Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA Autor: Flávio Barbosa Ferreira Barbosa Revisão atualizada segundo o novo acordo ortográfico: Profª. Ms. Camila Menezes Coordenação Pedagógica INSTITUTO PROMINAS MÓDULO – 2 Impressão e Editoração APOSTILA RECONHECIDA E AUTORIZADA NA FORMA DO CONVÊNIO FIRMADO ENTRE UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES E O INSTITUTO PROMINAS. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 2 SUMÁRIO UNIDADE 1 - INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA ............................................................................... 3 UNIDADE 2 - CARACTERIZAÇÃO DOS MICRORGANISMOS ......................................................... 19 UNIDADE 3 - ESTRUTURAS DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS E EUCARIÓTICAS .................. 24 UNIDADE 4 - EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS E O MEIO MICROBIOLÓGICO .............................. 38 UNIDADE 5 - CULTIVO E CRESCIMENTO DOS MICRORGANISMOS .......................................... 46 UNIDADE 6 - CONTROLE DOS MICRORGANISMOS......................................................................... 58 UNIDADE 7 - METABOLISMO MICROBIANO ..................................................................................... 68 UNIDADE 8 - GENÉTICA MICROBIANA ............................................................................................... 72 UNIDADE 9 - VÍRUS .................................................................................................................................... 76 UNIDADE 10 - IMUNOLOGIA ................................................................................................................... 79 REFERÊNCIAS ............................................................................................................................................ 83 Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 3 UNIDADE 1 - INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA 1.1 A Ciência Microbiologia A Microbiologia pode ser definida como a ciência, ou ramo desta, encarregada do estudo dos microrganismos (seres microscópicos), dentre os quais podemos citar os protozoários, vírus, algas microscópicas, bactérias e fungos; que pertencem a classes e reinos diversos. Tal denominação deriva de três palavras gregas: mikros (“pequeno”), bios (“vida”) e logos (“ciência”). Ela está relacionada com todos os aspectos dos microrganismos: sua estrutura, nutrição, reprodução, genética, atividade bioquímica, classificação e identificação. Em nosso planeta, por quase todas as partes, a vida se apresenta intimamente relacionada com os microrganismos. Estes seres diminutos, invisíveis ao olho desarmado, são abundantes no solo, no mar e no ar. Se você olhar em qualquer direção, verá sinais do trabalho microbiano. Esses seres oferecem fartas evidências de sua existência -- muitas vezes de forma desfavorável, quando deterioram objetos valorizados pelo homem e provocam doenças, ou benéfica, quando fermentam álcool para a fabricação de vinho e cerveja, levedam o pão e produzem os derivados do leite. De incalculável valor na natureza, os microrganismos também decompõem restos vegetais e animais para transformá-los em gases e elementos minerais recicláveis por outros organismos. Os microrganismos são, portanto, o grupo de organismos mais amplamente distribuídos na Terra. Nenhum outro organismo tem a habilidade de alterar quimicamente as substâncias de várias maneiras como os microrganismos. Pela dificuldade em classificá-los como plantas ou animais, os microrganismos foram às vezes agrupados separadamente como protistas, seres de vida primitiva. A microbiologia estuda a distribuição e atividades dos microrganismos na natureza, sua relação com outros microrganismos e sua habilidade de causar alterações físicas e químicas no ambiente. Esta ciência se encontra atualmente dividida em partes específicas: a bacteriologia, que se ocupa do estudo das bactérias; a virologia, que pesquisa os vírus; a protozoologia, que estuda os protozoários; a ficologia, que estuda as algas; e a micologia, que Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 4 estuda os fungos. Por outro lado, pode ser classificada em teórica, ou pura, e prática, ou aplicada. A microbiologia aplicada divide-se ainda, de acordo com as especialidades, em médica, industrial, agrícola, ambiental e alimentar. 1.2 A Célula As células microbianas podem ser divididas em duas categorias com base em como a substância nuclear se apresenta dentro da célula: Células Eucarióticas, apresenta um núcleo separado do citoplasma por uma membrana nuclear; Células Procarióticas, que apresentam material nuclear sem membrana. Todos os organismos, unicelulares (constituídos de uma única célula), ou multicelulares (que contém muitas células), apresentam as seguintes características: reprodução; utilização de alimentos como fonte de energia; síntese de substâncias e estrutura celular; excreção de substâncias; resposta a alterações ambientais e; mutações (alterações súbitas em suas características hereditárias), embora ocorram raramente. Elementos diferenciais entre células procarióticas e eucarióticas: Elemento Células Procarióticas Células Eucarióticas Grupos pertencentes Bactérias, algas verde-azuis Algas, fungos, protozoários, vegetais e animais Tamanho da célula tipicamente 0.2-2.0 µm tipicamente 10-100 µm Núcleo membrana nuclear e nucléolo ausentes limitado por membrana nuclear e presença de nucléolo Organelas envolvidas por membrana ausente presentes : lisossomos, complexo de Golgi, retículo endoplasmático, mitocôndria e cloroplastos Flagelo consiste de 2 proteínas construídas em blocos complexo : consiste de múltiplos microtúbulos Glicocálice presente como uma cápsula ou camada limosa presente em algumas células que tem parede celular Parede Celular usualmente presente; quimicamente complexa (parede celular bacteriana típica inclue peptidoglicano) quando presente quimicamente simples Membrana citoplasmática não contém carboidratos e esteróis presença de esteróis e carboidratos que servem como receptores Ribossomos 70S, distribuidos no citoplasma 80S (retículo endoplasmático); 70S (mitocôndria e cloroplasto) Cromossomos (DNA) cromossomo único, circular, sem histona um ou mais cromossomos, linear, com histona Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 5 Divisão Celular fissão binária mitose Reprodução sexual transferência de DNA apenas por fragmentos envolve meiose Relação G + C (%) 28 a 73 em torno de 40 1.3 Classificação dos Seres Vivos De acordo com a definição tradicional da microbiologia, esta é uma ciência que até recentemente, era responsável pelo estudo de organismos classificados em três reinos distintos: Monera, Protista e Fungi. No entanto, a partir dos estudos de Carl Woese, a microbiologia passou a estar relacionadaa três domínios de seres vivos. Sistemas de classificação dos seres vivos: Linnaeus (séc. XVIII): reinos Animal e Vegetal Haeckel (1866): introdução do reino Protista Whittaker (1969): 5 reinos, dividos principalmente pelas características morfólogicas e fisiológicas: � Monera: Procariotos � Protista: Eucariotos unicelulares - Protozoários (sem parede celular) e Algas (com parede celular) � Fungi: Eucariotos aclorofilados � Plantae: Vegetais � Animalia: Animais No entanto, a partir dos estudos de C. Woese (1977), passamos a dispor de um sistema de classificação baseado principalmente em aspectos evolutivos (filogenética), a partir da comparação das sequências de rRNA de diferentes organismos. Com esta nova proposta de classificação, os organismos são agora subdividos em 3 domínios (contendo os 5 reinos) - Archaea: Procariotos; Bacteria: Procariotos; Eukarya: Eucariotos - empregando-se dados associados ao caráter evolutivo. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 6 Classificação dos seres vivos, de acordo com Woese (1977) (Adaptado de Pommerville, J.C.