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<p>TÓPICO 1 UNIDADE 1</p><p>BACTÉRIAS</p><p>1 INTRODUÇÃO</p><p>O tema geral da disciplina são as relações entre os microrganismos e os hospedeiros. Essas relações, e nossa vida, não envolvem apenas os efeitos prejudiciais</p><p>de certos microrganismos, como doenças e deterioração dos alimentos, mas também seus variados efeitos benéficos. Nesta unidade, prezado acadêmico, estudaremos os organismos visíveis apenas através do microscópio que são as bactérias.</p><p>A microbiologia é a ciência que estuda os microrganismos – um grande e</p><p>diverso grupo de organismos microscópicos que existem em células isoladas ou</p><p>em aglomerados – o qual inclui os vírus que são microscópicos, mas não células</p><p>(BROOKS et al., 2014). A microbiologia estuda as bactérias, os fungos (leveduras e</p><p>fungos filamentosos), protozoários, algas microscópicas e os vírus.</p><p>FIGURA 1 – GRUPOS DE MICRORGANISMOS DE ESTUDO DA MICROBIOLOGIA</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 5)</p><p>A nossa tendência é associar esses pequenos organismos apenas a doenças</p><p>ou aos transtornos comuns, como alimentos deteriorados. No entanto, a maioria</p><p>dos microrganismos, na verdade, auxilia na manutenção do equilíbrio da vida no</p><p>nosso meio ambiente. Constituem a base da cadeia alimentar em oceanos, lagos e</p><p>rios; auxiliam na degradação de resíduos e na incorporação do g��s nitrogênio do</p><p>ar em compostos orgânicos; apresentam um papel fundamental na fotossíntese;</p><p>na digestão e a síntese de vitaminas, incluindo algumas vitaminas do complexo B,</p><p>para o metabolismo, e a vitamina K, para a coagulação do sangue. Também possuem muitas aplicações comerciais: síntese de produtos químicos, como vitaminas,</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>4</p><p>ácidos orgânicos, enzimas, álcoois e muitos fármacos; na indústria alimentícia: e na</p><p>produção, por exemplo, de vinagre, chucrute, picles, molho de soja, queijo, iogurte,</p><p>pão e bebidas alcoólicas (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Teremos uma ideia de como nossos conceitos atuais sobre microbiologia</p><p>se desenvolveram observando alguns dos marcos históricos da microbiologia que</p><p>modificaram as nossas vidas.</p><p>2 HISTÓRICO</p><p>A microbiologia teve início quando o inglês Robert Hooke em 1665 observou em microscópio uma amostra de tecido vegetal, identificando pequenas</p><p>caixas em sua composição, as quais passou denominar de células. Com essa descoberta, deu-se início a teoria de que todos os seres vivos eram formados por</p><p>células, apesar de que Hooke não havia ainda observado microrganismos vivos</p><p>(TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>O comerciante holandês e cientista amador Anton van Leeuwenhoek foi</p><p>provavelmente o primeiro a observar microrganismos vivos através das lentes de</p><p>aumento dos mais de 400 microscópios que ele construiu. Entre 1673 e 1723, van</p><p>Leeuwenhoek escreveu sobre os “animáculos” que visualizou através de seus microscópios simples de lente única (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>A descoberta de Leeuwenhoek despertou o interesse de muitos cientistas</p><p>sobre a origem desses pequenos organismos e alguns acreditavam que eles surgiam espontaneamente a partir de matérias mortas (teoria da geração espontânea</p><p>ou abiogênese). Após vários experimentos de diferentes autores como Franesco Redi, John Needham, Lazzaro Spallanzani e Rudolf Virchow, em 1861, Louis</p><p>Pasteur demostrou que os microrganismos estão em todos os lugares e ofereceu</p><p>provas para a teoria da biogênese (ENGELKIRK; DUBEN-ENGELKIRK, 2012).</p><p>Quem descobriu os microrganismos? Antony Van Leuwenhoek (1632 – 1723)</p><p>era um homem comum que tinha como hobby polir lentes de vidro e as colocava entre</p><p>finas placas de bronze ou prata para inspecionar fibras e tecelagem de roupas. Usando</p><p>seu precário microscópio, observava águas de rios, infusões de pimenta, saliva, fezes etc.</p><p>IMPORTANTE</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>5</p><p>O período entre 1857 a 1914 foi apropriadamente chamado de a Idade de</p><p>Ouro da Microbiologia. Período importante na história da Microbiologia, no qual</p><p>se consolidou como ciência. No período, tivemos descobertas de agentes responsáveis por doenças, sobre o sistema imunológico, assepsia, além do surgimento</p><p>de técnicas de estudo como colorações para facilitar a visualização dos microrganismos, meios de cultura, fermentação e pasteurização, entre outros.