Aula 2 e 3- Microbiologia básica

Prévia do material em texto

19/02/2014 
1 
Prof. Dr. Agenor Messias Silvestre Jr 
agenor@uninove.br 
Microbiologia 
Aula 2 
Citologia Bacteriana 
19/02/2014 
2 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas essenciais 
Parede Celular (PC) 
Sinônimos:eptoglicano, mureína, mucocomplexo, mucopeptídeo, peptideoglicano. 
 A rígida camada celular externa, situada entre a cápsula e a 
membrana celular, denomina-se parede celular. 
 
  Esta estrutura corresponde a uma 
camada de constituição complexa, 
responsável por manter a forma da célula 
bacteriana, além de sua composição 
química variar de acordo com a espécie 
de bactéria, permitindo-nos classificar as 
bactérias em dois grupos: Gram 
positivas e Gram negativas. 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas essenciais 
Parede Celular (PC) 
Funções: 
 
-Dá forma à célula; 
- Promove resistência a choques mecânicos e osmóticos; 
-- Serve de sítio de absorção de vírus; 
- Determinante da especificidade antigênica; 
- Responsável pela divisão das bactérias em Gram + e Gran -. 
 
COMPOSIÇÃO: 
 
 PEPTIDEOGLICANO (principal) 
 
 
19/02/2014 
3 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas essenciais 
Membrana Citoplasmática (MC) 
 
 Envolvendo o citoplasma encontramos a membrana celular (membrana 
plasmática bacteriana). 
 
Trata-se de uma membrana típica, composta de fosfolipídios e proteínas, 
mas diferencia-se da membrana celular eucarionte pela ausência de 
esteróis. 
 
 A membrana celular funciona como 
uma barreira, impedindo o 
extravasamento passivo dos constituintes 
citoplasmáticos. 
 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas essenciais 
Membrana Citoplasmática (MC) 
 
As principais funções da membrana plasmática incluem: 
 
 Permeabilidade Seletiva e Transporte de Solutos através de 
vários mecanismos para transportar nutrientes para o interior da 
célula e produtos de degradação 
para o exterior. 
 
 Respiração celular: Transporte de elétrons e fosforilação 
oxidativa em espécies aeróbicas. 
 
19/02/2014 
4 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas essenciais 
Membrana Citoplasmática (MC) 
 
Na face interna da membrana plasmática encontramos as 
enzimas responsáveis pela respiração celular. 
 
 
 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas essenciais 
Membrana Citoplasmática (MC) 
 
 
 
 
São encontradas invaginações 
múltiplas na membrana plasmática 
formando estruturas especializadas 
denominadas MESOSSOMOS, 
 
 Desempenham importante papel 
na divisão bacteriana, contribuindo 
para a formação de paredes 
transversais durante a divisão 
celular; 
19/02/2014 
5 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas essenciais 
Citoplasma 
 
 O citoplasma corresponde a uma solução semifluida limitada pela 
membrana celular. 
 
 Os únicos representantes de organelas 
presentes nas bactérias correspondem aos 
ribossomos, responsáveis pela síntese do 
RNAr (RNA ribossômico) e proteínas. 
 
 As células procariontes apresentam 
ribossomos do tipo 70S compostos de 
duas subunidades, 30S e 50S. 
 Ao adquirirem uma ou mais destas estruturas, as bactérias podem tornar-
se mais patogênicas. 
 
CITOLOGIA BACTERIANA 
ESTRUTURAS FACULTATIVAS 
 
Flagelos 
•Composição: Flagelina 
•Função: mobilidade 
•Importância: identificação de patogênicos. Ex: vibrião colérico, 
Salmonela. 
•No mínimo, têm o dobro do tamanho da bactéria. 
19/02/2014 
6 
CITOLOGIA BACTERIANA 
FLAGELO 
CLASSIFICAÇÃO: 
 
Monótricas possuem um único flagelo; 
 
Lofótricas têm múltiplos flagelos localizados num único ponto da superfície da célula. 
 