(2004) Alcamo's Fundamentals of Microbiology) A princípio, acredita-se que estes 3 domínios divergiram a partir de um ancestral comum. Provavelmente os microrganismos eucarióticos atuaram como ancestrais dos organismos multicelulares, enquanto as bactérias e archaeas correspondem a ramos que não evoluíram além do estágio microbiano. Archaea: são organismos procariotos que, frequentemente são encontrados em ambientes cujas condições são bastante extremas (semelhantes às condições ambientais primordiais na Terra), sendo por isso, muitas vezes considerados como sendo “ancestrais” das bactérias. No entanto, hoje em dia consideram-se as archaeas como um grupo “intermediário” entre procariotos e eucariotos. Muitos destes organismos são anaeróbios, vivendo em locais "inabitáveis" para os padrões humanos - fontes termais (com temperaturas acima de 100°C), águas com elevadíssimos teores de sal (até 5M de NaCl - limite de dissolução do NaCl), em solos e águas extremamente ácidos ou alcalinos (espécies que vivem em pH 0, outras em pH 10) e muitas são metanogênicas. Genericamente, podemos dizer que as Archaeas definem os limites da tolerância biológica às condições ambientais. Bacteria: Correspondem a um enorme grupo de procariotos, anteriormente classificados como eubactérias, representadas pelos organismos patogênicos ao homem, e bactérias encontradas nas águas, solos, ambientes em geral. Dentre estas, temos as bactérias fotossintetizantes (cianobactérias) e outras Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 7 quimiossintetizantes (E. coli), enquanto outras utilizam apenas substratos inorgânicos para seu desenvolvimento. Eukarya: No âmbito microbiológico, compreende as algas, protozoários e fungos (além das plantas e animais). As algas caracterizam-se por apresentarem clorofila (além de outros pigmentos), sendo encontradas basicamente nos solos e águas. Os protozoários correspondem a células eucarióticas, apigmentados, geralmente móveis e sem parede celular, nutrindo-se por ingestão e podendo ser saprófitas ou parasitas. Os fungos são também células sem clorofila, apresentando parede celular, realizando metabolismo heterotrófico, nutrindo-se por absorção. Como mencionado anteriormente, os vírus são também assunto abordado em microbiologia, embora, formalmente, não exibam as características celulares, no sentido de não apresentarem metabolismo próprio, de conterem apenas um tipo de ácido nucléico, etc. 1.4 Regras Taxonômicas As denominações específicas no mundo biológico surgem da sistemática, que pode ser descrita como "a ciência do desenvolvimento de um arranjo ordenado das espécies, dentro de cada uma das principais categorias de organismos". Sistemática = Taxonomia A ciência da taxonomia inclui a classificação (arranjo), nomenclatura (nomes) e identificação (descrição e caracterização) dos organismos vivos. Os organismos que compartilham certas características comuns são agrupados em grupos taxonômicos denominados taxa (singular táxon). O táxon básico é a espécie, que é uma coleção de cepas com características similares. Depois segue com: ESPÉCIE-GÊNERO-FAMÍLIA-ORDEM-CLASSE-DIVISÃO-REINO Regra dos nomes - SISTEMA BINOMIAL DE NOMENCLATURA Cada espécie recebe um nome constituído de duas palavras (ex. Neurospora crassa) O primeiro termo é o nome do gênero e sempre se inicia com letra maiúscula Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 8 A denominação do gênero é uma palavra latina ou grega (um novo termo composto de raízes latino ou grego, ou o nome latinizado de uma pessoa - masculino, feminino, ou neutro) Os nomes próprios dos microrganismos são sempre escrito em itálico O segundo termo do nome de um microrganismo, específico (espécie), é escrito em letras minúsculas e usualmente é descritivo: � adjetivo que modifica o nome (Bacillus albus - Bacillus branco) � adjetivo sob a forma de participio presente de um verbo (Clostridium dissolvens - que dissolve) � substantivo no caso, possesivo que modifica o nome genérico (Salmonella pullosum - Salmonella dos pintos) � nome de caráter explicativo (Bacillus radicicola - Bacillus habitante da raíz) Ocasionalmente, é necessário subdividir uma espécie em variedades. Tal atitude é tomada quando existem diferenças numa espécie, insuficientes para a criação de uma nova espécie, como por exemplo; a amostra de Streptococcus lactis que produz um aroma de malte e que é designada de Streptococcus lactis var. maltigenes. As principais propriedades de um microrganismo podem ser agrupadas nas seguintes características: morfológica, nutricional e cultural, metabólica, antigênica, patogênica e genética. Algumas ou todas as características são usadas para identificar espécies de microrganismos. Atualmente, com o desenvolvimento da Biologia Molecular, alguns métodos laboratoriais fornecem resultados mais rápidos e seguros garantindo inclusive a identificação de microrganismos ditos não-cultiváveis. 1.5 O Microscópico O olho humano desarmado é incapaz de perceber um objeto com um diâmetro menor que 0.1 mm, a uma distância de 25 cm. Os microrganismos têm dimensões de µm (1µm = 10-3mm). Surge, então, fruto da curiosidade e estudos, Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 9 o microscópio. O microscópio é um aparelho utilizado para visualizar estruturas minúsculas como as células. Acredita-se que o microscópio tenha sido inventado em 1590 por Hans Janssen e seu fiIho Zacharias, dois Holandeses fabricantes de óculos. Tudo indica, porém, que o primeiro a fazer observações microscópicas de materiais biológicos foi o neerlandês Antonie van Leeuwenhoek (1632 - 1723). Os microscópicos são classificados dependendo do princípio no qual a ampliação é baseada: ópticos (empregam dois sistemas de lentes, ocular e objetiva, através das quais a imagem ampliada é obtida) e eletrônicos (empregam um feixe de elétrons para produzira imagem ampliada). A microscopia óptica é a mais comumente utilizada no laboratório de microbiologia. Em geral, o microscópico óptico amplia o objeto até certo limite (1.000 a 2.000 vezes). Esta limitação é devida ao poder de resolução - medida do menor objeto que pode ser visto ao microscópico. Pode-se usar um meio (p.ex. óleo de cedro) com o mesmo índice de refração do vidro da lâmina, para que os raios de luz deixem a lâmina sem refração, seguindo uma direção reta para dentro da objetiva, aumentando assim o poder de resolução (P.R.) A objetiva produz uma imagem real ampliada do objeto, a qual é ainda aumentada em escala muito maior pela ocular, sendo a mesma captada pelo olho humano. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 10 O Microscópico eletrônico possui grande vantagem diante do óptico, apresenta um poder de resolução 100 vezes maior, em virtude do comprimento de onda muito curto dos raios eletrônicos utilizados. É possível resolução de objetos tão pequenos quanto 10 Ao (1Ao =10-4 µm). Produz aumentos úteis de 200.000 a 400.000. Tipos de Microscopia Aumento máx. útil Aspecto do Espécime Aplicações Microscopia Óptica Campo Luminoso 1000 - 2000 coradas ou não, quando coradas geralmente assumem a cor do corante determinação dos elementos grosseiros de bactérias,leveduras,bolores,algas e protozoários Microscopia Óptica Campo Escuro 1000 - 2000 geralmente não coradas, aparecem brilhante sobre um fundo escuro microrganismos que exibem algum dado morfológico característico em estado vivo Microscopia Óptica Ultravioleta 1000 - 2000 não visualizado diretamente; fotografado diferenciação de componentes celulares com base em > ou < absorção da luz UV. Microscopia Óptica Fluorescente 1000 - 2000 brilhante e corado, corante fluorescente técnicas diagnósticas Microscopia Óptica Controle de Fase 1000 - 2000 vários graus de brilho exames de estruturas celulares em células vivas de microrganismos maiores (leveduras,algas,protozoários, e algumas bactérias) Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 11 Microsc. Eletrônica 200.000 - 400.000 visto em tela fluorescente exames de vírus e da ultra estrutura das células microbianas 1.6 Características dos Principais Grupos de Microrganismos Os microrganismos são os menores seres vivos existentes, encontrando-se em uma vasta diversidade de ambientes e desempenhando importantes papéis na natureza. Este grupo caracteriza-se por ser completamente heterogêneo, tendo com única característica comum o pequeno tamanho dos organismos. Acredita-se que cerca de metade da biomassa do planeta seja constituída pelos microrganismos, sendo os 50% restantes distribuídos entre plantas (35%) e animais (15%). Em termos de habitat, os microrganismos são encontrados em quase todos os ambientes, tanto na superfície, como no mar e subsolo. Desta forma, podemos isolar microrganismos de fontes termais, com temperaturas atingindo até 130°C; de regiões polares, com temperaturas inferiores a -10°C; de ambientes extremamente ácidos (pH=1) ou básicos (pH=13). Alguns sobrevivem em ambientes extremamente pobres em nutrientes, assemelhando-se à água destilada. Há ainda aqueles encontrados no interior de rochas na Antártida. Em termos metabólicos, temos também os mais variados tipos, desde aqueles com vias metabólicas semelhantes à de eucariotos superiores, até outros que são capazes de produzir ácido sulfúrico, ou aqueles capazes de degradar compostos pouco usuais como cânfora, herbicidas, petróleo, etc. Uma