</p><p>FIGURA 2 – FATOS HISTÓRICOS MAIS IMPORTANTES NA MICROBIOLOGIA</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 9)</p><p>3 CAPACIDADE DE VISUALIZAÇÃO DOS MICRORGANISMOS</p><p>Caro acadêmico, os microrganismos são pequenos demais para serem</p><p>vistos a olho nu, devendo ser observados ao microscópio. Os microbiologistas</p><p>modernos utilizam microscópios que produzem, com grande clareza, ampliações</p><p>que são de dez a milhares de vezes maiores do que a da lente única de van Leeuwenhoek (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Alguns microrganismos são visualizados mais rapidamente do que outros, devido ao seu tamanho maior ou as características facilmente observáveis.</p><p>Muitos microrganismos, entretanto, devem ser submetidos a vários procedimentos de coloração até que suas paredes celulares, cápsulas e outras estruturas percam seu estado natural incolor (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Levando em consideração o fato de que os microrganismos são tão pequenos a ponto de sua observação a olho nu ser impossível, como medi-los?</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>6</p><p>Quando medimos os microrganismos, utilizamos o sistema métrico. A</p><p>principal vantagem do sistema métrico consiste no fato das unidades relacionarem-se umas com as outras por fatores de 10. Assim, 1 metro (m) é igual a 10 decímetros (dm) ou a 100 centímetros (cm) ou a 1.000 milímetros (mm). Os microrganismos são medidos em unidades menores, como micrômetros e nanômetros.</p><p>Um micrômetro (µm) é igual a 0,000001 m (10-6 m). O prefixo micro indica que a</p><p>unidade seguinte deve ser dividida por 1 milhão ou 106</p><p>. Um nanômetro (nm) é</p><p>igual a 0,000000001 m (10-9 m) (ENGELKIRK; DUBEN-ENGELKIRK, 2012; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>FIGURA 3 – REPRESENTAÇÕES DE UNIDADES MÉTRICAS DE MEDIDAS E NÚMEROS</p><p>FONTE: Engelkirk e Duben-Engelkirk (2012, p. 13)</p><p>Se a cabeça de um alfinete tivesse 1 mm (1.000 µm) de diâmetro, seriam</p><p>necessários 1.000 cocos (forma celular bacteriana) dispostos um ao lado do outro</p><p>para ocupação do espaço. A maioria dos vírus que causam doenças nos seres humanos varia de tamanho, cerca de 10 a 300 nm, embora alguns (p. ex., vírus Ebola,</p><p>causador de febre hemorrágica) possam ter 1.000 nm (1 µm) de comprimento. Alguns protozoários grandes podem alcançar o comprimento de 2.000 µm (2 mm).</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>7</p><p>FIGURA 4 – NOÇÕES DE TAMANHO DOS MICRORGANISMOS</p><p>FONTE: . Acesso em: 16 jul. 2019.</p><p>O tamanho das bactérias é expresso em micrômetros – µm – enquanto o</p><p>tamanho dos vírus é expresso em nanômetros – nm –.</p><p>ATENCAO</p><p>4 TAXONOMIA</p><p>A ciência da classificação é chamada de taxonomia (do Grego taxon = arrumação, organização), por exemplo, a classificação de microrganismos em um sistema ordenado, indicando uma relação natural (BROOKS et al., 2014). Os objetivos da</p><p>taxonomia são mostrar as relações entre os organismos e fornecer uma maneira de</p><p>identificá-los.</p><p>A classificação dos organismos foi mudando ao longo dos séculos. Em 1735,</p><p>Carolus Linnaeus introduziu um sistema formal de classificação, dividindo os organismos em dois reinos: Plantae e Animalia. Haeckel (1865) propôs a criação do Reino Protista, que incluía bactérias, protozoários, algas e fungos (TORTORA; FUNKE;</p><p>CASE, 2017).</p><p>Em 1969, Robert H. Whittaker criou o sistema de cinco reinos, baseado na</p><p>maneira pela qual os organismos obtêm os alimentos: Reino Monera, Reino Protista,</p><p>Reino Plantae, Reino Animalia e Reino Fungi (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Os microrganismos pertencem a três dos cinco reinos: as bactérias são do reino Monera, os protozoários e algas microscópicas são protistas, e os fungos microscópicos, como leveduras e bolores, pertencem ao reino Fungi (TORTORA; FUNKE;</p><p>CASE, 2017).</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>8</p><p>QUADRO 1 – CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS</p><p>SISTEMA DE</p><p>CLASSIFICAÇÃO REINOS ORGANISMOS INCLUÍDOS</p><p>Linnaeus – 1753 Plantae e Animalia</p><p>Bactérias, fungos, algas,</p><p>plantas, protozoários</p><p>e animais</p><p>superiores.</p><p>Haeckel – 1865</p><p>Plantae</p><p>Animalia</p><p>Protista</p><p>Algas multicelulares e plantas</p><p>Animais</p><p>Microrganismos: bactérias,</p><p>fungos filamentosos e leveduras,</p><p>algas unicelulares e protozoários.