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MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA

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são bastante 
conhecidos e estudados metabolicamente. 
Nos organismos quimiotróficos, a energia é obtida basicamente através de 
reações de oxirredução, tendo como substratos os nutrientes adquiridos pelas 
células. Todo e qualquer nutriente, exibem uma energia associada aos elétrons 
presentes nas ligações inter-atômicas e, dependendo da estabilidade na 
distribuição desta energia, podemos ter compostos com ligações “ricas em 
energia”, ou seja, ligações instáveis, que facilmente liberam a energia contida. 
Assim, nos organismos quimiotróficos, pode-se falar em energia química: aquela 
liberada quando compostos orgânicos ou inorgânicos são oxidados. 
 
Reações de oxi-redução 
Oxidação: remoção de elétrons (ou átomos de hidrogênio) de um átomo ou 
molécula. 
Redução: Ganho de elétrons (ou átomos de hidrogênio) de um átomo ou 
molécula. 
Tal definição decorre do fato de que frequentemente, estas reações 
envolvem a transferência não somente de elétrons, mas sim de átomos de 
hidrogênio (na forma de H+). Como os elétrons não podem ficar isolados, “soltos”, 
estes devem fazer parte de átomos ou moléculas. Assim, toda reação de 
oxidação requer acoplada uma redução. Assim, o composto que foi oxidado 
denomina-se de doador de elétrons, enquanto aquele reduzido é o aceptor de 
elétrons. 
Mecanismos de geração de ATP 
Os organismos apresentam três mecanismos de fosforilação para a 
geração de ATP: 
1) Fosforilação em nível de substrato: onde o ATP é gerado pela 
transferência de um grupamento fosfato de alta energia a partir de um composto 
 
 
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fosforilado ao ADP. Esta ligação rica em energia geralmente foi adquirida na 
reação onde o substrato foi oxidado. 
2) Fosforilação oxidativa: Neste caso, os elétrons são transferidos do 
composto orgânico, através de uma série de carreadores a um aceptor final, 
sendo que a transferência dos elétrons entre os diferentes carreadores libera 
energia, onde parte é utilizada na geração de ATP, pela quimiosmose. 
3) Fotosforilação: que ocorre em células que contém pigmentos que 
absorvem luz. Neste caso, a energia luminosa, é convertida em ATP e NADPH, 
que serão utilizados para a biossíntese, empregando também uma cadeia de 
transporte de elétrons. 
Processos onde há a produção de energia, em quimiotróficos 
A produção de energia nos organismos quimiotróficos: pode, a grosso 
modo, ser dividida em três categorias: fermentação, respiração aeróbia e 
respiração anaróbia. 
- Fermentação: processo que ocorre na ausência de aceptores finais 
(anaeróbio). 
- Respiração: oxigênio ou outro agente oxidante atua como aceptor final 
(aeróbia ou anaeróbia). 
Uma vez que estes três processos envolvem reações de oxirredução, 
podemos diferenciá-los genericamente, de acordo com os doadores iniciais e 
aceptores finais de elétrons. Assim, temos: 
Fermentação: processo onde o doador inicial e o aceptor final de elétrons 
correspondem a moléculas orgânicas. Desta forma, a fermentação é um processo 
onde ocorre oxidação parcial dos compostos orgânicos, que podem ser açúcares, 
proteínas, ácidos, entre outros. Como o processo é parcial, há apenas uma 
pequena fração de energia liberada. Nas fermentações, o ATP é gerado a partir 
da fosforilação em nível de substrato. Por exemplo, após a quebra da glicose, 
originando ácido pirúvico, este pode ser convertido a outro composto orgânico, 
por um processo de fermentação. Assim, a fermentação é um processo que não 
depende do ciclo de Krebs, ou da cadeia de transporte de elétrons. Neste tipo de 
reação, os elétrons são transferidos das coenzimas reduzidas (NADH, NADPH) 
ao ácido pirúvico ou derivados, regenerando-os para novos ciclos de glicólise. 
 