vez que os microrganismos precederam o homem em bilhões de anos, pode-se dizer que nós evoluímos em seu mundo e eles em nosso. Desta forma, não é de se estranhar que a associação homem-microrganismo mostra-se com grande complexidade, com os microrganismos habitando nosso organismo, em locais tais como a pele, intestinos, cavidade oral, nariz, ouvidos e trato geniturinário. Embora a grande maioria destes microrganismos não cause qualquer dano, compondo a denominada “microbiota normal”, algumas vezes estes podem originar uma série de doenças, com maior ou menor gravidade. Nesta classe de organismos estão aqueles denominados patogênicos e Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 12 potencialmente patogênicos. Sabe-se que em cerca de 1013 células de um ser humano podem ser encontradas, em média, cerca de 1014 células bacterianas. No homem, estas se encontram em várias superfícies, especialmente na cavidade oral e trato intestinal. Microrganismos Características 1.Protozoários eucarióticos, unicelulares, ingerem partículas alimentares, não apresentam parede celular rígida, não contém clorofila, alguns movem-se por meio de flagelo ou cilios, e são amplamente distribuidos na natureza (principalmente aquáticos) 2. Algas eucarióticos, considerados semelhantes às plantas, contém clorofila, podem ser uni ou multicelulares, apresentam parede celular rígida, crescem em muitos ambientes diferentes (a maioria aquáticos) 3. Fungos eucarióticos, com parede celular rígida, uni ou multicelulares, desprovidos de clorofila, absorvem nutrientes dissolvidos do ambiente (não digerem alimentos) - são os bolores e leveduras Bolores fungos multicelulares, produzem estruturas filamentosas (hifas, micélios...) Leveduras fungos unicelulares, apresentam formas variadas (esférica a ovóide; elipsóide a filamentosos) 4. Bactérias procarióticos, carecem de membrana nuclear e outras estruturas intracelulares organizadas observadas nos eucarióticos, são divididas em dois grupos: Eubactérias e Arqueobactérias Eubactérias apresentam várias formas (esférica, bastonete e espirilo) e aparecem em formas agrupadas, variam de 0.5 - 5.0 µm, são unicelulares, algumas apresentam flagelos Arqueobactérias semelhantes às eubactérias pelo microscópio, porém apresentam diferenças importantes quanto à sua composição química, hábeis em viver em ambientes não usuais (lagos salinos, piscinas térmicas, fundo de pântanos) 5. Vírus não são celulares como os citados acima, são muito menores (20 a 300 nm; 1nm=1/1000µm) e mais simples em estruturas que as bactérias, contém somente um tipo de ácido núcleico circundante por um envelope protéico (DNA ou RNA), podem multiplicar-se somente dentro das células vivas, apresentam-se sob várias formas 1.7 Bactérias Existem dois grupos principais de bactérias: Eubactérias e Arqueobactérias. As diferenças fundamentais entre estes grupos são: - Quanto à composição da parede celular - eubactérias: peptidoglicano; arqueobactérias: constituída de proteínas ou polissacarídeo. - Quanto à estrutura química dos fosfolipídios da membrana citoplasmática - eubactérias: ácidos graxos de cadeia longa; arqueobactérias: contém alcoóis de cadeia longa ramificada (fitanóis). Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 13 - Quanto à síntese protéica - eubactérias: o aminoácido usado para iniciar a cadeia protéica é sempreo formilmetionina; arqueobactérias: o aminoácido é a metionina. Além do mais, as arqueobactérias são notáveis por formarem produtos finais incomuns do metabolismo, os quais as eubactérias não podem produzir como o gás metano, ou ainda por habitar ambientes extremamente adversos que muitas eubactérias não podem tolerar. Eubactérias GRUPOS EUBACTÉRIAS CARACTERÍSTICAS Gram-Negativas Espiroquetas helicoidais, com flagelo, vivem na água,lodo,insetos,animais e humanos; várias são patôgenas ao homem. Ex. Borella, Leptospira, Spirochaeta Bacilos aeróbios ou Microaerófilos helicoidais, com flagelos ou não, vivem na água, solo, animais; alguns são patôgenos ao homem. Ex. Campylobacter Cocos e Bacilos aeróbios bastonetes ou cocos, vivem na água, solo; alguns são patôgenos ao homem e animal. Ex. Acetobacter, Brucella, Xanthomonas, Rhizobium, Neisseria Bacilos anaeróbios facultativo bastonetes retos ou vibriões, vivem na água, solo, plantas intestino do homem e de animais; alguns são patôgenos. Ex. Enterobacter, Erwinia, Escherichia, Proteus, Salmonella, Shigella, Vibrio, Yersinia, Serratia Bactérias anaeróbias bastonetes e cocos, vivem no trato intestinal e causam infecções teciduais. Ex. Fusobacterium Riquétsias e Clamídeos bastonetes e cocos, muitas são patôgenas ao homem e animal, necessitam de hospedeiros vivos para se desenvolverem. Ex. Coxella, Rickttsia Fototróficas anoxigênicas bactérias púrpuras e verdes, anaeróbios, fotossintéticas, vivem em ambiente aquático, não patôgenos. Ex. Rhodopseudomonas, Chlorobium Fototróficas oxigênicas cianobactérias, fotossintéticas, produzem O2, vivem no solo e na água, não patogênicos. Ex. Anabaena, Glocotricha Bactérias deslizantes bastonetes ou filamentos, sem flagelos, vivem no solo e na água, não patogênicos. Ex. Beggiotoa Bactérias com bainha bastonetes em cadeia ou filamentos, envolvidas por uma bainha tubular, saprófitas aquáticas, não patogênicas. Ex. Crenothrix Bactérias gemulantes e/ou apendiculares saprófitas aquáticas e do solo, não patogênicas. Ex. Ancalomicrobium Quimiolitotróficas obtém energia pela oxidação da amônia, nitrito, compostos sulfurados, vivem no solo e água, não patogênicos. Ex. Nitrobacter, Nitrosomonas Gram-Positivas Cocos aeróbios, facultativos ou anaeróbios, saprófitas ou parasitas, alguns são patogênicos. Ex. Deinococcus, Staphylococus, Streptococcus, Sarcina Bactérias esporuladas bastonetes ou cocos, formam endosporos, aeróbios, facultativos ou anaeróbios, vivem no solo, água, insetos, animais, humanos, alguns são patogênicos. Ex. Bacillus, Clostridium Bacilos regulares aeróbios ou facultativos, vivem no solo, água, produtos alimentícios, alguns Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 14 causam doenças humanas. Ex. Lactobacillus, Listeria Bacilos irregulares células exibem saliência (forma de Y ou V), aeróbios facultativos ou anaeróbios, alguns são patogênicos. Ex. Actinomyces, Propionibacterium Micobactérias bastonetes aeróbios, álcool-ácido resistentes, saprófitas ou parasitas, alguns patogênicos ao homem. Ex. Mycobacterium Actinomicetos aeróbios do solo que formam micélio, hifas ramificadas, multiplicam-se por fragmentação ou por produção de esporos, alguns produzem antibióticos. Ex. Nocardia, Streptomyces Micoplasmas assumem várias formas, pois não tem parede celular, não inibidos pela penicilina, possuem esteróis como os eucariótos, habitam na mucosa do homem e de outros animais. Mycoplasma Arqueobactérias GRUPOS CARACTERÍSTICAS Metanogênicas anaeróbias, produz grande quantidade de metano, cocos, Gram-, vivem em lodoçal, açude, brejos, estação de tratamento de água de esgoto. Ex. Methanosarcina, Methanobacterium, Methanospirillum Halofílicas extremas crescem em 17 a 23% de sal (água do mar = 3% de NaCl), vivem em lagos salgados (mar morto),tanques industriais que produzem sal, alimentos salgados com sal, contém pigmento carotenóide. Ex. Bacteriorrodospsina Dependentes de enxofre vivem em fonte de água quente ácidas, crescem a 50 ou 87 oC, não crescem em pH menor que 4.0 ou 5.5, aeróbias, obtém energia da oxidação do enxofre ou de açúcares e aminoácidos. Ex. Sulfolobus, Thermoproteus Termoplasmas ausência de parede celular, temperatura ótima: 55 a 59 oC, pH ótimo: 2, as células desintegram-se em pH 7 1.8 Eucariotos Os microrganismos eucariotos podem ser divididos em 3 principais grupos : Fungos, Algas e Protozoários. De um modo geral os microrganismos eucariotos são fascinantes devido a seu ciclo de vida complexo, sua morfologia variável, seus métodos alternativos de reprodução, seus efeitos como agentes de doença e como fonte de interesse econômico e seu papel no ambiente Características Morfológicas e Nutricionais dos microrganismos Eucariotos Principais características que diferenciam os microrganismos eucariotos: Microrganismos Arranjo Celular Modo de Nutrição Motilidade Miscelânea Fungos unicelular ou multicelular quimioheterotrófico pela absorção de nutrientes solúveis não-móvel esporos sexuais ou assexuais Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 15 Algas unicelular ou multicelular fotoautotrófico pela absorção de nutrientes solúveis principalmente não-móvel pigmentos fotosintéticos Protozoários unicelular quimioheterotrófico pela absorção ou injestão de partículas de alimentos principalmente móvel alguns