</p><p>Whittaker – 1969</p><p>Plantae</p><p>Animalia</p><p>Protista</p><p>Fungi</p><p>Monera</p><p>Algas multicelulares e plantas</p><p>Animais</p><p>Protozoários e algas unicelulares</p><p>Fungos filamentosos e leveduras</p><p>Todas as bactérias</p><p>FONTE: Adaptado de Tortora, Funke e Case (2017)</p><p>4.1 OS TRÊS DOMÍNIOS</p><p>A descoberta de três tipos celulares foi fundamentada nas observações</p><p>de que os ribossomos não são os mesmos em todas as células, embora estejam</p><p>presentes em todas elas. A comparação de sequências nucleotídicas contidas no</p><p>RNA ribossomal de diferentes tipos de células mostrou que existem três grupos</p><p>celulares distintos: os eucariotos e dois tipos diferentes de procariotos – as bactérias e as arqueias. Domínio Eukarya inclui todos os organismos com células</p><p>eucarióticas. Os Domínios Bacteria e Archaea são procariotos (ENGELKIRK; DUBEN-ENGELKIRK, 2012; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Prezado acadêmico, veja, a seguir, as principais diferenças entre as células</p><p>procarióticas e eucarióticas.</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>9</p><p>FIGURA 5 – COMPARAÇÃO DE CÉLULAS PROCARÍÓTICAS E EUCARIÓTICAS</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 267)</p><p>O Domínio Eukarya inclui os reinos Fungi, Plantae e Animalia, além dos</p><p>protistas. O Domínio Bacteria inclui todos os procariotos patogênicos, isto é, que</p><p>causam doenças aos seres humanos, muitas bactérias não patogênicas de grande</p><p>importância para o ambiente, como as bactérias fotoautotróficas, e muitas outras</p><p>que encontramos no solo, água e alimentos, desempenhando muitas funções que</p><p>estudaremos nas próximas unidades.</p><p>Carl R. Woese e seus colaboradores desenvolveram um sistema de classificação dos Três Domínios de Woese de organismos, baseado na sequência de bases</p><p>nucleotídicas das moléculas do RNA ribossômico. Embora esse sistema de classificação</p><p>não tenha sido inicialmente aceito, tornou-se o sistema de classificação mais aceito pelos</p><p>microbiologistas (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>IMPORTANTE</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>10</p><p>FIGURA 6 – SISTEMA DE TRÊS DOMÍNIOS</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 266)</p><p>O Domínio Archaea inclui procariotos que não possuem peptideoglicano em suas paredes celulares, entre outras características distintas. Vivem em</p><p>ambientes hostis, como fontes termais, lagos salinos, piscinas térmicas, fundo de</p><p>pântanos e realizam processos metabólicos incomuns. Em resumo, são bactérias</p><p>extremófilas ambientais não contendo patógenos humanos, com muitas aplicações biotecnológicas devido aos seus componentes celulares hiperestáveis.</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>11</p><p>FIGURA 7 – ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DE ARCHAEA, BACTERIA E EUKARYA</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 267)</p><p>4.2 NOMENCLATURA CIENTÍFICA</p><p>Prezado acadêmico, você sabia que os organismos são reagrupados de</p><p>acordo com a proximidade de sua relação? Espécies similares são agrupadas em</p><p>um gênero; gêneros similares são agrupados em uma família; famílias, em uma</p><p>ordem; ordens, em uma classe; classes, em um filo; filos, em um reino; e reinos,</p><p>em um domínio.</p><p>A cada organismo são atribuídos dois nomes ou um binômio. Esses nomes correspondem ao gênero e à espécie, e ambos são escritos sublinhados ou</p><p>em itálico. O nome do gênero começa sempre com letra maiúscula e é sempre</p><p>um substantivo. O nome da espécie começa com letra minúscula e, geralmente,</p><p>é um adjetivo. Como esse sistema atribui dois nomes para cada organismo, ele é</p><p>chamado de nomenclatura binominal (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Os nomes científicos têm origem no latim (o nome do gênero pode apresentar origem grega) ou são latinizados pela adição de um sufixo apropriado.</p><p>Os sufixos para ordem e família são – ales e – aceae, respectivamente (TORTORA;</p><p>FUNKE; CASE, 2017).</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>12</p><p>FIGURA 8 – A HIERARQUIA TAXONÔMICA</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 271)</p><p>Um grupo de bactérias derivadas de uma única célula é chamado de linhagem,</p><p>cepa ou estirpe.