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Primeiro Módulo de Microbiologia

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Microbiologia – Primeira Prova – Professora Lorena
Aula 1. Introdução à microbiologia
- Mikro (=pequeno) + Bio (vida) + logo (=ciência)
Microrganismos 
Organismos vivos ou entidades biológicas – normalmente não visualizadas a olho nu
Exs: Algas unicelulares, protozoários, bactérias, fungos, arqueias e vírus
Histórico
- Robert Hooke (1665): menores unidades vivas= células (vegetais)
- Antoni Van Leeuwenhoek: microscópios (1º a ver um microrganismo – “animáculos”)
O crescimento microbiano não refere-se ao aumento de tamanho do microrganismo e sim ao crescimento populacional (multiplicação)
Pasteur – Fermentação -> Leveduras – ausência de O2
Presença de O2= produção de ácido acético (vinagre)
Pasteurização= o aumento da temperatura com finalidade de eliminar microrganismos sem modificar a estrutura do alimento
Postulados de Koch
1. O organismo causador da doença deve sempre estar presente em animais doentes e ausente em animais sadios 
2. O organismo deve ser cultivado em cultura pura, fora do corpo do animal 
3. O organismo isolado deve causar a doença quando inoculado em um animal sadio suscetível 
4. O organismo deve ser reisolado e demonstrar-se idêntico ao organismo original
	- Os postulados de Koch apresentam alguns problemas na atualidade, como a especificidade de alguns microrganismos patogênicos conseguirem infectar apenas hospedeiros específicos ou não formarem colônias em meio de cultura artificial.
Bactérias apresentam reprodução assexuada= células idênticas
Microrganismos não causam as mesmas doenças em indivíduos diferentes
Importância dos microrganismos
	Os microrganismos são os responsáveis pelo surgimento de macrovida (organismos multicelulares) na Terra – procariotos anaeróbicos (liberação de O2)
	
Alguns agentes etiológicos possuem hospedeiros específicos – não causam doença no experimento
Alguns organismos nunca foram crescidos em cultura pura ou em meio artificial em laboratório
Algumas doenças são causadas por mais de um microrganismo
Microrganismos patogênicos:
- 1% das bactérias causam doenças em animais
- 4% das bactérias causam doenças em plantas
- 95% das bactérias não são patogênicas
Procariotos – 3,5 bilhões
Eucariotos – 1,5 bilhões
Manutenção do equilíbrio ambiental 
- Base da cadeia alimentar (fotossintetizantes)
- Ciclagem de nutrientes
- Fixação de nitrogênio
Penicilina – Fungo – Penicillium notatum
Atua somente em gram positivas
Antibiótico natural – competição por nutrientes
Microbiota: conjunto de microrganismos associados (simbiose) ao hospedeiro, sem causar doenças em condições normais
Síntese de nutrientes essenciais (não produzidos por células humanas)
Pro-bióticos: bactérias para restauração da biota
Pré-bióticos: alimentos para crescimento das bactérias componentes da biota
Microrganismos
- Pro: Bactérias, arqueias
- Euca: Fungos, algas e protozoários
- Acelulares: Vírus
O ribossomo (não é uma organela e sim um complexo ribossomal) está presente em todas as células
Ubiquidade dos microrganismos
	- 50% da biomassa do planeta é constituída de microrganismos
	- Temperatura alta (inóspito)
Linhagem 121 - arqueia 110-120°c (Hipertermófila)
- Termus aquaticus= separação da fita de DNA no processo de PCR (gene isolado)
Estão presentes nas diversas características ambientais:
- Pressão e temperatura (alta e baixa)
- pH (básico, alcalino e ácido)
- Alofílicos (em [ ] de 33%)
- Baixo taxa nutricional
Organismos procariotos:
- Microscópicos
- Unicelulares
- Desprovidos de membranas celulares (ausência de compartimentalização celular)
- Tamanho de 0,5 a 4µm (com exceções)
O tamanho é uma característica importante:
- pequeno: maior área superficial em relação ao volume proporciona uma melhor troca com o meio, logo favorece a aquisição de nutrientes para a divisão celular
- muito pequeno: desvantajoso pela aquisição de macromoléculas
Os paramécios são protozoários (eucariontes)
Microrganismos multicelulares: apresentam organização de 10 a 40 células em espiral
90% dos microrganismos apresentam comportamento associados à outros
Aula 2. Estrutura e morfologia de bactérias
A morfologia é a característica mais importante para definição das espécies.
