Aula 1 - introdução as bacterias

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Bacteriologia Clínica
Introdução a micro 
e citologia bacteriana
Leticia Maria da Silva Antônio, MSc
leticia.antonio@unigranrio.edu.br
microbiologia
Aplicações dos microrganismos
Microbiologia básica e aplicada
MICROBIOLOGIA BÁSICA 
❖Ambientes acadêmicos
❖ Produção de conhecimento
❖ Teorias científicas
❖ Morfologia, Fisiologia
Genética, Taxonomia,
Ecologia, etc.
MICROBIOLOGIA APLICADA 
❖Ambientes comerciais e 
governamentais 
❖ Engenharia e tecnologia
❖ Aplicação prática 
❖ Microbiologia veterinária, 
zootecnia, agrícola, alimentos, 
industrial 
Bactérias 
Fungos 
Algas 
Protozoário
s 
Vírus 
✓ Podem provocar 
infecções 
✓ Inúmeras formas de 
diagnóstico
✓ Identificação dos 
agentes etiológicos
✓ Análise da 
morfologia, estrutura, 
reprodução, fisiologia 
e metabolismo
microrganismos
TEORIA CELULAR
❖ Fundada no final da década
de 1830
❖ Estabelece que todos os
seres vivos são compostos
por células
❖ Idealizadores foram o
botânico alemão Matthias
Jakob Schleiden e o zoólogo
alemão Theodor Schwann
O VÍRUS É UM SER VIVO?
• Organismo acelular
✓“Um organismo é uma unidade
elementar de uma linhagem
com uma história evolutiva
individual (Luria, 1978)
✓“acelular = sem estrutura de
célula (protoplasma circundado
por membrana)”
Ser vivo
✓ Apresenta capacidade de:
nutrição, respiração, excreção,
irritabilidade, movimento,
crescimento e reprodução.
✓Apresenta capacidade de:
estocar e replicar informações
genéticas e potencial de
atividade enzimática.
✓Vida pode ser um fenômeno
associado com a replicação de
sistemas de informação auto-
codificados
Taxonomia dos seres Vivos
Taxonomia = ciência da classificação
Classificação composta por cinco reinos:
❖ Protista (protozoários e algumas 
algas)
❖ Monera (bactérias procariontes
e cianobactérias ou algas azuis)
❖ Fungi
❖ Plantae
❖ Animalia
Em 1987, a análise filogenética 
molecular levou o microbiologista Carl 
Richard a mudar o rumo da taxonomia 
de procariontes e a propor em 1990 o 
domínio Archaea
taxonomia dos Seres Vivos
Relações evolutivas e a árvore da vida filogenética
❖ Em 1987, a análise filogenética molecular levou o
microbiologista Carl Richard a mudar o rumo da
taxonomia de procariontes
❖ Propôs em 1990 o domínio Archaea para as
arqueobactérias (consideradas representantes das
formas mais primitivas de vida na terra) e mais dois
outros domínios: as outras bactérias (Bactéria) e os
eucariontes (Eucarya) - fungos, protozoários, plantas e
animais
Carl Richards 
(1928-2012)
taxonomia dos Seres Vivos
Relações evolutivas e a árvore da vida filogenética
ESCALA DE TAMANHO
❖ O tamanho das bactérias é da ordem de milésimos de milímetro, ou seja,
micrômetros (µm), podendo, no entanto, serem observadas em microscopia
❖ O vírus possuidores de dimensões inferiores a 0,2 mm (limite de visibilidade 
do microscópio ótico), não podem ser observados neste instrumento
❖ A maioria das bactérias estudadas nos laboratórios de Microbiologia mede de 
0,5 a 1,0 mm de diâmetro por 2,0 a 5,0 mm de comprimento.
ESCALA DE TAMANHO
MICRORGANISMOS – ONDE ESTÃO?
• No ar, podendo contaminar:
microrganismos
MICRORGANISMOS – ONDE ESTÃO?
No corpo humano:
• pulmões saudáveis: 128 espécies de
bactérias 2.000 microrganismos
por cm2;
• boca: 200 espécies de micro-
organismos a cada segundo;
• mãos: 83% das espécies de
microrganismos na mão direita não
estão na mão esquerda, e vice-
versa.
MICRORGANISMOS – ONDE ESTÃO?
