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Histórico e Características gerais dos microrganismos Rubens Honda Importância dos microrganismos-exemplos benéficos • Produção de alimentos • Produção de antibióticos • Produção de álcool (fermentação) • Reciclagem de compostos químicos (nitrogênio) • Agentes para o controle de fitopatógenos • Decomposição de herbicidas e inseticidas • Exploração de minérios • “OGM” (Organismos geneticamente modificados) – insulina humana • Organização celular • Procariotos x Eucariotos • Células procariotas são cerca de 10 vezes menor que células eucarióticas • Células procarióticas faltam muitas estruturas celulares como as organelas. • Todos os procariotos são microrganismos, mas somente alguns eucariotos o são. Importância dos microrganismos-danosos • Degradação dos alimentos • Degradação de materiais em geral • Agente causal de doenças no homem • Agente causal de doenças nos animais • Agente causal de doenças nas plantas Vírus • Dependente intracelular o obrigatório • Muito mais simples que as células – possuem basicamente uma pequena quantidade de DNA ou RNA envolto em proteína e, às vezes, por uma membrana lipídica. • Individualmente são chamadas de partículas virais ou vírus propriamente dito. • Depende da maquinaria da célula hospedeira para multiplicar e dispersar. Dimensões dos microrganismos Estilo de vida dos microrganismos • Muitos são de vida livre (no solo e no ar, por exemplo) • Alguns são parasitas Figure 1.6 Microbiologia 1. Descoberta • Antony van Leeuwenhoek – um dos fundadores da Microbiologia Microscópio de van Leeuwenhoek (1674) “Eu posso julgar por mim mesmo, apesar de ter boa higiene bucal que todas as pessoas que vivem na Holanda não são tantas quanto os animais vivos que eu carrego em minha boca” • Cerca de metade da biomassa da planeta é constituída por microrganismos, sendo os 50% restantes distribuídos ente plantas (35%) e animais (15%) Você lava bem as mãos? Mononucleose infecciosa Doença do beijo – Comum na faixa etária entre 15 -25 anos Descoberta das células • Invenção da lente (?) • Robert Hooke (1665): observou uma fina fatia de cortiça (células de plantas mortas) com um microscópio. Ele descreveu o que ele observou como "pequenas caixas" (células). • Anton van Leeuwenhoek (1675): foi o primeiro a observar uma célula viva. Microscópio • Ampliação: refere-se ao poder do microscópio para aumentar o tamanho aparente de um objeto • Resolução: refere-se ao poder do microscópio para mostrar detalhes claramente Tipos de microscópios 1. Microscópio ultravioleta A microscopia (UV) ultravioleta é um tipo de fotomicroscopia que utiliza a luz UV para gerar uma imagem ampliada da amostra que está sendo analisada. 2. Microscópio de fluorescência A observação dos espécimes é feita através da fixação de substâncias fluorescentes (fluoro e cromos), que, ao receberem luz, podem ser observados através do brilho gerado. 3. Microscópio de contraste de fase O microscópio de contraste de fase é um instrumento que converte diferenças do índice de refração que não podem ser vistas, em diferenças de intensidade que se tornem visíveis. As ondas de luz que atravessam os componentes celulares de densidades ópticas diferentes assim o farão em diferentes velocidades. 4. Microscópio de polarização Constituído por dois prismas – um polarizador e outro analisador – este tipo de microscópio é utilizado na observação de materiais birrefringentes (estruturas anisotrópicas, com índices diferentes de refração como os ossos, músculos, fibras, cabelos, etc.). 5. Microscopia eletrônica Os microscópios eletrônicos utilizam, em vez da luz, um feixe de elétrons, para iluminar a amostra, combinado a lentes eletrostáticas e eletromagnéticas. Sua capacidade de ampliação é superior a dos microscópios de luz, atingindo um nível de resolução de 0,2 nanômetros. Os tipos principais são: 1. Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) Capazes de produzir imagens em alta resolução, estes microscópios ampliam em até 100 mil vezes objeto e permitem obter imagens tridimensionais, sendo bastante utilizados para a observação da estrutura superficial da amostra. 2. Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET) Este tipo permite examinar detalhes ínfimos, ampliando o objeto em até um milhão de vezes. Seu funcionamento consiste na emissão de um feixe de elétrons que interage com a amostra enquanto a atravessa, formando uma imagem aumentada. Para a observação neste tipo de microscópio é necessário que o material seja cortado em camadas bem finas. O que você pode ver com os diferentes tipos de microscópios? O olho humano é capaz de distinguir objetos por uma fração de milímetro. Com o uso de microscópios eletrônico é possível ver até unidade de angstrom e estudar tudo de diferentes células e bactérias . Microscópio óptico Princípio do funcionamento do microscópio óptico Adaptador p/ câmera Olho Ocular Lentes Objetiva Corpo Fonte de energia Condensador Abertura do diafragma Área do diafragma Microscópio óptico Elodea – Planta aquática 40X 400X Microscopia eletrônica de transmissão (TEM) Herpes Virus Célula de raiz Microscopia eletrônica de transmissão (TEM) Microscopia eletrônica de varredura Microscopia eletrônica de varredura Cabeça de mosquito 200X 2000X Microscopia eletrônica de varredura Olho de mosca Microscopia eletrônica de varredura Parede do estômago Superfície da língua Neurônio Microscopia eletrônica de varredura PólenFermento Glóbulos vermelhos, plaquetas e glóbulos brancos Microscopia eletrônica de varredura Transmissão x Varredura Vírus parasitando uma célula MO-Tecido Epitelial de Revestimento Pluriestratificado Pavimentoso Queratinizado. Microscopia óptica. (E) Epiderme, (D) Derme, (SC) Células queratinizadas e cera. MV- Aranha MT- Mitocôndria Teoria da células 2. Origem • Quem desenvolveu a teoria das células? • Matthias Schleiden (1838): concluiu que todas as plantas são constituidas por células. • Theodor Schwann (1839): concluiu que todos os animais são constituidos por células • Rudolph Virchow (1855): determinou que todas células são provenientes de outra célula Houve um período que não se sabia a origem dos microrganismos. Abiogênese John Needham (1745) e o caldo de carne “Ar era fundamental para a geração da vida. Spallazani (1769) – frascos vedados Fórmula para gerar ratos, típica daquela época: Misturar roupas usads com feixes de trigo e deixar repousar em um frasco aberto por aproximadamente 21 dia. Qual a origem? Abiogênese X Biogênese (A) Schulze (1836) (B) Schwann (1837) (C) Schroder (1854) Controvérsia da “essencialidade do ar”...o ar era essencial à vida e também para a geração espontânea dos microrganismos... Biogênese Biogênese Expoentes da biogênese: John Tyndall e a caixa livre de poeira (câmara asséptica) Expoente da biogênese: Louis Pasteur (1822-1895) Pescoço de cisne (1860) -Teoria microbiana da fermentação (1850) -Requeima da batata (1845-1846) – Anton de Bary (1853) -Heinrich Anton de Bary – Médico-botânico alemão Phytophthora infestans em batata • Epidemia da requeima da batata na Irlanda Heinrich Anton de Bary – Fundador da Fitopatologia Phytophthora foi o único organismo que teve grande influência na política mundial Grande fome na Irlanda – 1845-1856 O Phytophthora infestans é um oomiceto, anteriormente considerado um fungo Oomycetes ou Oomycota é uma classe de organismos filamentosos, unicelulares, que se assemelham morfologicamente a fungos. A maioria dos Oomycetes é composta por decompositores. Teoria microbiana da doença – 1876, Robert Koch Descobriu o agente causal do carbúnculo, hoje temível bactéria. Antrax - Bacillus antracis Forma respiratória Insuficiência Morte Microbiologia - Histórico Período de descobertas das funções dos microrganismos • Teorica microbina da fermentação (1858) – Pasteur • Requeimada batata (1845-1846) – Anto de Bary • Teorica microbiana da doença (1876) – Koch • Descoberta do vírus (1892) - Ivanovski Microbiologia - Histórico Período de descobertas como controla-los -Anti-sepsia: inibiçã/destruição dos agentes patogênicos (1846-Semmelweis, médico húngaro, soluções cloras, febre puerperal) -Técnica assépticas: previnem infecções (1860-Lister, cirurgião inglês, fenol, cirurgias) -Calda bordalesa: sulfato de cobre+hidróxido de cálcio (1882-Controle de fungos fitopatogênicos) -Imunização (1885-Pasteur, cólera aviária) -Penicilina (1928-Fleming, microbiologista escocês) Microbiologia - Histórico Fase genômica (conteporânea) -Biotecnologia: utilização de organismos vivos para a realização de processos químicos definidos, visando a aplicação industrial. -DNA recombinante: intensa utilização de microrganismos e seus genes (transgenia). -Genômica: sequenciamento de genomas -Re-classificação dos seres vivos: Carl Woese. Fase genômica Mamão papaia transgênico contendo gene de vírus
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