MICROBIOLOGIA 01 Introdução

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Arlindo Ugulino Netto – MICROBIOLOGIA – MEDICINA P3 – 2008.2
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FAMENE
NETTO, Arlindo Ugulino.
MICROBIOLOGIA
INTRODUÇÃO
(Professora Socorro Vieira)
A microbiologia (Mikros = pequeno + Bio = vida + logos = ci€ncia)  o ramo da biologia que estuda os 
microrganismos, incluindo eucariontes unicelulares e procariontes, como as bactrias, fungos e v‚rus. Atualmente, a 
maioria dos trabalhos em microbiologia  feita com mtodos de bioqu‚mica e gentica. Tambm  relacionada com a 
patologia, jƒ que muitos organismos s„o patogenicos.
Microbiologistas t€m feito muitas contribui…†es ‡ biologia, especialmente nos campos da bioqu‚mica, gentica, e 
biologia celular. Micrˆbios possuem caracter‚sticas que os tornam os modelos de organismos ideais. Foi descoberta a 
origem das bactrias, tendo sido anterior a origem de outros corpos, tais como protozoƒrios, eucariotes e v‚rus. Dentre 
os citados, o ‰ltimo a se desenvolver foram os protozoƒrios, por tratar-se de seres com uma complexidade maior.
 S„o muito pequenos, ent„o eles n„o consomem muitos recursos 
 Alguns possuem ciclos de vida bastante curtos (aprox. 30 minutos para E. coli, desde que esteja na presen…a 
das condi…†es ˆtimas de crescimento) 
 Clulas podem sobreviver facilmente em isolamento das outras clulas 
 Eles podem-se reproduzir por divis„o mitˆtica, permitindo a propaga…„o de clones id€nticos em popula…†es 
 Eles podem ser congelados por longos per‚odos de tempo. Mesmo se 90% das clulas s„o mortas pelo 
processo de congelamento, hƒ milh†es de clulas em um mililitro da cultura l‚quida. 
Estes tra…os permitiram que Joshua e Esther Lederberg pudessem dirigir um elegante experimento em 1951
demonstrando que adapta…†es evolutivas surgem melhor da preadapta…„o do que da muta…„o dirigida. Para isto, eles 
inventaram a replica…„o em placa, que permitiu que eles transferissem numerosas colŠnias de bactrias para locais 
espec‚ficos de uma placa de petri preenchida com ‹gar-ƒgar para regi†es anƒlogas em diversas outras placas de petri. 
Apˆs a replica…„o de uma placa com E. coli, eles expuseram cada uma das placas a fagos. Eles observaram que 
colŠnias resistentes aos fagos estavam presentes em partes anƒlogas de cada placa, possibilitando-os concluir que os 
tra…os de resist€ncia aos fagos existiam na colonia original, que nunca havia sido exposta aos fagos, ao invs de 
surgirem apˆs as bactrias terem sido expostas aos v‚rus.
A extensiva caracteriza…„o dos micrˆbios tem nos permitido o uso deles como ferramentas em outras linhas da biologia:
 Bactrias (especialmente Escherichia coli) podem ser usadas para reduplicar DNA na forma de um (plasm‚deo). 
Este DNA  frequentemente modificado quimicamente in vitro e ent„o inserido em bactrias para selecionar 
tra…os desejados e isolar o produto desejado de derivados da rea…„o. Apˆs o crescimento da bactria e deste 
modo a replica…„o do DNA, o DNA pode ser adicionalmente modificado e inserido em outros organismos. 
 Bactrias podem tambm ser usadas para a produ…„o de grandes quantidades de prote‚nas usando genes 
codificados em um plasm‚deo. 
 Genes bacteriais tem sido inseridos em outros organismos como genes repˆrteres. 
 O sistema de hibrida…„o em levedura combina genes de bactrias com genes de outros organismos jƒ 
estudados e os insere em uma clula de levedura para estudar intera…†es proticas em um ambiente celular.
