Aula 03 Nutrição, Metabolismo e Genética 2

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Prof. Dr. Wagno AS 
NUTRIÇÃO, METABOLISMO, 
CULTIVO E CRESCIMENTO 
BACTERIANO 
Fatores Químicos Necessários para o Crescimento 
Bacteriano 
Carbono 
 
 Bactérias Autotróficas: Realizam fotossíntese (CO2). 
 Ex.: Cyanobacterias, algas e plantas 
 
 Bactérias Heterotróficas: Retiram o carbono de compostos 
orgânicos 
 
 matéria orgânica - decomposição de organismos mortos 
 
 compostos orgânicos - glicose, lipídeos e proteínas 
 
 Bactérias parasitas 
 
 
Fatores Químicos Necessários para o Crescimento 
Bacteriano 
Nitrogênio 
 * Parte essencial dos aminoácidos 
 * Necessário para síntese de ácidos nucléicos 
 * Fontes orgânicas: aminoácidos ou sais orgânicos de amônio 
 * Fontes inorgânica: nitratos, amônia, nitrogênio atmosférico 
 
Hidrogênio, Enxofre e Fósforo 
 * Hidrogênio faz parte de muitos compostos orgânicos 
 * Enxofre é necessário para a biossíntese dos aminoácidos cisteína, 
cistina e metionina 
 * Fósforo é essencial para síntese de ácidos nucléicos e adenosina 
(ATP). 
Fatores Químicos Necessários para o Crescimento 
Bacteriano 
Oxigênio 
 
 Aeróbios Estritos: Só crescem na presença de O2. 
 Exemplo: bactérias do gênero Pseudomonas 
 
 Anaeróbios Estritos: O O2 inibe o seu crescimento. 
 Exemplo: Gênero Clostridium 
 
 Anaeróbicos Facultativos – podem crescer com ou sem O2. 
Exemplos: Escherichia coli e algumas leveduras 
 
 Anaeróbicas Aerotolerantes – “toleram” a presença de oxigênio. 
Exemplo: bactéria Lactobacillus acidophillus 
 
 Microaerofila - Só crescem em ↓ conc. de O2 
 Exemplo: a maioria das espécies de Campylobacter (agente causador 
de gastroenterite). 
Outros elementos nutricionais 
 * vitaminas e elementos metálicos como sódio, potássio, cálcio, 
magnésio, manganês, ferro, zinco, cobalto, cobre e níquel, 
selênio, tungstênio, vanádio ou boro 
Fatores Químicos Necessários para o Crescimento 
Bacteriano 
Reações Catabólicas – Produção de ATP 
 
Reações Anabólicas – Consumo de ATP 
 
Metabolismo bacteriano - Reações químicas que 
ocorrem na célula 
1 – Glicólise 
 
 Baixa produção de energia a partir da oxidação da glicose até ácido pirúvico 
(piruvato) 
 
2a - Fermentação 
 
 Baixa produção de energia a partir de um açúcar sem usar oxigênio 
 
 Processos fermentativos de importância econômica: produção de iogurtes 
(Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus), queijos (bactérias 
láticas em geral) e vinagre (Acetobacter) 
 
2b - Respiração aeróbica 
 
 Alta produção de energia (ATP) a partir do oxigênio, do ácido pirúvico e da água. 
 
 Fotossíntese, glicólise, fermentação, respiração aeróbica são uma cadeia de 
reações bioquímicas (via metabólica) nas quais o produto de uma reação serve 
de substrato (material para reação) para a próxima. 
Metabolismo energético 
Respiração anaeróbica 
 
 Os microrganismos são capazes de utilizar muitos outros aceptores 
finais de elétrons além do oxigênio. 
 
