Crescimento e Reprodução

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CRESCIMENTO E REPRODUÇÃO BACTERIANA 
 
Crescimento: 
1) Michaelis � sm (crescer+mento2) 1 Ação ou efeito de crescer 
2) um aumento no número de células em um meio (cultura) 
 Qualquer célula tem um tempo finito de vida (varíavel entre tipos celulares 
distintos) 
 A espécie se mantem devido ao crescimento contínuo da população 
 
Qual a importância de se conhecer o tipo de crescimento e/ou reprodução???? 
 Desenho de métodos de Controle do crescimento microbiano! 
 
Tipos de Reprodução Bacteriana: 
1) Assexuada � fissão binária 
2) Sexuada � conjugação 
 
 
1. Fissão Binária (Cissiparidade) 
 
Assexuada !!! 
!Maioria das vezes! 
A reprodução assexuada é um tipo de reprodução que ocorre sem a 
intervenção de gâmetas. Os novos seres são clones do progenitor. 
Um indíviduo se divide em dois iguais � inclusive proporções 
Diversas reações envolvidas: transformação de energia 
 Síntese de ptns (reações de polimerização) 
� Formar uma nova célula 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VAMOS VER UM VÍDEO !!!!! bacterial growth you tube 
 
 
 
 
 
 
 
A divisão do DNA entre as células filhas depende da união do material genético à 
membrana plasmática durante o processo de divisão, sendo facilitada pela 
formação do septo. 
 
A separação dos cromossomos irmãos conta com a participação 
dos mesossomos, pregas internas da membrana plasmática nas quais existem 
também as enzimas participantes da maior parte da respiração celular. 
Repare que não existe a formação do fuso de divisão e nem de figuras clássicas e 
típicas da mitose. Logo, não é mitose !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 
 
 
Qual o tempo necessário para essa reprodução??????????? 
Variável 
 Em torno de 20 minutos � E. coli 
 
 
Fts � FtsZ (E. coli) � Divisoma 
 
Duplicação e divisão do DNA < formação do Divisossoma 
O final da síntese de DNA parece ser o sinal para iniciar a formação do 
anel, que aparece precisamente no encontro dos dois nucleóides 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agora que já temos uma célula gigante , que já tem membrana, cade a parde??? 
Formação de uma nova parede 
 
 
 
 
 
2. Conjugação Bacteriana 
 
 
duas bactérias unem-se temporariamente através de uma ponte citoplasmática. 
Em uma das células, denominada "doadora" ou "macho", ocorre a duplicação de 
parte do cromossomo. Essa parte duplicada separa-se e, através da ponte 
citoplasmática, passa para outra célula, denominada "receptora" ou fêmea", 
unindo-se ao cromossomo dessa célula receptora. 
 
 
 
 
 
 
� constituição genética diferente daquela das duas células iniciais. A 
receptora pode apresentar divisão binária, dando origem a outras células iguais a 
ela. 
 
mecanismo de recombinação gênica mais importante em bactérias 
NUTRIÇÃO E CULTIVO BACTERIANO 
Antes que uma célula se divida devem ocorrer diversas reações químicas � 
metabolismo 
Liberação de energia � reações catabólicas 
Consumo de energia � reações anabólicas 
Nutrição microbiana consiste em conferir à célula os ingredientes químicos para 
se obter monomeros � nutrientes � macromoléculas 
 
