NUTRIÇÃO, CULTIVO, DIVERSIDADE METABÓLICA E CRESCIMENTO BACTERIANO_BFRO

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NUTRIÇÃO, CULTIVO, 
DIVERSIDADE METABÓLICA E 
CRESCIMETO BACTERIANOS 
Bruno Francesco Rodrigues de Oliveira 
LAMAB – IPTSP/UFG 
AGORA EU SOU 
UMA BACTÉRIA!!! 
Naegleria fowleri 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
 Parte da fisiologia microbiana que lida com os nutrientes necessários para o 
crescimento microbiano 
 
 Mecanismo que fornece às células microbianas às ferramentas químicas 
necessárias para a síntese dos diversos monômeros 
 
 Organismos diferentes  necessidades nutricionais diferentes 
 
 Macronutrientes: em grandes quantidades 
 
 Micronutrientes: em menores quantidades 
Carbono (C) 
 Principal macronutriente: (50%) do peso seco celular 
 
 Fonte: compostos orgânicos (com C) 
 
 Autótrofos: síntese de C a partir de CO2 
 
 
Nitrogênio (N) 
 2º principal macronutriente: 13% do peso celular 
 
 Constituintes de proteínas, ácidos nucleicos e etc. 
 
 Formas disponíveis: 
 Compostos inorgânicos: amônia (NH3) e nitrato (NO2) 
 N2 (bactérias fixadoras de N) 
 
Outros macronutrientes 
 Fósforo (P) 
 Na forma de fosfato orgânico ou 
inorgânico 
 Síntese de ácidos nucleicos e 
fosfolipídios 
 
 Enxofre (S) 
 Maior parte de fontes inorgânicas 
 Papel estrutural nos aa cisteína e 
metionina 
 Presente em várias vitaminas 
 Potássio (K) 
 Atividade enzimática (síntese proteica) 
 
 Magnésio (Mg) 
 Estabilização de ribossomos, membranas 
celulares de ácidos nucleicos e para 
atividade enzimática 
 
 Cálcio (Ca) 
 Auxílio na estabilização das paredes 
celulares e termoestabilidade de 
endósporos 
 
 Sódio (Na) 
 Necessidade como reflexo do habitat 
Ferro (Fe) 
 Respiração 
 
 Componente essencial dos citocromos e de proteínas com Fe e S 
necessárias para transporte de elétrons 
 
 Sideróforos: captura de Fe 3+ em condições oxigênicas 
E. coli e S. typhimurium 
Bactérias marinhas 
Micronutrientes (Elementos Traços) 
 Necessários em ínfimas quantidades  Maioria metais = papel estrutural em 
enzimas 
Fatores de crescimento 
 Compostos orgânicos necessários em pequenas quantidades 
 Em alguns tipos celulares 
 Vitaminas, aa, purinas e pirimidinas 
 Alguns precisam estar pré-formados 
MEIOS DE CULTURA 
 Soluções de nutrientes empregadas para promover o crescimento de 
micro-organismos em laboratório 
 
Tipos de meio de cultura 
 Quimicamente definidos: 
 Adição de compostos puros em quantidades precisas com água destilada 
 Conhecimento da composição química exata do meio 
 
 
 Complexos: 
 Produtos de digestão de caseína, carne, soja, levedura ou outras substâncias 
altamente nutritivas (ainda que quimicamente indefinidas) 
 Sem precisão quanto a concentração dos componentes 
 Forma líquida = caldo nutriente; forma sólida = ágar nutriente 
Quem tem a maior capacidade biossintética? 
CULTIVO LABORATORIAL DE MICRO-ORGANISMOS 
 Uma vez que o meio está PREPARADO, ele pode ser INCUBADO em condições que permitam 
o CRESCIMENTO microbiano 
 
 CULTURA PURA: a que contém um único tipo de micro-organismos 
 
 Evitar CONTAMINANTES, outros micro-organismos indesejáveis, para manter a cultura 
pura 
 
 Empregos de meios sólidos (em PLACAS DE PETRI): manutenção e avaliação da pureza de 
culturas puras 
+ 
ÁGAR 
Preservando culturas bacterianas 
 Refrigeração: CURTO período de tempo 
 