 
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Vários tipos de fermentação são observados em diferentes microrganismos, 
sendo os exemplos mais conhecidos a fermentação alcoólica e a fermentação 
lática. 
Respiração: Processo onde o doador inicial de elétrons é oxidado, tendo 
como aceptor final de elétrons é um composto inorgânico. Quando o aceptor final 
é o oxigênio, a respiração é denominada aeróbia e quando o aceptor é outro 
composto (Sulfato, nitrato), é denominada anaeróbia. Em todos os processos de 
respiração temos a participação de uma cadeia de transporte de elétrons. 
Fotossíntese: Um dos processos mais importantes na terra, realizado por 
organismos autotróficos, que possibilita a conversão da energia luminosa em 
energia química, a qual é então utilizada para a conversão do CO2 da atmosfera 
em compostos de carbono reduzidos, especialmente açúcares. Neste processo, 
os elétrons são obtidos a partir dos átomos de hidrogênio da água. A fotossíntese 
pode ser dividida em duas etapas: fase clara a energia luminosa é utilizada na 
conversão de ADP a ATP e na redução de NADP a NADPH. Há ainda a fase 
escura, os elétrons são utilizados, juntamente com o ATP, para reduzir o CO2 a 
compostos orgânicos. 
 
7.2 Outros Tipos Metabólicos 
 
Fotoautotróficos: Utilização de compostos inorgânicos como doadores: 
Ocorre nos quimiolitotróficos, sendo as fontes o H2S, H2 e NH3. Os processos são 
similares à respiração aeróbia. A fonte de carbono é geralmente o CO2. 
Quimiolitotróficos: O CO2 é reduzido a gliceraldeído 3P (fixação), que será 
metabolizado via o ciclo de Calvin. A energia para a realização destes processos 
advém da oxidação de compostos inorgânicos (H2, NH4, NO3). As bactérias 
púrpuras e verdes usam a luz para produzir ATP; produzem NADPH a partir da 
oxidação de H2S ou compostos orgânicos (fotossíntese anoxigênica). As algas e 
cianobactérias geralmente obtêm o NADPH pela hidrólise da água, sendo um 
evento mediado pela luz (oxigênica). 
 
 
 
 
 
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UNIDADE 8 - GENÉTICA MICROBIANA 
 
A genética é o estudo das semelhanças - Hereditariedade - e diferenças – 
Variabilidade. Em se tratando de cromossomos de células procarióticas e 
eucarióticas, sabe-se que estes são estruturas densas no interior da célula que 
carregam fisicamente informações hereditárias de uma geração para outra. As 
diferenças entre os cromossomos de células procarióticas e eucarióticas podem 
ser vistas na tabela abaixo: 
Células Procarióticas Células Eucarióticas 
contém somente um cromossomo 
consiste de uma única molécula de 
DNA de fita dupla na forma circular 
não possui membrana nuclear 
é enrolado, espiralado e de forma 
altamente compacta - é cerca de 1200 
vezes maior que o tamanho da célula 
há mais do que um cromossomo por célula 
cada cromossomo consiste em uma única molécula 
longa de DNA de fita dupla enrolado em agregados 
de proteínas histonas em intervalos regulares 
possui membrana nuclear 
apresenta forma linear, e a molécula de DNA é 
cerca de 10 vezes mais longa 
 
Além do cromossomo uma célula bacteriana pode conter uma ou mais 
estrutura de DNA chamados plasmídios.O plasmídio é uma pequena molécula de 
DNA normalmente circular, auto-replicativa, que não faz parte do cromossomo 
bacteriana. Alguns carregam genes para resistência a antibióticos, ou para 
enzimas que degradam substâncias químicas complexas, ou ainda são 
bacteriocinogênicos. 
Uma célula que contém somente um de cada tipo de cromossomo é um