Bactérias - Células Procarióticas

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Prof. Flávio Vasconcelos 
Introdução à Microbiologia 
 Definição 
 Área de estudo 
 Importância da microbiologia 
TÓPICOS A SEREM ABORDADOS 
Introdução 
 Microbiologia: 
 Mikros (= pequeno) + Bio (= vida) + logos (= 
ciência) 
 
 Ciência que estuda os seres vivos microscópicos 
nos seus mais variados aspectos como 
morfologia, estrutura, fisiologia, reprodução, 
genética, taxonomia e também a interação com 
outros seres e o meio ambiente. 
 
Introdução 
 Estudo de organismos: 
 Bactérias (bacteriologia) 
 Vírus (virologia) 
 Fungos (micologia) 
 
Introdução 
Microorganismos: 
 
 
 
 
 Manutenção do equilíbrio entre os organismos vivos 
Ex: Auxiliam a digestão no intestino. 
 Minoria de microorganismos é patogênica 
 Importância na Biologia. 
Doenças Bem estar X 
Introdução 
Doença microbiana 
 A maioria dos microorganismos não provoca uma única 
e bem definida doença 
Ex: Treponema pallidum: sífilis / Poliovírus: poliomielite 
Staphylococcus aureus: endocardite, pneumonia, 
infecções em ferimentos e infecção alimentar 
Meningite: vírus, bactérias e fungos 
 
Introdução 
 Poucos microorganismos considerados sempre 
patogênicos 
 Ex: vírus da raiva, Bacillus anthracis 
 Doença apenas em determinadas circunstâncias 
 
 
 
Infecções 
exógenas 
Infecções 
endógenas X 
Introdução 
 Interação: 
 
 
 
 Complexa 
 Colonização transitória 
 Relação simbiótica de longo prazo 
 Doença 
 
Microorganismo 
Hospedeiro 
humano 
X 
Introdução 
 Dependem: virulência, local de exposição e 
sistema imune do hospedeiro 
 Manifestações: 
sintomas ruins 
 
 falência do órgão e morte 
Histórico da Microbiologia 
Histórico 
 Ancestrais das bactérias: 
- Primeiros seres vivos a aparecer na terra 
 Estudos: 
- DNA de Mycobacterium tuberculosis em 
múmias egípcias de 3.000 anos de idade 
 Doenças infecciosas: 
 - Profundas mudanças no curso das 
civilizações 
 
Histórico 
 Abatimento físico e moral da população e tropas, 
influenciando no desenrolar de um conflito 
 
 Aglomeração de soldados, em ambientes onde as 
condições de higiene e de alimentação eram 
geralmente inadequadas 
 
colaboração na disseminação de doenças infecciosas, 
para as quais não existiam recursos terapêuticos 
 
 
Histórico 
 Áreas urbanas em expansão: 
 Rápido crescimento das cidades 
 Instalações sanitárias precárias 
 
 
 Idade média: tifo, varíola, sífilis, cólera e peste 
 Europa e Ásia: grandes epidemias de peste – 
morte de milhões de pessoas em poucos anos 
 
Histórico 
1665: Robert Hooke 
 Microscópio rudimentar 
 Fatias de cortiça 
 Caixas = células 
 “Teoria celular” 
 Não haviam técnicas de 
coloração 
 
http://www.redes-cepalcala.org/olivaryescuela/divulgacion/3_Feria_Sevilla/Proyecto/RobertHooke.jpg
http://askabiologist.asu.edu/research/buildingblocks/rhooke.html
Histórico 
1674: Antony van Leeuwenhoek 
 Primeiro a observar microorganismos 
vivos através de lentes de aumento 
 “Pai" da microbiologia 
 Royal Society of London 
 Animalículos 
 Água de chuva, material dos dentes 
 Representações de bactérias e protozoários 
http://www.redes-cepalcala.org/olivaryescuela/divulgacion/3_Feria_Sevilla/Proyecto/leeuwenhoek.jpg
Histórico 
Réplica do microscópio construído por Leeuwenhoek e de 
suas ilustrações, descrevendo os "animalículos" observados. 
 
