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MICROBIOLOGIA Unidade 5: Introdução à Bacteriologia Bactérias são procariontes, Unicelulares O tamanho das bactérias geralmente varia de 0,5 a 5 μm Só podem ser vistas com microscópio Sem microscópio é possível ver as colônias Presença de parede celular externa à membrana celular. CARACTERISTICAS Curiosidades Bactérias existem há mais do que 3,5 bilhões anos. Graça às estruturas simples, bactérias podem sobreviver em todos ambientes da terra. Podem ser encontrados por exemplo no ar, no solo, na água, vulcão, no mar profundo, nas fontes quentes, no gelo, no sal, na pele dos homens, etc. Em condições desfavoráveis algumas bactérias formam esporos, que podem sobreviver milhões de anos. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Estruturas bacterianas Bactérias possuem membrana celular e citoplasma como as demais células. Apresentam estruturas obrigatórias, presentes em todos os gêneros e estruturas facultativas, presentes em algumas espécies bacterianas. OBRIGATÓRIAS FACULTATIVAS Parede celular Ribossomos Plasmídeos ADN cromossômico Flagelo Fímbrias e pili Endósporo Cápsula ESTRUTURAS BACTERIANAS Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Estruturas obrigatórias bacterianas As estruturas presentes em todos os gêneros bacterianos do Domínio Eubactéria são: PAREDE CELULAR DNA CROMOSSÔMICO PLASMÍDEO RIBOSSOMOS DNA cromossômico (genômico), contendo informações morfológicas e vitais para a célula. DNA extra cromossomial, onde se encontram fatores de resistência e de virulência. Estrutura externa à membrana celular. Pode ser de constituição diferente, de tipo Gram positiva ou Gram negativa. Organela citoplasmática, onde ocorre a síntese de proteínas. 7 A membrana plasmática (citoplasmática) Estrutura fina que reveste o citoplasma das células Constituição básica: proteínas e fosfolipídios assim como nos eucariotos porém não possuem carboidratos e esteróis menos rígidas. Estrutura: fosfolipídeos distribuídos em uma bicamada lipídica modelo do mosaico fluido 8 A membrana plasmática (citoplasmática) Função: permeabilidade seletiva 9 Citoplasma Toda substância na célula no interior da membrana plasmática: 8O% água, contendo principalmente proteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e compostos de peso molecular muito baixo Íons inorgânicos em concentrações muito altas Estruturas: nucleóide, ribossomos, depósitos de reserva (inclusão). Algumas proteínas de reserva responsáveis pela forma. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Plasmídeos Os plasmídeos são formados por um DNA extracromossômico. Não possuem informações relacionadas à morfologia e fisiologia celular. São autoduplicáveis e podem receber ou doar genes em trocas genéticas entre bactérias. Na Genética molecular e na Biotecnologia, plasmídeos são usados para multiplicar genes e produzir de substâncias diversas. O princípio é a inserção de um gene ao plasmídeo. GENE PLASMÍDEO Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Estruturas facultativas bacterianas Algumas bactérias possuem estruturas que, em geral, conferem vantagens. Estrutura de locomoção bacteriana. Pode ser único ou múltiplo. Estrutura externa à parede celular, que confere vantagens à bactéria. Forma preservada que se forma em situações de carência de água e nutrientes. São filamentos fino e curtos, de função variável. FLAGELO FÍMBRIAS/PILI ENDÓSPORO CÁPSULA Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Flagelos As bactérias flageladas podem ser classificadas quanto à localização e a quantidade de flagelos. A = MONÓTRICAS, com um único flagelo B = LOFÓTRICAS, com vários flagelos em um ponto C = ANFÍTRICAS, com flagelos em extremidades opostas D = PERÍTRICAS, com flagelos em toda a superfície do corpo Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Fímbrias / Pili As fímbrias ou pili (pilus) são estruturas finas e curtas, proteicas, que recobrem algumas bactérias Gram negativas. Apresentam diversas funções, como a facilitar a fixação em superfícies e formar “pili sexual”. Através do “pili sexual” bactérias trocam material genético. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Cápsula bacteriana Estruturas polissacarídicas e/ou polipeptídicas que estão externamente aderidas à parede celular bacteriana. Impedem a fagocitose, armazenam nutrientes e favorecem adesão à superfícies. CÁPSULA Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Endósporos bacteriano Formadas por bactérias dos gêneros Clostridium e Bacillus, principalmente, em condições de carência de nutrientes e água. Podem permanecer por muitos anos de forma latente e, ao entrarem no organismo vivo, voltam à forma viva (vegetativa). Endósporo Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Endósporos bacteriano Assista ao vídeo sobre a formação de um endósporo bacteriano: https://www.youtube.com/watch?v=pSpEXSz-SvY Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Genoma bacteriano Bactérias apresentam DNA cromossômico de fita dupla, disperso no citoplasma, numa região denominada nucleoide, uma vez que não possuem núcleo. Possuem plasmídeos (DNA extra cromossômico) e segmentos de DNA denominados transposons e integrons. Apresentam mecanismos de recombinação gênica bacteriana: conjugação, transdução e transformação. MORFOLOGIA BACTERIANA 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. • 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 MORFOLOGIA BACTERIANA MORFOLOGIA BACTERIANA Até a próxima aula! Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Fisiologia e metabolismo bacteriano A manutenção da vida bacteriana, assim como seu crescimento, requer condições ideais. Cada espécie bacteriana requer fatores gerais, específicos e em proporções diferentes. Estas condições envolvem: • Obtenção de macro e micronutrientes; • Temperatura; • pH; • Respiração; • Umidade; • Luz; • Obtenção de energia. O metabolismo bacteriano é o resultado das reações anabólicas e catabólicas bacterianas. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Nutrição bacteriana Para que as funções fisiológicas bacterianas ocorram, são necessários água, fatores de crescimento e nutrientes, entre outros fatores. Alguns nutrientes são requeridos por todas as espécies e outros de forma específica. Os nutrientes são classificados como macronutrientes, micronutrientes e fatores de crescimento. MICRONUTRIENTES MACRONUTRIENTES FATORES DE CRESCIMENTO NUTRIENTES Nutrientes requeridos em grande quantidade. Ex.: carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e enxofre. Nutrientes requeridos em pequena quantidade e por algumas bactérias. Ex: manganês, zinco, potássio, sódio, cloro, cobre, molibdênio, selênio e outros. Nutrientes necessários ao crescimento bacteriano. Ex: vitaminas, aminoácidos e nucleosídeos. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Obtenção de energia As bactérias autotróficas produzem seu próprio alimento com uso de dióxido de carbono (CO2). As bactérias heterotróficas utilizam compostos orgânicos como fonte de energia. Bactérias, em geral, obtêm energia pela oxidação de substratos. • Fototróficas – utilizam luz como fonte de energia. Podem ser fotoautotróficas ou fotoeterotróficas. • Quimiotróficas – utilizam compostos químicos como fonte de energia. Podem ser quimioautotróficas ou quimioeterotróficas. De forma geral, quanto à forma de obtenção de energia, as bactérias são: Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Temperatura bacteriana De acordo com a faixa de temperatura metabólica, as bactérias do Domínio Eubactéria são classificadas em: psicrófilas, mesófilas e termófilas. As bactérias hipertermófilas fazem parte do Domínio Archea. A maior parte das bactérias patogênicas para o homem é mesófila. A faixa de temperatura de cada grupo varia de acordo com o autor. • Psicrófilas → abaixo de 150C • Mesófilas → entre 250C e 500C • Termófilas → entre 600C e 800C • Termófilas extremas/Hipertermófilas → acima de 850C Temperatura de crescimento: Mínima (menor temperatura onde é capaz de crescer) Ótima (onde apresenta melhor crescimento) Máxima (mais alta temperatura para crescer) Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II pH bacteriano O pH do meio também é importante para o crescimento bacteriano. Cada espécie bacteriana apresenta uma faixa de pH ideal para seu metabolismo, podendo ser: acidófilas, neutrófilas e alcalinófilas. A maior parte das bactérias patogênicas para o homem é neutrófila. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Respiração bacteriana De acordo com o uso de gás oxigênio e o padrão respiratório, as bactérias são classificadas em aeróbias e anaeróbias. As bactérias aeróbias usam gás oxigênio (O2) em diferentes teores de disponibilidade em sua respiração e as anaeróbias não o utilizam. Não usam, mas suportam a atmosfera de O2. AERÓBIAS ANAERÓBIAS ESTRITAS MICROARERÓFILAS FACULTATIVAS AEROTOLERANTES ESTRITAS Utilizam altos teores de O2. Utilizam baixos teores de O2. Na ausência de disponibilidade de O2, fazem fermentação. São consideradas aeróbias ou anaeróbias facultativas. Morrem na presença de O2. Classificação (Resumo) 1)Aeróbicos estritos 2)Anaeróbicos estritos 3)Anaeróbico facultativo 4)Microaerófilo 5)Anaeróbicos aerotolerantes Reprodução Bacteriana 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. Sexuada ou Transmissão genética - Conjugação - Consiste na passagem (ou troca) de material genético entre duas bactérias através de uma ponte citoplasmática formada pelas fímbrias. -Transformação - A bactéria absorve moléculas de DNA disperso no meio. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. - Transdução - As moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Reprodução bacteriana Assista ao vídeo sobre crescimento bacteriano: https://www.youtube.com/watch?v=gEwzDydciWc Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Crescimento bacteriano • Taxa de crescimento – variação na quantidade de células por unidade de tempo. • Geração – intervalo em que uma célula origina duas novas. • Tempo de geração – tempo necessário para a população bacteriana dobrar em número. • Crescimento exponencial – padrão em que o número de células é duplicado a cada período de tempo (2, 22, 24, 28,...) http://www.ebah.com.br/content/ ABAAAeu6QAE/fisiologia- microbiana?part=2 Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Curva de crescimento Em meio de cultura (sistema fechado), o crescimento bacteriano ocorre em etapas, denominadas: Fase lag, Fase log (ou exponencial), Fase estacionária e Fase de declínio (ou morte). As fases da curva de crescimento em sistema fechado são: N º d e b ac té ri as Tempo (h) Lag Log Estacionária Declínio Fase Lag → Período de repouso e adaptação ao meio. Fase log ou exponencial → Período de divisão celular intenso. Fase estacionária → Período de equilíbrio, em que a quantidade de células novas equivale a de células mortas. Fase de declínio ou morte → Período com progressão de células mortas. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Parede celular bacteriana • A parede celular é a estrutura presente externamente à membrana celular de bactérias do Domínio Eubactéria. • A parede celular bacteriana pode ser identificada pelo Método de coloração de Gram, criada em 1884 pelo bacteriologista Hans Christian Gram. • As que se coram de roxo (azulado) são denominadas Gram positivas, enquanto as que se coram de vermelho (róseo) são denominadas de Gram negativas. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Parede celular GRAM POSITIVAS → Apresentam extensa camada de peptideoglicano, com ácidos teicoicos e lipoteicoicos inseridos nessa. GRAM NEGATIVAS → Apresentam espaço periplásmico, fina camada de peptideoglicano e outra membrana celular externa. Parede celular (Visão Geral) Bactéria Gram-Positiva Bactéria Gram-Negativa Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Método de coloração de Gram TÉCNICA DE COLORAÇÃO DE GRAM O Método de coloração de Gram é a técnica aplicada para a identificação da parede celular bacteriana. Reagentes utilizados: • Violeta de genciana (Cristal de violeta) • Lugol (Iodo) • Solução álcool- acetona • Fucsina Os micoplasmas e as micobactérias não se coram pelo Método de Gram. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Método Ziehl Neelsen As bactérias do gênero Mycobacterium (micobactérias) não se coram pelo Método de coloração de Gram. São bacilos-álcool-ácido-resistentes (BAAR) e possuem, externamente à parede celular, uma camada composta por ácidos micólicos. Os BAAR são corados pelo Método de Ziehl Neelsen. Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Meios de cultura • O cultivo bacteriano pode ser realizado, fornecendo as condições ótimas para cada espécie bacteriana. • Os meios de cultura são substâncias suplementadas de nutrientes e elementos químicos, necessários ao metabolismo bacteriano. • Existem meios de cultura sólidos, líquidos ou semissólidos. • Os meios sólidos, em geral, são produzidos com a alga Agar agar e são específicos para gêneros ou espécies bacterianas. MEIO SÓLIDO MEIO LÍQUIDO http://scienceblogs.com.br/meiodecul tura/files/2010/05/65bi.jpg http://www.prolab.com.br/blog/wp-content/uploads/2014/12/1- Meiodecultura1.jpg AULA 7: BACTERIOLOGIA II Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Meios de cultura Os meios de cultura podem ser enriquecidos, seletivos, diferenciais e redutores. Exemplos de meios de cultura: • Ágar sangue de carneiro • Ágar chocolate • Ágar manitol salgado • Ágar Mac Conkey • Ágar Mueller-Hinton, • Ágar salmonella- shigella http://static1.squarespace.com/static/50e713f4e4b0888041877c38/t/524c4699e4b0ad97e93c2591/1432216489782/iStock_000019289346Large.jp g AULA 7: BACTERIOLOGIA II Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Coleta de material Para a identificação bacteriana, é necessário a coleta do material. Em geral, a coleta de superfícies é feita com swab estéril. Urina e secreções são coletados em frascos, e sangue em tubos ou frascos de hemocultura. Coleta com swab Frascos de hemocultura Coleta de hemocultura Coleta com frascos Microbiologia AULA 7: BACTERIOLOGIA II Identificação bacteriana A identificação da espécie bacteriana pode ser feita por meio de testes bioquímicos, sistema automatizado, sistema API (Analytical Profile Index), laminocultivos ou culturas indicadoras. Testes bioquímicos Sistema API laminocultura ATÉ A PRÓXIMA AULA
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