Cocos – forma esférica
Bacilos – forma cilíndrica
Espiralados – forma de bacilos torcidos
Outros diversos formatos
Arranjos - células permanecem unidas após divisão (é formado pelo eixo da divisão celular)
Estruturas obrigatórias:
- Membrana plasmática
- Ribossomos
- Material genético
Conferem rigidez:
- Euca: Esteróis
- Proca: Hopanoides
Bactérias sem parede celular possuem ESTERÓIS – apresentam variação morfológica (pleumorfia)
As proteínas de membrana tem funções como:
- reconhecimento: glicoproteínas
- recepção de sinais
- transporte de substâncias
- catálise enzimática
Procariontes: Transporte por translocação de grupo – a fosfoliração altera a carga da molécula negativamente
Adesinas são proteínas de adesão (ligam-se ao substrato ou a outra célula)
Funções da membrana:
- Adesão
- Seletividade
- Síntese de ATP
Parede celular:
- Forma e rigidez
- Proteção contra pressão osmótica
- Constituída de peptideoglicano (mureína) - Repetição de dissacarídeos (NAG e NAM)
-> As lisozimas destroem parede celular (clivam as ligações de NAM e NAG)
-> As células que perdem a parede celular são chamadas de protoplasto
Eucariotos têm resíduos celular L
Padrão de coloração de Gram
Gram positivas (azul)
- Camada espessa de peptideoglicano (90%) com superfície lisa
- Tetrapeptídeos realizam as ligações entre as camadas de peptideoglicano= ligações cruzadas por glicinas (aminoácidos)
Ácidos tetóicos: substância ácida de cargas negativas – auxiliam no transporte de Mg²+ e Ca²+
Ácidos lipoproteicos: ligados covalentemente a lipídeos de membrana
Gram negativas (rosa)
- Camada fina de peptideoglicano com superfície rugosa pela presença de membrana externa da parede celular
- Espaço periplasmático= peptideoglicano, enzimas hidrolíticas (alimentação)
- Ligações das camadas de peptideoglicano não possuem pontes de glicina
Membrana externa
- Interior: fosfolipídeos
- Exterior: lipopolissacarídeos (principal constituinte)
- Lipoproteínas= ligação da membrana externa com os peptideoglicanos
- Purinas
- São resistentes à lisozimas
- LPS= Lipídeo A + Polissacarídeo + Antígeno O*
	*= O antígeno O é usado na identificação de sorotipos
Periplasma: alta concentração de proteínas (consistência gelatinosa)
Enzimas hidrolíticas
Estruturas de microrganismos
- Glicocálice: revestimento de açúcar externo à membrana externa
- Cápsula: proteção contra estresse e desidratação, predação (inibição da fagocitose); adesão (colonização e formação de biofilme)
	1. Destruição da capsula por anticorpos
	2. A virulência do microrganismo é dependente da cápsula 
- Flagelo: estrutura não obrigatória – locomoção celular
	1. Filamentos formados por proteínas (flagelina – serve como antígeno H – reconhecimento)
	2. Antríquias: não possuem flagelos
	3. Cresce a partir das pontas
	4. Movimento empurrando ou puxando a célula
	5. Reversível: horário (atrás) e anti-horário (frente): unidirecional 
	6. Move-se em direção: Sinais atrativos e repelentes
Taxia – locomoção direcionada em resposta a um estímulo
Quimiotaxia
Fototaxia
- Fímbrias e Pili – formadas por proteínas, se projetam a partir da superfície celular
	- Fímbrias: filamentos curtos e numerosos, adesão a superfícies
	- Pili: mais longos e menos numerosos, adesão para conjugação, mobilidade celular
Proteínas= pilinas (base) + adesinas (ponta)
Importantes na adesão
- Nucleóide: em geral apresenta um único cromossomo circular
	 Não tem presença de histonas
	 Tamanho varia
- Plasmídeos: molécula de DNA de fita dupla extracromossomal circular
	1. Replicação de plasmídeo
	2. Codifica genes não essenciais (não codifica os genes essenciais)– genes que conferem vantagem
	3. Resistência a antibióticos, adesinas e produção de toxinas
- Ribossomos: síntese de proteínas
	1. Sub unidades: 70S (procariotos) e 80S (eucariotos)
	2 RNA e Proteínas
- Corpos de inclusão
	1. Grânulos de armazenamento de compostos orgânicos ou inorgânicos, utilizados como reserva ou energia
	2. Vaculos de gás
- Endosporos: estrutura de latência que exibem altíssima resistência tanto a agentes físicos como químicos. 