Histórico 
Micróbios: 
 Interesse da comunidade científica da época 
 Até metade do século 19: 
 Cientistas e filósofos acreditavam que a 
matéria viva poderia surgir espontaneamente 
da matéria morta 
 Geração espontânea 
 
Histórico 
1798: Edward Jenner 
Lesões nas tetas das vacas semelhantes 
à varíola 
Ordenhadeiras: versão mais suave da 
varíola 
Inoculação com vírus a partir de lesões 
de ordenhadeiras em um garoto 
Exposição do garoto ao vírus da varíola 
Imunidade contra a varíola 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Edward_Jenner.jpg
Histórico 
1880: Louis Pasteur 
 Descoberta de como funcionava a vacinação 
 
 Bactéria que causava cólera em aves domésticas 
perdia a virulência após ser mantida por longos 
períodos no laboratório 
 
 capazes de induzir imunidade 
 
 Vacina anti-rábica 
 Instituto Pasteur 
 
Histórico 
1840: Friedrich Henle 
 “Teoria do germe da doença” 
 Conceito de difícil aceitação à época 
 Doença: punição 
 Inconcebível que micróbios “invisíveis” 
viajassem pelo ar ou permanecessem 
em roupas e camas para infectar 
pessoas e animais 
 
Histórico 
 Século XIX: mulheres morriam 
após o parto após contraírem 
febre puerperal 
 
 1840: Ignaz Semmelweis 
Mãos médicos: febre puerperal 
às pacientes 
 
 Lavagem das mãos 
 
Histórico 
1876: Robert Koch 
 1ª prova de que bactérias causam 
doença 
 Antraz: Bacillus anthracis 
 Cultivo da bactéria em meio 
nutriente 
 Inoculação em animais sadios que 
ficaram doentes e morreram 
 Relação: 
 
 
Histórico 
Doenças 
Microorganismos 
x 
 Pesquisas: substâncias que destruíssem os 
microorganismos patogênicos sem prejudicar seres 
humanos afetados “bala mágica” 
Histórico 
1928: Alexander Fleming 
Observação de placas de culturas 
contaminadas 
Penicillium notatum 
Dificuldade na produção em larga escala 
da penicilina 
 
Histórico 
1857 a 1914: “idade de ouro” da microbiologia 
Rápidos avanços liderados por Koch e Pasteur 
Descobertas: 
Agentes de diversas doenças 
Papel da imunidade na prevenção e cura de doenças 
Microbiologistas: 
Estudo da atividade química dos microorganismos 
Vacinas 
Técnicas cirúrgicas 
CÉLULAS 
PROCARIÓTICAS 
Staphylococcus aureus 
Morfologia macroscópica 
Escherichia coli 
Pseudomonas aeruginosa 
Tamanho: diâmetro em milímetros 
Cor: branca, amarela, negra, marrom , 
alaranjada, etc. 
Superfície: brilhante, opaca, etc 
Densidade: opaca, translúcida, transparente 
Consistência: viscosa, membranosa, quebradiça 
Morfologia macroscópica 
Morfologia microscópica 
• Cocos: formas esféricas 
• Bacilos: forma de bastão 
 Cocobacilos 
• Vibriões: forma de vírgula 
• Espirilos: rígidos 
• Espiroquetas: flexíveis 
 
 
Morfologia microscópica 
Morfologia: tamanho, forma e arranjo 
Morfologia microscópica 
Neisseria Staphylococcus Streptococcus 
Cocos agrupados em 
cadeias 
Cocos agrupados em 
cachos 
Cocos aos pares 
= diplococos 
Morfologia microscópica 
Bacilos Gram negativos 
Espiroquetas 
Bacilos Gram positivos 
Estrutura bacteriana 
Estrutura bacteriana 
Estruturas externas à parede celular: 
- Cápsula ou glicocálice 
- Flagelos 
- Fímbrias 
- Pili 
Parede celular 
 
Estrutura bacteriana 
Estruturas internas à parede celular: 
- Membrana citoplasmática 
- Citoplasma 
- Ribossomos 
- Núcleo 
- Endosporos 
Cápsula 
• Camada viscosa 
• Proteção da bactéria contra 
condições externas desfavoráveis 
• Amostras capsuladas mais 
virulentas que não capsuladas 
• Ex: S. pneumoniae 
• Aderência 
• Matriz polissacarídica 
• Biofilmes 
Ex: Placa dentária; cateteres; 
próteses 
•  resistência microbiana à 
biocidas 
Cápsula 
Biofilme 
Estruturas: 
- Corpo basal 
- Gancho 
- Um longo filamento de FLAGELINA 
• Organelas de locomoção 
• Flagelina 
• Energia: degradação de 
ligações energéticas de 
fosfato (ATP) 
Flagelos 
• Monotríquias: 1 flagelo em uma das 
extremidades 
• Lofotríquias : tufo de flagelos em 
uma ou ambas extremidades 
• Anfitríquias: 1 flagelo em cada 
extremidade 
• Peritríquias : cercadas de flagelos 
 