Anfítricas têm um flagelo em cada extremidade da célula, mas apenas um deles 
opera de cada vez, permitindo à bactéria mudar de direcção rapidamente, operando um 
flagelo e parando o outro; 
 
Perítricas possuem flagelos em toda a superfície da célula. 
 
Fímbrias 
 Presentes em algumas bactérias, correspondem a apêndices 
finos e rígidos, mais finos e mais curtos do que os flagelos e 
compostos por subunidades protéicas estruturais denominadas 
pilinas. 
 
Funções: aderência e sítios para conjugação . 
 
Classificação: 
 Pili I (aderência) 
 Pili Sexuais (para conjugação). 
 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
19/02/2014 
7 
Fímbrias 
 Um tipo de pili conhecida como pili F ou fímbria sexual participa de um 
importante processo denominado conjugação bacteriana, funcionando 
como uma ponte para a transferência de material genético entre as 
bactérias. 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
Cápsula 
Envoltório viscoso, externo à Parede celular 
 
Função: resistência, patogenicidade. 
Composição: polissacarídica. 
Classificação: 
 - Verdadeira: densa e independe do meio. Ex: Streptococus 
pneumoniae 
 
 - Glicocálice: polímero que forma uma malha frouxa de fibrilas. 
Ex. O Streptococcus mutans, por exemplo, é uma bactéria encontrada na região oral e 
deve a seu glicocálice a capacidade de aderir firmemente ao esmalte dos dentes, 
formando a camada conhecida como placa bacteriana na superfície dentária e os 
produtos ácidos liberados por estas bactérias provocam as cáries. 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
19/02/2014 
8 
Cápsula 
Envoltório viscoso, externo à Parede celular 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
Esporos Bacterianos 
Algumas bactérias pertencentes ao gênero Clostridium e Bacillus, 
quando em condições ambientais desfavoráveis, formam estruturas de 
repouso termorresistentes denominadas endósporos (esporos) 
bacterianos. 
 
 O endósporo corresponde a um tipo de diferenciação celular que ocorre 
em resposta a uma situação desfavorável do meio ambiente. 
 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
19/02/2014 
9 
Esporos Bacterianos 
• 
 
O processo de formação do 
endósporo dentro de uma célula 
vegetativa é denominado esporulação 
ou esporogênese. 
 
Formação: 
 
-Cópia completa do material genético. 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
Núcleo 
 
 CROMOSSOMO 
 
•Única molécula contínua de DNA 
 
•Única duplicação no mesossomo. 
 
•Plasmídio 
 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
19/02/2014 
10 
PLASMÍDEOS 
 
Moléculas menores de DNA extra-cromossômicos circulares 
Visíveis somente ao Microscópio de Tonelamento (superior 
ao eletônico) 
Capazes de autoduplicação. 
CITOLOGIA BACTERIANA 
Estruturas facultativas 
19/02/2014 
11 
ESTRUTURAS Parede celular - Envoltório extracelular rígido responsável pela forma da bactéria constituída por um complexo protéico - glicídico 
(proteína + carboidrato) com a função de proteger a célula contra 
agressões físicas do ambiente. 
Não possui celulose como as das células vegetais. 
 
Cápsula - Camada de consistência mucosa ou viscosa formada por 
polissacarídeos que reveste a parede celular em algumas bactérias. 
É encontrada principalmente nas bactérias patogênicas, 
protegendo-as contra a fagocitose. 
 
Membrana plasmática - Mesma estrutura e função das células 
eucariontes. 
 
Citoplasma - Formado pelo hialoplasma e pelos ribossomos. 
Ausência de organelas membranosas. 
Mesosomo – invaginação da membrana plasmática, importante 
durante 
a duplicação e divisão bacteriana. 
Nucleóide - Região onde se concentra o cromossomo bacteriano, 
constituído por uma molécula circular de DNA. É o equivalente 
bacteriano dos núcleos de células eucariontes. Não possui carioteca 
ou envoltório nuclear. Além do DNA presente no nucleóide, a célula 
bacteriana pode ainda conter moléculas adicionaisde DNA, 
chamadas plasmídios ou epissomas. 
 
