da microbiota normal, podendo causar algumas doenças. Fatores que pode gerar a disbiose: Bacteriologia O que é bacteriologia? É a ciência responsável por elucidar, estudar, documentar tudo acerca das bactérias, desde sua morfologia, bioquímica, genética, comportamento, fisiologia, ecologia, etc. Bactérias: são microrganismos unicelulares, procariontes (desprovidos de envoltório nuclear e organelas membranosas). Bactéria vem da palavra grega bakteria que significa bastonete. Importância das bactérias: - Decomposição de matéria morta; - Participam do ciclo do nitrogênio; - Processos industriais; - Engenharia genética e biotecnologia; - Área da saúde. Características gerais das bactérias ▪ Unicelulares; ▪ Podem ser encontradas isoladas ou em colônias (biofilme); ▪ Procariontes; ▪ Possuem ribossomos; ▪ Medem em média de 0.2 a 1,5 micrômetros; ▪ 10x menores que células eucariontes (organismo simples). Citologia Bacteriana Obs.: algumas bactérias podem possuir cápsula, onde dificulta o processo de fagocitose e aumenta o nível de virulência. Parede celular – possui os seguintes compostos: Proteína M: impede a fagocitose; dá resistência a acidez e ao calor. Ácido Micólico: impede a digestão pelos fagócitos. Cromossomo – material genético; local: nucléolo. Plasmídeo – DNA extracromossômico que replica- se independente do cromossomo bacteriano. Funções: ▪ Codificam características seletivas; ▪ Resistência a antibióticos; ▪ Produção de toxinas. Ribossomos: síntese de proteínas. Flagelo: motilidade. Fímbrias: motilidade e adesão as membranas. Píli: participa do processo de reprodução. Esporos bacterianos → endósporos. ▪ Forma de resistência bacteriana a condições ambientais adversas. ▪ Resistentes ao calor, frio, substâncias tóxicas. Classificação das bactérias Formas e arranjos: ❖ Cocos: - Diplococos; - Estreptococos; - Tétrade; - Sarcina; - Estafilococos. ❖ Bacilos: - Diplobacilos; - Cocobacilos; - Estreptobacilos. ❖ Vibrião ❖ Espirilos e Espiroquetas: Parede celular: Método de coloração de gram (Hans Christian Gram). Existem as Gram positivas e as Gram negativas, onde se diferenciam na sua parede celular. Gram negativas: fina camada de peptideoglicano; possui lipopolicassacídeo que é uma endotoxina que é importante pois aumenta a virulência da bactéria. Gram positiva: camada espessa de peptideoglicano e não produz toxinas. Como acontece a coloração de Gram? Materiais utilizados: violeta de genciana, fucsina, lugol, álcool e água. Resultado: Gram positivas: roxo, pois como sua camada de peptidioglicano é mais espessa, a cor roxa se fixa mais e é difícil a retirada. A maioria das Gram positivas são não patogênicas. Gram negativas: Vermelha/rosa, pois como sua camada é mais fina ao introduzir o álcool, a cor roxa colada inicialmente é eliminada e é corada posteriormente pela vermelha na introdução da fucsina. A maioria das Gram negativas são patogênicas. Método de coloração Zietil-Neelsen • Utilizada para identificação do gênero Mycolacterium (M. tuberculose e M. leprae) – contendo membrana de ácido micólico. • Chamadas de Bacilos álcool-ácido resistentes (BAAR). Como é feita a coloração de Ziehl-Neelsen? Aqui as bactériasdo gênero Mycolacterium se tornam roxa/vermelha pois como possuem mais lipídeos na sua parede celular não deixa que o álcool-ácido apague a coloração das mesmas, acontecendo já nas outras bactérias por possuírem menos lipídeos na parede. Reprodução das bactérias Elas podem se reproduzir de diversas formas, sendo elas: - Assexuada: • Fissão binária ou cissiparidade; • Esporulação (lembrando que existem autores que não considera esse um tipo de reprodução). - Sexuada (se dá esse nome pois existe a troca de material genético): • Transformação; • Transdução; • Conjugação. Vamos entender cada uma delas... Fissão binária Como podemos ver na imagem, ocorre a divisão celular da célula mãe e duas células filhas idênticas, ou seja, contendo