</p><p>ATENCAO</p><p>5 ESTRUTURA CELULAR BACTERIANA</p><p>Prezado acadêmico, os procariotos compõem um vasto grupo de organismos unicelulares muito pequenos, incluindo as bactérias e as arqueias. Milhares</p><p>de espécies de bactérias são diferenciadas por muitos fatores, incluindo a morfologia (forma), composição química, necessidades nutricionais, atividades bioquímicas e fontes de energia (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>13</p><p>As bactérias são organismos unicelulares, procarióticos, que podem ser</p><p>encontrados na forma isolada ou em colônias (muitas bactérias agrupadas). O</p><p>tamanho varia de 0,2 a 2 µm de diâmetro e de 2 a 8 µm de comprimento. A morfologia celular pode ter o formato esférico (cocos), cilíndrico (bacilos) e de espiral.</p><p>No entanto, só é possível visualizar a morfologia celular através da utilização do</p><p>microscópio óptico com aumento de 1000 vezes. Através de olho nu, conseguimos</p><p>visualizar as colônias bacterianas quando cultivadas em meio de cultura no laboratório. Veja a diferença entre estrutura celular e colônia.</p><p>FIGURA 9 - MORFOLOGIA DA COLÔNIA E CÉLULA BACTERIANA</p><p>FONTE: Hajdenwurcel (1998, p. 56)</p><p>Os cocos geralmente são esféricos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados em uma das extremidades. Quando os cocos se dividem para se reproduzir,</p><p>as células podem permanecer ligadas umas às outras, sendo denominadas como arranjos. Essa característica é útil na identificação de alguns cocos. Veja os exemplos</p><p>de células e arranjos: diplococos, estreptococos, tétrades, sarcinas, estafilococos (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Os bacilos se dividem somente ao longo de seu eixo curto. A maioria dos</p><p>bacilos se apresenta como bastonete único. Os diplobacilos se apresentam em pares</p><p>após a divisão, e os estreptobacilos aparecem em cadeias. Outros ainda são ovais</p><p>e tão parecidos com os cocos que são chamados de cocobacilos (LEVINSON, 2016;</p><p>TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>O nome “bacilo” tem dois significados em microbiologia. Como acabamos de</p><p>utilizar, a palavra bacilo se refere a uma forma bacteriana. Quando escrita em latim,</p><p>em letra maiúscula e em itálico, refere-se a um gênero específico. Por exemplo, a bacteria Bacillus cereus causa doença veiculada por alimentos – DTA – (LEVINSON, 2016;</p><p>TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>A terceira forma celular das bactérias são as espirais, que apresentam uma ou</p><p>mais curvaturas e nunca são retas. As bactérias que se assemelham a bastões curvos</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>14</p><p>são chamadas de vibriões. Outras, chamadas de espirilos, possuem forma helicoidal,</p><p>como um saca-rolha, e corpo bastante rígido. Já outro grupo de espirais tem forma</p><p>helicoidal e flexível, são chamados de espiroquetas.</p><p>A forma das bactérias é determinada pela hereditariedade e a maioria apresenta uma única forma, no entanto, várias condições ambientais podem alterar essa</p><p>forma o que torna a identificação mais difícil. Além disso, algumas bactérias, como</p><p>Rhizobium e Corynebacterium, são geneticamente pleomórficas, ou seja, elas podem</p><p>apresentar várias formas (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>FIGURA 10 – MORFOLOGIA CELULAR E ARRANJOS BACTERIANOS</p><p>FONTE: Adaptado de Tortora, Funke e Case (2017)</p><p>Caro acadêmico! Você sabia que as bactérias se comunicam? As bactérias</p><p>também têm mecanismos de comunicação e podem ser sofisticados. Elas, inclusive, são</p><p>capazes de “contar” em quantas estão em uma colônia. Saiba mais assistindo ao vídeo:</p><p>https://youtu.be/zyNMWjd7ds8.</p><p>DICAS</p><p>Acadêmico, a partir de agora, estudaremos a estrutura de uma célula bacteriana típica. Discutiremos seus componentes de acordo com a seguinte organização: estruturas externas e internas e a parede celular, de acordo com Brooks et</p><p>al. (2014), Levinson (2016) e Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>15</p><p>FIGURA 11 – ESTRUTURA DE UMA CÉLULA BACTERIANA</p><p>5.1 ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR</p><p>Estruturas externas à parede celular – glicocálice, os flagelos, os filamentos axiais, as fimbrias e os pili.