Resumo de bacteriologia

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MAYANA SEGATTO – FANUT/UFG
RESUMODEMICROBIOLOGIA GERAL E DE ALIMENTOS
bacteriologia
Citologia das Bactérias
m.o. unicelulares (eubactérias e arqueas – sem
peptideoglicano);
procariotos – cromossomo único sem membrana nuclear;
parede celular de peptidoglicano – carboidrato-proteína;
reprodução por fissão binária;
monomórficas – cocos, bacilos e espiralados;
pleomórficas – diplococos, estreptococos, tétrades (2D),
sarcinas (3D), estafilococos (cacho de uva), diplobacilos,
estreptobacilos, paliçada, cocobacilo, vibrião (vírgula),
espirilo, espiroqueta.
● Estruturas Essenciais
Parede celular: proteção, dá forma, previne rupturas por
pressão, sítio de ação de antibióticos, origem ao septo da div.
cel., composta de peptideoglicano/mureína (dissacarídeos de
NAG+NAM e tetrapeptídeos L-ala. G-glu, DAP e D-ala),
Método de Gram: Cristal violeta e fucsina/safranina.
➪ Gram+: ptns porinas (cor roxa), 90% peptideoglicano,
exotoxina, ác, teicóico, ác. lipoteicóico. Ligação e
permeabilidade (sítios receptores de bacteriofagos, sítio de
lig. c/ epitélio), antígenos celulares de identificação
sorológica.
➪ Gram-: presença de periplasma, 25% peptidoglicano,
membrana ext. c/ porinas e lipopolissacarídeo (LPS →
exotoxina e endotoxina), > suscetibilidade à quebra, ausência
de ác. teicóico, cor rosa/vermelha.
As Gram- possuem membrana externa, de bicamada lipídica
c/ fosfolipídio, LPS (lip. A, polissacarídeo – antígeno O – e
endotoxina) e ptn, sem colesterol (excetoMycoplasma), cujas
funções são permeabilidade seletiva, barreira
hidrofóbica, à antibióticos, sais biliares, evasão a fagos.
Membrana citoplasmática: transporte de solutos, produção
de energia p/ cadeia transportadora de elétrons,
fosforilação oxidativa, duplicação DNA, biossíntese.
Citoplasma: 80% água, contendo principalmente ptns
(enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos (presentes
em concentrações muito maiores no citoplasma do que na
maioria dos meios) e muitos compostos de baixo peso
molecular. Espesso, aquoso, semi transparente e elástico.
Principais estruturas do citoplasma dos procariontes são: um
nucleóide(contendo DNA), as partículas, denominadas
ribossomos, e os depósitos de reserva, denominados
inclusões.
Nucleóide: região do DNA dupla hélice, molécula única de
1mm de comprimento e ausente de membrana celular.
● Estruturas Acessórias
Biofilme: a complexa agregação de micróbios, podem entupir
os canos de água e, qnd crescem sobre implantes médicos,
como próteses articulares/cateteres, têm capacidade de
causar infecções, resistentes a antibióticos, pois oferecem
uma barreira protetora contra a ação antibiótica.
Flagelos: estruturas de locomoção muito pequenas, longos
apêndices filamentosos que realizam a propulsão da
bactéria – motilidade, presentes em algumas células
procarióticas. As que não os possuem são chamadas de
atríquias (sem projeções). Podem ser peritríquios ou polares
(podem ser monotríquios, lofotríquios ou anfitríquios).
externa, o filamento, um centro oco, e a terceira é o corpo
basal, que ancora o flagelo às parede celular e membrana
plasmática.
Cápsula: Se a substância é organizada e está firmemente
aderida à parede celular, o glicocálice é descrito como
cápsula, que protege as bactérias patogênicas contra a
fagocitose pelas células do hospedeiro, permitem a adesão a
superfícies, impedem a dessecação e podem fornecer
nutrientes. Protege as bactérias contra choques mecânicos.
