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Microbiologia Geral Profa. Virginia Siqueira da Silva Os principais grupos bacterianos UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 1 Os principais grupos bacterianos Eubactérias e Arqueobactérias Características Morfológicas das Bactérias Embora existam milhares de espécies bacterianas diferentes, os organismos isolados apresentam uma das três formas : 1. Elipsoidal ou Esférica (COCOS) - apresentam tipos e arranjos diferentes: • diplococos - dois cocos • estreptococos - vários cocos arranjados em cadeias • tétrades - cocos arranjados em 4 - quadrado • estafilococos - cocos arranjados em cachos de uva • sarcina - cocos arranjados em forma cúbica Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 2 Características Morfológicas das Bactérias Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 3 Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 4 2. Cilíndricas ou Bastonetes (BACILOS) •diplobacilos - ocorrem em pares •estreptobacilos - ocorrem em cadeias 3. Espiraladas ou Elicoidais - ocorrem predominantemente como células isoladas Exigências Nutricionais para a maioria das Bactérias pH : limites: 4 - 9 ótimo: 6.5 - 7.5 Temperatura : limites 0 - 79 ºC ótimo 20 - 37 ºC Gases : aeróbias, microaerófila, facultativas ou anaeróbias Luz : alguns grupos fotossintéticos Concentração de C no meio : 0.5 - 1.0 % Carbono : autotróficos ou heterotróficos Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 5 Classificação Existem dois grupos principais de bactérias : As diferenças fundamentais entre estes grupos são : 1 - Quanto à composição da parede celular – eubactérias: peptidoglicano; arqueobactérias: constituida de proteínas ou polissacarídeo 2 - Quanto à estrutura química dos fosfolipídeos da membrana citoplasmática - eubactérias: ácidos graxos de cadeia longa; arqueobactérias: contém álcoois de cadeia longa ramificada (fitanóis) 3 - Quanto à síntese protéica - eubactérias: o aminoácido usado para iniciar a cadeia protéica é sempre o formilmetionina; arqueobactérias: o aminoácido é a metionina Eubactérias Arqueobactérias Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 6 4 - Além do mais, as arqueobactérias são notáveis por formarem produtos finais incomuns do metabolismo, como o gás metano, ou ainda por habitar ambientes extremamente adversos que muitas eubactérias não podem tolerar 1. Eubactérias São divididas em dois grupos : 1 - Com parede celular Gram-Negativas ( 12 subgrupos ) Gram-Positivas ( 6 subgrupos ) 2 - Sem parede celular Micoplasmas Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 7 Principais Características diferenciais do grupo das eubactérias : Gram-Negativas 1 - Espiroquetas helicoidais, com flagelo, vivem na água,lodo,insetos,animais e humanos; várias são patógenas ao homem. Ex. Borellia, Leptospira, Spirochaeta Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 8 Treponema Células espiraladas regulares ou irregulares. Apresentam um ou dois flagelos. - Anaeróbias ou microaerófilas, quimiorganótrofas. Encontradas em: cavidade oral, trato intestinal e área genital do homem e animais T. denticola: associada a cavidade oral T. pallidum: agente causal da sífilis Leptospira Células helicoidais flexíveis. - Aerobias estrictas, Quimiorganótroficas. Encontradas no solo, águas doces e marinhas, associadas com animais e humanos, também patógenas do homem, causando leptospirose, zoonoses que infectam animais selvagens e domésticos, que atuam como reservatório. L. interrogans: leptospirose no homem e animais, produz enfermidades letais infectando o fígado do hospedeiro. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 9 L. icterohaemorrhagiae: leptospirose em roedores e no homem. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 10 Borrelia Células helicoidais. Microaerófilas.Patógenas do homem e animais B. recurrentis: febre recorrente no homem,vetor o piolho. B. burgdorferi: enfermidade de Lyme, vetor o carrapato. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 11 2 - Bacilos aeróbios ou Microaerófilos helicoidais, com flagelos ou não, vivem na água, solo, animais; alguns são patôgenos ao homem e animais. São heterótrofos, quimiorganótrofos, alguns podem ser autotróficos. Em geral requerem oxigênio como aceptor terminal de elétrons., raízes de plantas ou órgãos reprodutivos, trato intestinal e cavidade oral do homem e animais. Campylobacter Ex. Campylobacter , Helicobacter, Azospirillum Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 12 Bdellovibrio Bacilos curvados, aeróbios estritos. Habitam o solo, águas residuais, marinhas e doces. Apresentam um ciclo de vida difásico morfológica e fisiológicamente alternando entre fase predadora e fase reprodutiva intracelular. Todas as especies devem ser isoladas do espaço periplásmico de outras bactérias, já que são parásitas de bactérias Gram negativas, como Escherichia e Pseudomonas. B. bacteriovorus: espécie tipo. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 13 Spirillum Células helicoidais rígidas. Microaerófilas e ocasionalmente aeróbicas. Acumulam grânulos de polihidroxibutirato (PHB). Habitam ambientes aquáticos. Campylobacter Forma vibrioide, podendo formar cadeias curtas. Em culturas velhas adotam formas esféricas. Algumas espécies são patógenas do homem e animais. Algumas fixam nitrogênio associadas a raízes de plantas. C. fetus: causa aborto em ovelhas e ocasionalmente no gado. Patógeno oportunista do homem, se transmite oralmente e pode crescer no trato intestinal do homem e animais. C. jejuni: causa aborto em ovelhas, febre e enterites no homem. Também pode ser encontrada nos alimentos, água e leite não pasteurizado. Faz parte da microbiota normal de muitos animais domésticos e selvagens, é transmitida por vía oral. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 14 3 - Cocos e Bacilos aeróbios Bastonetes ou cocos, vivem na água, solo; alguns são patógenos ao homem e animal. Ex. Acetobacter, Brucella, Xanthomonas, Rhizobium, Azotobacter, Neisseria, Bordetella, Pseudomonas Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 15 Aerobios exigentes: Bordetella, Brucella. Aerobios não exigentes: Pseudomonas.. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 16 Neisseria meningitidis agente causal da meningite, isolado do sangue, da conjuntiva, da nasofaringe e do fluído cerebro espinhal. Também é agente causal de septicemia, endocardite e pleurites. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 17 Bordetella Cocobacilos muito pequenos, Gram negativos, imóveis, aeróbios estritos, quimiorganotróficos. Parasitos e patógenos de mamíferos, se multiplicam nos cilios do epitélio do trato respiratório. B. pertussis parasito e patógeno encontrado somente no trato respiratorio humano, produz coqueluche. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 18 4 - Bacilos anaeróbios facultativo bastonetes retos ou vibriões, vivem na água, solo, plantas intestino do homem e de animais; alguns são patôgenos. Ex. Enterobacter, Erwinia, Escherichia, Proteus, Salmonella, Shigella, Vibrio, Yersinia, Serratia Escherichia Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 19 Vibrio cholerae Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 20 Bactérias que tem sido isoladas da água, solo e fezes de animais de sangue quente. Capaz de fermentar a lactose a 35º C mas não a 44.5º C. E. aerógenes: forma parte da microbiota intestinal do homem; pode ocasionar infecções urinarias e bacteremias. E. cloacae: habita a água, solo e sobre a pele e trato intestinal do homem, pode causar bacteremias.Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 21 Fig.1- shows the red colour developed on MacConkey agar. Fig 2. - the organism growing on EMB agar Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 22 Fig 3. where you can see the greenish sheen of E. coli. Eosin methylene blue (EMB) agar – é seletivo para bactérias gram negativas. Enterobacter e Klebsiella formam colônias mucóides rosas ou púrpura porque fermentam a lactose . Elas não produzem colônias verde metálicas de E. coli. A fermentação da lactose no agar MacConkey resulta em colônias vermelhas. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 23 5 - Bactérias anaeróbias Bastonetes e cocos, vivem no trato intestinal e causam infecções teciduais. Ex. Fusobacterium Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 24 6 - Riquétsias e Clamídias Bastonetes e cocos, muitas são patôgenas ao homem e animal, necessitam de hospedeiros vivos para se desenvolverem. M. eletrônica de uma célula infectada com Clamidia trachomatis. A - Corpo reticulado B - Forma intermediaria entre corpo elementar e corpo reticulado C - corpo elementar. Todas estas estruturas que podemos ver se encontram dentro de uma única inclusão clamidial, dentro de uma célula. Ex. Coxella, Rickttsia Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 25 Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 26 As bactérias são pequenos bacilos intracelulares (0.3 µm de diâmetro x 1 à 2 µm de comprimento). - Possuem uma estrutura parecida com a da célula das bactérias Gram negativas, mas coram mal ou não se coram poe esta técnica. - Uma técnica de coloração específica permite revelar estas bactérias – a coloração de Gimenez. Rickettsias Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 27 Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 28 7 - Fototróficas anoxigênicas Bactérias púrpuras e verdes, anaeróbios, fotossintéticas, vivem em ambiente aquático, não patôgenos. Ex. Rhodopseudomonas, Chlorobium São células Gram negativas, de forma esférica, espiral, bacilar ou vibrião. Se organizam em agregados regulares ou irregulares, unicelulares ou formas filamentosas multicelulares. São divididas em 7 subgrupos de acordo com a localização dos pigmentos fotossintéticos: - na membrana citoplasmática (subgrupo 4) - em vários tipos de sistemas de membrana intracitoplasmático (subgrupo 1-3 ) - ou clorossomas (subgrupo 5 e 6). Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 29 Rhodopseudomonas A cor das suspensões celulares variam de púrpura-violeta a púrpura vermelho, vermelho-rosado, amarelo, café y verde. Todas têm em comum a presença de bacterioclorofila e pigmentos carotenóides. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 30 São fotoautotrófico ou fotoorganotrófico em condicões anaeróbicas ou microaeróbicas. Apresentam uma fotossíntese anoxigênica que depende de um doador externo de elétrons ( composto de enxofre reduzido, hidrogênio molecular ou compostos orgânicos). Durante a oxidação do sulfeto, glóbulos de sulfato são formados transitoriamente armazenados dentro da célula (subgrupo 1) ou fora da célula (2 e 5). Armazenam polissacarídeos, poli-b -hidroxibutirato e polifosfato. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 31 Bacterias púrpura do sulfato - Glóbulos de sulfato internos Células que podem crescer com sulfeto e sulfato como único doador de elétrons fotossintético. Ex: Lamprocystis , Chromatium , Thiospirillum Chromatium Células ovóides ou bacilos levemente curvados, móveis por flagelo polar, culturas púrpura-vermelho, púrpura-violeta e café- vermelho. Algumas espécies requerem NaCl 0.5 a 10%. Se desenvolvem em presença de sulfato em águas frescas, estuários, ambientes marinos e hipersalinos. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 32 Chromatium Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 33 Thiospirillum sanguineum Thiospirillum jenense Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 34 Bacterias Púrpuras do sulfato com glóbulos de enxofre externos Necessitam de sulfeto ou sulfato como único doador de elétrons para a assimilação de CO2. A cor dos cultivos pode ser vermelho-púrpura e verde, sistema membranoso organizado em pilhas, móveis por flagelos polar e bipolar. Ectothiorhodospira Células espiraladas,vibriões e bacilos levemente curvados, requerem 1-25 % NaCl. Habitam ambientes marinhos e hipersalinos que contenham sulfeto, com pH neutro a extremadamente alcalinos, tais como estuários, lagos salgados, ocasionalmente elas se encontram no solo. Atuam na depuração de águas em plantas de tratamento de águas servidas. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 35 Bactérias não enxofradas púrpuras Crescem preferencialmente por fotoassimilação de sustâncias orgânicas simples, algumas espécies são capazes de usar sulfeto ou tiosulfato como doador de elétrons para a assimilação de CO2. podem formar glóbulos de enxofre sob certas condições e são externos. Ex Rhodobacter , Rhodomicrobium , Rhodospirillum Formam exósporos e seu sistema membranoso é laminar. São preferencialmente fotohetero- tróficos. Rhodomicrobium Células esféricas, ovoides, reprodução por gemação, apresenta um ciclo com células móveis por flagelação perítrica e células imóveis, Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 36 Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 37 Rhodospirillum rubrum Rhodobacter sphaeroides Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 38 Bactérias verdes do