HISTRICO
Esta ƒrea do conhecimento teve seu in‚cio com os relatos de 
Robert Hooke e Antony van Leeuwenhoek, no sculo XVII, que 
desenvolveram microscˆpios que possibilitaram as primeiras 
observa…†es de bactrias e outros microrganismos, alm de diversos 
espcimes biolˆgicos. Leeuwenhoek descobriu por acidente uma 
maneira de observar seres microscˆpicos no leite: lustrando lentes no 
local onde trabalhava, observou que, associando algumas delas, era 
poss‚vel observar elementos min‰sculos, como os microorganismos. 
Nesse momento, acontecia a descoberta do mundo microbiano, ou 
seja, o mundo de “pequeninos animƒlculos” (bactrias, fungos, 
protozoƒrios), chamados assim por ele.
Embora van Leeuwenhoek seja considerado o "pai" da microbiologia, os relatos de Hooke, descrevendo a 
estrutura de um bolor, foram publicados anteriormente aos de Leeuwenhoek. Assim, embora Leeuwnhoek tenha 
fornecido importantes informa…†es sobre a morfologia bacteriana, estes dois pesquisadores devem ser considerados 
como pioneiros nesta ci€ncia. Recentemente foi publicado um artigo discutindo a importŽncia de Robert Hooke para o 
desenvolvimento da Microbiologia.
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TEORIA DA ABIOGÊNESE
Cerca de 2 mil anos atrƒs, surgiu a idia de que a vida poderia se originar espontaneamente da matria 
inanimada. Aristˆteles e outros sƒbios da poca acreditavam que larvas poderiam surgir "espontaneamente" do lixo, 
assim como outros seres poderiam aparecer na terra, da lama e de outros materiais. Aristˆteles admitia que, para um ser 
vivo se originar da matria bruta bastava apresentar o que ele chamou de "princípio ativo", que faria uma pedra se 
transformar num peixe, desde que as condi…†es fossem favorƒveis. Entretanto, nunca ocorreu aos pesquisadores isolar 
sua experi€ncia para que os microorganismos n„o pudessem "entrar" no recipiente que continha os ingredientes. Assim, 
tal experimento sofria abertamente a interfer€ncia externa. A teoria da abiog€nese come…ou a desmoronar quando essa 
possibilidade foi testada.
TEORIA DA BIOGÊNESE
A vida sˆ se origina de outra forma pr-existente e n„o de um "Principio ativo" que 
segundo Aristˆteles, poderia ser um objeto inanimado. As experi€ncias do mdico e 
biˆlogo italiano Francesco Redi e Louis Pasteur sepultaram definitivamente a teoria da 
abiog€nese.
Francesco Redi (1668), cientista italiano, foi um dos primeiros biogenistas a 
questionar a teoria da gera…„o espontŽnea. Em seu experimento, Redi colocou peda…os 
de carne em dois frascos abertos, cobrindo um deles com uma fina camada de gaze. Apˆs 
instantes da prepara…„o, analisou que os dois frascos ficaram rodeados por moscas, mas 
elas sˆ podiam pousar no peda…o de carne contida no frasco descoberto. Transcorridos 
alguns dias, com a matria orgŽnica decomposta, notou o surgimento de larvas apenas no 
frasco aberto, concluindo ent„o que as larvas surgiram do desenvolvimento de ovos 
colocados pelas moscas, e n„o da carne em putrefa…„o, dotada de fonte de vida. Mas que 
a carne somente contribu‚a com um meio prop‚cio para atra…„o de moscas, deposi…„o de 
ovos e eclos„o de larvas. Com este teste provou que a vida n„o surge espontaneamente 
em qualquer circunstŽncia, mas atestando que a vida somente se origina de outro ser 
vivente.
Em meados do sculo XVII, o holand€s Antonie van Leeuwenhoek com um microscˆpio descobriu o mundo dos
microorganismos, os micrˆbios. Os abiogenitas acreditaram ainda mais na sua tese, afirmando que seres t„o pequenos 
n„o se reproduzia e sim surgiam espontaneamente.
O cientista ingl€s John Needham (1713-1481) realizou seus 
experimentos para provar que os micrˆbios surgiam de gera…„o 
espontŽnea. Diversos frascos contendo um caldo nutritivo foram 
submetidos ‡ fervura por 30 minutos. Depois Needham lacrava os 
frascos com rolhas e os deixava por repouso por alguns dias. Depois 
desse repouso ele examinou o caldo com a ajuda de um microscˆpio 
e notou a presen…a de microorganismos. A explica…„o dada foi que a 
fervura tinha matado todos os seres eventualmente presentes no 
caldo e nenhum microorganismo poderia entrar no frasco apˆs de ter 
sido lacrado com rolhas. Portanto, sˆ havia uma explica…„o: os 
microorganismos surgiram por gera…„o espontŽnea ou abiog€nese.
