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1 Maria Clara Domingos │Odontologia │2022.2 Além de precisar do alimento (meios de cultura), a bactéria precisa de condições ambientas favoráveis/adequadas a seu crescimento. NUTRIÇÃO BACTERIANA Para que uma bactéria consiga crescer, ela precisa de uma associação de 3 fatores: • Nutrientes/alimento. • Fatores externos (temperatura, PH, oxigênio) → condições ambientais, que precisam ser favoráveis ao seu crescimento. • Enzimas hidrolíticas → também são utilizadas para a alimentação das bactérias. Os alimentos utilizados pelas bactérias serão macronutrientes e micronutrientes. Utiliza os mesmos grupos alimentares que utilizamos carboidratos, proteínas, lipídios. A bactéria vai obter esses alimentos, normalmente, no ambiente em que ela vive. Existem algumas bactérias que conseguem produzir seu próprio alimento (autótrofas) → conseguem sintetizar seu próprio alimento, quando não o encontram no meio em que estão. Entretanto, elas nem sempre vão sintetizar o seu próprio alimento, pois toda bactéria vai seguir o PRÍNCIPIO DA ECONOMIA CELULAR. Para produzir o seu próprio alimento a bactéria utiliza muita energia, ou seja, gasta energia/ATP. Então, se ela pode economizar essa energia, ela vai economizar. As bactérias autótrofas só vão sintetizar o seu próprio alimento quando realmente for necessário. Quando vamos induzir o crescimento de uma bactéria em um laboratório, necessita-se um meio de cultura. • Meio de cultura → alimento artificial de uma bactéria, em laboratório. Esses meios de cultura são misturas de alimentos para induzir o crescimento das bactérias. Existem tipos diversos de meia de cultura, específicos (seletivos) ou não específicos (não seletivos), sólidos (AGAR) ou líquidos (TIPO CALDO). OBS: Existem alguns meios de cultura que além de serem específicos, são identificadores de espécie. A diferença no preparo é apenas para a ativação do componente. OBS: as colônias fúngicas são maiores que as bacterianas, pois a célula do fungo é maior, é eucarionte. • Independente de ser ágar ou caldo, elas precisam passar pela autoclave, para ser esterilizada. FATORES AMBIENTAIS • Temperatura • PH 2 Maria Clara Domingos │Odontologia │2022.2 • Oxigênio Existem dois outros fatores ambientais que, dependendo do tipo de bactéria também é preciso observar: • Pressão osmótica • Luz Precisa ajustar quando estivermos trabalhando com microrganismos que crescem no ambiente. Para os que habitam em nosso corpo só precisamos observar temperatura, PH e oxigênio. ➔ Temperatura: existem microrganismos que vão crescer idealmente em temperaturas altas, médias e baixas. Essa característica vai refletir o DNA ou seja, as características genéticas da bactéria. Todo microrganismo vai ter a sua temperatura ideal de crescimento. Naquela temperatura ideal, ele vai atingir o seu PICO METABÓLICO → vai crescer na sua velocidade máxima. OBS: Se pega uma bactéria que vive em uma temperatura semelhante a temperatura corporal, e coloca essa bactéria em uma temperatura de menos cinco graus → o metabolismo da bactéria se torna lento. EXEMPLO: FEIJÃO. Cozinhei um feijão na minha casa e dividi em 3 recipientes diferentes: um ficou em cima da mesa, um na geladeira e um no congelador. • O de cima da mesa depois de 7 dias vai estar azedo → pois em cima da mesa há a temperatura ideal para que ela atinja seu pico metabólico rapidamente. • O da geladeira depois de 5 semanas vai estar azedo → ele demora mais que o outro para azedar devido a temperatura da geladeira que é mais baixa, tornando a bactéria mais lenta. • O do freezer depois de 5 anos vai estar azedo, o potinho não está estéril e as bactérias não morreram em decorrência da temperatura. Ele demorou ainda mais a estragar, pois a temperatura estava mais baixa ainda do que na geladeira. OBS: Para inativar um microrganismo, paralisar totalmente o seu crescimento é necessário uma temperatura de – 80◦. Para matar o microrganismo → aquecimento. • Mesófilos → temperaturas médias. • Psicrófilo → temperaturas baixas. • Termófilos e hipertermófilos → altas temperaturas. PH: Existem bactérias que vão crescer em ph ácido, neutro ou ph básico. • PH ácido → acidófilas. 