enxofre unicelulares ou em agregados, móveis por deslizamento, estrutura fotossintética em clorossomas. Fototrófico sob condições anaeróbicas, com glóbulos de enxofre externos. Ex: Chlorobium Chlorobium Células curvadas, ovóides, esféricas, cultivos verdes ou café, imóveis, habitam lodos e águas que contem sulfeto de hidrogênio, águas salobras e ambientes marinos. Bacterias verdes filamentosas multicelulares unicelulares ou em agregados como filamentos multicelulares, móveis por deslizamento. Todos são aeróbicos facultativos utilizando compostos orgânicos em seu metabolismo fototrófico ou quimiotrófico. Chloroflexus Filamentos multicelulares, móviles por deslizamiento, apresentam clorossomas. Mesófilas ou termófilas. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 39 Chlorobium Chloroflexus Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 40 Sob condições anaeróbicas são preferencialmente fotoheterotróficas Sob condições aeróbicas são quimioheterotróficas. Bacterias quimiotróficas anaeróbicas com baterioclorofila Células que crescem quimioheterotróficamente sob condições aeróbicas. não se desenvolvem em condições anaeróbicas na presença de luz, seu metabolismo é predominantemente respiratório, possuem carotenóides e bacterioclorofila A. Erythrobacter Células ovóides a bacilares, móveis por um flagelo subpolar, cultivos laranja ou rosados. Crescimento aeróbico e quimioheterotrófico, nunca realizam fotossíntese anoxigênica, requerem vitaminas e 1.7-3.5% NaCl, habitam ambientes marinhos aeróbios. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 41 8 - Fototróficas oxigênicas Cianobacterias Parede celular similar a das eubacterias Gram negativas. apresentam formas unicelulares até formas pluricelulares que contém clorofila "a" realizam fotossíntese liberando O2 a partir da fotólise da água. Apresentam múltiples pigmentos como: ficoeritrina, ficocianina, carotenoides e ficoeritrocianina. Algumas espécies apresentam células diferenciadas especializadas, como os heterocistos ( fixação de N2 ) e acinetos que são células de resistência. Várias espécies produzem diferentes tipos de toxinas. Habitamáguas doces, marinhas, e no solo. Ex. Anabaena, Glocotricha, OscillatoriaProfa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 42 Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 43 Microcystis Células esféricas ou ovaladas, pequenas, que crescem formando agregados celulares amorfos rodeados de uma matriz mucilaginosa. Se desenvolvem em águas doces e marinhas e flutuam mediante uma vesícula de gás. Produzem Microcistina, um péptideo hepatotóxico que destrói as células do fígado. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 44 Anabaena Suas células se agrupam formando largos filamentos. Apresentam heterocistos esféricos e mais escuros que as células do filamento. Se reproduzem por fragmentação do filamento. A maioria das espécies formam parte do plancton de água doce. Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 45 9 - Bactérias deslizantes Bastonetes ou filamentos, sem flagelos, vivem no solo e na água, não patogênicos. Se movem sobre superfícies sólidas, por deslizamento. morfologia diversa. Alguns contem vesículas de gás e outras inclusões de enxôfre. Beggiatoa alba Bactérias deslizantes, sulfoxidantes São geralmente filamentosas, móveis por deslizamento, o enxôfre é depositado internamente. Aeróbias e microaerófilas, quimiorganotróficas e quimiolitotróficas. Se encontram em água doce e ambientes marinhos. Ex: Thiothrix e Beggiatoa Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 46 Bactérias deslizantes em forma de bacilos Bacilos pleomórficos, móveis por deslizamento ou imóveis, de cores amarelos, laranjas e vermelhos devido a produção de pigmentos. Quimiorganótrofos, aeróbios e anaeróbios facultativos . Se encontram no solo, água doce e ambientes marinhos. Alguns podem ser patógenos do homem e outros animais. Ex:Cytophaga e Flexibacter Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 47 Cytophaga hutchinsoniiProfa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 48 Bacterias deslizantes filamentosas Formas filamentosas multicelulares. Quimiorganótrofas aeróbias. Se encontran na cavidade oral de vertebrados de sangue quente. Ex: Simonsiella Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 49 10 - Bactérias com bainha bastonetes em