Microbiologia - Unid 4B - Bacterias (crescim

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Bactérias
Unidade 4 (continuação)
Prof. Dr. Maurício Emerenciano
Disciplina: Microbiologia
Universidade Estadual de Santa Catarina (UDESC)
Centro de Educação Superior da Região Sul (CERES)
mauricioemerenciano@hotmail.com
Crescimento das 
Bactérias
Crescimento das Bactérias
Tema aula: Bactérias
Fatores que influem no crescimento
microbiano:
Bióticos
- Competição por nutrientes e 
espaço
-Antagonismo (produção de 
substâncias antagônicas/tóxicas)
Abióticos
- temperatura;
- pH;
- O2;
- salinidade (pressão osmótica).
Crescimento em microbiologia:
“um aumento no número de células”
Temperatura
Temperatura
- Psicrófilo (0-10oC);
- Mesófilo(10-40/50oC);
- Termófilo (40/50-70oC);
- Hipertermófilo (70 até >100oC);
Ambientes 
extremos de 
Hipertermófilos
Temperatura vs Crescimento
0oC
Temperaturas 
máximas
pH
pH
� Acidófilos (<7,0)
� Alcalifílicos (>8,0)
Relacionado com :
- biodisponibilidade de 
nutrientes
- permeab. de membrana
O2
O2
Aeróbios
� Aeróbios (a)
� Microaerófilos
(tolera baixos níveis
de O2) (d)
� Facultativos (c) Anaeróbios
� Anaeróbios aerotolerante (e)
� Anaeróbios obrigatórios (b)
Salinidade
� Não halófilo (0‰)
Salinidade
� Halotolerante
(pouca salinidade)
~30‰
� Halófilo (salinidade
marinha)
� Halófilo extremo 
(salinidade .40-50‰)
Relacionado com :
- “poder de osmorregulação” microbiano e faixas
ótimas de salinidade
Crescimento e Divisão
celular das Bactérias
Divisão celular
Tema aula: Bactérias
Crescimento bacteriano = aumento 
do número de células
As células microbianas possuem tempo de vida 
limitados, assim uma sp. somente é mantida via 
crescimento da sua população (contínuas divisões)
Crescimento envolve grande número de 
reações químicas para:
- Produção energia;
- Síntese de cofatores p/ reações enzimáticas
- Síntese de micro e princ.
macromoléculas***
Divisão celular Acúmulo de macromoléculas 
no citoplasta
� Montagem/desenvolv. de 
estruturas:
- Parede celular
- Membrana citoplasmática
- Flagelos, fímbrias e pili
- Ribossos
- Material genético
- Inclusões, etc...
Processo
 muito
 rápido
 
Contínuas 
divisões
Tempo varia de sp. para sp.
(Ex.: E. coli 20min. em condições ótimas) 
Fissão binária
***Forma mais comum de divisão
microbiana
Fissão binária
Tema aula: Bactérias
Termo “binário” significa a origem 
de duas células a partir de uma
� Constituintes celulares aumentam 
proporcionalmente (crescimento 
balanceado), recebendo uma fita de 
cromossomos em cada extremidade, 
ribossomos, macromoléculas, etc
(elongação)
� Partição ocorre na região do septo até a individualização 
das duas células
� Tempo de geração varia de sp. p/ sp.
(E.coli em condições favoráveis leva cerca de 20 min.)
O que é
“Tempo de 
geração” ?
Fissão binária
Tempo desde o 
início da divisão
até sua
conclusão
Fissão binária
Tema aula: Bactérias
� A divisão celular é modulada por várias proteínas 
específicas, distribuídas universalmente em procariotos
� Exemplos das proteínas:
- Proteínas “Fts” (ex: FtsI, FtsA, FtsZ, FtsK, etc)
- Proteínas “Min” (ex: MinC, MinD, MinE, etc)
- Proteínas “MreB”
� “Proteínas Fts” interagem 
entre si e formam um “aparelho de 
divisão” chamado DIVISOMO; e 
posteriormente auxilíam na formação 
do ANEL periférico, onde será a 
região de divisão celular (septo)
DIVISOMO
Anel
� “Proteínas FtsI” responsáveis pela síntese de 
peptideoglicano (ANEL)
� “Proteínas FtsZ” garantem a localização do ANEL 
no centro; e recrutamento de outras proteínas
(garante a correta localização do ANEL, 
junto com as Min)
� “Proteínas FtsK” modulam a elongação e 
separação do DNA
� “Proteínas MreB” auxiliam na formação de um “citoesqueleto”
� “Proteínas Min” auxiliam na elongação do material genético 
e garantem a formação do DIVISOMO somente no centro celular 
e não nos pólos
Proteínas Fts
Célula gram-positiva em divisão
Tempo de 
geração
� A replicação do DNA ocorre antes da formação do ANEL
Fissão binária
Proteínas FtsK e Min auxiliam na elongação e separação do DNA
Outros tipos de divisão
Bactérias não-convencionais
Os produtos da divisão 
são desiguais:
1. Brotamento simples
2. Brotamento a partir de 
hifas
3. Via pedúnculo
4. Polar s/ diferenciação
do tamanho celular
5. Fissão múltipla
Ex.: Brotamento 
a partir de hifas
Ex.: Brotamento 
via pedúnculo
Fissão Múltipla
Reprodução pela 
formação de células 
diferenciadas 
chamados baeócitos
Fases do 
crescimento
� Existem fases (ou comportamento) do 
desenvolvimento/crescimento de uma cultura 
bacteriana
� Estão relacionados a adaptação (abióticos),