 Ultracongelamento: cultura pura suspensa em líquida e rapidamente 
congelada a – 50ºC a -95ºC; pode ser descongelada e cultivada por 
vários anos depois 
 
 Liofilização: a suspensão microbiana é rapidamente congelada a – 54ºC 
a -72ºC; a água é removida a vácuo (sublimação) e o recipiente é selado; 
“pó microbiano” pode ser estocado por anos e reativado com hidratação 
(acréscimo em caldo nutriente adequado) 
DIVERSIDADE METABÓLICA 
Tipo Fonte de 
energia para o 
crescimento 
Fonte de carbono 
para o 
crescimento 
Exemplo de Gênero 
Fototrófico 
Fotolitotrófico 
(autotrófico) 
luz CO2 Chromatium 
Fotorganotrófico 
(heterotrófico) 
luz Compostos 
orgânicos 
Rhodopseudomonas 
Quimiotróficos 
Quimiolitotrofico 
(autotrófico) 
Oxidação de 
compostos 
inorgânicos 
CO2 Acidothiobacillus 
Quimiorganotrófico 
(heterotróficos) 
Oxidação de 
compostos orgânicos 
Compostos 
orgânicos 
Escherichia 
EFEITOS AMBIENTAIS SOBRE O 
CRESCIMENTO MICROBIANO 
 Temperatura 
 
 pH 
 
 Pressão Osmótica 
 
 Oxigênio 
 
 Luz 
Temperatura 
 Psicrófilas: entre 12 e 17°C 
 
 Psicotolerantes: crescem a 0°C, mas otimamente entre 20°C - 40°C 
 
 Mesófilas: entre 28 e 37°C 
 
 Termófilas: entre 57 e 63°C 
 
 Termófilas extremas (hipertermófilos): entre 83 e 87°C 
 
pH 
 Ácidófilos: 1,8 a 5,0 
 
 Neutrófilos: 5 a 9,0 
 
 Alcalófilos: 9,0 a 11,0 
Pressão Osmótica 
Oxigênio 
 Aeróbias estritas: necessidade absoluta de oxigênio 
 
 Microaerófilas: necessitam de oxigênio, mas não o toleram em alta concentração 
 
 Facultativas: tanto na presença como auxência de oxigênio 
 
 Anaeróbias aerotolerantes: não utilizam o oxigênio como aceptor final de elétrons 
 
 Anaeróbias estritas: o oxigênio é letal 
a. AERÓBIOS OBRIGATÓRIOS: oxigênio penetra pouco 
no tubo  crescimento apenas na superfície 
b. ANAERÓBIOS: crescem somente no fundo 
c. AERÓBIOS FACULTATIVOS: tanto na superfície 
quanto no fundo; crescimento melhor na superfície 
(respiração aeróbia) 
d. MICROAERÓFILOS: afastam da zona com + oxigênio 
e. ANAERÓBIOS AEROTOLERANTES: crescem em toda a 
extensão do tubo; pouco na superfície (fermentadores) 
Luz 
 Para bactérias fotossintetizantes 
CRESCIMENTO BACTERIANO 
 Aumento do número de células bacterianas 
 
 + comum = FISSÃO BINÁRIA 
Crescimento populacional 
 Taxa de crescimento: variação do número de células por unidade de 
tempo 
 
 Geração: intervalo em que 1 célula origina 2 novas 
 
 Tempo de geração: tempo para uma população dobrar de número 
 
 Crescimento exponencial: padrão de aumento em que o número de 
células é duplicado a cada período de tempo 
Fases do crescimento bacteriano 
Fases do crescimento bacteriano 
Medidas do crescimento microbiano 
Medidas do crescimento microbiano 
Cada célula viável é capaz de formar uma colônia 
Medidas do crescimento microbiano 
UFC 
Unidade Formadora de Colônia 
Medidas do crescimento microbiano 
Figura 1 – Ciclo de vida de Streptomyces coelicolor. 
Fonte: ANGERT, E. R. Alternatives to binary fission in bacteria. Nature Reviews Microbiology, v. 3, n. 3, 
p. 214-224, 2005 (Adaptado). 
VIVÍPAROS?