Camada Mucosa e S: Substâncias poliméricas extracelulares
(SPE), polissacarídeos, parcialmente desligadas da célula. “S”
encontrada nas arqueias, composta de ptns ou glicoptns,
ligadas à parede celular, dando SUSTENTAÇÃO, já que não
possuem peptidoglicano verdadeiro. Serve de reservatório de
água e nutrientes, formam biofilmes, aumentam o poder
infectante, bem como a resistência a biocidas.
Fímbrias e Pili: apêndices filamentosos de ptn, numerosos,
sem papel de motilidade. pili: gram-/fímbrias: gram+ (forma
a fímbria sexual, condutora de material genético durante a
conjugação, promove aderência pelas adesinas e serve de
receptor de bacteriófagos).
Plasmídeo: DNA circularpela
fosforilação em nível de substrato (grupo fosfato de composto
químico adicionado ao ADP), fosforilação oxidativa (elétrons
transferidos pela membrana citoplasmática) e
fotofosforilação (energia luminosa convertida em energia
química ➪NADPH).𝑁𝐴𝐷+
Enzimas: coenzimas nas bactérias (í0n: , ou𝐶𝑎2+ 𝑀𝑔2+
molécula adicional)
Catabolismo de Carboidratos: respiração celular ou
fermentação.
Respiração Celular: consiste em glicólise, ciclo de Krebs e
cadeia respiratória/transportadora de elétrons, produzindo
38 ATPs, com O2 como aceptor final de elétrons em aeróbias,
e outro íon inorgânico em anaeróbias (NO3- reduzido em
NO2-, N2O ou N2).
no citoplasma, precisa de matéria orgânica e temperatura
ideal. Consiste em glicólise, redução de piruvato produzindo
.𝑁𝐴𝐷+
Na fermentação lática 1 glicose é oxidada em 2 ácido pirúvico,
gerando a energia que é utilizada a fim de formar 2 ATP.
2 ácido pirúvico reduzidos por 2 NADH➪ 2 ácido láctico.
Como o ácido láctico é o produto final da reação, não sofre
mais oxidação, e a maior parte da energia produzida pela
reação permanece armazenada no ácido. Produz somente
uma pequena quantidade de energia. Pode ser
homolática ou heterolática.
A fermentação alcoólica se inicia com a glicólise:
1 glicose➪ 2 ácido pirúvico + 2 ATP
2 ácido pirúvico➪ 2 acetaldeído + 2 CO2
Os acetaldeídos são reduzidos por NADH➪ 2 etanol.
É um processo de baixo rendimento energético porque a
maioria da energia contida na molécula inicial de glicose
permanece no etanol, o produto final. Saccharomyces ➪
cerveja e pães.
Catabolismo de lipídeos: ocorre em bactérias que têm genes
codificadores de enzimas lipases. Produz 2 ATP. O glicerol é
convertido em diidroxiacetona fosfato e catabolisado no ciclo
de Krebs. Os ácidos graxos sofrem , a degradação β 𝑜𝑥𝑖𝑑𝑎çã𝑜
dos ácidos graxos em que fragmentos de carbono são
liberados de 2 em 2 para formar Acetil-CoA, que é
catabolisado no ciclo de Krebs.
Catabolismo de proteínas: feito por proteases e peptidases,
em que aminoácidos são enzimaticamente convertidos por
meio de desaminação e descarboxilação. Passa pelo ciclo de
Krebs. Produz cadaverinas e putrescinas de odor
desagradável (indol, escatol, ácido sulfídrico), responsáveis
pela putrefação (NH3, CO2, H). Saldo energético variado,
porém raro passar de 2 ATP.
Anabolismo: reações que utilizam energia do catabolismo na
biossíntese. Os organismos que produzem substâncias
orgânicas pela fotossíntese são os fotolitotróficos e os
fotorganotróficos. Os que produzem pela quimiossíntese são
os quimiolitotróficos e quimiorganotróficos. Ambos possuem
vias anabólicas para síntese de carboidratos, lip (ácidos
graxos) e ptns (aminoácidos).