</p><p>a) Glicocálice (ou Glicocálix)</p><p>– é um polímero viscoso e gelatinoso que está situado externamente à parede celular e é composto por polissacarídeo, polipeptídio ou ambos. Se o glicocálice estiver organizado de maneira definida e</p><p>acoplado firmemente à parede celular, recebe o nome de cápsula; se estiver desorganizado e fracamente aderida à parede celular, recebe o nome de camada</p><p>limosa. É importante para as bactérias porque auxilia na sua adesão as células</p><p>(formação de biofilme), protege contra a desidratação e a fagocitose, além da</p><p>viscosidade inibir o movimento dos nutrientes para fora da célula.</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 76)</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>16</p><p>b) Flagelos – são organelas especiais (apêndices delgados) responsáveis pela locomoção das bactérias. De acordo com o número e distribuição dos flagelos, as</p><p>bactérias podem ser classificadas em atríquias (sem flagelos), peritríquios (distribuídos ao longo de toda a célula) ou polares (em uma ou ambas as extremidades</p><p>da célula). No caso dos flagelos polares, eles podem ser monotríquios (um único</p><p>flagelo em um polo da célula), lofotríquios (um tufo de flagelos saindo de um</p><p>polo da célula;) ou anfitríquios (flagelos em ambos os polos da célula).</p><p>FIGURA 12 – ARRANJOS DE FLAGELOS BACTERIANOS</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 77)</p><p>O movimento bacteriano para perto ou para longe de um estímulo é chamado de taxia. Esses estímulos incluem os químicos (quimiotaxia) e os luminosos</p><p>(fototaxia). Taxia positiva é o movimento em direção a um atraente (como um</p><p>açúcar ou um aminoácido) e taxia negativa é o movimento para longe de um repelente (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Outro aspecto importante do flagelo é a presença da proteína flagelar,</p><p>chamada de antígeno H. É útil para diferenciar os sorvares, ou variações dentro</p><p>de uma espécie, de bactérias gram-negativas. Por exemplo, existem no mínimo</p><p>50 antígenos H diferentes para a E. coli. Os sorvares identificados como E. coli</p><p>O157:H7 estão associados a epidemias de origem alimentar que estudaremos nas</p><p>próximas unidades (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>c) Filamentos axiais – são similares aos flagelos e ficam enovelados em torno da</p><p>célula com forma espiral. Apresentam movimento semelhante ao modo como</p><p>um saca-rolhas se move através da rolha. Um exemplo é o Treponema pallidum,</p><p>o agente causador da sífilis.</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>17</p><p>FIGURA 13 – FILAMENTOS AXIAIS</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 79)</p><p>d) Fímbrias e Pili – são estruturas de proteínas (pilina) caracterizadas como pelos</p><p>mais curtos, retos e finos que os flagelos. São divididas em dois tipos, fímbrias</p><p>e pili, possuindo funções muito diferentes.</p><p>Função das fímbrias: adesão em diferentes superfícies, assim como a glicocálice, relacionada com a formação de biofilmes. Podem ocorrer nos polos da</p><p>célula bacteriana ou podem estar homogeneamente distribuídas em toda a superfície da célula.</p><p>Função dos Pili (singular: pilus): estão envolvidos na motilidade celular e na</p><p>transferência de DNA entre as células bacterianas. Estudaremos sobre o Pili na unidade sobre genética bacteriana. Existe apenas um ou dois pili por célula bacteriana.</p><p>Parede celular – localiza-se externamente à membrana citoplasmática. É</p><p>uma estrutura complexa e semirrígida, composta por peptideoglicanos (também</p><p>conhecida como mureína) que mantêm a forma característica de cada célula bacteriana. Não são estruturas homogêneas, mas são camadas de diferentes substâncias que variam de acordo com o tipo de bactéria envolvida (LEVINSON, 2016;</p><p>TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>A composição química da parede celular é usada para diferenciar os principais</p><p>tipos de bactérias, pois além da classificação morfológica em cocos, bacilos e espirilos, as</p><p>bactérias são classificadas, de acordo com as suas características tintoriais, em Gram-positivas e Gram-negativas quando submetidas à coloração de Gram.</p><p>IMPORTANTE</p><p>Existem dois tipos principais de paredes celulares de eubactérias que diferem em espessura, assim como em composição química, e podem ser diferencia-</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>18</p><p>das com base na capacidade de suas paredes celulares fixarem o corante violeta</p><p>cristal: as Gram-positivas (que coram em roxo) e as Gram-negativas (que coram</p><p>em vermelho).