 
Flagelos 
Flagelos 
http://classic.stmarysschool.org/FETC_WEB/comm_organ/cole/websites/cellpages/blanton_smith/site images/Ecoli_flagella_em.jpg
• Escherichia coli e Proteus 
• Infecção do trato urinário 
 
• Identificação por anticorpos dirigidos contra 
proteínasflagelares 
Ex: Salmonella 
 
Importância médica dos flagelos 
pili 
flagelos 
Pili ou fímbrias 
• Organelas mais curtas e delicadas que os flagelos 
• Pilina 
• Gram negativos 
• Troca de material genético na conjugação 
 - Pili sexual 
 
Pili ou fímbrias 
Bactérias Gram-positivas 
Ácidos teicóicos e lipoteicóicos: 
- Sítios receptores de bacteriófagos 
- Adesinas ao epitélio do hospedeiro 
- São antígenos celulares – permitem 
a identificação sorológica 
Bactérias Gram-negativas 
Composta de: 
-Uma ou poucas camadas de 
peptoglicano 
- Espaço periplasmático 
- Uma membrana externa que 
contém LPS (lipopolissacarídeo) 
Parede celular 
Espaço periplasmático: 
• Enzimas hidrolíticas 
• Enzimas capazes de inativar drogas, tornando a célula 
resistente a elas 
 
• Proteínas transportadoras de solutos que participam 
do transporte de substância para o interior da célula 
Parede celular 
Comparação da parede celular 
Diferenças entre a parede das bactérias Gram positivas e Gram negativas: 
  relevância para o estudo dos mecanismos de ação de quimioterápicos e 
antibióticos e mecanismos de patogenicidade 
Comparação da parede celular 
- Manutenção da forma celular; 
- Suportar a elevada pressão osmótica 
- Auxiliar na divisão celular 
Estrutura: 
Funções: 
- Gram- positivas: 45-50% de peptideoglicano 
- Gram-negativas: aprox. 5% de Mureina 
Exceções: 
Parede celular 
Micoplasmas 
Proteínas (60%) imersas numa 
bicamada fosfo-lipídica (40%) 
Membrana citoplasmática 
• Separação entre o 
citoplasma e o meio externo 
• Ausência de esteróis 
Funções da membrana citoplasmática 
Transporte de solutos 
• Barreira seletiva 
• Excreção de substâncias inúteis 
• Difusão facilitada: a favor do 
gradiente 
• Transporte ativo 
• 80% de água 
• Ácidos nucléicos 
• Carboidratos 
• Proteínas 
• Lipídeos 
• Íons orgânicos 
• Sítio de diversas reações químicas 
Citoplasma 
 Nucleóide: DNA 
Cromossomal 
Material genético 
• Molécula circular 
única 
• Não apresenta 
membrana nuclear 
• Moléculas circulares de DNA 
extracromossômico 
• Autoreplicação 
• Bactérias Gram negativas 
• Conferem vantagens seletivas 
Ex: resistência à antibióticos, 
fatores de virulência, toxinas 
Material genético 
Plasmídios 
Procariotos 
Eucariotos 
Ribossomos 
Esporos bacterianos 
• Estrutura desidratada e de múltiplos 
envoltórios que protege a bactéria em condições 
adversas 
• Meio carente de água ou nutrientes essenciais: 
Estado vegetativo estado de dormência ou 
esporo 
Ex: Bacillus , Clostridium tetani, 
C. perfringens, C. botulinum 
 
Esporos bacterianos 
Esporogênese: 
• Formação do esporo 
• Cópia completa do 
cromossomo 
• Proteínas essenciais e 
ribossomos 
• Alta concentração de cálcio 
ligada ao ácido dipicolínico 
 
• Estrutura do esporo protege o DNA genômico do 
calor intenso, da radiação e de agentes químicos 
• Podem viver no ambiente por séculos 
• Localização do esporo: auxiliar na identificação 
 
 
Esporos bacterianos 
Grânulos citoplasmáticos 
• Reserva nutritiva 
• Polímeros de glicose, 
fosfato inorgânico e 
lipídeos 
• Visualizados com 
colorações especiais e 
microscopia óptica comum 
 
 
• Replicação do cromossomo 
bacteriano 
• Crescimento e extensão 
dos componentes da parede 
celular 
• Produção de septo 
• Divisão em 2 células 
• Tempo de geração: 20 min. 
Divisão celular 
FUNGOS 
Instituto de Estudos e Pesquisas Vale do Acaraú 
Disciplina de Microbiologia 
FUNGOS 
 Importância 
 Diversas infecções hospitalares; 
 Desenvolvimento de patologias vegetais; 
 Decomposição da matéria orgânicas 
 Simbiose 
 Produção de bebidas e alimentos 
 Produção de medicamentos 
 Micologia: área da biologia que estuda os fungos. 
 
