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27/05/2015 1 FISIOLOGIA BACTERIANA Profª. Drª. Thayza Christina Montenegro Stamford 1 INTRODUÇÃO Objetivos da aula • Classificação dos seres vivos quanto a fonte de energia e de carbono; • Classificação dos microrganismos pelos fatores físicos que influenciam o crescimento microbiano (temperatura, pH, pressão osmótica e atmosfera gasosa) • Respiração bacteriana: classificação • Efeitos tóxicos no oxigênio nos microrganismos anaeróbios • Nutrição pela PAREDE CELULAR em bactérias Gram positivas e Gram negativas • Nutrição a nível de MEMBRANA CITOPLASMATICAS em bactérias Gram positivas e Gram negativas • Multiplicação bacteriana • Curva de crescimento bacteriana em sistema fechado • Anabolismo e Catabolismo • Reações químicas pelas quais as bactérias podem PRODUZIR ENERGIA (gerar ATP) • Diferença na produção de ATP por bactérias aeróbias e anaeróbias; • Catabolismo bacteriano dos carboidratos, lipídeos e proteínas 2 27/05/2015 2 FONTE DE ENERGIA FONTE DE CARBONO QUIMIOTROFICOS fonte de energia é por reações químicas de oxido-redução FOTOTROFICOS fonte de energia é por LUZ HETEROTROFICOS fonte de Carbono é compostos orgânicos AUTOTROFICOS fonte de Carbono é compostos inorgânicos 3 NUTRIENTES NUTRIENTES MACRONUTRIENTES, MICRONUTRIENTES e ELEMENTOS TRAÇOS 4 27/05/2015 3 FATORES FÍSICOS- temperatura 5 PRESSÃO OSMOTICA 6 27/05/2015 4 FATORES FÍSICOS- pH ACIDOFILOS NEUTROFILOS ALCALOFILOS 7 ATMOSFERA GASOSA RESPIRAÇÃO É o processo metabólico de obtenção de Energia de moléculas orgânicas, na presença de aceptores de elétrons. 8 27/05/2015 5 ATMOSFERA GASOSA AEROBIOS AEROBIOS FACULTATIVOS ANAEROBIOS 9 10 27/05/2015 6 11 12 27/05/2015 7 Nutrição nos procariotos Gram + Estas bactérias caracterizam-se por sintetizar uma série de exoenzimas, as quais são liberadas no meio, clivando os nutrientes, que são captados por proteínas transportadoras. Nutrição por absorção, após a clivagem extracelular de compostos complexos. 13 Nutrição nos procariotos Gram - • Proteinas na membrana externa Porinas • proteínas periplasmáticas Hidrolases proteínas de ligação Quimioreceptores Transporte ativo 14 27/05/2015 8 Membrana Citoplasmática nutrição de Gram + e - • Proteínas transportadoras Uniportadoras Cotransportadora simportadoras antiportadoras • Difusão facilitada • Translocação do grupo • Transporte ativo 15 CRESCIMENTO BACTERIANO DIVISÃO BACTERIANA Fissão binária TEMPO DE GERAÇÃO: Tempo necessário para uma célula se dividir CRESCIMENTO BACTERIANO O crescimento microbiano consiste no aumento no número de indivíduos e não no volume de uma dada célula. DIVISÃO BACTERIANA Fissão binária TEMPO DE GERAÇÃO: Tempo necessário para uma célula se dividir 16 27/05/2015 9 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DO CRESCIMENTO CONTAGEM DIRETA Contagem direta 17 CONTAGEM EM PLACA Diluição seriada 18 27/05/2015 10 Pode ser determinada a partir da estimativa do peso seco ou do peso úmido de uma cultura. Este tipo de procedimento é realizado quando não é necessário determinar o número preciso de microrganismos presentes. MASSA DE CÉLULAS TURBIDIMETRIA Quantificação em espectrofotômetro