</p><p>a) Gram-positiva: apresentam a parede celular com uma camada de peptideoglicano (porção glicano e peptídica) mais espessa que as Gram-negativas e não</p><p>apresentam membrana externa. Juntos, o esqueleto de carboidrato (porção glicano) e as cadeias laterais tetrapeptídicas (porção peptídica) compõem o peptideoglicano. Apresentam, ainda, ácido teicoico e ácido lipoteicoico (TORTORA;</p><p>FUNKE; CASE, 2017).</p><p>b) Gram-negativa: apresentam a parede celular com uma camada de peptideoglicano delgada e membrana externa que consiste em lipopolissacarídeos (LPS),</p><p>lipoproteínas e fosfolipídeos. O LPS é constituído por um lipídeo A que está</p><p>ligado ao antígeno O, que são endotoxinas que provocam diversas respostas fisiológicas no ser humano, como febre, isso em virtude da sua toxicidade (SALVATIERRA, 2014).</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>19</p><p>FIGURA 14 – PAREDES CELULARES BACTERIANAS</p><p>Legenda: (a) estrutura do peptideoglicano em bactérias gram-positivas; (b) uma parede</p><p>celular gram-positiva; (c) uma parede celular gram-negativa.</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 82)</p><p>Para visualizar as diferenças na parede celular e classificar as bactérias</p><p>como Gram-positivas e Gram-negativas, é realizada a coloração de Gram a partir</p><p>de um esfregaço bacteriano, fixado em calor e corado com cristal violeta, lugol,</p><p>descorante e fucsina ou safranina, respectivamente.</p><p>Prezado acadêmico, estudaremos a técnica de coloração de Gram no livro</p><p>de atividades práticas da disciplina.</p><p>ESTUDOS FUTUROS</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>20</p><p>Caro acadêmico, você deve estar se perguntando: quais são as aplicações</p><p>da coloração de Gram?</p><p>Através da coloração de Gram, visualizamos, no microscópio óptico, a</p><p>forma, o arranjo e o Gram das bactérias. Além disso, a seguir, é possível observar</p><p>várias diferenças entre as bactérias gram-positivas e gram-negativas, como a ação</p><p>dos antibióticos, produção de toxinas etc.</p><p>FIGURA 15 – CARACTERÍSTICAS COMPARATIVAS DAS BACTÉRIAS GRAM-POSITIVAS E GRAMNEGATIVAS</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 84)</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>21</p><p>Além da coloração de Gram, existem outras colorações, como: coloração simples, coloração álcool-ácido resistente e colorações especiais, como: negativa, endósporos,</p><p>cápsula e flagelos. Para obter mais informações sobre as colorações, acesse os livros de</p><p>microbiologia disponíveis na biblioteca virtual.</p><p>NOTA</p><p>5.2 ESTRUTURAS INTERNAS À PAREDE CELULAR</p><p>Estruturas internas à parede celular – Membrana plasmática, citoplasma,</p><p>nucleoide, plasmídeos ribossomos, inclusões e endoporos.</p><p>a) Membrana plasmática – apresenta uma espessura de 8 nm (nanômetros), servindo de barreira responsável pela separação entre o meio interno (citoplasma)</p><p>e o externo. É composta por 60% de proteínas imersas em uma bicamada de lipídeos (40%), sendo os fosfolipídios os de maior importância (SALVATIERRA,</p><p>2014; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Essa barreira é altamente seletiva e atua impedindo a livre passagem de</p><p>moléculas e íons. Também é importante na digestão de nutrientes e na produção</p><p>de energia. As membranas plasmáticas das bactérias contêm enzimas capazes de</p><p>catalisar as reações químicas que degradam os nutrientes e produzem ATP (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>22</p><p>FIGURA 16 – MEMBRANA PLASMÁTICA</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 86)</p><p>Legenda: (a) um diagrama mostrando a bicamada lipídica formando a membrana plasmática</p><p>interna da bactéria gram-negativa; (b) uma porção da membrana interna mostrando a bicamada</p><p>lipídica e as proteínas; (c) modelos espaciais de várias moléculas de fosfolipídios organizados na</p><p>bicamada lipídica.</p><p>b) Citoplasma – refere-se à substância celular localizada no interior da membrana</p><p>plasmática. Cerca de 80% do citoplasma é composto de água, contendo, principalmente,</p><p>proteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e muitos compostos de baixo peso molecular. O citoplasma é espesso, aquoso, transparente e</p><p>elástico. As principais estruturas do citoplasma dos procariotos são: um nucleoide</p><p>(contendo DNA), as partículas, denominadas ribossomos, e os depósitos de reserva, denominados inclusões (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>c) Nucleoide e Plasmídeos – as células bacterianas não contêm o núcleo típico</p><p>das células eucarióticas. O cromossomo bacteriano