 
Flagelos - Apêndices filiformes usados na locomoção. 
 
 
Fímbrias - Apêndices filamentares, de natureza protéica, mais finos 
e curtos que os flagelos. Nas bactérias que sofrem conjugação, as 
fímbrias funcionam como pontes citoplasmáticas permitindo a 
passagem do material genético. 
 
Célula bacteriana 
Cápsula 
Parede celular 
Flagelo 
Enzimas relacionadas 
com a respiração, 
ligadas à face 
interna da membrana 
plasmática 
Citoplasma 
Membrana plasmática 
Fímbrias 
auxiliam as células 
na aderência às 
superfícies 
Plasmídeos 
molécula de DNA circular, menor que o 
cromossomo; contém genes que codificam 
funções importantes. 
19/02/2014 
12 
MORFOLOGIA 
• Esféricas Cocos 
• Forma de bastão Bacilos 
• Forma espiral Espiroquetas 
 ou Espirilos 
• Forma de virgula Vibrião 
 
Cocos e Bacilos podem unir-se => colônias 
• cadeias (“estrepto-“) 
• grupos (“estafilo-“) 
• pares (“diplo-“) 
Por exemplo cocos em cadeias 
são chamados estreptococos 
19/02/2014 
13 
Planos de divisão bacteriana 
19/02/2014 
14 
As formas não são constantes, podem variar de acordo com o meio e com 
o tipo de associação. As mudanças de forma podem ser consideradas 
como: 
 
 
INVOLUÇÃO - mudança de forma devido à condições desfavoráveis, 
presença ou ausênciade oxigênio, pH, ou por produtos tóxicos, entre 
outros. 
 
PLEOMORFISMO - a bactéria não apresenta uma morfologia única, 
mesmo que se encontre em condições favoráveis à sua sobrevivência. 
 
 
 
MORFOLOGIA 
Christian Gram (1884) 
Neste procedimento, as bactérias são submetidas primeiro à ação de um 
corante violeta, seguido de fixação com iodo e depois um agente de 
descoloração, como o metanol. Seguidamente, são novamente coradas com 
safranina. 
As bactérias Gram-positivas fixam o primeiro corante, devido à maior espessura 
da parede celular, e ficam coradas de azul ou violeta, enquanto que as bactérias 
Gram-negativas, após a descoloração pelo metanol, são coradas pela safranina 
e ficam vermelhas. As bactérias que retêm a coloração violeta são designadas 
por Gram-positivas. 
As bactérias que perdem a coloração violeta depois de descoloradas, mas que 
adquirem um corante de contraste (ficando com um tom cor-de-rosa) são Gram-
negativas. Esta distinção de manchas é um reflexo das suas diferenças no que 
diz respeito à composição básica das suas paredes celulares. 
Coloração de GRAM 
19/02/2014 
15 
Corante 2 
SAFRANINA 
Fixação 
Cristal violeta 
Iodo 
Descorante 
São exemplos de bactérias Gram-positivas várias espécies de: 
 
- Estreptococos; 
- Estafilococos; 
- Enterococos. 
 
São exemplos de bactérias Gram-negativas: 
 
- Vibrão colérico; 
- E. coli 
- Salmonelas. 
 