o mesmo material genético. Forma muito rápida de reprodução. Esporulação: Aqui vemos a bactéria formando um esporo contendo seu material genético alojado internamente, assim são liberados ao meio em uma forma resistente da bactéria. Voltando ao ambiente favorável, ao serem expostos em água, voltam a forma bacteriana. Transformação: Aqui a bactéria irá englobar um pedaço de material genético contido no meio e assim, ele irá ser introduzindo no seu próprio. Dando a ela, muitas das vezes, resistência a antibióticos. Transdução: Com a ajuda da introdução do material genético do bacteriófago, o material da nova bactéria terá esse introduzido por meio de recombinação. Conjugação: Havendo o pílis sexual como forma de passagem do plasmídeo da doadora para a receptora, com isso ela terá o novo material genético que ajuda na sua virulência e passará também a ser doadora, já que ela ganhará um pílis sexual. Lembrando que a antiga doadora continuará o processo de conjugação normalmente. Crescimento bacteriano Para que a bactéria se multiplique em um meio, nele deve conter todas as exigências específicas para aquele tipo de indivíduo. Em relação a isso, existem fatores que interferem nesse crescimento, sendo eles: • Físico-químico: temperatura, ph, pressão osmótica, oxigênio, entre outros. • Químicos: água, macronutrientes, micronutrientes, fatores de crescimento... Vamos ver alguns desses... Temperatura – algumas bactérias tem afinidades em temperaturas mais altas, enquanto outras, em mais baixas. As mesófilas fazem parte da maioria das bactérias, sendo também, as patogênicas introduzidas nesse grupo já que crescem em temperatura corporal. PH 6 Oxigênio Curva de crescimento microbiano: 1. Lag: intensa atividade metabólica, preparação para o crescimento. 2. Log: aumento logaritmo ou exponencial da população. 3. Estacionária: período de equilíbrio; as mortes microbianas são equilibradas pela produção de novas células. 4. Fase de morte: a população se reduz em uma taxa logarítmica. Virologia Ciência que estuda os vírus. A palavra vírus foi utilizada na primeira vez na década de 1930 para descrever agentes infecciosos não filtráveis e não observáveis em microscópio óptico. Vírus – significa veneno. Wendell Stanley – primeiro a isolar o vírus. Teoria celular: “Onanis cellula ex cellula” 1. Todos os seres vivos são constituídos por células. 2. As células são as unidades morfológicas e funcionais dos seres vivos. 3. Todas as células só se originam de outras preexistente. Se para ser considerado ser vivo precisa ser constituído de células, o que são vírus? Vírus: organismo não vivos capazes de se replicar apenas em uma célula hospedeira. Características gerais dos vírus • Submicroscópicos; • Acelulares; • Não tem metabolismo próprio; • Ácido nucleico (DNA ou RNA); • Parasitas intracelulares obrigatórios; • Vírion: fora da célula; • Vírus: dentro da célula. Estrutura básica dos vírus Ácido nucleico: pode ser de DNA ou de RNA. Capsídeo: Camada de proteína que reveste o ácido nucleico. Envelope: Camada que reveste o capsídeo de alguns vírus contendo lipídios, proteínas e carboidratos. Lembrando que alguns vírus contém uma enzima chamada de transcriptase reversa, cujo é importante para o seu processo de replicação que veremos mais à frente. Classificação dos vírus É mais complexo do que das bactérias, onde podem ser classificados pelo: • Ácido nucleico; • Capsídeo; • Presença de envelope; • Estratégia de replicação. Classificação não oficial: - Respiratório: por inalação, infecção primária no sistema respiratório. - Entéricos: via oral; replicam-se no trato intestinal - Arbovírus: replicam-se e são transmitidos por artrópodes. - Vírus oncogênico: potencial para produzir tumores. Capsídeo: Lembrando que podem ser envelopados ou não. Tipo de material genético: - Classe I: fita simples de DNA - Classe II: fita dupla de DNA - Classe III: fita dupla de RNA ou fita