consiste em um cromossomo único e circular e ocupa uma posição próxima ao centro da célula. Pode ser</p><p>chamado de nucleoide (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Várias bactérias apresentam também moléculas de DNA extracromossomal, denominadas plasmídeos, as quais são geralmente circulares, contendo muitas vezes genes que conferem características adaptativas vantajosas ao microrganismo (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>d) Ribossomos – local onde ocorre a síntese de proteínas. As células com altas</p><p>taxas de síntese proteica, como aquelas que estão crescendo ativamente, possuem muitos ribossomos. Nas bactérias as dezenas de milhares de ribossomos,</p><p>conferem ao citoplasma uma aparência granular. Vários antibióticos atuam inibindo a síntese de proteica nos ribossomos (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>23</p><p>Conheça mais sobre a síntese de proteínas e os ribossomos. Assista ao vídeo:</p><p>Do DNA à Proteína: https://www.youtube.com/watch?v=6nxRxoGME_I.</p><p>DICAS</p><p>e) Inclusões – são depósitos de reserva encontrados nas células bacterianas e</p><p>eucarióticas. Entre as inclusões encontradas em bactérias estão os grânulos</p><p>metacromáticos (fosfato inorgânico), grânulos polissacarídicos (normalmente</p><p>glicogênio ou amido), inclusões lipídicas, grânulos de enxofre, caboxissomos e</p><p>vacúolos de gás (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>f) Endosporos – são estruturas formadas por algumas bactérias Gram-positivas</p><p>pertencentes aos gêneros Bacillus e Clostridium entre outros gêneros. Os esporos</p><p>são originados em situações em que há́ um longo período de carência nutricional</p><p>ou de outras condições adversas do meio. O processo de esporulação é desencadeado próximo da depleção de algum dos diversos nutrientes (carbono, nitrogênio ou fósforo). Cada célula forma um único esporo interno, liberado quando</p><p>a célula-mãe sofre autólise. O esporo é uma célula em repouso, altamente resistente à dessecação, ao calor e a agentes químicos; quando reencontra condições</p><p>nutricionais favoráveis e é ativado, o esporo germina, produzindo uma única</p><p>célula vegetativa. No entanto, os endósporos podem permanecer dormentes por</p><p>milhares de anos (BROOKS et al., 2014; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>UNIDADE 1 | FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA</p><p>24</p><p>FIGURA 17 – FORMAÇÃO DO ENDÓSPORO POR ESPORULAÇÃO</p><p>FONTE: Tortora, Funke e Case (2017, p. 93)</p><p>Os endósporos são importantes do ponto de vista clínico e para a indústria</p><p>alimentícia, pois são resistentes a processos que normalmente destroem as células vegetativas. Esses processos incluem o aquecimento, a dessecação, a utilização de substâncias químicas e a radiação. Discutiremos sobre o controle das bactérias esporuladas</p><p>nas próximas unidades (BROOKS et al., 2014; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>A seguir, podemos observar um resumo das estruturas bacterianas com sua</p><p>composição química e função. Aproveite para revisão do assunto!</p><p>IMPORTANTE</p><p>TÓPICO 1 | BACTÉRIAS</p><p>25</p><p>FIGURA 18 – ESTRUTURAS BACTERIANAS</p><p>FONTE: Levinson (2016, p. 6)</p><p>Conheça mais formação de biofilmes na indústria de alimentos através da</p><p>leitura do artigo: Biofilme na indústria de alimentos: http://bit.ly/37nOSnj.</p><p>DICAS</p><p>26</p><p>Neste tópico, você aprendeu que:</p><p>• Microbiologia é a ciência que estuda as bactérias, fungos (leveduras e fungos filamentosos) protozoários, algas microscópicas e os vírus.</p><p>• Anton van Leeuwenhoek, usando um microscópio simples, foi o primeiro a observar os microrganismos (1673).</p><p>• Na Idade de Ouro da Microbiologia (1857 a 1914) aconteceram descobertas de</p><p>agentes responsáveis por doenças, sobre o sistema imunológico, assepsia, além do</p><p>surgimento de técnicas de estudo, como colorações, meios de cultura, fermentação, pasteurização etc.</p><p>• Os microrganismos são medidos em micrômetros, μm (10-6 m), e em nanômetros,</p><p>nm (10-9 m).</p><p>• Todos os organismos são classificados em Bacteria, Archaea e Eukarya. Eukarya</p><p>inclui protistas, fungos, plantas e animais.</p><p>• As arqueias são bactérias que não possuem peptideoglicano em suas paredes celulares, extremófilas ambientais não contendo patógenos humanos, com muitas</p><p>aplicações biotecnológicas devido aos seus componentes celulares hiperestáveis.