cadeia ou filamentos, envolvidas por uma bainha tubular, saprófitas aquáticas, não patogênicas. Ex. Crenothrix Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 50 11 - Bactérias gemulantes e/ou apendiculares saprófitas aquáticas e do solo, não patogênicas. Ex. Ancalomicrobium Ancalomicrobium adetumProfa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 51 12 - Quimiolitotróficas obtém energia pela oxidação da amônia, nitrito, compostos sulfurados, vivem no solo e água, não patogênicos. Ex. Nitrobacter, Nitrosomonas Nitrobacter Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 52 Gram-Positivas Cocos aeróbios, facultativos ou anaeróbios, saprófitas ou parasitas, alguns são patogênicos. Ex. Deinococcus, Staphylococus, Streptococcus, Sarcina, Enterococcus Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 53 Bactérias esporuladas bastonetes ou cocos, formam endosporos, aeróbios, facultativos ou anaeróbios, vivem no solo, água, insetos, animais, humanos, alguns são patogênicos. Ex. Bacillus, Clostridium Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 54 Bacilos regulares aeróbios ou facultativos, vivem no solo, água, produtos alimentícios, alguns causam doenças humanas. Ex. Lactobacillus, Listeria Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 55 Bacilos irregulares células exibem saliência (forma de Y ou V), aeróbios facultativos ou anaeróbios, alguns são patogênicos. Ex. Actinomyces, Propionibacterium Actinomyces Propionibacterium Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 56 Micobactérias bastonetes aeróbios, álcool-ácido resistentes, saprófitas ou parasitas, alguns patogênicos ao homem. Ex. Mycobacterium M. tuberculosis M. leprae Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 57 Actinomicetos aeróbios do solo que formam micélio, hifas ramificadas, multiplicam-se por fragmentação ou por produção de esporos, alguns produzem antibióticos. Ex. Nocardia, Streptomyces Colônias de Streptomyces Streptomyces Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 58 Stella vacuolata Haloquadratum Morfologias incomuns Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 59 Roseobacter sp Morfologias incomuns Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 60 Haloarcula japonica Haloquadratum walsbyi Morfologias incomuns Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 61 Micoplasmas assumem várias formas, pois não tem parede celular, não inibidos pela penicilina, possuem esteróis como os eucariótos, habitam na mucosa do homem e de outros animais. Ex: Mycoplasma M. pneumonia Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 62 2. Arqueobactérias São divididas em dois grupos : 1 - Com parede celular - Produtoras de metano - Bactérias halofílicas extremas - Arqueobactérias dependente de enxofre 2 - Sem parede celular - Termoplasmas Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 63 Principais Características diferenciais do grupo das arqueobactérias : Metanogênicas anaeróbias, produz grande quantidade de metano, cocos, Gram-, vivem em lodoçal, açude, brejos, estação de tratamento de água de esgoto. Ex. Methanosarcina, Methanobacterium, Methanospirillum Methanosarcina acetivorans Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 64 Halofílicas extremas crescem em 17 a 23% de sal (água do mar = 3% de NaCl), vivem em lagos salgados (mar morto),tanques industriais que produzem sal, alimentos salgados com sal, contém pigmento carotenóide. Ex. Bacteriorrodospsina Halobacterium Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 65 Dependentes de enxofre vivem em fonte de água quente ácidas, crescem a 50 ou 87 oC, não crescem em pH menor que 4.0 ou 5.5, aeróbias, obtém energia da oxidação do enxofre ou de açúcares e aminoácidos. Ex. Sulfolobus, Thermoproteus Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 66 Dependentes de enxofre vivem em fonte de água quente ácidas, crescem a 50 ou 87 oC, não crescem em pH menor que 4.0 ou 5.5, aeróbias, obtém energia da oxidação do enxofre ou de açúcares e aminoácidos. Ex. Sulfolobus, Thermoproteus SulfolobusProfa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 67 Termoplasmas ausência de parede celular, temperatura ótima: 55 a 59 oC, pH ótimo: 2, as células desintegram-se em pH 7 Thermoplasma Profa. Virginia Siqueira - DBIO/ICEN/UFMT 68
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