Controle de Crescimento Microbiano
previne/controla doenças infecciosas, preserva alimentos,
inibe o crescimento de mo deteriorantes, impede
contaminação de culturas puras e evita a contaminação da
água e alimentos.
● Níveis de controle: eliminação parcial,
bacteriostático (inibe crescimento) e bactericida
(eliminação total/morte ➪ perda irreversível da
capacidade de replicação)
Esterilização: destruição completa de todas as formas de vida
microbiana, incluindo esporos e vírus.
Assepsia: ausência de mo em estado vegetativo
(metabolicamente ativos) em objetos e tecidos vivos.
Antissepsia: destruição/remoção de mo em tecidos vivos.
Desinfecção: destruição/remoção de mo em objetos
inanimados.
Sanitização: redução de mo, a níveis seguros, de acordo com
padrões de Saúde Pública.
● Métodos de controle microbiano
Podem ser bactericidas e bacteriostáticos, cuja eficácia
depende de fatores como tempo de exposição, temperatura,
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Fermentação: não requer O2 ou sistema transportador de
elétrons; usa 1 molécula orgânica como aceptor final de 𝑒−
para qualquer processo metabólico que libera energia. Ocorre
● Mecanismos de ação dos agentes de controle
- Alteração da permeabilidade da membrana: compostos
quaternários de amônia, fenol, clorexidina, álcoois,
antimicrobianos
- Retenção mecânica (filtração)
- Remoção mecânica: surfactantes
- Desnaturação de ácidos nucleicos: radiação, calor
- Oxidação de constituintes celulares: peróxidos
- Desnaturação proteica: fenol, halogênios (inibição
enzimática), metais pesados, óxido de etileno e calor.
● Métodos físicos
Calor: por calor úmido (fervura, autoclavação – vapor sob
pressão – e pasteurização) ou calor seco (flambagem,
incineração e ar quente)
Filtração: passagem de líq/gás por filtros. Memb. filtrantes
que variam de 0,45 a 0,01 . HEPA – membrana deµ𝑚
ultrafiltração.
Radiação:
➪ Ionizante (comprimento de onda 1 nm), sendo os
raios UV mais efetivos, ação de menor poder de penetração,
formadora de dímeros de timina no DNA, inibindo a correta
replicação de DNA, bactericida, usado para desinfecção do
ar e vacinas, no entanto pode causar lesão ocular e câncer de
pele.
Frio: refrigeração (0 a 8ºC) de efeito bacteriostático pela
manutenção do estado de latência, não destrói todos mo.
Congelamento lento + prejudicial: cristais de gelo. Conserva
bactérias e fungos. Congelamento rápido com crioprotetores
que preservam integridade celular (leite, sangue,
glicerina/glicerol).
Dessecação: retirada de água em que o mo se encontra, não
permitindo que cresçam nem se multipliquem; pode haver
resistência de vírus e esporos.
Pressão osmótica: uso de concentrações de sais e açúcares,
criando ambientes hipertônicos, usado para preservação de
alimentos, como em salgas, geleias e doces cristalizados.
● Métodos Químicos (antimicrobianos)
Controlam o crescimento em tecidos vivos e objetos
inanimados. Não esterilizam Nenhum desinfetante é
apropriado a todas circunstâncias. Depende da concentração,
natureza do material, contato c/ os mo.
Microbianos químicos (quimioesterilizante): glutaraldeído,
ácido peracético (odontologia) e óxido de etileno (NASA).
Antimicrobianos: desinfetantes e antissépticos. Em sua
maioria, promovem a desnaturação proteica, perda de
permeabilidade da membr. plasmática, impossibilidade de
produção de energia pela cadeia respiratória/transp. de ,𝑒−
dissolve lip.
Antimicrobianos
conc. da substância, características e nº de mo presentes,
condições ambientais (como presença de matéria orgânica,
biofilme, natureza do meio)
● Mecanismos de ação dos antimicrobianos
Podem ativar processos metabólicos e estruturas celulares
básicas dos mo (sítios alvo).
