Microbiologia - Bacterias, Fungos, Protozoários e Vírus

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DISCIPLINA: Microbiologia Zootécnica 
Turma: Zootecnia – 4º período 
2º semestre de 2015 
 
UNIPAM – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS 
AULA 1 
INTRODUÇÃO 
CARACTERÍSTICAS GERAIS de BACTÉRIAS, FUNGOS, PROTOZOÁRIOS e VÍRUS 
INTRODUÇÃO 
2 
 Por que estudar microbiologia zootécnica? 
 Qual a sua importância na zootecnia? 
 Existe relação com nossas áreas de interesse? 
 Decomposição, putrefação, fermentação 
 Produção de volumoso e produtos de origem animal 
 Toxinas 
 Etiologia e patologia de doenças 
 
 O que estudaremos? 
 Microrganismos e suas utilidades/relações zootécnicas 
• Quais microrganismos? 
 Bactérias, fungos, protozoários, vírus e algas 
 
DISTRIBUIÇÃO dos MICRORGANISMOS 
3 
 Procariotas: bactérias e cianobactérias* (* obtêm energia por fotossíntese) 
- Organismos unicelulares sem membrana nuclear 
 Eucariotas: protozoários, fungos e algas 
- com membrana nuclear 
 
Eucariota Procariota 
Material genético 
não envolvido por 
membrana 
PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE PROCARIOTAS E EUCARIOTAS 
4 
CARACTERÍSTICA FUNÇÃO PROCARIOTA EUCARIOTA 
Divisão celular Multiplicação celular Não-mitótica Mitótica 
Aparelho mitótico Divisão mitótica Ausente Presente 
Membrana nuclear Delimitar o material genético Ausente Presente 
Mitocôndria Respiração celular e prod. de energia Ausente Presente 
Lisossomo Degradação de partículas, reciclagem Ausente Presente 
Ribossomo Síntese de proteínas e enzimas 70 S 80 S 
Aparelho de Golgi Processar e distribuir proteínas Ausente Presente 
Cromossomo Específicas e diversas Único Múltiplo 
Parede celular Proteção e forma Na maioria Em algumas 
Esteróis na membrana ------- Raro Presente 
Fagocitose Englobar partículas e digerí-las Ausente Facultativo 
Pinocitose Auxiliar a fagocitose Ausente Facultativo 
Fonte: modificado de Burnett & Schuster (1973). 
5 
 Principais procariotas: bactérias 
 Principais eucariotas: fungos, algas e protozoários 
Eucariota Procariota 
Classificação dos seres vivos, de acordo com Whittaker (1969) 
(Adaptado de Pommerville, J.C.(2004) Alcamo's Fundamentals of Microbiology) 
6 
BACTÉRIAS 
PARTES ESSENCIAIS: encontradas em todas as bactérias 
8 
 Área nuclear: não envolvida por membrana nuclear. 
 
 Plasmídeos: 
 Encontram-se dispersos no citoplasma ou incorporados na fita de DNA circular; 
 Sua função é benéfica para a célula que o abriga; 
 Possuem informação do tipo resistência a antibióticos, produção de toxinas e 
determinadas enzimas; 
 Essas informações são transmitidas através da conjugação. 
 
9 
 Membrana celular: formada por fosfolipídeos e proteínas; 
 Mesossomo: principal estrutura envolvida com a multiplicação celular (fissão binária); 
 Parede celular: estrutura rígida constituída por peptidoglicano; confere forma a célula; 
 Ribossomo: participa da divisão celular; tamanho menor que das células eucariotas. 
 
PARTES ESSENCIAIS: encontradas em todas as bactérias 
PARTES NÃO-ESSENCIAIS 
10 
 Cápsula: camada viscosa de natureza proteica ou polissacarídica 
 envolve externamente algumas bactérias 
 relacionada com a virulência da bactéria 
 proteção contra dessecação, anticorpos, fagocitose 
 
 Membrana externa: encontrada nas bactérias Gram-negativas 
 formada de lipoproteínas, lipopolissacarídeos e porinas 
 
 Flagelo: motilidade 
 Fíbria ou pili: menor que os flagelos, aparecem em algumas bactérias Gram-negativas 
 promovem a aderência da bactéria 
 serve para transferência de material genético na conjugação bacteriana 
 
 Grânulos de reserva: de natureza química variada (pigmentos); 
 
PARTES NÃO-ESSENCIAIS 
11 
 Esporo: estrutura de resistência 
 aparece em poucas bactérias: Clostridium spp. e Bacillus spp. 
 condição de dormência celular 
 
 
 
 
 
 Passagem do esporo para a forma vegetativa 
1) Ativação: processo de germinação do esporo; 
2) Germinação: término do processo de dormência; 
3) Crescimento interno: síntese de novas macromoléculas; Esporo  cél. vegetativa 
4) Crescimento: processo de reprodução da cél. vegetativa. 
ESTRUTURA GERAL DAS BACTÉRIAS 
12 
Organismos procariotas 
comuns (adesinas) e 
sexuais (conjugação) 
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS 
13 
 Quanto à Forma 
• Cocos: grande maioria são Gram-positivos 
 formas: diplococos, estreptococos, estafilococos, tétrades e sarcina. 
 