3 Maria Clara Domingos │Odontologia │2022.2 • PH neutro → neutrófilas. • PH básico → basófilas ou alcalinófilas. Esse PH vai ser de acordo com o local que a bactéria consegue crescer. No laboratório o PH é ajustado no meio de cultura. Oxigênio Existem bactérias que vão crescer na presença de oxigênio e outras que vão crescer na ausência de oxigênio. • Aeróbicas → crescem na presença de oxigênio → realizam o processo de fosforilação oxidativa → processo que a bactéria utiliza para produzir ATP. A fosforilação oxidativa ocorre na membrana celular → através da glicólise → ciclo de Krebs, onde ao final teremos a produção de ATP. Aeróbias estritas → só crescem, obrigatoriamente, na presença de oxigênio. Microaerófilas → precisam de baixas quantidades/teores de oxigênio. Facultativas → conseguem crescer na presença e ausência de oxiegênio. • Anaeróbicas → crescem na ausência de oxigênio Nesse caso, para a produção de energia/ATP, as bactérias realizam fermentação. OBS: nas bactérias anaeróbias, o processo é diferente. A bactéria não usa o oxigênio, então não acontece o ciclo Krebs. Estritas → só crescem na total ausência de oxigênio. EX: bactéria que causa Botulismo → a latinha estufa, pois a bactéria produz gás, ou seja, CO2. Aerotolerantes → suportam a presença de oxigênio, mas não o utilizam. OBS: em todo processe de fermentação, sempre vai ter a produção de CO2. Sempre que a latinha estiver estufada, não podemos consumir o alimento, pois além do CO2, a bactéria produz toxinas → neurotoxinas, que provocam a paralisação muscular. Além disso, essa bactéria também produz o Botox. O que muda entre essas bactérias é a forma de produção de energia/ATP. • Quando comparamos o saldo da produção de energias dessas bactérias, o saldo da bactéria anaeróbia é maior → 38 moléculas de ATP. Já quando a bactéria faz fermentação, o saldo final é de apenas 2 moléculas de ATP. Isso ocorre, pois no processo de fermentação ela vai ter um gasto energético muito alto para produzir ATP. A fermentação bacteriana pode acontecer de duas formas diferentes: láctica (ÁCIDO LÁTICO + CO2), ou acética (a bactéria produz ácido acético + CO2). 1.Para que podemos utilizar essa fermentação láctica, pensando em produção de alimentos? Iogurte, coalhadas, alguns tipos de queijo. 2.Para que podemos utilizar a fermentação acética para a produção de alimentos? ➔ Produção de vinagre. 4 Maria Clara Domingos │Odontologia │2022.2 OBS: quando o alimento azeda → fermentação acética. PRESSÃO OSMÓTICA E LUZ Pressão osmótica → bactérias que vivem em ambientes com altas concentrações de saias → Halófitas. Luz → bactérias fotossintetizantes, como as cianobactérias. CURVA DE CRESCIMENTO O crescimento bacteriano acontece, seguindo uma curva de crescimento. Para entendermos a curva de crescimento bacteriano, dividimos essa curva em 4 fases. Inicialmente, a bactéria vai passar por um crescimento individual → vai aumentar em tamanho/volume, para se reproduzir. Dividimos a curva de crescimento em 4 fases: ➔ Fase Lag: a bactéria cresce individualmente, em tamanho. Alta taxa metabólica, pois ela está trabalhando muito para crescer em tamanho. ➔ Fase exponencial (LOG): crescimento populacional, a bactéria vai aumentar em número. A bactéria que está em número elevado, começa a utilizar os nutrientes de forma