Exemplos: 
 
 Redução do nitrato a nitrito. Ex.: Escherichia coli 
 
 Denitrificação: existem espécies de bactérias, como Pseudomonas 
aeruginosa que são capazes de reduzir nitrato a nitrogênio gasoso 
 
 Redução do sulfato: processo estritamente anaeróbico e é conduzida 
por um grupo de bactérias denominadas de redutoras de sulfato ou 
sulfobactérias 
Metabolismo energético 
Temperatura Específica Mínima , Ótima e Máxima 
 
 
Fatores Físicos Necessários para o Crescimento 
Bacteriano (1) 
pH 
 
 Neutrófilas: pH 5,4 a 8,5 (7,0) - A maioria das bactérias patogênicas 
está incluída nessa categoria 
 
 Acidófilas: pH 0,1 e 5,4 - A bactéria Helicobacter pylori que pode 
colonizar a parede estomacal 
 
 Alcalinófilas: pH 8,5 e 11,5. Ex.: Vibrio cholerae (9,0), Alcaligenes 
faecalis (9,0). 
Fatores Físicos Necessários para o Crescimento 
Bacteriano (2) 
Pressão Osmótica 
 
 O fluxo de água se dá através da membrana semipermeável 
 
 A maioria dos nutrientes estão dissolvidos em água 
 
 A célula bacteriana pode está sujeita a três soluções osmóticas 
Fatores Físicos Necessários para o Crescimento 
Bacteriano (3) 
Atmosfera de Gases 
 
Fatores Necessários para o Crescimento 
Bacteriano 
Crescimento bacteriano 
 Crescimento: aumento do n° de 
indivíduos presentes na população 
 
 Divisão Binária: processo de divisão 
celular conservativa (mitose) a partir 
de uma célula inicial, originando 
duas células idênticas. 
 
 Toda bactéria tem seu ambiente ideal 
onde encontra condições ótimas de 
crescimento 
 
 Obtenção de curvas de crescimento 
Crescimento bacteriano 
Fase lag 
Fase de adaptação metabólica ao novo ambiente; (↓Divisão) 
 
Fase exponencial ou logarítmica 
Fase na qual o número de células da população dobra a cada 
geração (Divisao > Morte) 
 
Fase estacionária 
Fase em que a taxa de crescimento diminui significativamente 
devido às condições limitantes do meio. (Divisão = Morte) 
 
Fase de declínio 
As células perdem a capacidade de se dividir (Morte > Divisão) 
Fases do crescimento bacteriano 
Cultivo bacteriano 
 Critérios para o cultivo: 
 
1. Nutrientes corretos 
2. Quantidade de água necessária 
3. pH ajustado 
4. Quantidade ou ausência de oxigênio adequada 
 
 Preparo de meios de cultura que contenham uma fonte de carbono 
apropriada ao organismo que se quer crescer 
 
 O meio de cultura deve oferecer condições o mais próximas possível 
das condições in vivo 
Crescimento Bacteriano 
Isolamento Bacteriano 
Identificação Bacteriana 
Aplicações 
1. Estado físico 
 Líquidos (isentos de ágar-ágar) ou caldos 
 Sólidos (1,5% de ágar-ágar) 
 Semi-sólidos (0,3-0,5% de ágar-ágar) 
 
2.Composição 
 Naturais: caldo de carne 
 Sintéticos (substâncias químicas perfeitamente 
 conhecida, normalmente é um pó ao qual se adiciona 
 água) 
 Semi-sintéticos aos quais se adiciona uma substância 
 natural (ex. sangue) 
Meios de cultura - classificação 
Cultivo bacteriano 
Enriquecidos 
 Meios aos quais foram adicionados produtos biológicos (ex. sangue) 
 
Meios seletivos 
 Meio de cultura cujos fatores físico-químicos favorecem o 
crescimento de uma bactéria especifica impedindo o crescimento de 
outras 
 
Diferenciais 
 É utilizado para fácil identificação da colônia da bactéria de interesse 
em culturas mistas. 
 
Conservantes 
 Preserva a amostra clínica e serve como meio de transporte. Ex.: 
Meio de Cary-Blair (fezes); Stuart ( aeróbias e anaeróbias facultativas)