Macronutrientes x Micronutrientes 
Macronutrientes: 
Carbono 
está presente na maioria das substâncias que compõem as células 
em peso seco de uma célula típica � 50% de Carbono 
As bactérias podem utilizar o carbono inorgânico existente no ambiente, na 
forma de carbonatos ou de CO2 como única fonte de carbono. São neste caso 
chamadas de autotróficas. 
Compostos que contém carbono quase sempre são compostos orgânicos, mas exceções como 
o dióxido de carbono são inorgânicos. Compostos inorgânicos 
contêm metais ou hidrogênio combinado com um não-metal ou um grupo de não metais. 
Os microrganismos que obrigatoriamente requerem uma fonte orgânica de 
carbono são denominados heterotróficos e as principais fontes, são os 
carboidratos. 
Oxigênio 
é requerido como aceptor final na cadeia de transporte de elétrons aeróbia. 
Também é elemento importante em várias moléculas orgânicas e inorgânicas. 
Hidrogênio 
como componente muito freqüente na matéria orgânica e inorgânica, também 
constitui um elemento comum de todo material celular. 
Nitrogênio 
Componente de proteínas e ácidos nucléicos, além de vitaminas e outros 
compostos celulares. Está disponível na natureza sob a forma de gás (N2) ou na 
forma combinada. Sua utilização como N2 é restrita a um grupo de bactérias cujo 
principal habitat é o solo. Na forma combinada, o nitrogênio é encontrado como 
matéria inorgânica (NH3 amonia , NO3- nitrato, etc.) ou matéria orgânica: aminoácidos, 
purinas e pirimidinas. 
Enxofre 
Parte de aminoácidos (cisteína e metionina), de vitaminas e grupos prostéticos 
de várias proteínas importantes. Da mesma forma que o nitrogênio, o enxofre 
pode ser encontrado no ambiente nas formas elementar, oxidada e reduzida; 
estas duas últimas aparecem como compostos orgânicos e inorgânicos. 
Um grupo prostético é um componente de natureza não-proteica de proteínas conjugadas que é 
essencial para a atividade biológica dessas proteínas.[1] Os grupos prostéticos podem 
serorgânicos (como por exemplo uma vitamina ou um açúcar) ou inorgânicos (por exemplo, 
um íonmetálico) e encontram-se ligados de forma firme à cadeia polipeptídica, muitas vezes através 
deligações covalentes. Em enzimas, os grupos prostéticos estão de algum modo ligados ao centro 
ativo. 
Fósforo 
Encontrado na célula na forma combinada a moléculas importantes como os 
nucleotídeos (ATP, CTP, GTP, UTP, TTP) e como fosfato inorgânico 
As substâncias fosforiladas podem estar envolvidas com o armazenamento de 
energia (como o ATP) ou atuar como reguladoras de processos metabólicos: 
muitas enzimas tornam-se ativas ao serem fosforiladas. 
Atuação principal � síntese de ácidos nucléicos e de fosfolipídeos 
Potássio 
Presente em algumas enzimas e ptns 
Magnésio 
Estabilizador dos ribossomas, mp, e acidos nucleicos 
Cálcio 
Não são essencias para a maioria das bactérias mas ajudam a estabilizar a 
parede e conferem resistencia ao endosporo, e 
 
 
Micronutrientes 
Os elementos ferro, magnésio, manganês, cálcio, zinco, potássio, sódio, cobre, 
cloro, cobalto, molibdênio, selênio e outros são encontrados sempre na forma 
inorgânica,fazendo parte de minerais. São necessários ao desenvolvimento 
microbiano, mas em quantidades variáveis, dependendo do elemento e do 
microrganismo considerados. 
Os micronutrientes podem atuar de diferentes maneiras, incluindo as seguintes 
funções principais: 
 
 Cofatores são pequenas moléculas orgânicas ou inorgânicas que podem ser necessárias 
para a função de uma enzima. Estes cofatores não estão ligados permanentemente à molécula da 
enzima mas, na ausência deles, a enzima é inativa. 
- componentes de proteínas, como o ferro que participa da composição de várias 
proteínas enzimáticas ou não, de citocromos, etc.; 
- cofatores de enzimas, como o magnésio, potássio, molibdênio, etc. 
- Componentes de estruturas, como o cálcio, presente em um dos envoltórios 
dos esporos; 
- Osmorreguladores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Meios de Cultivo 
 