	1. Metabolicamente inativa
	2. Estrutura desidratada
	3. Resistência= calor, agentes químicos e radiação
	4. Não obrigatórias
1) Ativação:
- Processo reversível, em resposta a um estímulo
2) Germinação:
- Absorção de água, ruptura da capa, perda de resistência e
aumento da atividade metabólica
3) Extrusão:
- Síntese de componentes da célula vegetativa e rompimento do
Endósporo
UV: causa a formação de dímeros de timina
Aula 3. Domínio Archaea
São PROCARIOTOS unicelulares
- Apresentam características de adaptação em ambientes inóspitos
Adaptações à hipertermofilia:
- Proteínas: chaperonas
- Alto conteúdo de aminoácidos hidrofóbicos
- DNA com alta concentração de C+G
- Membrana plasmática – monocamadas 
Metanogênicos - síntese de metano (CH4) por vias bioquímicas específicas – sensíveis a oxigênio
Não há registro/conhecimento sobre arqueias patogênicas
Grupos:
Crenarchaeota
Euryarchaeota
Korarchaeota
Morfologia:
- Formas diversas e pleumórficas (não tem forma)
- Não possuem membrana nuclear
- Cromossomo circular
- Membrana plasmática
Composição lipídica “única” com hidrocarbonetos ramificados (pode ser dupla)
Lipídeos= cadeia ramificada (Ligação éter – CH2-OR)
- Parede celular
Ausência de peptideoglicano
Estrutura variável
Lisozima e penicilina não atuam
Algumas não possuem paredes
Presença de pseudopeptideoglicano
Camada S – Composição proteica
- Camada S
Formada por proteína ou glicopreteína
Permeabilidade seletiva
Presente em extremófilos
Associasse a outras membranas
Cora-se na coloração de Gram mas não é válida
- Flagelos
Adesão e locomoção
Sem anéis
Proteínas diferentes
Ligado diretamente na membrana
- Cromossomo
Não tem carioteca
Cromossomo único circular
Possuem histonas (bactéria não possui)
Genes apresentam íntrons
- Ribossomos
70S – 34 proteínas comuns com eucariotos
Tradução – semelhanças:
Eucarioto: Fatores de tradução, Metionina (AUG) e Partícula de reconhecimento de sinal
Procarioto: Shine-Dalgano
Transcrição: RNA polimerase 8-10 polipeptideos
Operon: conjunto de genes regulados pelo menos promotor
- Metabolismo:
Quimiotróficos
Heterotróficos
Autotróficos – não possuem fototroficos
- Biotecnologia
Produção de energia
Tratamento de efluentes
Enzimas extremófilas
Aula 4. Biofilme
	É envolto por uma matriz extracelular (polissacarídica) aderida a uma superfície. A matriz extracelular confere proteção, impede desidratação, defesa contra reconhecimento do sistema imune.
90% das bactérias estão em biofilme e são responsáveis por 65% das infecções nosocomiais (hospitalar)
Apresentam comportamento social e divisão de tarefas
Proteção:
Radiação UV
Fagocitose
Antimicrobianos
Predadores
Desidratação
- Permite a troca de material genético entre a comunidade e o aproveitamento de nutrientes
Apresenta 3 etapas de desenvolvimento:
Iniciação: adesão do organismo a um local com nutrientes para necessários para a multiplicação e sobrevivência
Maturação: formação e estruturação das microcolonias
Liberação: soltura de colônias envoltos por matriz extracelular
Matriz extracelular é polissacaridica, apresentando também DNA e proteínas

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