formam cistos 1.8.1 Fungos Os Fungos possuem parede celular, com algumas exceções, diferentemente das células animais. Não possuem clorofila (não-fotosintéticos) e formam esporos que são dispersos por correntes de ar. Sua classificação baseia- se primariamente em: características dos esporos sexuais e corpos de frutificação presentes durante os estágios sexuais, da natureza de seus ciclos de vida, características morfológicas de seus micélios vegetativos ou de suas células. Os fungos são divididos em 3 grupos: Fungos Limosos: apresentam tanto características de fungos como de protozoários, mais não são considerados fungos típicos nem protozoários típicos. Assemelham-se aos protozoários por não possuírem parede, apresentar movimentos amebóides e por nutrir-se por ingestão de partículas. Assemelham-se aos fungos por formar corpos de frutificação e esporângios divididos em duas classes principais: Acrasiomycetes e Myxomycetes. Fungos Inferiores Flagelados: incluem todos os fungos, com exceção dos limosos, que produzem células flageladas. Alimentam-se pela absorção de nutrientes e a grande maioria são filamentosos. Dividem-se em quatro classes principais: Chytridiomycetes, Hyphochytridiomycetes, Plasmodrophoromycetes e Oomycetes Fungos Terrestres: são os mais conhecidos. Incluem as leveduras, bolores, orelhas de pau, fungos em forma de taça, ferrugem, carvão, bufa-de-lobo, e cogumelos. Todos caracterizam-se pela nutrição através da absorção. Com exceção das leveduras, que são geralmente unicelulares, a maioria produz um micélio bem desenvolvido constituído de hifas septadas ou não. Não possuem células móveis e a a reprodução assexuada ocorre através de brotamento, fragmentação e produção de esporangiósporos ou conídias. A reprodução Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã- 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 16 sexuada culmina na produção de zigospóros, ascósporos e basidiósporos. Dividem-se em quatro classes principais: Zygomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes e Deuteromycetes. Em geral aqueles fungos que possuem todos os estágios sexuais são conhecidos como: Fungos Perfeitos, enquanto aqueles que não possuem todos os estágios sexuais conhecidos são chamados Fungos Imperfeitos ou Deuteromicetos. Quando se passa a conhecer estes estágios sexuais o organismo é então reclassificado numa das outras três classes. Um exemplo são algumas espécies de Aspergillus, Penicillium e Candida, que já foram reclassificados dos Deuteromycetes para os Ascomycetes. 1.8.2 Algas As algas são fotoautotróficas (algumas crescem heterotroficamente), quando crescem fotosintéticamente produzem oxigênio e utilizam CO2 como única fonte de carbono. Vivem em ambientes marinhos ou de água doce. São geralmente classificadas conforme as seguintes características: natureza e propriedade de pigmentos (clorofila a, b, c e carotenóides); natureza dos produtos de reserva e armazenamento (amido, gorduras, óleos, laminarina, crisolaminarina, paramilon); tipo, número de inserção e morfologia de flagelos; composição química e características físicas da parede celular (celulose, pectina, ácidos algínicos, compostos pécticos, ou sem parede celular) e morfologia e características das células e flagelos. Dividem-se em seis grupos principais: algas verdes, algas marrons, algas vermelhas, algas douradas, algas dinoflageladas, algas euglenóides. São de grande importância econômica, pois são imprescindíveis para a fertilidade do solo - assim como certas bactérias as algas verdes, marrons e vermelhas fixam o N2 atmosférico. Sintetizam vitaminas - o caroteno produzido por algumas algas é o precursor da vitamina A. Os peixes que injerem algas produtoras de vitamina D lipossolúveis armazenam a vitamina nos seus órgãos, assim o peixe se torna fonte da vitamina direta ao homem e animal. É fonte alimentar - a alga vermelha é cultivada no Oriente como produto alimentar; o ágar é empregado em muitos alimentos comuns do homem, como Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 17 agente de clarificação dos sucos de frutas. Em se tratando de doenças, poucas são patogênicas, e algumas liberam toxinas que são letais aos peixes. Os liquens são organismos compostos, resultantes da associação de algas e fungos, crescem em rochas, cascas de árvores, podem crescer em baixas temperaturas existentes nas elevadas altitudes e nos ambientes polares. A maior parte dos fungos liquenizados fazem parte dos Ascomycetes, e as algas liquenizadas da classe das Algas Verdes. Sempre é uma única espécie de fungo associada a uma única espécie de alga. Reproduzem-se predominantemente por processos vegetativos. A alga fornecem carboidratos e vitaminas ao fungo e o fungo fornece água e sais minerias às algas. 1.8.3 Protozoários São microrganismos com características semelhantes a animais, incluindo locomoção, ingestão de alimentos, e ausência de parede celular rígida. Estão presentes em água doce e marinha, no solo, ou podem ser simbióticos dentro ou sobre hospedeiros. Suas exigências nutricionais se concentram em pH`s relativamente neutros e temperatura ótima entre 16 e 25 oC. Em se tratando de luz, alguns protozoários realizam fotossíntese. Os principais grupos de especial interesse na microbiologia são: - Flagelados: reprodução assexuada por fissão binária, reprodução sexuada conhecida em alguns grupos, autotróficos e/ou heterotróficos, formas amebóides com ou sem flagelos, 1 ou muitos flagelos comensais, simbióticos e parasitas, ex. Leishmania, Trypanosomas, Giardia, Trichomonas. - Amoeba: a maioria são de vida livre, corpos nus ou com esqueleto externo ou interno, movimento amebóide, alimentação por meio de pseudópodes, reprodução assexuada por fissão binária, reprodução sexuada, quando presente, por gametas flagelados, ex. Amoeba. - Ciliados: o maior filo, todos possuem cílios como organela de locomoção, muitos possuem boca, presentes dois tipos de núcleos, macronúcleo que controla o metabolismo, e micronúcleo que controla a reprodução. A reprodução assexuada ocorre por fissão binária, e a reprodução sexuada nunca envolve a Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 18 formação de gametas livres, são amplamente distribuídos (águas doces, salgadas, em solos). 1/3 das espécies são parasitas, e as outras de vida livre, ex. Didimium, Paramecium. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 19 UNIDADE 2 - CARACTERIZAÇÃO DOS MICRORGANISMOS Uma população microbiana, sob condições naturais, contém muitas espécies diferentes. Chamamos essa população de uma cultura mista. São várias espécies de bactérias, leveduras, bolores, algas e protozoários, e também, inúmeros vírus. Os microbiologistas devem ser capazes de isolar, enumerar, e identificar os microrganismos em uma amostra, para então classificá-los e caracterizá-los. Uma vez obtida a cultura pura, por meio de técnicas laboratoriais, torna-se possível determinar as características de identificação dos microrganismos. 2.1 Isolamento e Cultivo de Culturas Puras Os microrganismos na natureza normalmente existem em cultura mista, como citado anteriormente, com muitas espécies diferentes ocupando o mesmo ambiente. Ao determinar as características de um microrganismo, ele deve estar em cultura pura, ou seja, em que todas as células na população são idênticas no sentido de que elas se originaram de uma mesma célula parental. Uma vez, obtida a cultura pura, por meio de técnicas laboratoriais, é possível determinar as características de identificação dos microrganismos. Em laboratório, os microrganismos são cultivados ou desenvolvidos em material nutriente denominado meio de cultura. O tipo de meio utilizado depende de vários fatores como: a origem do material a ser analisado; a espécie que se imagina estar presente nesta amostra e as necessidades nutricionais dos organismos. 2.2 Técnicas de isolamento de microrganismos O material a ser analisado é colocado no meio de cultura - inóculo - O processo de inoculação pode ser feito mediante: Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 20 � técnica de esgotamento por meio de estrias superficiais - a amostra é semeada na superfície do meio solidificado com uma alça de semeadura para esgotar a população, assim em algumas regiões do meio, células individuais estarão presentes. � técnica de semeadura em superfície - uma gota da amostra diluida é colocada na superfície do ágar e com o auxílio de uma alça de semeadura de vidro (alça de Drigalky) esta gota é espalhada sobre o meio. � método de pour-plate - a amostra é diluida em tubos contendo meios liquefeitos (45 oC). Após homogeneização são distribuidos em placas de Petri;e após a solidificação dos meios as placas são incubadas. As colônias se desenvolverão tanto acima quanto abaixo da superfície (colônias internas). Em cada uma dessas técnicas o objetivo é diminuir a população microbiana, assim as células individuais estarão localizadas a certa distância umas das outras. As células individuais se estiverem distante o suficiente, produzirão uma colônia que não entra em contato com outras colônias. Todas as células em uma colônia têm o mesmo parentesco. Para isolar uma cultura pura, uma colônia individual é transferida do meio para um tubo de ensaio. 