excessiva. Chega um momento emque esse meio de cultura começa a ser desfavorável para elas, começa a faltar nutrientes. A divisão celular bacteriana → fissão binária ou cissiparidade. Ela cresce em tamanho, ocorre a duplicação do DNA bacteriano (realizado pela membrana celular), depois forma-se o mesossomo septal e um septo na parede celular, e aí ocorre a divisão celular. → Reprodução assexuada, onde uma bactéria se divide e forma duas. ➔ Fase estacionária: a curva de crescimento estaciona/para. Nessa terceira fase, algumas bactérias estão morrendo e outras se dividindo. A taxa de morte equivale a taxa de novas células que estão se dividindo. ➔ Fase de declínio ou morte: o meio começa a ser desfavorável para todas as bactérias. Nessa fase, todas as bactérias vão paralisar a sua atividade metabólica. A bactéria não morre realmente, ela finaliza a sua atividade metabólica. OBS: as bactérias possuem, no espaço periplasmático, as enzimas hidrolíticas → as bactérias, na nutrição, vão utilizar essas enzimas para quebrar seu alimento. As enzimas hidrolíticas, além de atuarem na alimentação, elas vão atuar na proteção → se defender de um antibiótico, uma substância que poderia matar aquela bactéria. 5 Maria Clara Domingos │Odontologia │2022.2 Mas se transferi-la para um novo meio de cultura, ela será reativada. • Essa curva demora em torno de 24 horas para se completar. VARIABILDIADE GENÉTICA As bactérias sempre vão se dividir por fissão binária → uma célula origina 2 idênticas a original. Se esse processo acontecesse, sempre, puramente sozinho → não teríamos variabilidade genética, as bactérias não iriam se mutar e não teríamos o surgimento de bactérias resistentes. Porém, as bactérias podem passar por processos de variabilidade genética, que podem ser de dois tipos: • Mutação: essa variabilidade genética vai ocorrer durante a divisão celular. Durante esse processo de divisão, a célula filha será diferente da original. É um processo vertical, ou seja, da célula mãe → célula filha. Durante a divisão celular, vai ocorrer um erro na duplicação do DNA, e o DNA duplicado vai ser diferente do original. Essa mutação pode ocorrer de forma espontânea ou induzida (em laboratório, tentar induzir as mutações). • Recombinação: o processo não acontece durante a divisão celular. Na recombinação, teremos duas bactérias diferentes que irão trocar informações genéticas Processo horizontal, ou seja, não é de célula mão para célula filha, são duas bactérias diferentes trocando informações. OBS: tipo de seleção natural → quando não tomamos o medicamento corretamente, acaba dando as bactérias uma dosagem menor do que a que deveria ter sido oferecida, elas acabam desenvolvendo os mecanismos de resistência devido a essas dosagens mais baixas. Nesses processos de recombinação, temos 3 mecanismos possíveis: • Conjugação: duas bactérias diferentes se unem através de uma ponte (fímbrias), e após essa união elas vão transferir fragmentos circulares que ficam no citoplasma. Se liga através das fimbrias e transfere a informação de resistência → as duas ficam resistentes, pois ela duplica o plasmídeo de resistência e transfere para a outra bactéria, tornando as duas resistentes. • Transdução: sempre ocorre a participação de um bacteriófago (vírus que infectam bactérias). Um vírus carregando material genético de uma bactéria para outra bactéria. 6 Maria Clara Domingos │Odontologia │2022.2 • Transformação: uma bactéria, que ao morrer, deixou fragmentos do seu DNA dispersos no meio em que ela estava crescendo → uma segunda bactéria absorve os fragmentos de DNA da bactéria morta, e passa pela transformação. Ela junta as suas informações com as informações da outra célula.
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