Apˆs alguns anos o padre e pesquisador italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) repetiu os experimentos de 
Needham com algumas modifica†es. Spallanzani colocou caldo nutritivo em bal†es de vidro e fechou-os 
hermeticamente esses bal†es eram ent„o colocados em caldeir†es e fervidos por cerca de uma hora. Dias depois ele 
examinou os caldos e obteve resultados completamente diferentes aos de Needham: o caldo estava livre de 
microorganismos.
Spallanzani explicou que Needham submeteu a solu…„o ‡ fervura por um tempo curto de mais para esterilizar o 
caldo. Needham respondeu ‡s cr‚ticas afirmando que o tempo longo usado pelo cientista destru‚a a for…a vital ou 
princ‚pio ativo que dava vida ‡ matria, e ainda tornava o ar desfavorƒvel ao aparecimento da vida. Em fins do sculo 
XVII pŠde-se entender porque o ar se tornava desfavorƒvel ao aparecimento da vida. Descobriu-se que o oxig€nio  
essencial ‡ vida. Segundo abiogenistas o aquecimento prolongado e a veda…„o hermtica exclu‚am o oxig€nio tornando 
imposs‚vel a sobreviv€ncia de qualquer forma de vida.
Foi por volta de 1860 que um grande cientista franc€s conseguiu provar definitivamente que seres vivos sˆ 
podem se originar de outros seres vivos. Louis Pasteur (1822-1895) preparou um caldo de carne – excelente meio de 
cultura para micrˆbios – colocou ent„o, esse caldo em um frasco com pesco…o de cisne e submeteu o l‚quido contido 
dentro desse frasco ‡ fervura para a esteriliza…„o. Apˆs a fervura a medida que o l‚quido resfriava, got‚culas de ƒgua se 
acumulavam no pesco…o do frasco agindo como uma espcie de filtro retendo os micrˆbios contidos no ar que penetrava 
no bal„o, impedindo a contamina…„o do caldo. Esse experimento mostrou que n„o era a falta de ar fresco que impedia a 
forma…„o de microorganismos no caldo. Pateur provou tambm que n„o havia nenhuma ‘’ for…a vital’’ que era destru‚da 
apˆs a fervura, pois se aquele mesmo caldo esterilizado fosse submetido ao ar sem a filtragem que o bal„o pesco…o de 
cisne proporcionava, surgiriam sim microorganismos que advinham de contamina…„o. Com esse espetacular 
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experimento Pasteur recebeu um pr€mio compensador da Academia Francesa de Ci€ncias e derrubou de uma vez por 
todas a hipˆtese da gera…„o espontŽnea ou abiog€nese.
OBS1: Spallanzani durante seus experimentos submeteu seus caldos ‡ veda…„o hermtica, isto , livre de gazes. Um 
confeiteiro parisiense Fran…ois Appert aproveitou as experi€ncias de Spallanzani, notando que alimentos cozidos podiam 
ser guardados sob veda…„o hermtica sem se estragar, inventou a ind‰stria de enlatados.
OBS²: Pasteur submeteu seus caldos a uma cuidadosa tcnica de esteriliza…„o, com aquecimentos e resfriamentos 
bruscos. Hoje, essa tcnica  conhecida como pasteuriza…„o.
A partir destas descobertas e experi€ncias que o mundo se viu voltado para um novo ramo da ci€ncia. Lister 
(1867), por exemplo, viu-se preocupado em proteger as cirurgias desses seres microscˆpicos, desenvolvendo, assim, a 
cir‰rgia antissptica. Robert Koch (1876) e Pasteur se interessaram em estudar as poss‚veis rela…†es desses seres com 
algumas doen…as que acometiam popula…†es nesse tempo. Foi da‚ que o primeiro observou bactrias no sangue de 
carneiro: bactrias causadoras da cˆlera e tuberculose. Louis Pasteur foi requisitado para investigar a doen…a do bicho-
da-seda e durante seis anos tentou provar que um protozoƒrio causava a doen…a. Tambm estudou o papel dos 
microrganismos nas doen…as dos seres humanos e dos animais. Em 1880 ele descobriu o que bactrias atenuadas 
conferiram prote…„o contra a cˆlera aviƒria e em 1884, relatou que os v‚rus atenuados protegiam contra a raiva. Pasteur 
com a finalidade de matar esporos, iniciou a prƒtica de esterilizar as infus†es empregando o vapor sob press„o (15 libras 
a 121oC), enquanto que materiais estƒveis eram esterilizados em fornos com calor seco na temperatura de 160’C.