 CARACTERISTICAS GERAIS 
 São organismos: 
 Eucariontes; 
 Unicelular ou multicelular; 
 Macroscópico ou microscópico; 
 Quimio-heterotrófico; 
 quanto a reprodução 
 Brotamento 
 Fraguimentação 
 Esporos 
 
FUNGOS 
FUNGOS 
 Quanto a sua estrutura 
 
 Filamentosos 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Quanto a sua estrutura 
 
 Filamentosos, 
são constituídos por 
hifas. 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Quanto a sua estrutura 
 
 Filamentosos, 
são constituídos por 
hifas. 
 
 Hifas septadas 
 Hifas aseptadas ou cenocíticas 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Quanto a sua estrutura 
 
 Filamentosos, 
são constituídos por 
hifas. 
 
 Hifa vegetativa porção responsável pela 
obtenção dos alimentos. 
 
 Hifa reprodutiva porção responsável 
pela produção de esporos. 
 
 
 
FUNGOS 
 Quanto a sua estrutura 
 
 Leveduras 
são unicelulares; 
não filamentoso, 
células ovais ou esféricas 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Leveduras 
 
 Reprodução: 
 Brotamento, a 
medida que o broto 
se desenvolve, o 
núcleo da célula 
parental se 
desenvolve. 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Leveduras 
 
 Reprodução: 
 pseudo-hifa, 
quando não ocorre 
o desligamento do 
broto. 
 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
Existem casos que os Fungos podem 
apresentar mais de uma forma de 
desenvolvimento, fungos dimórficos 
 
 Filamentosa 
 Levedura 
 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
FUNGOS 
 Ciclo de vida 
 
 Filamentosos 
 Fraguimentação Esporulação 
 
 
 Esporos Assexuais Sexuais 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Ciclo de vida 
 
 Esporos assexuais 
 
 Conodiósporo 
 Antrosporo 
 Clamidósporo 
 Esporangiósporo 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Ciclo de vida 
 
 Esporos assexuais 
 
 Conodiósporo. 
São uni ou multicelular, não fechado em uma 
bolsa e sem cadeia 
 Antrosporo. 
Fraguimentação das hifas septadas em uma 
célula única. 
 Clamidósporo. 
Com parede espessa, formado pelo 
arredondamento das hifas. 
 
FUNGOS 
 Ciclo de vida 
 
 Esporos assexuais 
 
 Esporangisoporo 
Estão presentes em uma bolsa, na 
extremidade das hifas. 
 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Ciclo de vida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Ciclo de vida 
 
 Esporos sexuais 
Resultam da junção de linhagem diferentes de 
hifas. 
Etapas: 
1° Plasmogamia 
2° Cariogamia 
3° Meiose 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Adaptações nutricionais 
 
 Crescem em PH 5,0; 
 Quase todos os fungos são aeróbios; 
 já as leveduras a maioria são anaeróbias 
 Podem se desenvolver sobre substancias 
com pouca umidade. 
 São capazes de metabolizar lignina; 
 Necessitam de baixas concentração de 
nitrogênio. 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Filo: Zigomicota 
 
 Zigomicetos ou fungos de conjugação 
 São fungos Filamentosos 
 Ex: Rhizopus 
 esporo assexual = esporangiosporos 
 esporo sexual = zigosporo 
 Necessitam de baixas concentração de 
nitrogênio. 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Filo: Ascomicota 
 
 Ascomicetos ou fungos de saco 
 São fungos Filamentosos e algumas 
leveduras 
 As hifas, septadas 
 esporo assexual = conidiósporos = 
Conidióforo 
 esporo sexual = ascósporos = asco 
 Necessitam de baixas concentração de 
nitrogênio. 
 