 
 
 
• Bacilos: predominantemente Gram-negativos 
 formas: diplobacilos e estreptobacilos 
 
• Espiralados: se dividem em vibrio, espirilo e espiroquetas. 
- Quanto à forma 
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS 
14 
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS 
15 
 Quanto à distribuição de flagelos: divididas em função do número e disposição 
• Atríquias: sem flagelos 
• Monotríquias: um único flagelo (A) 
• Lofotríquias: tufo de dois ou mais flagelos em um dos pólos (B) 
• Anfitríquias: um ou mais flagelos em cada pólo (C) 
• Peritríquias: vários flagelos ao redor da bactéria (D) 
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS 
16 
 Quanto a temperatura ótima de crescimento 
• Esternotermos: conseguem crescer em uma pequena faixa de temperatura, menor que 
10°C; 
• Euritermos: crescem mesmo que a temperatura varie entre 30 e 40°C 
• Psicrófilos: menor que 20°C 
• Mesófilos: entre 20°C e 45°C 
• Termófilos: maior que 45°C 
• Hipertermófilos: maior que 80°C 
 
 IMPORTANCIA? 
- Conservação de alimentos (pasteurização, cozimento, congelamento) 
- Pasteurização 
 
 
 
Classificação das bactérias quanto a temperatura ótima de crescimento 
17 (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003.) 
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS 
18 
 Quanto à necessidade de oxigênio 
 Microrganismos aeróbios estritos: necessitam de oxigênio 
• Aceptor final de elétrons na síntese de energia via cadeia respiratória 
• Requerido em pequenas quantidades em determinadas reações enzimáticas 
 
 Microrganismos anaeróbios estritos: 
• O oxigênio é tóxico mesmo em pequenas concentrações 
 
 Quanto à salinidade 
 parâmetro bastante conhecido para as Halófilas (que habitam ambientes salinos) 
 Técnica utilizada para inibir crescimento microbiano em alimentos 
 
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS 
19 
 Quanto à fonte de energia e carbono 
• Autótrofas: utilizam uma fonte de carbono inorgânica ou uma fonte de energia luminosa 
• Heterótrofas: necessitam de compostos orgânicos para seu crescimento. 
 
 Quanto ao pH 
• maior parte possui um pH ótimo para crescimento próximo da neutralidade 
• valores mínimos (5) e máximos (9) de pH para o crescimento 
• Maioria das cianobactérias cresce em pH ótimo maior que 7 
* Fungos: preferem ambiente ácido (pH mínimo entre 1 e 3; ótimo ± 5) 
* Protozoários: pH entre 5 e 8; ótimo ± 7 
Classificação das bactérias quanto à fonte de energia e carbono 
20 
Classificação das bactérias quanto à fonte de energia e carbono 
21 
 Quanto à característica de coloração 
 
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS 
22 
Christian Gram – patologista dinamarquês 
Método desenvolvido em 1880 
MÉTODO DE GRAM 
 Envelope celular de uma bactéria gram-positiva 
 
Bactérias Gram-Positivas versus Gram-Negativas 
23 
Tamanho: 30-100 nm 
40-80% - peptidoglicano (polímero) 
Prescott et al. (1996). 
Tamanho:20-30 nm 
40-80% - peptidoglicano (polímero) 
Presença de uma membrana externa 
Prescott et al. (1996). 
Bactérias Gram-Positivas versus Gram-Negativas 
24 
 Envelope celular de uma bactéria gram-negativa 
TIPOS DE REPRODUÇÃO 
25 
 Fissão binária 
- forma assexuada 
- células com mesmo genoma 
 da célula mãe 
 
TIPOS DE REPRODUÇÃO 
26 
 Transformação 
- forma sexuada: quando há transferência de DNA de uma célula para outra 
- Absorvem DNA do meio 
- Usado na Engenharia Genética (transferência de genes entre bactérias) 
 