2.3 Conservação das Culturas Puras Uma vez que os microrganismos tenham sido isolados em cultura pura, é necessário manter as culturas vivas por um período de tempo com o objetivo de estudá-las. Para armazenar por um período curto, as culturas podem ser mantidas à temperatura de refrigeradores (4 a 10 oC). Para armazenar por um período longo, as culturas são mantidas em nitrogênio líquido (-196 oC) ou em freezers (-70 a -80 oC), ou ainda congeladas, e então desidratadas e fechadas à vácuo em um processo denominado liofilização. Dentre alguns dos mais usados métodos de conservação para microrganismos temos: � transferência periódica para meios novos � sob camada de óleo mineral Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 21 � liofilização � congelamento As coleções de culturas são bancos de microrganismos e outras células que estão à disposição de pesquisadores, professores, investigadores de patentes, e todo aquele que necessite estudar um tipo particular de microrganismos - um conjunto de células de referência de uma coleção de cultura padrão. As células são congeladas em cubas de nitrogênio líquido ou liofilizadas para resistir a qualquer variação que possa destruir a identidade da célula original. 2.4 Preparo dos Microrganismos para a Microscopia A microscopia é uma das principais técnicas usadas para caracterizar os microrganismos. Existem dois métodos gerais utilizados para preparar espécimes microbiológicos para observação por meio do microscópico luminoso. � Técnica entre lâmina e lamínula e gota pendente - utiliza uma suspensão de microrganismos vivos em uma gota ou uma camada líquida. Estas preparações (a fresco) são especialmente úteis quando a estrutura de um microrganismo pode ser distorcida pelo calor ou agentes químicos, ou quando o microrganismo não se cora facilmente. � Técnicas de Coloração - a camada fina do espécime é seca e corada, assim os microrganismos ficam fixados à superfície e apresentam-se corados para facilitar a visualização. Usadas para mostrar as várias estruturas dos microrganismos, para identificar e separar suas estruturas internas e para ajudar a identificar e separar microrganismos similares. As principais etapas do preparo de um espécime microbiano corado para exame microscópico são: � Confeccionar um esfregaço, ou uma camada fina do espécime sobre uma lâmina de vidro � Fixar o esfregaço seco à lâmina, usualmente com o calor, para fazer aderir o microrganismo à lâmina � Coloração com um ou mais corantes Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 22 A Coloração Simples é aquela em que os microrganismos são corados com uma única solução de corante (ex: azul de metileno para leveduras, ou bolores). A Coloração diferencial é caracterizada pela utilização de mais de uma solução de corante (ex: coloração de álcool-ácido para bactéria causadora da tuberculose). O método mais conhecido de coloração diferencial e chamado de Coloração de Gram; neste processo, o esfregaço bacteriano é tratado com os reagentes na seguinte ordem: o corante púrpura cristal violeta, a solução de iodo (substância que fixa o corante no interior da célula), o álcool (remove o corante de certas bactérias) e o corante vermelho safranina. As bactérias Gram-positivo, retém o corante cristal violeta e aparecem coradas em violeta-escuro; e as bactérias Gram-negativo, perdem o cristal violeta quando tratadas com álcool, são então coradas com o corante safranina e aparecem coradas em vermelho. 2.5 Informações Utilizadas para Caracterizar os Microrganismos As técnicas laboratoriais para caracterizar os microrganismos variam desde uma microscopia relativamente simples à análise de material genético encontrado na célula. As principais categorias de informações usadas para caracterizar espécies diferentes são: � Características Morfológicas - tamanho, forma e arranjo das células � Características Metabólicas - maneira pela qual o microrganismo desenvolve os processos vitais � Características Antigênicas - os anticorpos produzidos em animais de laboratórios podem ser usados para detectar a presença de antígenos únicos em culturas bacterianas e são usados para caracterizar os microrganismos � Características Patogênicas - importante determinar se o microrganismo causa doença (patogênico) ou não causa doença (não-patogênico) � Características Genéticas - a maioria dos microbiologistas conta atualmente com técnicas que permitem realizar análises genéticas para classificar ou identificar os microrganismos ou compreender a sua atividade. A sonda de DNA é um exemplo de procedimento genético rápido e amplamente utilizado - Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 23 uma fita de DNA de uma espécie conhecida é misturada com uma fita de uma espécie desconhecida. Se os microrganismos são da mesma espécie, as duas fitas se combinarão, ou se ligarão. Esta combinação aparece como uma fita dupla de DNA com um marcador ligado. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 24 UNIDADE 3 - ESTRUTURAS DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS E EUCARIÓTICAS 3.1 Ultra-estrutura dos Microrganismos Procarióticos A maioria das bactérias (organismos procarióticos) é unicelular e apresentam uma forma simples (esférica, cilíndricas ou espiraladas), apesar dos 3,5 a 4 bilhões de anos durante os quais elas tem evoluído. A estrutura geral de uma célula (bacteriana) procariótica típica é mostrada abaixo: As bactérias são extremamente variáveis quanto ao tamanho e formas que apresentam. Até recentemente acreditava-se que as menores bactérias apresentavam cerca de 0,3 µm (ex: Mycoplasma), entretanto, já existem relatos de células menores, denominadas “nanobactérias” ou “ultramicrobactérias”, com tamanhos variando de 0,2 a 0,05 µm de diâmetro, sendo algumas inclusive já cultivadas em laboratório. Há ainda controvérsias quanto a este grupo, pois vários autores acreditam ser meros artefatos. Muitas bactérias medem de 2 a 6 µm de comprimento, por 1 a 2 µm de largura, mas certamente estes valores não podem ser definidos como absolutos, pois eventualmente encontramos bactérias de até 500 ou 800 µm, como no caso de Epulopiscium ou Thiomargarita. Em relação às formas, a maioria das bactérias estudadas segue um padrãomenos variável, embora existam vários tipos morfológicos distintos. De maneira geral, as bactérias podem ser agrupadas em três tipos morfológicos gerais: cocos, bacilos e espiralados. Os cocos correspondem a células arredondadas, podem se dividir sem um plano de orientação definido, o que leva a um grande número de arranjos diferentes. Assim temos os cocos isolados, diplococos (Neisseria, pneumococos), Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 25 tetracocos, sarcinas (cubos contendo 8 células), estreptococos (cocos em cadeia) e estafilococos (cocos formando massas irregulares). Os bacilos têm forma de bastonetes, podendo apresentar extremidades retas (Bacillus anthracis), arredondadas (Salmonella, E. coli), ou ainda afiladas (Fusobacterium). Como seu plano de divisão é fixo, ocorrendo sempre no menor eixo, os bacilos exibem uma menor variedade de arranjos, sendo, vistos de regra, encontrados isolados, como diplobacilos ou ainda como estreptobacilos. Há ainda um arranjo, denominado “em paliçada”, também denominado letras chinesas, que é típico do gênero Corynebacterium. Tal tipo de arranjo ocorre porque a parede celular desses organismos é dupla e no momento da divisão celular ocorre a ruptura de apenas uma das camadas, deixando as células unidas pela camada de parede que não se rompeu. Os bacilos podem ainda apresentar-se como pequenas vírgulas (Vibrio cholerae) ou em forma de meia lua (Selenomonas). Quanto aos Espiralados sua nomenclatura é bastante controvertida ainda. Um tipo de classificação divide os espiralados em dois grupos, os espiroquetas, que apresentam uma forma de espiral flexível, possuindo flagelos periplasmáticos. O outro grupo são os espirilos, que exibem geralmente morfologia de espiral incompleta e rígido. Geralmente os espiralados são microrganismos bastante afilados, de difícil observação por microscopia de campo claro, sendo muitas vezes analisados por meio da microscopia de campo escuro, ou de técnicas de coloração empregando a impregnação por sais de prata. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 26 Há ainda formas intermediárias como os coco-bacilos; formas pleomórficas (quando o microrganismo não tem uma morfologia padrão), tal como Mycoplasma; ou ainda formas de involução, originadas quando o meio encontra- se desfavorável ao desenvolvimento. Nesses casos, como o organismo deixa de realizar os processos metabólicos (nutrição e divisão celular) adequadamente, este sofre alterações morfológicas. Há também bactérias apresentando apêndices, tais como extensões celulares na forma de longos tubos ou hastes (prostecas) (Rhodomicrobium vannielii). Além destas bactérias, estudos vêm revelando a ocorrência de bactérias com formas bastante peculiares, tais como células estreladas ou retangulares. A ultra-estrutura bacteriana começou a ser estudada em maiores detalhes nas décadas de 50 e 60, a partir do melhoramento das técnicas de microscopia eletrônica. Os procedimentos adotados incluíam a lise celular, seguida de centrifugação para promover a separação dos vários componentes sub-celulares, que podiam agora ser purificados e analisados bioquimicamente. Flagelos Estruturas longas, delgadas e relativamente rígidas, apresentando cerca de 20 nm de espessura e 15 a 20 µm de comprimento, responsáveis pela locomoção das bactérias. Devido à sua pequena espessura, os flagelos somente podem ser visualizados por meio de colorações específicas, microscopia de campo escuro, ou por microscopia eletrônica. De acordo com o número e distribuição dos flagelos, as bactérias podem ser classificadas como: atríquias (sem flagelos), monotríquias (um único flagelo), anfitríquias (um flagelo em cada extremidade), lofotríquias (um tufo de flagelos em uma, ou ambas as extremidades) e peritríquias (apresentando flagelos ao longo de todo o corpo bacteriano) Alguns microrganismos apresentam flagelos denominados periplásmicos ou periplasmáticos. Estes flagelos são encontrados apenas nos espiroquetas (sendo muitas vezes denominados de filamentos axiais). Como o próprio nome indica, estes flagelos situam-se no periplasma, localizando- se abaixo da membrana externa destas bactérias. Os flagelos periplasmáticos Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 27 originam-se a partir dos pólos celulares, voltando-se em direção ao centro da célula, envolvendo a membrana citoplasmática do corpo bacteriano. Bactéria lofotríquia - (Adaptado de Tortora et al., 1998 - Microbiology) Pêlos (pili) e fímbrias Muitas bactérias Gram-negativo apresentam apêndices finos (3 a 10 nm), retos e curtos, denominados fímbrias. Geralmente estas são bastante numerosas, podendo atingir números de 1000 ou mais por célula. Como são muito pequenas e delgadas, somente podem ser visualizadas pela microscopia eletrônica. As fímbrias são de natureza protéica, compostas por subunidades repetitivas de uma proteína denominada genericamente de pilina. As fímbrias possuem, geralmente em sua extremidade, e algumas vezes ao longo da estrutura, proteínas distintas, denominadas adesinas, as quais mediam a adesão específica da célula bacteriana a diferentes substratos. Micrografia eletrônica de varredura de bacilos apresentando fímbrias (Adaptado de An Electronic Companion to Microbiology) Muitas bactérias podem ainda apresentar outro tipo de apêndice, denominado pilus F ou fímbria sexual, o qual exibe semelhanças estruturais com as fímbrias. No entanto, este tipo de fímbria é normalmente encontrado em um menor número nas células, variando de 1 a 10. O pilus F corresponde a uma estrutura bastante longa e menos rígida que as fímbrias convencionais, estando envolvidas no reconhecimento de outras bactérias, em um processo de Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 28 transferência de genes denominado conjugações. Atualmente, diferentes tipos diferentes de fímbrias vêm sendo descritos, sendo vários destes associados à adesão, ou à virulência. Bactérias Gram-positivo podem, muitas vezes, apresentar estruturas fibrilares (diferentes de fímbrias) em sua superfície, provavelmente também envolvidas nos processos de adesão a substratos. Micrografia eletrônica colorizada, revelando a longa fímbria sexual (pilus F) Observar também a presença de fímbrias Glicocálice A cápsula pode ser definida como uma camada externa à parede celular, geralmente apresentando-se como um material viscoso, fortemente associado à superfície celular, geralmente de natureza polissacarídica e raramente protéica. Por outro lado, o termo camada limosa é algumas vezes definido como uma zona difusa, contendo material pouco organizado, sendo facilmente removida. A presença desta estrutura normalmente confere vantagens às bactérias, pois suas principais funções incluem: ligação às células do hospedeiro, fator de virulência por dificultar a fagocitose e também a proteção, seja aumentando a resistênciaao dessecamento, uma vez que armazena grandes quantidades de água, fonte de nutrientes e proteção contra a infecção por bacteriófagos, ou interação com anticorpos. Em odontologia, a presença da cápsula pode ser considerada como um importante fator de virulência para o principal agente cariogênico - Streptococcus mutans, que sintetiza uma cápsula composta por um homo-polissacarídeo denominado glucano (produto da degradação da sacarose em glicose e frutose). Tal polímero adere-se firmemente à parede celular do microrganismo e permite sua aderência ao esmalte, favorecendo sua colonização. Outros microrganismos apresentam cápsula de natureza heteropolimérica - S. pneumoniae. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 29 Eventualmente, a cápsula pode ser de natureza polipeptídica, como em B. anthracis (ácido glutâmico, na forma D). Micrografia óptica, empregando a tácnica de coloração negativa, revelando células capsuladas (Adaptado de Tortora et al., Microbiologia, 1998) Parede celular Estrutura presente na maioria das bactérias conhecidas, exceto em micoplasmas e algumas Archaea, que não a possuem. Corresponde a uma das estruturas mais importantes nas células bacterianas, estando localizada na porção mais externa, acima da membrana citoplasmática. Devido à sua grande rigidez, a parede celular é responsável pela manutenção da forma do microrganismo. Como o ambiente intracelular é bastante concentrado em relação ao meio externo, (variando de 2 a até 10 atm), a parede atua como uma barreira física rígida, que mantém a forma celular, impedindo que a célula estoure em decorrência do grande turgor. Além disso, a parede celular atua como uma barreira de proteção contra determinados agentes físicos e químicos externos, tais como o choque osmótico. A parede pode ainda desempenhar importante papel em microrganismos patogênicos, em decorrência de presença de componentes que favorecem sua patogenicidade, tais como antígenos ou moléculas envolvidas no reconhecimento celular. Em 1884, Christian Gram desenvolveu um método de coloração de bactérias que permitia sua separação em dois grupos distintos, as Gram-positivo (que se coravam em roxo) e as Gram-negativo (que coravam-se em vermelho). A partir do advento da microscopia eletrônica e do aperfeiçoamento das técnicas de análise bioquímica dos diferentes componentes celulares, foi verificado que esta diferença entre as bactérias Gram-positivo e Gram-negativo era, provavelmente, devida às diferenças de composição e estrutura das paredes celulares. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 30 Assim, quando observadas sob microscopia eletrônica de transmissão, as bactérias Gram-positivo apresentam uma parede celular espessa (de 20 a 80 nm), de aspecto homogêneo, enquanto as células Gram-negativo exibem uma parede mais delgada (de 9 a 20 nm) e de aspecto bastante complexo, aparentemente apresentando mais de uma camada. A microscopia eletrônica de varredura revelou outras diferenças entre estes dois grupos de organismos. As Gram- positivo exibiam a superfície mais lisa e homogênea, enquanto as Gram-negativo apresentavam-se com maior complexidade superficial. A parede celular é composta de peptideoglicano (mureína ou mucopeptídeo), um composto exclusivamente encontrado no domínio Bacteria, sendo o responsável pela rigidez da parede celular. O peptideoglicano corresponde a um enorme polímero complexo que, em bactérias Gram-positivo pode formar até 20 camadas, enquanto em células Gram-negativo está presente, formando apenas uma ou duas camadas. O peptideoglicano confere rigidez à parede, embora exiba certo grau de elasticidade e também porosidade. Nas bactérias Gram-positivo, cerca de 90% da parede celular é composta pelo peptídeoglicano. O restante da parede é composto essencialmente por ácido teicóico. Nas bactérias Gram-negativo, apenas cerca de 10% da parede corresponde ao peptideoglicano, existindo geralmente como uma camada única ou dupla. Os demais componentes da parede celular de bactérias Gram-negativo serão analisados posteriormente. Esquema ilustrando o espesso peptideoglicano de bactérias Gram-positivo (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 31 O componente adicional da parede celular de Gram-negativo é a Membrana Externa. Esta corresponde a uma segunda bicamada lipídica (semelhante à membrana plasmática), localizada acima do peptideoglicano, contendo fosfolipídeos, lipoproteínas, proteínas e também lipopolissacarídeos. Quando comparada à membrana citoplasmática, a membrana externa exibe maior permeabilidade a pequenas moléculas, tais como glicose ou outros monossacarídeos. Acredita-se que esta camada pode conferir maior rigidez à parede celular das bactéria Gram-negativo. A face exterior da membrana externa é rica em lipopolissacarídeos (LPS), inexistentes na membrana citoplasmática. Estes componentes são também denominados de endotoxina, uma vez que provocam febre, choque e eventualmente morte, quando injetados em animais. O LPS é uma molécula complexa, composta por 3 regiões distintas: lipídeo A, polissacarídeo central e cadeia polissacarídica lateral O, ou Antígeno O. Esquema da parede celular de organismos Gram-negativo (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) OBS: as paredes celulares das Arqueobactérias diferem das Eubactérias tanto em composição química quanto na estrutura. Tais paredes contêm proteínas, glicoproteínas ou polissacarídeos completos. Não contém peptideoglicano. Membrana Citoplasmática Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 32 Estrutura delgada, com cerca de 8 nm, composta por uma bicamada fosfolipídica (podendo apresentar 7 tipos de fosfolipídios diferentes), entremeada de proteínas (cerca de 200 tipos distintos), atuando como importante barreira osmótica, altamente seletiva. A membrana citoplasmática dos microrganismos pode ser responsável pela intensa atividade enzimática específica, e do transporte de moléculas para dentro e para fora da célula. Atua na síntese de parede celular. Normalmente, as membranas de organismos procariotos apresentam maiores concentrações de proteínas que as membranas eucarióticas, tendo em vista a ausência de organelas citoplasmáticas nas bactérias. A bicamada fosfolipídica é composta por glicerol ligado a duas cadeias de ácidos graxos, através de ligações do tipo éster, com proteínas entremeadas. Tanto as proteínas como os fosfolipídios podem mover-se lateralmente ao longo da membrana. Esta é estabilizada principalmente por interações hidrofóbicas e por pontes de H. Paralelamente, os íons Ca+2 e Mg+2 também participam, interagindo ionicamente com as cargas negativas dos fosfolipídios. Via de regra, os fosfolipídios bacterianos contém ácidos graxos com cadeias não ramificadas de 16 a 18 átomos de carbono. Esta composição pode ser variável, de acordo com as condições ambientais. Assim, quando cultivadas em temperaturas baixas,há um aumento da proporção de ácidos graxos insaturados, aumentando consequentemente a fluidez da membrana. Por outro lado, aumentando o grau de saturação, as cadeias tornam-se mais rígidas, pois as moléculas têm maior capacidade de associação. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 33 Esquema da membrana citoplasmática bacteriana (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) OBS: via de regra, exceto no caso dos micoplasma (bactérias desprovidas de parede celular), micoplasmas, as membranas procarióticas não apresentam esteróis, como observado em eucariotos. Entretanto, muitas bactérias apresentam moléculas pentacíclicas, semelhantes a esteróis, denominadas hopanóides, talvez conferindo maior rigidez à membrana. A presença de esteróis na membrana citoplasmática de micoplasmas pode ser justificada pela ausência da parece celular, neste grupo de organismos. Mesossomos Correspondem a extensas invaginações da membrana citoplasmática, em forma de vesículas, lamelas ou túbulos. Geralmente são encontrados com maior abundância em Gram-positivo, mas também presentes em Gram-negativo. Até hoje, sua existência e funções são ainda debatidas pelos pesquisadores. Diversas funções têm sido atribuídas aos mesossomos, tais como a participação na segregação dos cromossomos durante a divisão, papel respiratório, papel na esporulação, ou até mesmo como sendo um mero artefato decorrente dos procedimentos utilizados para a preparação microscópica dos espécimes. A partir do achado de extensos mesossomos em bactérias de grandes dimensões, acredita-se que sua principal função seja de aumentar a superfície da membrana, aumentando assim o conteúdo enzimático das células. Estruturas Celulares Internas da Membrana Citoplasmática (Citoplasma) A área citoplasmática (porção fluida) tem em torno de 80% de água, além de ácidos nucléicos, proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos, muitos compostos de baixo peso molecular, e partículas com várias funções: � Ribossomos - partículas densas, onde ocorre a síntese protéica. Encontradas em todas as células procarióticas e eucarióticas. Consistem em 2 subunidades de tamanhos diferentes (50S e 30S), que juntas formam o ribossomo Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 34 bacteriano 70S; (S= unidade de quão rápido a partícula sedimenta quando centrifugada em alta velocidade). � Poli-ß-hidroxibutirato (PHB) - material lipídico solúvel em clorofórmio. Atua como uma reserva de carbono e fonte de energia. � Inclusões - diferentes tipos de substâncias químicas que se acumulam formando depósitos insolúveis. Os grânulos e inclusões não são comuns a todas as células bacterianas. A área nuclear não apresenta núcleo delimitado por membrana, e ocupa uma porção próxima do centro da célula - parece estar ligado ao sistema "membrana citoplasmática-mesossomo". O nucleóide consiste em um único cromossomo (DNA) circular. O cromossomo é a estrutura interna das células que fisicamente carrega a informação hereditária de uma geração para outra. Formas Latentes de Microrganismos Procarióticos - Esporos e Cistos Os esporos são formas inativas (não estão em crescimento), que podem viver em condições desfavoráveis, como dessecamento e calor, mas se expostas novamente em condições ambientais apropriadas começam a crescer e tornar-se células vegetativas metabolicamente ativas. Quando se formam dentro da célula são chamados ENDÓSPOROS, e são exclusivos das bactérias. Possuem parede celular espessa, brilham muito com a luz do microscópico, e são altamente resistentes às mudanças ambientais - a maioria suporta ate 80 oC/10min. O esporo contém o ácido dipicolínico (DPA) não encontrados em células vegetativas, responsável por 5 a 10% do peso seco do endósporo, ocorre em combinação com grande quantidade de cálcio, e provavelmente contribui na resistência ao calor. Durante a esporulação ocorre um processo de desidratação, eliminando a maior parte de água do esporo, o que possivelmente também vem contribuir para a resistência ao calor. Os cistos apresentam estrutura e composição química diferente dos endósporos, e não apresentam alta resistência ao calor. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 35 3.2 Ultra-estrutura dos Microrganismos Eucarióticos - Fungos, Algas e Protozoários A característica predominante das células eucarióticas é o núcleo com cromossomos lineares, envolvidos por uma membrana (carioteca) que não é encontrada em procariotos. A membrana nuclear contém muitos poros grandes, através dos quais proteínas e RNA podem passar para o citoplasma. Esta também dá origem ou é contínua ao retículo endoplasmático, organela onde as proteínas são sintetizadas. O núcleo, esférico ou oval, é a maior organela na célula eucariótica. Nele estão contidas as informações hereditárias da célula na forma de DNA, formados de 5 a 10% de RNA e o restante de proteínas. Os flagelos e cílios se apresentam como estruturas delgadas, ocas, utilizadas para locomoção, diferem dos das células procarióticas, no que a energia necessária para movimentar estes apêndices prover da hidrólise do ATP. A parede celular é encontrada nas plantas, algas e fungos, e possuem a função de manter a forma da célula e evitar que sofra lise pela pressão osmótica. Eucariotos Composição da Parede Celular Plantas polissacarídeos - celulose e pectina fungos filamentosos quitina e celulose leveduras unicelulares mananas - um polímero de manose Algas celulose ou outro polissacarídeo, e CaCO3 A membrana citoplasmática possui morfologia e funções semelhante as das células procarióticas, porém apresentam características diferenciais destas células como: a presença de esteróis - principalmente colesterol - os quais entrelaçam-se na bicamada lipídica e conferem resistência à membrana citoplasmática dos eucariotos que não apresentam parede celular e; é reforçada por fibras de microtúbulos formados pelas proteínas actina e miosina. Em geral Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 36 não possuem enzimas envolvidas no metabolismo gerador de energia. Internamente, na região citoplasmática, as organelas celulares são estruturas envolvidas por uma membrana com funções específicas tais como, a fotossíntese, respiração, síntese protéica, etc. O retículo endoplasmático se encontra conectado às membranas nuclear e citoplasmática, podem ter ribossomos ligados (rugosos) ou sem ribossomos ligados (lisos). Neste local as proteínas produzidas pelos ribossomos presentes nesta organela, são liberadas no citoplasma. Estão envolvidos na síntese de glicogênio, lipídeos e esteróides. O centro de empacotamento ou distribuição da célula é conhecido como complexo de Golgi. Ele é responsável pelo "transporte seguro" dos compostos sintetizados, para o exterior da célula, e também pela proteção da célula ao ataque de suas próprias enzimas. No complexo de Golgi enzimas que foram sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso (proteases,nucleases, glicosidases, sulfatases, lipases, e fosfatases) são empacotadas dentro de organelas chamadas lisossomos. As proteínas sintetizadas no R.E. rugoso, são levadas para o complexo de Golgi, onde os açucares são adicionados a estas para produzir as glicoproteínas. É nas mitocôndrias o local onde o ATP é gerado durante a respiração aeróbia. A membrana interna desta organela é altamente invaginada (cristas) - as quais aumentam a área da superfície disponível para a atividade respiratória. Estas estruturas assemelham-se ás células procarióticas em vários aspectos como: medida em torno de 0.5 a 1.0 µm de diâmetro; contém seus próprios ribossomos, que também são 70S, em vez de 80S como os presentes no citoplasma eucariótico; contém seu próprio DNA, o qual é uma molécula única, em fita dupla como nos procariotos - este DNA carrega informações genéticas para a síntese de um número limitado de proteínas que são produzidas nos ribossomos mitocondriais. São capazes de se dividir para formar uma nova mitocôndria, praticamente da mesma forma que as células procarióticas se dividem - se dividem independentemente do núcleo celular, entretanto são incapazes de se dividirem se forem removidos do citoplasma. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 37 Estruturas parecidas às mitocôndrias são os cloroplastos, presentes nas plantas e nas algas, também são organelas geradoras de energia. O cloroplasto é o sitio das reações fotossintéticas e apresenta um DNA circular (como nos procariotos) o qual codifica proteínas no ribossomo destas organelas (70S) e enzimas necessárias para a utilização de CO2 no ar. Possui a membrana interna dobrada no estroma (citoplasma dos cloroplastos) para formar pilhas de sacos em forma de disco ou fita chamadas tilacóides - contêm pigmentos clorofila e carotenóides. São capazes de se dividir por fissão binária no citoplasma como as mitocôndrias. Formas Latentes dos Microrganismos Eucariotos - Esporos e Cistos Os fungos produzem esporos sexuais e assexuais. Algumas características destas formas latentes de vida são: � os esporos sexuados são resultado de 2 células reprodutivas (gametas) em uma célula fertilizada. São produzidos menos frequentemente e em menor número que os esporos assexuados � os esporos assexuados são produzidos por hifas aéreas, e tem a função de disseminar a espécie. São especialmente estruturados para serem dispersos do talo-mãe. São normalmente brancos quando récem produzidos, e depois adquirem cores características coma a idade � os esporos dos fungos terrestres podem ser recobertos por camadas espessas para evitar ressecamento. Podem ser leves para serem carregados em correntes de ar � Em relação aos cistos, estes são produzidos por muitos protozoários e podem apresentar função de proteção ou de reprodução para estes eucariotos. Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 38 UNIDADE 4 - EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS E O MEIO MICROBIOLÓGICO Os microrganismos exibem os mais diversos mecanismos nutricionais. Em relação aos procariotos (Bacteria e Archaea), a nutrição ocorre predominantemente pela absorção, uma vez que a grande maioria destes organismos possui uma espessa parede celular, impossibilitando a realização de fagocitose. Os seres vivos podem ser classificados de acordo com as fontes de energia e de carbono que utilizam para seu crescimento. Assim, em relação às fontes de energia, tempos os organismos fototróficos (que utilizam a energia luminosa) e os quimiotróficos (que utilizam a energia proveniente de reações químicas). Em relação às fontes de carbono, temos os organismos autotróficos (fontes inorgânicas) e os heterotróficos (fontes orgânicas). Dentre os procariotos, iremos encontrar exemplos em todas as possíveis classes de organismos. 4.1 Elementos Químicos como Nutrientes Os nutrientes são definidos como as substâncias encontradas no ambiente, que participam do anabolismo e catabolismo celular, podendo ser divididos em dois grandes grupos: macronutrientes, que são necessários em grandes quantidades e micronutrientes, necessários em pequenas quantidades. Alguns nutrientes são utilizados como fonte de material para a biossíntese das moléculas, Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 39 enquanto outros correspondem a fontes de energia, necessária aos processos biossintéticos e de manutenção dos organismos. Muitas vezes, diferentes nutrientes podem apresentar os dois papéis descritos acima. Os elementos químicos principais para o crescimento da célula são: carbono, nitrogênio, oxigênio, enxofre e fósforo. Porém, uma gama de macro e micronutrientes pode ser citada como elementos importantes quando se trata de nutrição microbiana. São eles: - Principais Macronutrientes Carbono: corresponde à base de todas as moléculas orgânicas. Entre os procariotos melhor estudados até o momento, a maioria requer algum tipo de composto orgânico como fonte de carbono, o qual pode ser de diferentes variedades (aminoácidos, ácidos orgânicos, açúcares, bases nitrogenadas, etc). Nitrogênio: corresponde ao segundo elemento mais abundante nas células, compondo proteínas, ácidos nucléicos e peptideoglicano. Podemos encontrar o nitrogênio sob a forma de compostos orgânicos ou inorgânicos, sendo ambas as formas prontamente utilizadas por um grande número de procariotos. Assim, a partir da degradação de proteínas e ácidos nucléicos, bem como a partir de amônia e nitrato, os organismos utilizam o nitrogênio presente na natureza. Embora o nitrogênio esteja em grandes concentrações na atmosfera, este não é amplamente utilizado, exceto por aqueles organismos denominados fixadores de N2. Hidrogênio: elemento presente em proteínas, açúcares e demais moléculas orgânicas. Fósforo: encontrado em compostos orgânicos (ácidos nucléicos) ou inorgânicos (fosfatos), sendo importante na composição de ácidos nucléicos e fosfolipídeos. Em sua maioria, os microrganismos utilizam o fósforo sob a forma de compostos inorgânicos. Enxofre: compondo a cisteína e metionina, estando presente também em várias vitaminas (tiamina, biotina). Na natureza, o enxofre sofre uma série de transformações, as quais são exclusivamente realizadas por microrganismos. A Site: www.ucamprominas.com.br E-mail: ouvidoria@institutoprominas.com.br ou diretoria@institutoprominas.com.br Telefone: (0xx31) 3865-1400 Horários de Atendimento: manhã - 08:00 as 12:00 horas / tarde - 13:15 as 18:00 horas 40 principal fonte de enxofre para os microrganismos corresponde aos sulfatos inorgânicos ou H2S. Potássio: necessário para todos os microrganismos, devido ao seu papel ativador de várias enzimas, tais como aquelas envolvidas na tradução. Magnésio: necessário geralmente em grandes quantidades, uma vez que tem papel na estabilização de ribossomos, membranas e ácidos nucléicos, sendo também importante para o funcionamento de diferentes enzimas, especialmente aquelas envolvidas na transferência de fosfato. Cálcio: embora não seja essencial ao crescimento da maioria dos microrganismos, tem papel de estabilização da parede celular e de termorresistência
Compartilhar