• No solo:
Profundidade 
(cm)
Bactérias aeróbias 
(106 por grama)
0-8 24
8-20 3,1
20-40 1,9
40-60 0,9
60-80 0,7
80-100 0,15
que marcam a história dos
MICROBIOLOGIA - HISTÓRICO:
• Dentre os principais fatos 
microrganismos, destacam-se:
Ano Fatos históricos
1665 Robert Hooke foi o primeiro a observar as células
Observou 
microscópio
finou cortes de cortiça em um 
primitivo, visualizando pequenos
poros semelhantes a favo de mel, o que chamou 
de células.
histórico
que marcam a história dos
MICROBIOLOGIA - HISTÓRICO:
• Dentre os principais fatos 
microrganismos, destacam-se:
Criador do
microscópio
Ano Fatos históricos
1674 Antony van Leeuwenhoek observou pela primeira vez os microrganismos
“No ano de 1675 descobri 
seres vivos na água da
chuva que tinha ficado
alguns dias num pote de
barro, vitrificado por dentro.
Isto me levou a olhar esta
água com grande atenção,
especialmente aqueles
animaizinhos que me 
pareciam dez mil vezes 
menores do que os que
podem ser percebidos na
água a olho nu”.
histórico
que marcam a história dos
MICROBIOLOGIA - HISTÓRICO:
• Dentre os principais fatos 
microrganismos, destacam-se:
Ano Fatos históricos
1859 Pasteur contesta a geração espontânea dos microrganismos
A ausência de microrganismos no frascos mantido intacto e a
presença no frasco quebrado mostram que o ar contém
microrganismos e que estes, ao entrarem em contato com o
líquido nutritivo e estéril do balão, desenvolvem-se.
histórico
MICROBIOLOGIA - HISTÓRICO:
Outros fatos importantes
Ano Fatos históricos
1796 Jenner cria uma vacina para varíola
1847 Semmelweiss estabelece a causa da febre puerperal
1865 Lister introduz técnicas antissépticas
1876 Koch prova que microrganismos específicos causam doenças específicas
1881 Koch usa ágar para obter uma cultura pura
1892 Iwanowski descobre o vírus
1929 Fleming descobre a penicilina
1983 Luc Montaigner e Robert Gallo anunciam a descoberta do HIV
1995 Anúncio da primeira sequencia completa de um genoma bacteriano
Haemophilus influenzae
Linha do tempo
MICRORGANISMOS NA HISTÓRIA:
• PESTE BUBÔNICA ou MORTE NEGRA – varreu a Europa
durante a Idade Média, matando 25 milhões de pessoas (1/3 da
população);
• Transmitida por ratos e pulgas infectadas pela bactéria Yersinia
pestis.
histórico
MICRORGANISMOS NA HISTÓRIA:
• GRANDE FOME NA IRLANDA – a requeima da batata por 
fungo foi responsável pela grande fome na Irlanda no século
XIX. Em 1846 cerca de 1,24 milhões de pessoas morreram e
1,2 milhões emigraram;
• Transmitida por batatas infectadas por Phytophthora infestans.
histórico
https://www.google.com.br/imgres?imgurl=http%3A//www.invivo.fiocruz.br/media/requeima.jpg&imgrefurl=http%3A//www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm%3Finfoid%3D1140%26sid%3D2%26tpl%3Dprinterview&docid=oqMm1T7eau3RRM&tbnid=-k_DajO8PRo2gM%3A&w=300&h=280&ei=i77oU67dIezjsASC-IDQBg&ved=0CAIQxiAwAA&iact=c
https://www.google.com.br/imgres?imgurl=http%3A//bioweb.uwlax.edu/bio203/s2007/benrud_jaco/index_files/image4901.jpg&imgrefurl=http%3A//bioweb.uwlax.edu/bio203/s2007/benrud_jaco/&docid=Gl1ZBYf91UkQ7M&tbnid=mdqv8_3z4JUqTM%3A&w=372&h=255&ei=077oU-fWJY_MsQS2n4DABQ&ved=0CAIQxiAwAA&iact=c
MICRORGANISMOS HOJE:
O desenvolvimento da MICROBIOLOGIA permitiu:
• CONTROLE E TRATAMENTO DE DOENÇAS
• VACINAS
• MEDICAMENTOS
• TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTOS
Aplicações 
MICRORGANISMOS HOJE:
microrganismos afetam o planeta e a
Importância ambiental:
• Estuda como os
atmosfera
ambiental
MICRORGANISMOS HOJE:
no preparo e
Importância industrial:
• Primeira utilização de microrganismos foi
conservação de alimentos: pão, vinho, queijos;
• Produção de medicamentos: antibióticos, vitaminas.