desenvolvimento (crescim./ganho de biomassa), 
extinção de nutrientes e morte
� Fases: lag, exponencial, estacionária e 
morte
Fases do crescimento bacteriano:
Crescimento das Bactérias
Tema aula: Bactérias
Crescimento das Bactérias
Tema aula: Bactérias
Lag/latente, exponencial/log, estacionária e morte
FASE LAG
Fase “LAG”
Tema aula: Bactérias
� Pode ser “longa”: quando 1) inóculo pequeno (pouco
organismos), 2) cultura/inóculo/cepa é velho, ou 3) meio
de cultura e temperatura desfavoráveis
� Pode inexistir: “ótimas condições”
� Período de 
adaptação, intensa 
atividade metabólica
� Considerado 
“Ausência de divisão”
FASE LOG
Fase “EXPONENCIAL” ou
LOG
Tema aula: Bactérias
� Progressão geométrica (razão 2)
� Existem fatores determinantes do crescimento
(abióticos; *consumo de nutrientes essenciais e 
produção de metabólitos de excreção, inib. crescimento)
� Divisão
máxima nesta
fase
Fase “EXPONENCIAL” ou LAG
Exemplo:
FASE 
ESTACIONÁRIA
Fase “ESTACIONÁRIA”
Tema aula: Bactérias
� Escassez de nutrientes ou acúmulo de metabólitos
� Bactérias crescem muito lentamente ou número de 
mortes é igual ao de novas (crescimento críptico)
FASE MORTE
Fase “MORTE”
Tema aula: Bactérias
� Morte das bactérias (término 
de nutrientes, competição e 
“cepas velhas”)
� Mortalidade é lenta ou 
exponencial
QUE MORTE É
ESSA???
Lag/latente, exponencial/log, estacionária e morte
Culturas contínuas
Sistema Fechado
Sistema Aberto
Limitação de nutrientes (não
existe controle de nutrientes 
ao longo do tempo, nem da 
diluição)
A taxa de crescimento e a 
densidade populacional da 
cultura podem ser 
controladas de forma 
independente e 
simultânea
Quimiostato
Dispositivo de 
culturas contínuas 
(sistema 
aberto) – fase 
LOG por longos 
perídos
A taxa de 
diluição e a 
concentração 
de nutrientes 
limitantes são 
controlados
Aplicação na ciência 
(ecologia e fisiologia 
microbiana) e na 
indústria
Recombinação
Genética
3 Tipos básicos:
� Transformação
� Conjugação
� Transdução
A célula bacteriana "pega“ e 
“intrega” fragmentos de DNA 
perdidos por outra bactéria
que se rompeu.
Transformação
Transdução
Genes bacterianos são carregados de 
uma bactéria para outra, dentro de um
bacteriófago (vírus bacteriano). 
Quando o bacteriófago entra numa
célula bacteriana, o DNA do vírus
mistura-se com uma parte do DNA 
bacteriano
Se o vírus infecta uma segunda 
bactéria, o DNA da primeira bactéria
pode misturar-se com o DNA da 
segunda bactéria. 
Conjugação
Duas células bacterianas geneticamente diferentes 
trocam DNA diretamente, vía plasmídeos ou
diretamente do cromossomo
Mensuração do 
crescimento
Microbiano
Métodos:
� Contagem microscópica
� Contagem de células viáveis
� Métodos turbidimétricos
Contagem
microscópicaContagem microscópica
• Geralmente utiliza-se microscópio de 
contraste de fase (não uso de 
corantes)
• Amostras secas (coradas) ou líquidas
Câmara de 
Petroff-Hausser
Desvantagem: Método pouco eficiente 
para culturas de pequeno tamanho
Contagem de 
células viáveis
Contagem de 
células viáveis • Método de semeadura por espalhamento
(meio de cultura sólida presente)
• Método de semeadura em profundidade
(meio de cultura líquida adicionada)
0,1 mL
0,1-1,0 mL
Contagem
Contagem
• Número ideal de colônias
formadas (30-300)
2 Métodos:
• Método de semeadura por espalhamento
Diluição na Contagem
de células viáveis
• Início: 0,5-1mL
• Diluições consecutivas 
decimais (10-1): 
1+ 9mL ou 0,5 + 4,5 mL;
• Conhecimento
prévio da amostra, 
mas geralmente mais
de uma diluição é
requerida
• Diluições consecutivas 
centesimais (10-2): 
0,1+ 9,9mL ou
0,05 + 4,95 mL;
Diluição seriada
ERROS na Contagem de células viáveis
• Pipetagens inconstantes;
Está sujeito a vários erros por diversas razões:
• Amostras não-homogêneas
e/ou mistura insuficiente;
UNIDADE: Unidade
formadora de colônia (UFC)
• Má contagem (colônias
agregadas)
Desvantagem: tempo e só
considera células “vivas” e que 
reais condições de crescimento
Meio de cultura geral
Meio de cultura 
específico/seletivo
= várias sp.
= poucas ou única sp.
Métodos 
turbidimétricos
Espectrofotômetro
• Método rápido e barato
Ajustar-se 
uma curva 
de 
calibração
• Ajustar comprimento de 
onda (480-660nm)
Desvantagem: Método pouco
preciso em densidades 
elevadas de células
Outros
• Contadores de partículas (equipamento)
• Centrifugação (volume conhecido do moos)
• Peso seco (por unidade de volume de cultura)
• Nitrogênio
• Consumo ou produção de metabólito (consumo de 
O2 e produção de ácido a partir de um CHO)
Considerações Finais
FIM!!!
Email: mauricioemerenciano@hotmail.com
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