Meio de cultura é uma mistura de nutrientes necessários ao crescimento 
microbiano. Basicamente deve conter a fonte de energia e de todos os elementos 
imprescindíveis à vida das células. Quimicamente definidos � composição 
química bem conhecida 
 Complexos ou não definidos 
Em alguns momentos não é essencial saber a composição exata de todos os 
componentes do meio � microrganismos fastidiosos e normais 
 Diferentes organismos podem possuir diferentes requerimentos nutricionais 
 Para um cultivo correto é necessário conhecer as exigências nutriconais de 
uma célulaCULTIVO BACTERIANO 
Cultivo axênico = puro 
Para manter um cultivo axênico é necessário ter realizado manobras assépticas 
de qualidade � evitar mos contaminantes 
Placas de petri + meio sólido � muito importantes para um cultivo puro 
 Pq não o meio líquido????? Formação de colônias 
 
Colônias � diferentes formas, tamanhos, cores, aspectos � característico de 
cada espécie 
 
 
Sólido �Adiçao de agar 1,5 – 2 % � solidifica o meio 
 Fusão do ágar no momento da autoclavação 
semi-sólidos �0,075 a 0,5 %, consistência intermediária 
permitir o crescimento de microrganismos em tensões variadas de 
oxigênio ou a verificação da motilidade 
Agar-Agar � origem � algas marinhas (parede celular) 
O ágar-ágar é insolúvel em água fria, porém, expande-se 
consideravelmente e absorve uma quantidade de água de cerca de vinte 
vezes o seu próprio peso, formando um gel não-absorvível, não-
fermentável e atóxico. Solidifica a uma temperatura (32-40 °C) diferente 
da temperatura de fusão(85 °C). 
 
 
Meio seletivo 
 
 
Distinguindo Escherichia coli (1 e 3) 
deSalmonella enterica Typhimurium (2 e 4) 
recorrendo a meios diferenciais. 
 
 
 
 
 
pressão seletiva � são elaborados com o objetivo de favorecer o crescimento da 
bactéria de interesse impedindo o crescimento de outras bactérias. 
Manitol: é um meio salino (7,5% de Cloreto de Sódio) com indicador de pH que 
provoca mudança da sua cor quando o manitol é fermentado e produzindo ácido, 
a única espécie capaz de realizar esta tranformação da coloração do meio é 
Stafhylococcus aureus 
MacConkey: apenas organismos gram-negativos crescerão, indicando ainda se 
fermentam ou não lactose (as colónias tomam um aspecto vermelho se 
são fermentadores de lactose). 
MEIO DIFERENCIAL 
contém substâncias que permitem estabelecer diferenças entre microrganismos 
muito parecidos, tais como meio de Teague ou Eosina Azul de Metileno(EMB – E. 
coli) (diferencial para coliformes), Ágar MacConkey para a diferenciação de 
enterobactérias, Ágar sangue, ágar Baird-Parker para isolamento e diferenciação 
de cocos Gram positivos. 
 
Exemplos: Agar Sangue, contém células vermelhas do sangue, é muito utilizado 
pelos microbiologistas para identificação de espécies bacterianas capazes de 
destruir células sanguíneas. Ex: Staphylococcus. 
 
 
MEIO SELETIVO E DIFERENCIAL: Podem esta combinadas as duas 
características no mesmo meio, são utilizados para a fácil identificação da colônia 
da bactéria de interesse. 
MacConkey: contém sais biliares e cristal violeta que são inibidores do 
crescimento de bactérias gran-positivas. Contém também lactose que permite 
diferenciar bactérias fermentadoras gram-negativas capazes utilizar lactose 
(colônias vermelhas ou rosas) daquelas que não a utilizam (colônias incolores) 
 