 
TIPOS DE REPRODUÇÃO 
27 
 Transdução 
- forma sexuada: quando há transferência de DNA de uma célula para outra 
- DNA é transferido entre bactérias usando vírus como vetores (bacteriófagos) 
TIPOS DE REPRODUÇÃO 
28 
 Conjugação 
- forma sexuada: quando há transferência de DNA de uma célula para outra 
- DNA é transferido diretamente da bactéria doadora (“macho”) para a receptora 
- Material genético se recombina e será transmitido nas próximas gerações 
Conjugação bacteriana mostrando o pili sexual 
(macho) 
TIPOS DE REPRODUÇÃO 
29 
 Esporulação: em condições ambientais adversas 
 forma de defesa 
 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANA 
30 
 Fase Lag: síntese de 
macromoléculas requeridas 
para a replicação 
 Fase Log: células se dividem 
a uma taxa constante 
 Fase estacionária: células em 
condições de suprimento de 
energia e nutrientes 
exauridos 
 Fase de morte: algumas 
bactérias morrem e outras 
sobrevivem 
 Para demonstrar o crescimento de uma população bacteriana, usamos um gráfico semi-logarítmico. 
EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS 
31 
MEIOS DE CULTURA UTILIZADOS 
32 
MEIOS DE CULTURA UTILIZADOS 
33 
34 
 Fatores que influenciam na morte dos microrganismos: 
• Quantidade de água presente no meio: menor quantidade, menor será a 
temperatura para destruir os microrganismos 
• pH do meio: maior resistência ao calor em pH próximo a 7 
• Composição do meio: meios ricos em proteínas protegem melhor os 
microrganismos do calor 
• Idade das células microbianas: velhas são mais resistentes 
• Formação de esporos: são mais resistentes que células vegetativas 
 
FUNGOS 
CARACTERÍSTICAS 
36 
 Possui características de vegetais e animais 
 → por isso classificados em um reino a parte: Fungi 
 Principais espécies: fungos, líquens e algas do gênero Prototheca 
 São eucariontes: possuem membrana nuclear 
 Não formam tecidos verdadeiros como plantas e animais 
 Não possuem pigmento fotossintético 
Saccharomyces cerevisiae 
CARACTERÍSTICAS 
37 
 Armazenam glicogênio (igual aos animais) 
 Parede celular rígida (de quitina basicamente) 
 Micélio e ascocarpo são as estruturas típicas 
 - micélio é visível a olho nu 
CARACTERÍSTICAS 
38 
 Micélio e ascocarpo são as estruturas típicas 
 - micélio é visível a olho nu 
CARACTERÍSTICAS 
39 
 São unicelulares → leveduras 
 São multicelulares (filamentosos) → bolores e cogumelos 
 
 
 
 
 
 
 Esporos assexuados representam a forma mais comum de multiplicação 
 Bastante adaptáveis: pH de 2 a 8,5; temperatura de - 10 oC a mais de 45 oC 
CLASSIFICAÇÃO 
40 
 Fungos limosos – Fungos inferiores flagelados – Fungos terrestres 
 Fungos terrestres: 
- maioria produz micélio bem desenvolvido 
- possui reprodução assexuada e sexuada 
- espécies mais conhecidas: leveduras, bolores, cogumelos, mofo 
- 4 grupos importantes: Zygomycetes, Ascomycetes 
 Basidiomycetes, Deuteromycetes 
 
 
CLASSIFICAÇÃO 
41 
REPRODUÇÃO 
42 
• Maioria se reproduz por meio de esporos: forma assexuada 
REPRODUÇÃO 
43 
TIPOS DE REPRODUÇÃO 
44 
 Brotamento 
- Forma assexuada de reprodução em fungos 
 
TIPOS DE REPRODUÇÃO 
45 
 Fragmentação: forma assexuada 
- forma mais simples de um fungo filamentoso se reproduzir 
- um micélio se fragmenta originando novos micélios 
BENEFÍCIOS 
46 
 Produção de alimentos (queijos Gorgonzola, Roquefort, Camembert) 
 Produção de aromas (salames, salsichas) 
 Produção de enzimas industriais: hidrolíticas, proteolíticas, celulolíticas... 
 Produção de conservantes (ácidos glucônico, cítrico, fumárico e succínico) 
 Produção de celulase (degradação da celulose – ruminantes) 
 Arambel (1988): 
- Aspergillus oryzae para vacas pode aumentar a gordura do leite 
- Saccharomyces cerevisiae (levedura) e Aspergillus oryzae (bolor) tende a aumentar o numero 
de bactérias celulolíticas no rúmem 
 Fonte proteica para aves e suínos (Chavez et al., 1988) 
 Produção de antibióticos para aves e suínos 
 