• Controle de qualidade: análises microbiológicas desde a
obtenção da matéria-prima até a entrega para consumo do
produto acabado.
industrial
MICRORGANISMOS HOJE:
Importância industrial:
PRODUTO Contribuição dos Microrganismos
Queijo Crescimento contribui para maturação, sabor e aparência.
Bebidas
Alcoólicas
Levedura é utilizada para converter açúcar, suco de uva ou
grão de malte tratado em álcool.
Vinagre Determinadas bactérias convertem álcool em ácido acético.
Insulina Hormônio sintético feito a partir de bactérias criadas por
engenharia genética.
Ácido Cítrico Alguns fungos são utilizados na produção.
industrial
MICRORGANISMOS HOJE:
e plantas contra proliferação de
Importância agrícola:
• Proteção de animais
microrganismos.
• Microrganismos que matam insetossão utilizados como 
pesticidas naturais.
• São também utilizados para manter a fertilidade de um solo.
• Mais recente: criação de suplementos alimentares.
agrícola
❖ São microscópicas,
geralmente < 8μm. Só as
colônias são vistas a olho nu
ou bactérias gigantes
❖ Devido a sua estrutura
simples, as bactérias 
sobreviver em todos
ambientes da terra;
❖ Podem ser encontradas no
ar, solo, água, vulcão, mar 
profundo, fontes quentes,
gelo, sal, pele dos homens,
etc;
bactérias 
Comparação entre dois tipos celulares 
Um núcleo celular cercado por uma 
membrana e várias organelas
Comparação estrutural entre dois tipos 
celulares 
Estrutura da célula bacteriana 
Citologia das bactérias 
As bactérias são seres procarióticos, ou seja, desprovidos de membrana nuclear
(também chamada de carioteca). Elas não possuem todas as estruturas internas das
células eucarióticas, sendo mais simples em todos os níveis, menos no seu envoltório
celular.
Conjunto de membranas e estruturas macromoleculares que 
delimitam a fronteira entre o meio intracelular e o ambiente
Envoltório bacteriano 
Membrana 
citoplasmática 
Parede Celular
Envoltório 
bacteriano 
❖ Também chamada de membrana plasmática, constituída de fosfolipídios e
proteínas, sua estrutura é semelhante a dos organismos não
procarióticos, todavia, com exceção dos grupo bacteriano dos
micoplasmas, não possuem esteróis.
❖ Trata-se de uma membrana semipermeável, seletiva, sede de várias
enzimas, que limita o citoplasma.
❖ Importante, não só para o transporte de íons e metabólitos (ex.: enzimas
permeases e porinas), ela também atua em numerosos processos
biossintéticos
membrana plasmática 
membrana plasmática 
Parede celular 
Responsável pela forma, rigidez bacteriana, divisão celular e muitas
vezes manutenção osmótica, com uma espessura de
aproximadamente 10 a 20 mm é formada, entre outras substâncias,
por um complexo macromolecular, conhecido como mucocomplexo
(também chamado de peptidoglicano, mureína, mucopeptídio ou
glicopeptídio), de importância prática na taxonomia bacteriana.
Nas bactérias chamadas Gram-negativas (Figura 1), este complexo
representa uma fração menor do total da parede em relação às
Gram-positivas (Figura 2).
Parede celular
GRAM +
• Parede composta de até 90% peptideoglicano;
• Pode chegar a 50% do peso da bactéria;
• Contém Ácidos teicóicos e Ácidos Lipoteicóicos:
➢ Facilitar a entrada e saída de cátions
➢ Sítios receptores de bacteriófagos
➢ Adesinas ao epitélio do hospedeiro
➢ São antígenos celulares – permitem a identificação 
sorológica
GRAM -
• Composta de uma ou poucas camadas de peptideoglicano;
• Espaço periplasmático;
• E uma membrana externa que contem LPS (lipopolissacarídeo).
Parede celular 
Gram + 
. As bactérias Gram positivas possuem como porção característica 
os ácidos teicóicos e camada espessa de peptidoglicano
Gram -
A parede celular nas bactérias Gram-negativas é quimicamente mais 
complexa, possuindo maior quantidade de aminoácidos e de 
lipídeos. Sua fração de LPS (lipopolissacarídio) externa determina 
sua toxigenicidade e antigenicidade
Gram + OU - ? 