 
Coloração de GRAM 
19/02/2014 
16 
Parede celular: método de Gram 
Bactéria gram-positiva 
Membrana plasmática 
Parede celular 
formada por camada 
espessa de 
peptidoglicano 
Esquema de parte da parede celular e da membrana 
plasmática de bactéria gram-positiva. 
Esquema de bactéria com 
parte da célula removida. 
19/02/2014 
17 
Parede celular: método de Gram 
Esquema de parte da parede celular e da 
membrana plasmática de bactéria gram-negativa. 
Membrana plasmática 
Camada de peptidoglicano 
Bactéria gram-negativa 
Lipopolissacarídeo 
Fosfolipídios 
Proteína 
Lipoproteínas 
Camada lipoprotéica 
externa, espessa, 
semelhante à membrana 
plasmática, com 
lipopolissacarídeos 
P
a
re
d
e
 c
e
lu
la
r 
19/02/2014 
18 
Isso tudo porque sou 
gram negativa? 
 
Prof. Dr. Agenor Messias Silvestre Jr 
agenor@uninove.br 
Microbiologia 
Aula 3 
Fisiologia Bacteriana 
19/02/2014 
19 
Temperatura (° C) Mínimo Ótimo Máximo 
Pseudomonas fluorescens 4 25-30 40 
Staphilococus aureus 
(infecção hospitalar) 
6.5 30-37 46 
Termoactinomyces vulgaris 27-30 60 65-70 
Nisseria gonorreae 30 35-36 38,5 
Thermus aquaticus 40 70-72 79 
Temperatura 
 
•Mesófilas: 20-40° C. São as bactérias de crescimento mais rápido (± 20min). Morrem 
apenas à temperatura de 180° C negativos. 
•Ex: Estafilococos, Serratia marcens. 
•Psicrófilas: 10° C 
•Termófilas: 50-60° C 
 
FISIOLOGIA BACTERIANA 
FISIOLOGIA BACTERIANA 
ATMOSFERA 
 
•Aeróbias: 
Crescimento ótimo na presença de O2. Proliferação na superfície do líquido em um tubo de 
ensaio. 
Ex: M. tuberculosis 
 
•Anaeróbias: 
Crescimento somente na ausência de O2. Proliferação no fundo. 
Ex: clostridium tetane e clostridium botulinum. 
 
•Anaeróbias facultativas: 
Crescimento em condições variáveis de O2. Proliferação por todo o líquido. Ex: 
Enterobactérias 
 
•Microaeróbias: 
Crescimento em baixas concentrações de O2. Em condições ideais, prolifera-se pouco 
abaixo da superfície do líquido. 
 
19/02/2014 
20 
Efeito do oxigênio no crescimento 
microbiano 
Durante as reações de redução do O2 
são formados vários intermediários 
tóxicos. 
Ex: H2O2, OH°, O2
- 
Os microrganismos aeróbios e 
facultativos utilizam enzimas como a 
catalase para destruir as formas tóxicas 
 a) Aeróbio estrito 
 b) Anaeróbio estrito 
c) Anaeróbio .Facultativo 
d) Microaerófilo 
e) Anaeróbio aerotolerante 
 PRESSÃO OSMÓTICA 
 
•HALÓFILAS: proliferação em meios com alta concentração de sal 
•SACARÓFILAS: proliferação em meios com alta concentração de açúcar; 
 
OBS: de conhecimento essencial para manutenção de alimentos. 
 
 EXIGÊNCIAS NUTRITIVAS 
 
•Pouco exigentes: muita síntese para manutenção própria 
•Exigentes: pouca síntese para manutenção própria 
 
OBS: são necessários C, N, sais (Na, K, Fe, Zn, Mg etc) e fatores de crescimento 
(vitaminas e Aa) 
 
 FONTES DE ENERGIA 
•A partir de compostos orgânicos (CH, Aa) 
•A partir de reações de óxido-redução. 
FISIOLOGIA BACTERIANA 
19/02/2014 
21 
Assexuada 
BIPARTIÇÃO OU CISSIPARIDADE 
Nesse processo a célula bacteriana duplica seu cromossomo e se divide ao meio, 
apoiado no mesossomo, originando duas novas bactérias idênticas à original. 
 