Robert Koch provou que as bactrias eram responsƒveis pela doen…a 
do carb‰nculo. Foi o primeiro a provar que um tipo espec‚fico de micrˆbio 
causa um tipo definido de doen…a. Em 1877 foi o primeiro a utilizar o cristal 
violeta com sucesso para a colora…„o do antraz, Paul Ehrlich utilizou o azul de 
metileno e F Ziehl e F. Neelsen desenvolveram a colora…„o pelo ƒcido, 
permitindo que Koch observasse mais tarde o bacilo da tuberculose. Introduziu 
tambm o meio contendo ƒgar, identificou o bacilo da tuberculose e foi o 
primeiro a isolar as bactrias causadoras do antraz e da cˆlera asiƒtica. Koch, 
por volta de 1880, organizou postulados baseado em quatro critrios 
necessƒrios para provar que um micrˆbio espec‚fico causa uma doen…a 
particular.
OBS: Postulados de Koch:
 Um microrganismo espec‚fico deve sempre estar associado a uma 
doen…a.
 O microrganismo deve ser isolado e cultivado em cultura pura, em 
condi…†es laboratoriais.
 A cultura pura do microrganismo produzirƒ a doen…a quando inoculada 
em animal suscept‚vel.
 “ poss‚vel recuperar o microrganismo inoculado do animal infectado
experimentalmente.
O ramo da imunologia desenvolveu-se dos estudos iniciais da bacteriologia. Porm os chineses, persas e 
brahmins jƒ praticavam a variolização, tcnica que consistia na exposi…„o de um indiv‚duo s„o ‡s crostas secas de um 
indiv‚duo que se recuperava da doen…a. Em 1776, Edward Jenner, introduziu a prƒtica de imuniza…„o ativa, expondo 
indiv‚duos a ant‚genos da var‚ola humana mais branda, protegendo-os da forma mais agressiva.
Pasteur, apˆs 100 anos, estendeu o conceito de imuniza…„o ativa, quando observou que a cˆlera aviƒria podia 
ser evitada inoculando cultura velha de bacilos, com a sua virul€ncia reduzida. Em seguida ele aplicou este princ‚pio de 
imuniza…„o na preven…„o do carb‰nculo, denominando as culturas avirulentas de vacinas (do latim vacca, vaca) e o 
processo de imuniza…„o, com tais culturas, de vacina‚ƒo. Ele desenvolveu este mtodo atravs da utiliza…„o de 
organismos atenuados e preparou vacinas protetoras contra o antraz, a erisipela su‚na e contra a raiva.
Koch iniciou estudos sobre as rela…†es celulares do hospedeiro ‡s infec…†es, o clƒssico de imunidade mediada 
por clulas foi a observa…„o, que o mesmo fez, quando injetou um ant‚geno derivado do organismo causador da 
tuberculose, ocasionando rea…†es inflamatˆrias tardias em seres humanos e animais quando expostos.