ou colorímetro a 660 nm. É de rápida e fácil execução, não destruindo a amostra. Entretanto, não permite a determinação de células viáveis. Peso da biomassa 19 CURVA DE CRESCIMENTO DO 20 27/05/2015 11 METABOLISMO BACTERIANO 21 PRODUÇÃO DE ENERGIA • Oxidação-Redução / Reação Redox Geralmente ocorre por desidrogenação Ae- + B A + Be- • Adição de fósforo a um composto- fosforilação A nível do substrato Oxidativa – usa-se carreadores de elétrons Fotofosforilação- CO2 + H2O Comp. Orgânico Oxidação NAD+ LUZ ATP NADPH 22 27/05/2015 12 CATABOLISMO DOS CARBOIDRATOS • Energia- glicose C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia Respiração celular Fermentação glicolise GLICOSE Ac. Piruvico ATP NAD+ NADH Fermentação Ciclo de Krebs Cadeia Transportadora de Elétrons ATP CO2 NADH FADH2 ATP H2O O2 23 RESPIRAÇÃO AERÓBICA Serie de reações químicas, nas quais a energia química potencial armazenada em AcetilCoA é liberada passo a passo, por oxido- redução e cadeia transportadora de elétrons Cadeia 6 NADH Transportadora 2 FADH2 de elétrons 2 ATP 24 27/05/2015 13 CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS Seqüência de moléculas transportadoras que são capazes de oxidação e redução. Enquanto os elétrons são passados a uma liberação de energia gradualmente que é utilizado para quimiosmose (ADP ATP). A oxidação final é irreversível. • FLAVOPROTEINAS- FMN • CITOCROMOS (ferro)- Fe+2, Fe+3 • Ubiquinonas/CoQ- não proteíca Absorvem e liberam prótons 25 RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA • Aceptor final de elétrons é uma substância inorgânica. Ex: NO3 - , SO4 -2, CO3 -2 • Rendimento de ATP é menor do que na respiração aeróbica • É a liberação de açúcares ou moléculas orgânicas (aa, ac. Orgânico, purinas, pirimidinas) • A fermentação não requer oxigênio nem o ciclo de krebs ou a cadeia transportadora de elétrons 26 27/05/2015 14 CATABOLISMO DOS LIPIDEOS E DAS PROTEÍNAS • Lipases: quebram gorduras em ác. Graxos e glicerol- oxidação no Ciclo de Krebs • Proteases/Peptidases quebram proteinas em aminoácidos que por desaminação, descarboxilação e desidrogenação geram um ác. Orgânico que entra no ciclo de krebs 27 CATABOLISMO E ANABOLISMO DE VÁRIAS MOLÉCULAS ORGÂNICAS Açúcares Glicose Glicerol Ac. Graxo aminoácidos Gliceraldeido 3P Ac. Pirúvico AcetilCoA CO2 H2O O2 Proteina Carboidrato Lipideos Ciclo de Krebs Cadeia Transportadora de Elétrons glicolise 28 27/05/2015 15 FOTOSSÍNTESE • Sintese de compostos orgânicos complexos a partir de substância inorgânica simplês • Luz dá a ernergia química para fixar o Carbono do CO2 e sintetizar composto C mais reduzidos= açúcares • 6 CO2 + 12 H2O + LUZ C6H12O8 + 6O2 +6 H2O • Fase dependente da luz (fotofosforilação), reação independente da luz (Ciclo de Calvin Benson) CO2 Açúcar NADP NADPH ATP 29 IDENTIFICAÇÃO DE MICRORGANISMOS Produção de polissacarideos extracelulares 30 27/05/2015 16 Mucor Javanicus Fermentação submersa Quitina e quitosana extraída Mucor Javanicus Fermentação submersa Quitina e quitosana extraída Mucor Javanicus Fermentação submersa Quitina e quitosana extraída Testes Bioquímicos 31
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