PREJUÍZOS 
47 
 Deterioração de silagens e fenos 
 Produção de micotoxinas 
- Abortos e problemas reprodutivos 
- Menor produção 
- Morte 
 
PROTOZOÁRIOS 
PROTOZOÁRIOS 
49 
 Microrganismos eucarióticos e unicelulares 
 Não apresentam parede celular rígida e não contêm clorofila 
 Podem apresentar apêndices para locomoção: 
- Cílios: curtos e finos 
- Flagelos: longos, em forma de chicote 
 
 
PROTOZOÁRIOS 
50 
 Amebas: arrastam-se, emitindo parte da célula em determinada direção 
 
 
 
 
 
 
Movimento amebóide 
PROTOZOÁRIOS 
51 
 Amplamente distribuídos na natureza: 
- Vida livre (água e solo) ou simbiontes (dentro ou sobre hospedeiros vivos) 
- principalmente em ambientes aquáticos 
- alguns poder causar doenças: ex.: coccidiose; malária 
- alguns são úteis: rúmen 
 Absorvem nutrientes dissolvidos 
 Alguns são predadores: ingerem bactérias e outros protozoários 
CLASSIFICAÇÃO dos PROTOZOÁRIOS 
52 
 Flagelados: fitoflagelados e zooflagelados 
- Reprodução assexuada por fissão binária longitudinal 
- Autotróficos e/ou heterotróficos 
- Possui um ou mais flagelos 
- Comensais, simbiontes e parasitas 
- Principais gêneros: Leishmania, Trypanosoma, Giardia, Trichomonas 
 
CLASSIFICAÇÃO dos PROTOZOÁRIOS 
53 
 Ciliados: maior grupo, com cerca de 7200 espécies 
- Cílios também podem servir para obtenção de alimentos 
- Reprodução assexuada por fissão transversal 
- Reprodução sexuada sem formação de gametas 
- 1/3 das espécies são parasitas, restante de vida livre (água e solo) 
- Principais gêneros: Paramecium, Euplotes, Didinium, Balantidium 
 
Controla a reprodução 
Controla o metabolismo 
CLASSIFICAÇÃO dos PROTOZOÁRIOS 
54 
 Amebas 
- Maioria das espécies é de vida livre 
- Reprodução assexuada por fissão, reprodução sexuada com gametas flagelados 
- Movimento amebóide e alimentação por meio de pseudópodes 
- Principal gênero: Amoeba 
 
CLASSIFICAÇÃO dos PROTOZOÁRIOS 
55 
 Sporozoa 
- Estágio de formação de esporo durante o ciclo de vida 
- Reprodução assexuada por fissão múltipla, reprodução sexuada com união de gametas 
- Todas espécies são parasitas 
- Geralmente não são móveis 
- Principais gêneros: Toxoplama, Plasmodium 
 
VÍRUS 
VÍRUS 
57 
 Representam o limite entre as formas vivas e sem vida 
 Não são células como outros microrganismos discutidos 
 Considerados agentes infecciosos de plantas, animais e microrganismos 
 10 a 100 vezes menores e mais simples que uma bactéria (vistos somente em 
microscópio eletrônico) 
- Contem somente um tipo de ácido nucléico: DNA ou RNA 
- Não possuem estruturas celulares para metabolismo ou reprodução 
  por isso somente se reproduzem no interior de célulasvivas 
  processo chamado de replicação 
- Parasitas intracelulares obrigatórios 
 
58 
VÍRUS BACTERIÓFAGO 
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MULTIPLICAÇÃO VIRAL: REPLICAÇÃO 
60 
Só ocorre no interior 
de outra célula 
MULTIPLICAÇÃO VIRAL: REPLICAÇÃO 
61 
Só ocorre no interior 
de outra célula 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
62 
 Conhecimento das características microbianas é extremamente importante: 
- Usá-los na produção de alimentos 
- Usá-los em beneficio da produção animal 
- Usá-los na produção de medicamentos, enzimas, vacinas 
- Controle microbiológico de ambientes e instalações 
- Prevenção, controle e tratamento de doenças 
EXERCÍCIOS 
 Qual a diferença básica entre células eucariontes e procariontes? 
 Cite exemplos de microrganismos eucariontes e procariontes. 
 Explique e exemplifique a relação existente entre microbiologia e zootecnia. 
 Porque é importante saber a classificação das bactérias quanto a temperatura ótima de 
crescimento? 
 Cite exemplos de onde e de que forma os microrganismos podem ser úteis à criação de 
animais e produção de alimentos.