Classificação e Biologia celular

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BIOLOGIA CELULAR DE 
MICROORGANISMOS
Prof. Marcelo Pilonetto
Curitiba, 2011
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Tópicos de estudo
• O mundo microbiano
• Classificação Microbiana 
• História da Microbiologia
• Anatomia celular procariota e eucariota
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O mundo microbiano
• É animal,vegetal ou mineral ?
• Seres microscópicos:
– Bactérias, algas, fungos, protozoários e vírus
• Tendência natural à associação com danos:
– Doenças infecciosas, alimentos estragados, 
decomposição
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O mundo microbiano
• Contudo são essenciais ao equilíbrio ambiental e ao ser humano:
– Fixação de nitrogênio, decomposição e reabsorção de nutrientes, 
fotossíntese;
– Microbiota normal (proteção), síntese de vitaminas e de 
antibióticos;
– Alteração benéfica de alimentos (fermentação alcoólica, láctica, 
acética...)
– Síntese de enzimas e substâncias químicas
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O mundo microbiano
• Manipulação gênica:
– Síntese de novos produtos (insulina, antígeno Hbs, hGH...)
• Conhecimento dos microorganismos:
– Prevenção de doenças;
– Controle de epidemias;
– Tratamento antimicrobiano;
• Nomenclatura:
– Binome científico, seg. Carolus Linnaeus (1735)
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Classificação Microbiana
Reino Fungii
(leveduras)
Reino Animal
(helmintos)
Reino Vegetal
Reino Protista
(protozoários)
Reino Monera
(bactérias e algas)
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Classificação Microbiana
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Diferenciação dos Microorganismos
Parede 
celular
Membrana 
celular
Material
genético
Membrana 
Nuclear
VIRUS Acelular Acelular DNA ou RNA Ausente
BACTÉRIAS Peptideoglicano Bicamada 
lipídica
DNA e RNA Ausente
FUNGOS Quitina Bicamada 
lipídica
DNA e RNA Presente
PROTOZOA Ausente Bicamada 
lipídica
DNA e RNA Presente
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Diferenciação dos Microorganismos
Nº de células Reprodução Organelas Locomoção
VIRUS Acelular Intracelular 
obrigatória
Ausentes Ausente
BACTÉRIAS Unicelular Assexuada Ribossomos Flagelos
FUNGOS Uni/Pluricelular Assex/sexuada Várias Imóveis
PROTOZOA Uni/Pluricelular Assex/sexuada Várias Flagelos,cílios,
pseudópodos
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Diferenciação dos Microorganismos
Tamanho
(diâmetro)
VIRUS 0,02 a 0,20 µM
BACTÉRIAS 0,50 a 2,00 µM
FUNGOS 2,00 a 10,00 µM
PROTOZOA 10,00 a 50,00 µM
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História da Bacteriologia
• 4 bilhões de anos atrás- origem da vida? – Oparin
• 8.000 a 3000 A.C.: vinho, cerveja e pães
• 1000 A.C.: M. tuberculosis e H. pylori em múmias
• 1665 – Robert Hooke: cortiça - células
• 1673 – Leeuwenhoek: animalículos
• 1668-1861 – Abiogênese X Biogênese
– Redi, Needham, Spallanzani, Virchow e Pasteur
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História da Bacteriologia
• 1798 – Jenner: vacinas
• 1840 – Semmelweis: febre puerperal e mãos
• 1860-80 – Pasteur: biogênese, fermentação, 
estabelecimento de doenças, vacinas
• 1876 – Koch: postulados
• 1910 – Erlich: qumioterapia (arsênico)
• 1928 – Fleming: Penicillium – penicilina
• 1930-45 – Era dos antibióticos
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História da Bacteriologia
• 1940 – Invenção do microscópio ótico
• 1953 – Watson e Crick: estrutura do DNA
• 1971 – Nathans, Smith, Arber: enzimas de restrição
• 1982 – Warren e Marshal: H. pylori
• 1983 – Mc Clintok: transposons
• 1993 – Kary Mullis: reação de polimerase em cadeia
• 1997 – Prusiner: prions
Anatomia Celular Procariota e 
Eucariota
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Procariotos x Eucariotos
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Citologia bacteriana
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Membrana citoplasmática
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fosfolipídios proteínas transmembrânicas
proteínas não-transmembrânicas
espaço inter-lamelar
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Mesossomo
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DNA
cAMP
ADP ATP
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Parede celular de
bactérias
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Parede celular de
gram-positivos
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1
5
-5
0
n
m
 8
n
m
LTA
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Parede celular de
gram-negativos
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8
n
m
8
n
m
 1
2
n
m
membrana
plasmática
periplasma
membrana
externa
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porinas
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lipopolissacarídio (LPS, endotoxina)
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lipopolissacarídio
(LPS, endotoxina)
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Coloração diferencial
de Gram
Prof. Marcelo Pilonetto 39Gram + Gram -
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Parede celular de
micobactérias
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Cápsula e camada limosa
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cápsula camada limosa
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cápsula
camada limosa
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Flagelos
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Importância do.....
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Em Gram-negativos
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Em espiroquetas
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Pili ou fímbrias
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porção adesina
pilina
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F-pilus
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pilina
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conjugação
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conjugação
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Ribossomos
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sítio E
sítio Asítio P
sub-unidade 50S
60% proteína (35 proteínas)
40% rRNA (23S+5S)
sub-unidade 30S
60% proteína (21proteínas)
40% rRNA (16S)
5’
3’
MORFOLOGIA 
BACTERIANA
Tamanho dos microorganismos
• Protozoários – 15 a 30 µM
• Fungos – 5 a 15 µM
• Bactérias – 0,5 a 2,0 µM
– 1.000 bactérias igual a 1 milímetro
– 1.000.000 de bactérias igual a um metro
• Vírus – 0,02 a 0,20 µM
Avaliação da Morfologia
• Propriedades:
– Forma 
•coco, 
•bacilo (reto, curvo, vírgula...), 
•cocobacilo,
•espirilo, 
•espiroqueta
Avaliação da Morfologia
• Propriedades:
– Arranjo
• isolado, 
• dois a dois, 
• tétrade (4 a 4), 
• sarcina (8 a 8),
• cadeia, 
• cacho
– Propriedade tintorial
• Gram Positivo – Roxo
• Gram Negativo – vermelho-róseo
Microscopia - Finalidades
• Observar a presença de microorganismos
• Quantificar
• Avaliar propriedades morfotintoriais
• Identificação presuntiva do microorganismo
• Visualizar outros elementos figurados
Princípio do Método de Gram
Ultra-estrutura bacteriana
Ultra-estrutura da parede bacteriana