 
 
FUNGOS 
 Filo: Ascomicota 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Filo: Basidiomicota 
 
 Basidiomicetos 
 São fungos Filamentosos 
 As hifas, septadas 
 esporo sexual = basidiósporos = basídio 
 Produzem cogumelos 
 
 
 
 
 
 
 
FUNGOS 
 Filo: Basidiomicota 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Equipamentos médicos precisam ser aquecidos à 
121ºC por 15’ para serem esterilizados 
 Somente soluções esporocidas são capazes de 
inativaros esporos 
 Feridas contaminadas com solo podem estar 
infectadas com esporos e causar tétano e gangrena 
 Antibióticos são ineficientes contra esporos 
Implicações clínicas dos esporos 
VÍRUS 
Por existirem muitas divergências sobre se os vírus se 
enquadram ou não entre os seres vivos, estes 
"organismos" não estão inseridos em nenhum dos 
grandes reinos dos seres vivos, daí a necessidade 
de serem estudados à parte. 
Vírus 
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS VÍRUS: 
 
Não possui estruturas celulares (membrana plasmática, 
citoplasma, etc.). 
 São formado basicamente por uma cápsula protéica 
denominada capsômero que contém em seu interior um só tipo 
de ácido nucléico: DNA ou RNA, nunca ambos. 
 Alguns vírus mais complexos podem apresentar também 
lipídios presos à cápsula. 
 É tão pequeno que podem penetrar no interior das células 
das menores bactérias que se conhecem, portanto são visíveis 
somente ao M.E. 
 Só apresentam propriedades de vida quando estão no 
interior de células vivas. 
 Por isso são considerados parasitas celulares obrigatórios. 
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS 
VÍRUS: 
 
• são parasitas intracelulares obrigatórios 
 
 
• multiplicam dentro de células vivas usando a 
maquinaria de síntese das células 
Propriedades de um vírus 
 Estado extracelular: 
 vírus: partícula diminuta 
ácido nucléico envolto por proteínas 
forma típica: partícula viral ou virion 
metabolicamente inerte: não realiza funções de 
respiração ou biossíntese 
 
vírion: estrutura que transporta o genoma viral da 
célula em que foi produzido para outras células onde o 
ácido nucléico poderá ser introduzido 
Propriedades de um vírus 
 
 Estado intracelular: 
 
replicação viral: 
• produção de cópias do genoma viral 
• síntese dos componentes que formam o 
envoltório viral 
• dependência dos componentes estruturais e 
metabólicos da célula hospedeira 
Infecção 
 
Quando um genoma viral é introduzido em uma 
célula hospedeira 
 
 o vírus redireciona a maquinaria preexistente e as 
funções metabólicas da célula hospedeira 
 
favorecimento da replicação viral e 
montagem de novos vírus 
 
diferentes células hospedeiras 
Estrutura Viral 
Um virion é uma partícula viral completa 
 
Um cerne de ácido nucléico envolvido por 
uma capa protéica - capsídeo 
 
 
 Ácido nucléico 
DNA ou RNA 
 fita simples 
 fita dupla 
 
 Capsídeo 
Grupamento de proteínas 
virais (protômeros) com 
característica simétrica 
 icosaédrica 
 helicoidal 
Morfologia geral 
 
Microscopia eletrônica - 
Cristalografia de raios X 
 
 
Vírus Helicoidais 
 Vírus Poliédricos 
 Vírus Envelopados 
 Vírus Complexos 
 Vírus helicoidais 
Microfotografia do Vírus 
Ebola 
Capsídeo com capsômeros 
arranjados em torno do ácido 
nucléico na forma de uma hélice 
Vírus poliédricos 
 
Diagrama de um Vírus poliédrico (icosaédrico) não-
envelopado 
 
Capsídeo cuja estrutura básica é um icosaedro – 
superfície constituída de 20 faces triangulares e 12 
vértices 
Vírus envelopados 
Vírus helicoidais envelopados; Vírus poliédricos 
envelopados 
Vírus da gripe - Influenza Vírus do herpes - 
Simplexvirus 
O capsídeo é envolvido por um envelope lipoprotéico 
com espículas 
 Vírus complexos 
Genomas virais 
 DNA ou RNA : fita simples (fs) 
 fita dupla (fd) 
 dupla fita parcial 
 
 DNA e RNA : em diferentes estágios do ciclo de vida 
Ex.: retrovírus – vírion contém genoma de RNA 
 
- replicação: intermediário de DNA 
vírus da hepatite B - vírion contém genoma de 
DNA 
- replicação: intermediário de DNA 
 Vírion: apenas 1 ácido nucléico (para qualquer tipo de 
vírus)