Algumas bactérias com paredes estruturalmente Gram-positivas possuem
uma modificação importante que pode ser utilizada na taxonomia
Os lipídios estão em maior quantidade e fortemente ligados (cerca
de 60% do peso seco da parede), além disso, elas possuem também em
sua composição ácidos micólicos.
Caráter 
hidrofóbico 
da parede
Coloração 
de gram é 
dificultada 
Álcool-
ácido 
resistentes
Gram + OU - ? 
Existe um grupo de bactérias que não possui parede celular nem
peptidoglicano, apesar de estudos moleculares os colocarem
próximos das bactérias Gram negativas
❖ Micoplasmas e arqueobactérias
❖ Resistência a antibióticos 
Citoplasma
❖ Solução aquosa
❖ Membrana citoplasmática
❖ Partículas insolúveis:
- Ribossomos
- Nucleóide
❖ Reações químicas
Água
Sais e íons orgânicos 
Açúcares 
Aminoácidos nucleotídicos
Vitaminas
Coenzimas 
Enzimas 
Outros compostos solúveis 
Citoplasma
Material genético da bactéria 
Dna
Dna ou nucleóide bacteriano 
❖ Uma única molécula
❖ Circular
❖ Fita dupla
– Superenovelado
❖ Não é delimitado por 
membrana
❖ Características genotípicas 
e fenotípicas essenciais às 
bactérias
Ribossomos 
❖ Síntese de proteínas 
❖ Aspecto granular no citoplasma
Alguns elementos podem estar presentes, ou não, em determinados
gêneros bacterianos. Podendo, muitas vezes, além de sua função
para a própria célula, nos auxiliar na taxonomia:
❖ Grânulos e inclusões citoplasmáticas
❖ Plasmídeo
❖ Glicocálice
❖ Flagelos
❖ Pili ou Fímbrias
❖ Esporos
Outras estruturas das bactérias 
Grânulos e inclusões citoplasmáticas
❖ Podem ser visualizados através de colorações especiais, pois
geralmente são refringentes.
❖ Existe vários tipos de grânulos e inclusões
❖ Sua natureza varia de acordo com o organismo, porém sua função
é sempre de armazenamento.
❖ Encontrando-se reservas de glicogênio, amido, fosfatos, enxofre,
etc.
❖ Alguns destes grânulos podem auxiliar na identificação presuntiva
da presença de determinadas bactérias
Grânulos metacromáticos
A reserva de fosfato inorgânico (polifosfatos) – Visualização de
grânulos de volutina
Grânulos polissacarídicos
❖ Glicogênio e amido
❖ Na presença de iodo, os grânulos de glicogênio ficam de cor
marrom-avermelhada, e os grânulos de amido ficam azuis.
Inclusões lipídicas 
❖ Armazenamento de carbono
❖ Polímero ácido poli-β-hidroxibutírico (PHB)
❖ Nome mais genérico poli-β-hidroxialcanoato (PHB)
❖Mycobacterium, Bacillus, Azotobacter, Spirillum e outros 
gêneros.
Grânulos de enxofre
❖ Armazenamento de enxofre
❖ Bacterias sulforosas
❖ Oxidação de enxofre e compostos contendo enxofre 
❖ Ex: gênero Thiobacillus
Plasmídeos 
Elemento genético extracromossomal
Fita dupla* pequeno
Replicação independente do nucleóide
• Número variável
Contêm genes que conferem propriedades especiais às células:
- Resistência a antimicrobianos
- Proteínas efetoras
- Síntese de nutrientes
- Tolerância a metais tóxicos
•Não é essencial à vida bacteriana -> VANTAGENS!!!
•Biotecnologia
Glicocálice ou capsula 
Camada externa viscosa que 
cerca a parede celular e
pode ser observada em muitas 
bactérias
Cápsula, camada limosa ou slime
significa a mesma coisa 
❖ Polissacarídica
- Compacta
- Espessura variável
- Rigidez
❖ Função:
- Resistencia a dessecação
- Anti-fagocítica
- Adesão
Glicocálice ou cápsula 
Flagelos 
São estruturas de locomoção
formadas por apêndices muito finos,
compostos de flagelina (proteína), e se
encontram presentes em algumas
bactérias.
