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MORFOLOGIA E REPRODUÇÃO DOS FUNGOS Professora: Fernanda Fraga Campos Diamantina, 2015. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Conteúdo programático 1. Características gerais dos fungos; 2. Morfologia dos fungos; 3. Importância dos fungos; 4. Nutrição dos fungos; 5. Reprodução dos fungos. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde •Organismos Eucariotos; •Aclorofilados (cloroplastos e pigmentos fotossintéticos ausentes); •Quimio-heterotróficos (nutrição por absorção); • Imóveis; • “Corpo do fungo” - estruturas vegetativas e reprodutivas. Amanita muscaria Penicillium Penicillium (microscopia) CARACTERÍSTICAS GERAIS Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde • São encontrados em todos os locais: solo, ar, água, homem e animais, vegetais e insetos; • Existem cerca de 150.000 espécies de fungos, dos quais apenas 10% foram identificados (Hawksworth, 2004); • Cerca de 200 espécies causam doença no homem e animais. HABITAT Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde CARACTERÍSTICAS GERAIS • As células da maioria dos fungos crescem como estruturas tubulares, alongadas e filamentosas designadas hifas; • O conjunto emaranhado de hifas é chamado de micélio; • As hifas podem conter múltiplos núcleos e crescerem a partir das suas extremidades. HIFAS ESPORO Micélio Crescimento fúngico Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde CARACTERÍSTICAS GERAIS Eucariotas com núcleo(s) em um micélio septado ou contínuo (sem septos) cenocíticas. Hifas asseptadas Hifas septadas núcleo Parede celular Poro septo Funções gerais das hifas: Fixação ao substrato, reprodução e digestão extracelular. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Estrutura Reprodutiva Estrutura produtora de esporo Hifa 20 µm micélio Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS FUNGOS Parede celular • Envoltório formado por múltiplas camadas, constituída de polissacarídeos (90%), proteínas e glicoproteínas (10%); • Camada polissacarídica: Composta principalmente de quitina e beta glicanas (glucanos); Ergosterol - Sua síntese é inibida por alguns agentes antifúngicos. • Quitina: Polímeros de hexoses e hexosaminas entrelaçadas. • Nas leveduras: glicanas e mananas (polissacarídeos solúveis). Membrana celular: lípideo ergosterol. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS FUNGOS Funções da parede celular Grande plasticidade; Confere forma; Protege a célula dos estresses ambientais; Protege da pressão osmótica. Alvo para ação de antifúngicos Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde PAREDES CELULARES Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Cápsula - Polissacarídica - envoltório externo à parede celular. Fator de virulência e de resistência à fagocitose Ex: Cryptococcus neoformans Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde MORFOLOGIA DOS FUNGOS • Multicelulares –filamentosos (“bolores”) • Unicelulares (leveduras) • Células esféricas a ovais, Pseudo-hifas. • 3 a 15 μm de diâmetro. Hifas (5-10 μm de espessura) •Dimórficos: Leveduras (37° C) e filamentosos (25° C). Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Leveduras Aspecto colonial de fungos que apresentam crescimento filamentoso (F) e leveduriforme (L). Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde IMPORTÂNCIA DOS FUNGOS • Indústria – Bebidas: álcool, cerveja, vinho. Alimentos: pão, iogurtes. Farmacêutica: antibióticos, antioxidantes, anticâncer. Detergentes: proteinases, lipases; • Alimentação: Cogumelos comestíveis. • Agricultura – Doenças de plantas (fitopatógenos); • Saúde – Micoses no homem e animais e micotoxicoses; • Micotoxicoses – Ingestão de alimentos contendo toxinas fúngicas. Ex: Aflatoxina – Aspergillus flavus – milho e amendoim. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde NUTRIÇÃO DOS FUNGOS Nutrição heterotrófica – necessitam obter os nutrientes do meio. •Utilizam matéria orgânica não viva como alimento; •Plantas e animais mortos; •Decompositores no meio ambiente; •Importantes na reciclagem de C, N e minerais. SAPRÓBIOS Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde •Usam material orgânico de organismos vivos; •Possuem vários hospedeiros: •Algas; •Plantas; •Vertebrados; •Invertebrados; •Seres humanos. PARASITAS Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde PREDADORES • Capturam e alimentam-se de pequenos seres vivos (nematóides) que vivem no solo. FUNGO NEMATÓIDE Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Endomicorrizas ou ectomicorrizas • 99% das plantas; • Ascomycota; • Basidiomycota. MUTUALISTAS Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde REQUERIMENTOS NUTRICIONAIS • Fonte de Carbono: glicose, sacarose, maltose, amido, celulose; • Fonte de Nitrogênio: inorgânico – sais de amônio (algumas espécies). Orgânico – todas as espécies; • Oligo-elementos: Fe, P, K, Zn, Cu, Mn, Mo; • A maioria possui várias enzimas hidrolíticas: amilases, pectinases (poligalacturonidades), proteinases e lipases, celulases. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde CONDIÇÕES AMBIENTAIS • Umidade: filamentosos < leveduras < bactérias; • Temperatura: Maioria mesófilos. • Tótima de 25 - 30°C • Oxigênio: aeróbios estritos ou fermentativos; • pH: 2,0 - 8,5 - favorecidos em pH ácidos (maioria) • pHótimo = 5,6. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde DESENVOLVIMENTO DOS FUNGOS Colônias de leveduras Pastosas ou cremosas Colônias/unicelulares Uma célula Reprodução e funções vegetativas Colônias de bolores Algodonosas/aveludadas pulverulentas Hifas/pluricelulares Várias células-Septadas ou não septadas Micélio Vegetativo Reprodutivo Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde REPRODUÇÃO Assexuada Sexuada Ciclo parassexuado Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde PROCESSOS DE REPRODUÇÃO Assexuada - Garante uma maior dispersão dos organismos. • Brotamento; • Fissão binária ; • Fragmentação da hifa; • Produção de esporos verdadeiros: • Esporos endógenos: esporangiósporos; • Esporos exógenos: conidiósporos – macroconídia e microconídia. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde • Brotamento (célula filha origina-se como um broto da mãe); Pseudo-hifas: são adaptações de alguns fungos unicelulares, os quais se multiplicam mas permanecem unidos, semelhante a hifas. Ex: Candida albicans Pseudo-hifas Blastoconídios (formados por brotamento) Células em brotamento Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Clamidósporos terminais Clamidósporos intercalar Fragmentação de hifa Fragmentação de hifa Fissão binária Esporos de resistência CARACTERÍSTICAS -Células arredondadas, volume aumentado; -Parede dupla e espessa; -Resistentes ao calor e dessecação. Candida albicans Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde ESPOROS DE ORIGEM ASSEXUADA Esporos assexuados verdadeiros: sua formação ocorre sem união de núcleos. Estruturas reprodutivas Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde ESPOROS ENDÓGENOS Endósporos- são formados em hifas especiais denominadas esporangióforos, que aumentam de volume na extremidade, originando o esporângio. Esporangióforos Esporangiósforo Esporângio Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde ESPOROS EXÓGENOS Ectósporos: são esporos que se formam na extremidade das hifas denominadas conidióforos. Conídios (esporos). Hialinos Esféricos, Elípticos, Fusiformes e Cilíndricos Conídios Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Aspergillus - conidióforo em forma de “cabeça” Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Penicilium – conidióforo em forma de “pincel” Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Microsporum gypseum Trichophyton mentagrophytes Macroconídias: grandes multicelulares fusiformes ou em forma de clava. Microconídias: pequenas, unicelulares, redondas, ovais,ou em clava. Importantes para diagnóstico laboratorial de fungos dermatófitos. Macroconídias e Microconídias Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde REPRODUÇÃO SEXUADA União de um núcleo haplóide doador com célula do receptor. Aqueles fungos que apresentam apenas formação assexuada de esporos são os fungos imperfeitos. Fase sexuada: teleomórfica ou perfeita. Fase assexuada: anamórfica ou imperfeita. MAIOR VARIABILIDADE GENÉTICA Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde REPRODUÇÃO SEXUADA Etapas da reprodução 1. Plasmogamia 2. Cariogamia 3. Meiose HOMOTÁLICOS: são aqueles cujo micélio (ou talo) é auto- fértil e podem, portanto, reproduzir-se sexuadamente por si só, sem a participação de outro micélio. HETEROTÁLICOS: são os que possuem micélio auto-estéril e requerem a participação de outro talo compatível para a reprodução sexuada. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde REPRODUÇÃO SEXUADA Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde HIERARQUIA TAXONÔMICA Fungi Zygomycota Chytridiomycota Basidiomycota Ascomycota Mitospóricos •Chytridiomycota – esporos móveis, com flagelo posterior; •Zygomycota – esporos sexuais chamados zigósporos; •Ascomycota – esporos sexuais em ascos - ascósporos; •Basidiomycota – esporos sexuais nos basídios- basidiósporos. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde ZIGOMICETOS • Deterioração de alimentos; • Encontrados no solo e em matéria vegetal em decomposição; • São cenocíticos e multinucleados; • Rhizopus stolonifer (pão) • Sexuada e assexuada • Formação de zigósporos Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Ciclo de vida dos zigósporos Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde ASCOMICETOS • São fungos que produzem seus esporos sexuados (ascósporos) em estruturas chamadas ascos (sacos); • Esporos assexuados: conidióforos; • Micélio bem desenvolvido e septado (hifas, exceto- leveduras). Asco 1) Conidióforo. 2) Fialides. 3) Conídios. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Reprodução sexuada Ascos em ascocarpos Mating type- Mating type + OU Reprodução assexuada Peritécio Apotécio Cleistotécio Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde BASIDIOMICETOS • Principais gêneros: Agaricus e Amanita • São fungos que produzem esporos sexuados exógenos (basidiósporos) em uma célula altamente especializada - o basídio. • Micélio bem desenvolvido e septado basidiósporos basídio Basidiocarpo Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde DEUTEROMICOTA Reprodução sexuada desconhecida; produzem conídios que se desenvolvem em micelios septados. Acredita-se que possam ser ascomicetos ou basidiomicetos que perderam a capacidade de formar ascos ou basídios. Classificação por propriedades moleculares. Classificados como fungos mitospóricos. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde GD para discussão em sala 1 – Quais são as principais características dos fungos? 2 – Os esporos dos fungos podem ser formados assexuadamente, mas, às vezes, os esporos são produzidos por um processo sexuado. Por que são importantes estes últimos esporos? 3 – O que são fungos dimórficos? Qual é a importância dos mesmos? 4 – Em que condições alguns fungos podem apresentar dimorfismo? 5 – Como os fungos são classificados taxonomicamente? 6 – Descreva a importância dos fungos no ambiente. 7 –Qual é a importância do estudo da micologia para o curso de vocês? 8 – Descreva a importância médica e biotecnológica dos fungos. Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Principais referências: • Tortora, G. Microbiologia. Porto Alegre: Artmed, 2005. • Lacaz, C.S; Porto, E; Martins, JEC. Tratado de micologia médica Lacaz. São Paulo:. 2002. • Sidrim, J.J. & Rocha, F.G. Micologia Médica a Luz dos autores contemporâneos. Guanabara Koogan, 2004. • Madigan, M. Microbiologia de brock. Porto Alegre: Artmed, 2010.
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