dupla RNA segmentado - Classe IV: fita simples RNA + - Classe V: fita simples RNA – - Classe VI: fita simples RNA com transcriptase reversa (retrovírus) Processo para replicação dependendo do seu material genético. Vírus contendo ácido nucleico: DNA → RNAm → Proteína RNA+m → Proteína RNA- → RNA+m → Proteína RNA → DNA → RNAm → Proteína (transcriptase reversa) Melhorar entendimento: Replicação dos vírus - Ciclo lítio: ocorre lise da célula hospedeira; o vírus comanda o metabolismo. - Ciclo lisogênico: não ocorre a morte da célula; funciona normalmente. Fases de replicação: 1- Absorção e penetração pelo vírion. a) A absorção (a ligação) depende da interação física entre os vírions e a superfície da célula alvo. Sem a absorção a infecção não pode ocorrer. b) A penetração é a introdução do ácido nucleico viral na célula. O processo de penetração pode ocorrer por endocitose ou por fusão. 2- Desnudamento: retirada do capsídeo deixando o ácido nucleico livre. 3- Síntese proteica: O RNAm é produzido e traduzido em proteínas. 4- Maturação: montagem do capsídeo ao entorno do material genético do ácido nucleico. 5- Liberação: Lise celular/ exocitose/ brotamento - Vírus envelopado: vírions recém formados são liberados pela morte e lise celular. - Vírus envelopado: vírions recém formados são liberados por brotamento (não há morte celular) ou pela lise celular. Ciclo lítio e Ciclo Lisogênico: Replicação de um retrovírus: • Três genes em comum para todos os retrovírus: gap, pol e env. • Formam proteínas processadoras que é dividida em duas ou mais. • O gene gap condiciona 3 ou 4 proteínas que formam o capsídeo viral. • O gene pol condiciona a transcriptase reversa e a enzima intregasse. • O gene env determina as glicoproteínas do envoltório viral que circunda o capsídeo. Replicação: Príons (scrapie) O que são príons? Proteína de infecção. ❖ Existem em condições naturais. ❖ São glicoproteínas codificada pelo gene PrPc e que liga a membrana plasmática das células, mas em maior quantidade nas células nervosas/ neurônios. Contém funções importantes nas células nervosas como: - Proteção dos neurônios contra a morte celular; - Atuam no prolongamento de nêuritos; - Participam no controle dos mecanismos de estresse oxidativo; - Na síntese de proteína. Quando ela se torna infecciosa ela ataca principalmente os neurônios. Anormalidade: Se torna PrPsc: isorforma anormal (pathogenic scrapie príon protein). To scrape: coçar. • Ocorre por uma mutaçãodo gene na estrutura dos aminoácidos na alfa hélice, se tornando beta hélice. • Não ativa o sistema imunológico e não possuem material genético: considerado não vivo. • Sua multiplicação ocorre através da interação proteína – proteína / PrPsc --- PrPc. Acúmulo de príons no sistema nervoso central causam doenças neurodegenerativas por formação de agregados extracelulares nas placas amilóides → Encefalopatias espongiformes transmissíveis (TSE). Micologia Ciência que estuda os fungos. O que são fungos? • Seres eucariontes; • Uni ou pluricelulares; • Não produzem clorofila; • Parede celular feita de quitina; • Reserva energética: glicogênio. Características dos fungos • Ambiente úmido, escuro e quente; • Encontrados na maioria dos ambientes; • Quimio- heterotróficos; • Aeróbicos ou anaeróbicos facultativos. Associação com algas – líquens Associação com raízes de plantas – micorrizas A identificação de leveduras e bactérias envolve testes bioquímicos. Entretanto, fungos multicelulares são identificados através de sua aparência física, incluindo características da colônia e dos esporos reprodutivos. Importância dos fungos • Decompositores; • Fabricação de alimentos e bebidas alcóolicas; • Produção de antibiótico → penicilina Flenner; • Alucinógenos → substância ergotina: LSD; • Saúde → doenças provocadas por fungos → micose. Morfologia dos fungos Hifas • Podem ser cenocíticas ou septadas (nesses septos podendo ter 1 ou 2 