Parede celular: betas-lactâmicos e glicopeptídicos inibem a
síntese do peptidoglicano, provocam a lise da parede celular.
Membrana celular: destroem a permeabilidade seletiva
rompem o fosfolipídeo (polimera B, colestina). ↓TS ↑EC
Síntese proteica: inibida por atuação seletiva em vários
estágios da síntese proteica.
- Afetam o ribossomo 70S, impedindo que o 30S se ligue ao
50S ou ao RNAt, provocando o elongaçãao ou translocação
do 50S. Bacterida/bacterioestático a depender das ptns
(essenciais ou acessórias) ↑TS (ribossomo humano 80S)
- Aminoglicosideos: formam ptns defeituosas
- tetracinas: 30S-tRNA
- clorafenicol/tiafenicol: 50S-impede ligação entre aas
- madrolídeos/azalídeos, como a azitromicna, afeta a
translocção no 50S).
Síntese de ácidos nucleicos:
- síntese de RNA polimerasae inibida pela rifamicina,
moedindo a produção de RNA.
Bacterida/bacterioestático a depender das ptns
(essenciais ou acessórias) ↓TS
- estrutura do DNA rompida por nitroimidazois, impedindo
reprodução. Bactericida ↓TS
- quinolonas: interaeg com a topoisomerase, afetando a
síntese de DNA girase, responsável pelo enovelamento do
material genético Bactericida ↑TS
Vias metabólicas: sulfametoconazol e trimetoprim; SULFAS
análogas estruturaisde PABA (purinas, tiamina e metionina),
impedindo/competindo produção microbiana de ácido fólico,
um precursor das purinas e pirimidinas. Bactericida ↑TS
(humanos adquirem pela alimentação).
Resistência natural da espécie ou adquirida/extrínseca;
antibióticos selecionam indivíduos +resistentes, não induzem
resistência; troca de material genético lateral entre bactérias
da mesma espécie ou não.
● Mecanismos de resistência
Têm base genética: mutações espontâneas nos genes
endógenos (estruturais e regulatórios) ou aquisição de
sequências exógenas, também ligado a biofilmes.
Sítio alvo do antibiótico modificado estruturalmente: impede
permanentemente a ligação do antibiótico à ptns da
superfície celular;
Alteração da entrada dos antibióticos: redução da
permeabilidade por alteração das porinas ou aumento do
efluxo do antibiótico por codificação de bomba ativa que o
retira da bactéria;
Inativação do antibiótico: aquisição de genes que codificam
enzimas que destroem ou alteram o antibiótico (mudam a
“chave”).
Mutualismo, comensalismo e parasitismo.
Patogenicidade capacidade de um patógeno de prejudicar seu
hospedeiro. Todos patógenos têm característica da
invasividade, mas nem todos têm toxigenicidade (capacidade
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● Toxicidade seletiva
Capacidade de um fármaco de lesar um mo infectante numa
concentração tolerada pelo hospedeiro. Pode causar efeitos
colateiros.
oportunista ou primário, de prejudicar hospedeiro.
Fatores de virulência: estruturas, produtos, estratégias que
contribuem no aumento dessa capacidade. Patógenos
+virulentos.
Etapas percorridas pelo patógeno: penetração no organismo,
evasão das defesas primárias, adesão às células,
metabolização, multiplicação nos tecidos, resistência às
defesas (secundárias/específicas), causar danos aos tecidos.
● Mecanismos bacterianos de patogenicidade
Se o patógeno supera as defesas do hospedeiro, o mo pode
danificar as células de quatro formas básicas:
1. Utilizando os nutrientes do hospedeiro.
2. Causando danos diretos à região próxima ao local da
invasão.
3. Produzindo toxinas, que são transportadas pelo sangue e
pela linfa, que danificam sítios distantes do local inicial da
invasão.