</p><p>• A ciência da taxonomia inclui a classificação, nomenclatura e identificação dos organismos vivos. A espécie, é o menor e mais definitivo nível de divisão. A classificação designa também os gêneros, famílias, ordens, classes e filos.</p><p>• A cada organismo são atribuídos dois nomes. Esses nomes correspondem ao gênero e a espécie, e ambos são escritos sublinhados ou em itálico.</p><p>• As bactérias são organismos unicelulares, procarióticos, que podem ser encontrados na forma isolada ou em colônias. O tamanho varia de 0,2 a 2 µm de diâmetro</p><p>e de 2 a 8 µm de comprimento.</p><p>• As três formas celulares bacterianas básicas são cocos (esféricos), bacilos (forma de</p><p>bastão) e espiralada (retorcida).</p><p>• A célula bacteriana apresenta várias estruturas de acordo com a seguinte organização. Estruturas externas à parede celular: glicocálice, os flagelos, os filamentos</p><p>axiais, as fimbrias e os pili. Estruturas internas à parede celular: membrana plasmática, citoplasma, nucleoide, plasmídeos ribossomos, inclusões, endósporos.</p><p>RESUMO DO TÓPICO 1</p><p>27</p><p>• A coloração de Gram é importante para iniciar o processo de identificação das</p><p>bactérias.</p><p>• As bactérias gram-positivas permanecem rochas após a descoloração; as bactérias</p><p>gram-negativas não, e aparecem em vermelho devido ao contracorante.</p><p>• Os endósporos são estruturas de repouso, formadas por algumas bactérias para a</p><p>sobrevivência durante condições ambientais adversas.</p><p>28</p><p>1 O sistema de classificação que distribui os seres vivos em cinco grandes reinos –</p><p>Monera, Protista, Fungi, Animalia e Plantae – foi idealizado por Whittaker, em</p><p>1969. Atualmente, costuma-se agrupar os seres vivos em três domínios. De acordo com essa classificação, como os organismos procariontes estão agrupados?</p><p>Assinale a alternativa CORRETA:</p><p>a) ( ) Exclusivamente no domínio Archaea.</p><p>b) ( ) Exclusivamente no domínio Bacteria.</p><p>c) ( ) Exclusivamente no domínio Eukarya.</p><p>d)( ) Nos domínios Archaea e Bacteria.</p><p>e) ( ) Nos domínios Bacteria e Eukarya.</p><p>2 As bactérias são organismos unicelulares, procariontes que apresentam várias</p><p>estruturas, formas e arranjos. Assinale V para as alternativas CORRETAS</p><p>sobre as bactérias e F para as alternativas FALSAS.</p><p>a) ( ) As células bacterianas apresentam diferentes formas, como: cocos, bastonetes, espirilos e vibriões.</p><p>b) ( ) As bactérias apresentam várias estruturas e organelas celulares, como: ribossomos, mitocôndrias, cromossomo único circular, cápsula, flagelos e fímbrias.</p><p>c) ( ) A pili é responsável pela transferência de material genético, função importante relacionada com a resistência bacteriana.</p><p>d) ( ) Os flagelos bacterianos não são antigênicos para os humanos, pois são muito semelhantes, em composição química, ao flagelo humano.</p><p>e) ( ) Os esporos apresentam-se sob a forma de corpúsculos esféricos ou ovoides,</p><p>livres ou no interior da bactéria. São responsáveis pela resistência ao ataque dos</p><p>agentes físicos e químicos utilizados na desinfecção.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:</p><p>a) ( ) V, V, V, F, V</p><p>b) ( ) F, F, V, F, F</p><p>c) ( ) V, F, V, F, V</p><p>d)( ) F, V, F, V, F</p><p>e) ( ) F, V, V, F, V</p><p>3 Na reação de Gram, algumas células bacterianas retêm os dois corantes,</p><p>apresentando a coloração rocha ao microscópio, porém, outras perdem o</p><p>corante violeta, exibindo apenas a cor vermelha. Sobre a reação de Gram,</p><p>analise as seguintes sentenças:</p><p>AUTOATIVIDADE</p><p>29</p><p>I- Bactérias coradas de roxo são chamadas de Gram-positivas e as que</p><p>se coram de</p><p>vermelho de Gram-negativas.</p><p>II- O procedimento de coloração de Gram permite que as bactérias retenham a cor</p><p>com base nas diferenças das propriedades químicas e físicas da membrana celular.</p><p>III-Bactérias Gram-negativas apresentam uma parede celular complexa, composta</p><p>por uma membrana externa que recobre uma camada fina de peptideoglicano.</p><p>IV-As bactérias Gram-positivas retêm o cristal violeta devido à presença de uma</p><p>espessa camada de peptideoglicano em suas paredes celulares, apresentando-</p><p>-se na cor vermelha.</p><p>Agora, assinale a alternativa CORRETA.</p><p>a) ( ) As sentenças I, III e IV estão corretas.</p><p>b) ( ) Somente a sentença I está correta.</p><p>c) ( ) As sentenças II e III estão corretas.</p><p>d)( ) As sentenças I, II e III estão corretas.</p><p>e) ( ) As sentenças I e III estão corretas.</p>