núcleos). Lembrando que as hifas é a parte do fungo que não podemos ver a olho nu. O crescimento das hifas se dá por alongamento das extremidades. Em condições ambientais favoráveis, as hifas crescem e formam uma massa filamentosa chamada de micélio, visível a olho nu. Micélio Como podemos ver na imagem, ele é constituído de hifas e tem a divisão do micélio vegetativo que está relacionado com a parte de alimentação do fungo e o reprodutivo, é a parte da reprodução e tem liberação de esporos. Nutrição dos fungos • Extracorpórea. Podem ser: • Saprófilos obrigatórios – não possuem clorofila; se alimentam de matéria orgânica; • Parasitas obrigatórios – só sobrevivem parasitando outros ser vivo; • Saprófilos e parasitas facultativos. Classificação dos fungos ➢ Quitridiomicetos (Chytridiomycota) - Possuem flagelos; - Pode ser uni ou pluricelulares; - Saprófilos ou parasitas; - Ambiente aquático; - Hifas cenocíticas (eles perdem o flagelo). Flagelos nas células do fungo Fungo de batata ➢ Zigomicetos (zygomycota) - Pluricelulares; - Terrestres; - Hifas cenocíticas; - Não formam corpo de frutificação; - Saprófilos, parasitas e mutualistas. Rhizapus spp ➢ Ascomicetos (Ascomycota) - 50% dos fungos; - Uni ou pluricelulares; - Hifas septadas; - Micélio de reprodução em forma de sacos; - 98% dos líquens; - Alguns Parasitas → causadores de doenças. Leveduras: fungos não filamentosos, esféricos ou ovais. - Amplamente distribuídos na natureza; - Leveduras de brotamento: dividem-se de forma desigual; - Leveduras de fissão: dividem-se produzindo células iguais. Fungos dimórficos – fungos com duas formas de crescimento (filamentos e leveduras). - Dimorfismo está presente principalmente em fungos patogênicos; - O dimorfismo em fungos patogênicos é dependente da temperatura: 37C o fungo apresenta forma de levedura e a 25C apresenta forma de bolor. ➢ Basidiomicetos (basidiomycota) - Pluricelulares; - Hifas septadas; - 2% dos líquens; - Corpo de frutificação. Reprodução dos fungos Pode ser: ¶ Assexuada: • Brotamento; • Fragmentação; • Esporulação; • Fissão binária. ¶ Sexuada: esporulação (tipo diferente da assexuada). ➢ Fragmentação – a partir de um fragmento cresce um outro, típico de fungos pluricelulares. ➢ Brotamento – se forma um broto que depois se separa, dando origem ao novo fungo; leveduras. ➢ Esporulação (assexuada) – ocorre por mitose. Somente fungos pluricelulares. Existem tipos de esporulação assexuada, são elas: - Conídiósporos: esporos se disseminam pelo vento e em contato com o meio se desenvolve. - Blastoconídios – leveduras utilizam; formação de um broto ligado a célula mãe. - Clanídiósporos e esporangiósporos – alargamento da estrutura contendo esporos. Sexuada: ➢ Ciclo dos basidiomicetos (sexuada) Cariogamia – fusão dos núcleos. Plasmogamia – fusão de hifas de fungos diferentes. ➢ Ciclo dos ascomicetos (sexuada) Meiose e mitose. ➢ Ciclo dos zigomicetos Progametângio – região produtiva. Dica de estudo: estudar sobre métodos de controle microbiano. Diferentes métodos, suas diferenças e fatores que ajudam no controle. Referências Resumo feito por: Luany Aparecida Souza Rocha. O resumo foi feito tendo base das aulas do curso de Microbiologia do sete de setembro ministradas pelo Prof. Dr. Raphael Wuo da Silva, assim como imagens foram pegas do mesmo. @cessetembro @raphawuo Imagens pegas da internet, de sites sobre microbiologia. TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R; CASE, Christine L. Microbiologia. 12 Porto Alegre: Artmed, 2017, 935 p. Obrigada por adquirir o resumo, espero que sirva de auxílio para os estudos de microbiologia e Deus abençoe sempre!!! A distribuição é proibida! Tanto de forma virtual como de forma física, o compartilhamento desse material sem autorização é considerado crime. Todos os direitos reservados ao autor: Luany Aparecida Souza Rocha- @aparecida_luuh_
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