Alexander Fleming (1881 – 1955) trabalhou como mdico microbiologista no Hospital St. Mary de Londres at o 
come…o da Primeira Guerra Mundial. Durante a guerra foi mdico militar nas frentes de batalha da Fran…a e ficou 
impressionado pela grande mortalidade nos hospitais de campanha causada pelas feridas de arma de fogo que 
resultavam em gangrena gasosa. Finalizada a guerra, regressou ao Hospital St. Mary onde buscou intensamente um 
novo anti-sptico que evitasse a dura agonia provocada pelas infec…†es durante a guerra. Os dois descobrimentos de 
Fleming ocorreram nos anos 20 e ainda que tenham sido acidentais demonstram a grande capacidade de observa…„o e 
intui…„o deste mdico britŽnico. O descobrimento da lisozima ocorreu depois que o muco de seu nariz, procedente de 
um espirro, ca‚sse sobre uma placa de cultura onde cresciam colŠnias bacterianas. Alguns dias mais tarde notou que as 
bactrias haviam sido destru‚das no local onde se havia depositado o fluido nasal. O laboratˆrio de Fleming estava 
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habitualmente bagunçado, o que resultou em uma grande vantagem para sua segunda importante descoberta. Em 
Setembro de 1928, Fleming estava realizando vários experimentos em seu laboratório e ao inspecionar suas culturas 
antigas antes de destruí-las notou que a colônia de um fungo havia crescido espontaneamente, como um contaminante, 
numa das placas de Petri semeadas com Staphylococcus aureus. Fleming observou outras placas e comprovou que as 
colônias bacterianas que se encontravam ao redor do fungo (mais tarde identificado como Penicilliumnotatum) eram 
transparentes devido a uma lise bacteriana. A lise significava a morte das bactérias, e no caso, das bactérias 
patogênicas (Staphylococcus aureus) crescidas na placa.
CLASSIFICA„…O GERAL DOS SERES VIVOS
Até a metade do século XX, os seres vivos são classificados em apenas duas categorias: reino animal e reino 
vegetal. Com o progresso da biologia, a classificação se amplia para incluir organismos primitivos que não têm 
características específicas só de animais ou de vegetais. 
A partir da década de 60, o critério internacionalmente aceito divide os organismos em cinco reinos:
 Moneras: seres unicelulares (formados por uma única célula) procariontes (células sem núcleo organizado). O material 
hereditário é constituído por ácido nucléico no 
citoplasma. São as bactérias e as cianófitas 
(algas azuis), antes consideradas vegetais 
primitivos. 
 Protistas: seres unicelulares ou pluricelulares 
eucariontes (que possuem núcleo 
individualizado). Seu material genético está 
organizado nos cromossomos, dentro do 
núcleo. Representados por protozoários, como 
a ameba, o tripanossomo (causador do mal de 
Chagas) o plasmódio (agente da malária), que 
até a metade do século XX eram considerados 
animais primitivos e algas unicelulares e 
pluricelulares. 
 Fungos: seres eucariontes uni e pluricelulares 
como as leveduras, o mofo e os cogumelos. Já 
foram classificados como vegetais, mas sua 
membrana possui quitina, molécula típica dos 
insetos e que não se encontra entre as plantas. 
São heterótrofos (não produzem seu próprio 
alimento), por não possuírem clorofila. 
 Animais: são organismos multicelulares e 
heterótrofos (não produzem seu próprio 
alimento). Englobam desde as esponjas 
marinhas até o homem, cujo nome científico é 
Homo sapiens. 
 Plantas: caracterizam-se por ter as células 
revestidas por uma membrana de celulose e 
por serem autótrofas (sintetizam seu próprio 
alimento pela fotossíntese). Existem cerca de 
400 mil espécies de vegetais classificados.
PRINCIPAIS DOEN„AS CAUSADAS POR BACT†RIAS
 Tuberculose: causada pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis.
 Hanseníase (lepra): transmitida pelo bacilo de Hansen (Mycobacterium leprae).
 Difteria: provocada pelo bacilo diftérico.
 Coqueluche: causada pela bactéria Bordetella pertussis.
 Pneumonia bacteriana: provocada, principalmente, pela bactéria Streptococcus pneumoniae
(pneumococo).
 Escarlatina: provocada pelo Streptococcus pyogenes.
 Tétano: causado pela toxina produzida pelo bacilo do tétano (Clostridium tetani).
 Leptospirose: causada pela Leptospira interrogans.
 Tracoma: provocada pela Chlamydia trachomatis.
 Gonorréia ou blenorragia: causada por uma bactéria, o gonococo (Neisseria gonorrhoeae).
 Sífilis: provocada pela bactéria Treponema pallidum.
 Meningite meningocócica: causada por uma bactéria chamada de meningococo.
 Cólera: doença causada pela bactéria Vibrio cholerae, o vibrião colérico.
 Febre tifóide: causada pela Salmonella typhi.