 
CONDIÇÕES DE CULTIVO 
incubação em condições ambientais adequadas 
Inóculo � uma amostra de material contendo geralmente uma pequena 
quantidade de microrganismos, obedecidas as condições citadas, os 
microrganismos contidos no inóculo multiplicam-se, aumentando em número e 
massa. 
Influência de fatores ambientais 
A tomada de nutrientes e posterior metabolismo são influenciados por fatores 
físicos e químicos do meio ambiente. Os principais fatores são: temperatura, pH, 
presença de oxigênio, pressão osmótica e luz. 
Temperatura 
Cada tipo de bactéria apresenta uma temperatura ótima de crescimento (<ou> 
tb ocorre crescimento mas não o máximo que a célula pode alcançar) 
>Ideal � desnaturação do material celular e morte da célula. 
<desaceleração das reações metabólicas, com diminuição da velocidade de 
multiplicação celular. 
As variações quanto ao requerimento térmico permite classificar as bactérias 
segundo a temperatura ótima para o seu crescimento, em: 
- psicrófilas: entre 12 e 17º C 
- mesófilas: entre 28 e 37ºC 
- termófilas: 57 e 87ºC 
a maioria concentra-se no grupo de mesófilas, principalmente as de interesse 
médico, veterinário e agronômico. 
pH 
Os valores de pH em torno da neutralidade são os mais adequados para absorção 
de alimentos para a grande maioria das bactérias. Existem, no entanto, grupos 
adaptados a viver em ambientes ácidos e alcalinos. 
Oxigênio 
O oxigênio pode ser indispensável, letal ou inócuo para as bactérias, o que 
permite classificá-las em: 
- aeróbias estritas: exigem a presença de oxigênio, como as do gênero 
Acinetobacter. 
- microaerófilas: necessitam de baixos teores de oxigênio, como o 
Campylobacter jejuni. 
- facultativas: apresentam mecanismos que as capacitam a utilizar o oxigênio 
quando disponível, mas desenvolver-se também em sua ausência. 
Escherichia coli e vária bactérias entéricas tem esta característica. 
- anaeróbias estritas: não toleram o oxigênio. 
Clostridium tetani, se desenvolve em tecidos necrosados carentes de oxigênio. 
 
 
CRESCIMENTO CELULAR 
 
= aumento no número de células de uma população � aumento na massa 
celular 
Velocidade de crescimento � tempo necessário para aumento da massa celular 
Geração � intervalo de tempo necessário para uma célula gerar duas novas 
células (fissão binária) 
Tempo de geração � tempo necessário para que ocorra duplicação da população 
 Varia entre espécies 
 Influenciado pelo meio de cultivo 
 
 
Fase lag (A): quando as células são transferidas de um meio para outro 
ou de um ambiente para outro. Fase de ajuste, período necessário para 
adaptação das células ao novo ambiente. Aumento do volume total em 
quase duas ou quatro vezes, mas sem divisão. As células estão 
sintetizando DNA, novas proteínas e enzimas (pré-requisito para divisão). 
Fase exponencial ou log (B): dividisão a uma taxa geométrica 
constante até atingir um máximo de crescimento. Os componentes 
celulares como RNA, proteínas, peso seco e polímeros da parede celular 
estão também aumentando a uma taxa constante. Como as células na 
fase exponencial estão se dividindo a uma taxa máxima, elas são muito 
menores em diâmetro que as células na fase Lag. Chega ao final devido à 
depleção de nutrientes essenciais, diminuição de oxigênio em cultura 
aeróbia ou acúmulo de produtos tóxicos. 
Fase estacionária (C): Rápido decréscimo na taxa de divisão celular. O 
número total de células em divisão será igual ao número de células 
mortas. A energia necessária para manter as células na fase estacionária é 
denominada energia de manutenção e é obtida a partir da degradação de 
produtos de armazenamento celular (glicogênio, amido e lipídeos). 
Fase de morte ou declínio (D): Condições fortemente impróprias para 
o crescimento, as células se reproduzem mais lentamente e as células 
mortas aumentam em números elevados. Meio deficiente em nutrientes e 
rico em toxinas produzidas pelos próprios microrganismos