4. Induzindo reações de hipersensibilidade.
Portas de entrada/saída: membranas mucosas (trato
respiratório, TGI e trato urogenital), pele, via parenteral;
Nº de mo invasores;
Aderência: (adesinas/ligantes: glicoptns, lipoptns, fímbrias,
pili, glicocálice, LPS e biofilmes, se ligam a receptores das
células do hospedeiro);
Penetração/evasão das defesas: cápsula, parede celular
(proteína M, fímbrias, proteína opa), enzimas (coagulase,
cinase, hialuronidase, colagenase), invasina (penetração do
citoesqueleto), variação antigênica (alteração dos antígenos
de superfície)
Danos à célula do hosp.: sideróforos (removem o ferro das
proteínas transportadoras), dano direto, enzimas, toxinas
(exo: toxinas A-B, danificadoras de membrana – poros –,
superantígenos – massiva liberação de citocinas
inflamatórias, genotoxina – danificam DNA; e endo: LPS
liberado pela morte da bactéria), conversão lisogênica.
Evasinas: fatores de virulência e estratégias para evitar
fagocitose.
Genética bacteriana
● Estruturas
Nucleoide: haploide, sem histonas, superenovelado, dividido
em operons, agrupamentos de genes estruturais em
sequência, regulados em conjunto.
Região reguladora: promotor (controle da expressão, taxa de
transcrição de um gene) e operador.
Gene repressor–região reguladora–operons
● Expressão
Replicação semi-conservativa;
Topoisomerase/DNA girase: origem da replicação;
DNA helicase: quebra da fita;
Enzima SSB: mantém o DNA aberto;
DNA polimerase: 5’3’ na fita líder;
DNA primase: 3’5’ fita antilider;
DNA ligases: conectam fragmentos de Okasaki da fita
antilíder.
● Transcrição do DNA
de produzir toxinas).
Patógenos podem ser: oportunistas (microbiota) ou
primários (não convivem conosco/contato causa doenças)
● Virulência grau de capacidade de patógeno, seja
Elementos genéticos móveis: plasmídeos (autoduplicação
independentemente do cromossomo)
Elementos transponíveis: genes saltadores que não se
duplicam sem estar no cromossomo. Transposon: pequenos
segmentos de DNA que podem se mover (ser “transpostos”)
de uma região de uma molécula de DNA para outra.
ALTERAÇÕES GENOTÍPICAS
● Mutação Mudanças e erros = alterações herdadas,
espontâneas ou induzidas (agentes químicos/físicos)
Mutação pontual: substituição de um nucleotídeo:
➪Sentido trocado/Erro: aminoácido diferente;
➪Sem sentido: códons de parada;
➪Mutação silenciosa/neutra: ainda codifica mesmo aa.
Deslocamento de quadro de leitura:
➪Inserção de nucleotídeos
➪Deleção “
Em casos de múltiplos de 3, não afeta-se a matriz.
● Recombinação alteração passada horizontalmente
por
Transformação: captação de DNA do ambiente e
incorporação ao cromossomo bacteriano/plasmídeo
➪bactéria transformada/híbrida, sendo que bactérias
naturalmente transformáveis denomimam-se “competentes”,
produzem enzimas que abrem membrana, captam DNA e
fecham a memb.
Transdução: ocorre por meio de bacteriófago, vírus que
comanda DNA bacteriano para produzir capsídeo e DNA viral
até se reproduzir. Esse vírus contém material genético
bacteriano também e ao infectar outra bactéria, recombina
com seu DNA.
Conjugação; contato célula-célula, unidirecional – via
plasmídeo, uma fita que se duplicará na célula receptora, que
em sua reprodução gerará 2 bactérias (com gene F).𝐹+
Gram+: +próximas; Gram-: pílio sexual.
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➪Helicase quebra a fita na regiçao dos genes requeridos;
➪Transcrição em RNA pela RNA polimerase DNA
dependente;
➪mRNA em códons;
➪tradução no ribossomo 70S;