REPRODUÇÃO BACTERIANA 
 
Duplicação do DNA 
Separação das células 
Parede celular 
Membrana 
plasmática 
Molécula de DNA 
REPRODUÇÃO BACTERIANA 
 CISSIPARIDADE 
19/02/2014 
22 
Sexuada ou Transmissão genética 
 CONJUGAÇÃO - Consiste na passagem (ou troca) de material 
genético entre duas bactérias através de uma ponte citoplasmática 
formada pelas fímbrias. 
REPRODUÇÃO BACTERIANA 
Célula doadora Célula receptora 
Pili sexual 
Plasmídio 
REPRODUÇÃO BACTERIANA 
Sexuada 
Transformação: uma célula bacteriana incorpora 
DNA (Plamídeo) presente no ambiente; 
 
 
 
 
Plamídeo 
19/02/2014 
23 
REPRODUÇÃO BACTERIANA 
Sexuada 
Transdução: os vírus 
funcionam como 
vetores, transferindo 
DNA de uma célula 
bacteriana para outra; 
 
 
 
 
 
 
 
Bacteriófago 
CINÉTICA BACTERIANA 
19/02/2014 
24 
CINÉTICA BACTERIANA 
Fase de LAG: os organismo não crescem em números mas são metabolicamente ativos: 
crescem de tamanho, sintetizam enzimas, incorporam moléculas do meio e produzem 
ATP. 
Fase de LOG: crescimento populacional ocorre em velocidade exponencial ou 
logaritima. Nessa fase os organismos se dividem em intervalos regulares, geneticamente 
determinado, chamado TEMPO DE GERAÇÃO. a população dobra em cada tempo de 
geração. Esse crescimento é portempo limitado, pois a medida q os nutrientes são 
consumidos, os resíduos metabólicos se acumulam e o espaço se torna pequeno, 
reduzindo a taxa de crescimento. 
 
Fase estacionária: Divisão celular decresce ao ponto em que novas células são 
produzidas na mesma velocidade com que as células antigas morrem, devido a 
nutrientes limitados, resíduos tóxicos, suprimento de o2 inadequado e alteração no Ph. 
 
Fase de declínio (morte): numero de células vivas decresce em velocidade logaritima a 
medida que as condições do meio se tornam menos favoráveis. muitas células vão 
assumir forma incomum e algumas espécies formam esporos. 
 
 
CINÉTICA BACTERIANA 
 
 10 20 60 80 
 
tempo (min) 
1. Calcule o tempo de cada fase do crescimento bacteriano. 
2. O que acontece se for introduzido meio de cultura novo nesse 
sistema? 
19/02/2014 
25 
1. Descreva 3 estruturas essenciais e 3 estruturas facultativas das bactérias. 
2. Diferencie a parede das bactérias Gram positivas e Gram negativas. 
3. Explique a coloração de Gram (princípio e execução). 
4. Explique cada tipo de flagelo. 
5. O que é fimbria? Qual sua função? 
6. O que é cápsula? Qual sua função? 
7. O que são granulações bacterianas? Qual sua função? 
8. O que é mesossomo? Qual sua função? 
9. Se as bactérias não possuem mitocôndria como obtêm energia? 
10. Se as bactérias não possuem ribossomos, como sintetizam proteínas? 
11. Classifique os agentes segundo : FORMA, ARRANJO E COLORAÇÃO DE GRAM: 
 -Staphylococcus aureus 
 - Neisseria gonorrhoeae 
 - Staphylococcus epidermidis 
 - Escherichia coli 
 - Enterococcus faecalis 
 - Salmonella enteritidis 
 - Streptococcus agalactiae 
 
12. Quais as fases do crescimento bacteriano. 
13. Explique o processo de reprodução bacteriana (Assexuada e sexuada). 
 
 
14. Classifique as bactérias dos tubos 1-5, segundo a presença de O2 
 
1. ______________________ 
2. ______________________ 
3. ______________________ 
4. ______________________ 
5. ______________________ 
 
 
15. Como é denominado o arranjo de uma bactéria com 3 planos de divisão?