Função: Motilidade
Propulsiona a bactéria por meio de
movimentos rotatórios
Os movimentos são denominados
quimiotaxia ou fototaxia
Quimiotaxia Íons H+
Fototaxia Luz
Flagelos 
São estruturas de locomoção formadas por
apêndices muito finos, compostos de
flagelina (proteína), e se encontram
presentes em algumas bactérias.
O flagelo apresenta três componentes:
- Corpo basal
- Gancho 
- Filamento
O seu comprimento geralmente é várias 
vezes o da célula, contudo, seu diâmetro é 
uma pequena fração do diâmetro celular 
(10 a 20 nm).
Morfologia dos flagelos 
Os flagelos podem apresentar
diversas morfologias que também
servem para classificar as espécies
de bactérias, a saber:
(A) Monotríquio: o flagelo se
localiza em uma das extremidades
da célula.
(B) Anfitríquio: a célula possui o
flagelo em ambas as extremidades.
(C) Lofotríquio: vários flagelos
localizados em uma das
extremidades da célula.
(D) Peritríquio: vários flagelos
localizados ao redor de toda a
célula.
Morfologia dos flagelos 
PILI OU FÍMBRIAS 
São apêndices filamentosos compostos
de pilina (proteína) encontrados em
algumas bactérias Gram-negativas,
mais finos, mais curtos e geralmente
mais numerosos que os flagelos.
Duas funções de grande importância:
❖ Aderência asuperfícies (através das
adesinas localizadas em suas
❖ extremidades) – antígenos de
colonização
❖ Pili sexuais, permitindo a fixação de
células doadoras e receptoras,
servindo como porta de entrada
para material genético na
conjugação bacteriana
PILI OU FÍMBRIAS 
Biofilme 
❖ São comunidades biológicas com um
elevado grau de organização, onde os
microrganismos formam comunidades
estruturadas, coordenadas e funcionais.
❖ Estas comunidades biológicas
encontram-se embebidas em matrizes
poliméricas produzidas por elas própria
❖ Bactérias presentes em biofilmes
encontram-se protegidas do sistema
imunológico e da exposição à
antimicrobianos, potencializando a
dificuldade de seu tratamento
❖ A velocidade de formação desse
complexo pode ser aumentada, pela
presença de flagelos e fímbrias
Biofilme 
Esporos (endósporos) 
Estrutura de repouso e resistência das bactérias.
Em situações de:
- Radiação
- Dessecação
- Químicos
- Escassez de nutrientes
Gram + como: gênero Bacillus e Clostridium.
Bactérias de solo
Formam-se quando o meio se torna inadequado
para a sobrevivência da bactéria em sua forma
vegetativa.
Cada célula forma um único esporo, que é
liberado quando a bactéria morre.
Sua composição se caracteriza por alto teor de 
cálcio associado ao ácido dipicolínico, relacionado 
à desidratação e à alta resistência, inclusive 
térmica.
• Um esporo resulta da perda de água
da célula e da formação de uma
parede grossa e resistente em todo
o citoplasma desidratado;
• O esporo consegue suspender
atividadecompletamente a sua 
metabólica, sobrevivendo a
como calorsituações adversas 
intenso e falta de água;
• O processo de formação do esporo
chama-se esporulação ou
esporogênese.
esporulação
Endosporo
Clostridium, Bacillus, Sporosarcina, Coxiella
Desidratada 
Estrutura rígida (multi camadas)
Localização dos esporos
Os esporos bacterianos são muito importantes para
medicina e indústria alimentícia, pois são resistentes ao
calor e à esterilização química, podendo contaminar
alimentos e provocar doenças.
Principais doenças causadas por esporos bacterianos
1. Antraz: Bacillus anthracis
Esporos bacterianos
CARACTERÍSTICAS:
2. Tétano: Clostridium tetani
3. Botulismo: Clostridium botulinum
Esporos bacterianos
• Uma das formas de eliminar definitivamente os esporos é a
esterilização em autoclave, que consiste no uso de
temperaturas de 120°C.
Célula vegetativa x esporo
Esporos bacterianos
Estrutura bacteriana
Bactérias 
Externas
Essenciais 
Parede bacteriana, 
membrana 
plasmática 
Não Essenciais 
Cápsula, Flagelo, 
Fímbria, pili
Internas
Essenciais 
Nucleóide, 
ribossomo
Não Essenciais 
Plasmídeos, 
esporo, grânulos de 
reserva
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