Taxonomia células

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MICROBIOLOGIA GERAL
CARACTERIZAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO
DOS MICRORGANISMOS
TAXONOMIA
FERNANDA MORCATTI COURA
Introdução
▪ Taxonomia: classificar e nomear os organismos em
categorias ou taxa (singular: taxón) – grau de similaridade
▪ Filogenia: estudo da história evolutiva dos organismos
▪ A hierarquia dos taxa reflete esta relação evolutiva ou
filogenética
Classificação dos seres vivos
▪ Aristóteles: duas categorias apenas (plantas ou animais)
▪ Carolus Linnaeus (1753): botânico sueco classificou em 2 Reinos
(Plantae e Animalia)
▪ Carl von Nägeli (1857): propôs que as bactérias e os fungos fossem
colocados no reino das plantas
▪ Ernest Haeckel: propôs o reino protista para incluir bactérias,
protozoários, algas e fungos
Classificação dos seres vivos
▪ Edward Chatton: 1937, termo procarioto para distinguir
células que NÃO POSSUEM NÚCLEO das nucleadas
▪ Roger Stainer: 1961, definição atual de procarioto, células nas
quais o material nuclear não é envolto por uma membrana
nuclear
▪ Robert Murray: 1968, propôs o Reino Prokaryotae
Classificação dos 
seres vivos
§ Robert H. Whittaker em
1969
◦Sistema de cinco reinos
◦Monera, Fungi, Animalia,
Protista, Plantae
Classificação dos 
seres vivos
§ Robert H. Whittaker
◦Nível de organização celular
◦Tipos de nutrição
◦ Interação
Classificação dos seres vivos
▪ TRÊS DOMÍNIOS
▪ Carl R Woese – 1978
▪ Propôs elevar os três tipos de células (eucarioto e dois tipos distintos de
procariotos) para um nível acima de Reino - Domínio
▪ Os três diferentes Domínios são diferenciados quanto às diferenças nas
sequências de nucleotídeos do rRNA, na estrutura da membrana lipídica,
nas moléculas de tRNA, sensibilidade a antibióticos e metabolismo
Classificação dos seres vivos
▪ TRÊS DOMÍNIOS
▪ Carl R Woese – 1978
▪ O primeiro a reconhecer o rRNA como uma ferramenta na construção de
relações filogenéticas
◦ Todas as células possuem ribossomos - Genes de rRNA têm sofrido poucas
mudanças ao longo do tempo, de modo que membros de um domínio, filo
e/ou gênero têm a mesma sequência do seu rRNA
Classificação 
dos seres vivos
§ Três domínios
◦Bacteria
◦Archaea
◦Eukaryota
Domínio Bacteria
§ Procariotos patogênicos e
não patogênicos
encontrados no solo e água
§ Procariotos fotoautotróficos
Árvore filogenética do Domínio Bacteria
Domínio Bacteria
▪ Apresentam parede celular composta por peptidioglicano [Exceções:
Planctomyces-Pirella (proteínas) e Mycoplasma-Chlamydia
(desprovidas de parede celular)]
▪ Bicamada lipídica; Ribossomos 70S; Algumas fazem fotossíntese;
Primeiro aminoácido das proteínas - Formylmetionina; Sensibilidade
a antibióticos que inibem ribossomos 70S...
Domínio Archea
§ Procariotos que não tem
peptidioglicano nas suas
paredes celulares e que
frequentemente vivem em
ambientes extremos e
realizam processos
metabólicos incomuns
Árvore filogenética do Domínio Archea
Domínio Archea
▪ Membrana lipídica diferente; Apresentam parede celular composta de
pseudopeptideoglicano ou proteínas, glicoproteínas ou
polissacarídeos; Ribossomos 70S, com algumas etapas da síntese
proteica semelhante a de eucariotos; Não realizam fotossíntese;
Primeiro aminoácido das proteínas – Metionina; Sem Sensibilidade a
antibióticos
▪ Metanogênicos, halófilos, acidófilos e hipertermófilos
Domínio Eukarya
§ Animais, plantas, fungos e protistas
§ Algas - fototróficos; cloroplastos –
organelas ricas em clorofila
§ Fungos - leveduras – unicelulares;
fungos filamentosos; Principais
agentes de reciclagem de MO na
natureza
§ Protozoários - não possuem PC;
móveis; algumas espécies patogênicas
Domínio Eukarya
▪ Geralmente apresentam celulose ou quitina na parede
celular;
▪ Ribossomos 80S;
▪ Crescimento na temperatura máxima de 62oC;
Domínio Eukarya
▪ Fotossíntese baseada na clorofila presente nos
cloroplastos;
▪ Primeiro aminoácido das proteínas – Metionina;
▪ Núcleo envolto por membrana.
Seis reinos
▪ Thomas Cavalier-Smith
▪ Análises de características ultra estruturais, proteína e DNA
▪ Cavalier-Smith, T. A revised six-kingdom system of life. Biol. Rev., 73,
pp. 203-266, 1998.
▪ Cavalier-Smith, T. Only six kingdoms of life. Proc. R. Soc. Lond., 271,
pp. 1251-1262, 2004.
Seis reinos
▪ Império Prokaryota
◦ Reino Bacteria
▪ Império Eukaryota
◦ Reinos
Protozoa
Animalia
Fungi
Plantae
Chromista
◦ 34 filos
kingdom Protozoa 
(Alveolata, 
cabozoa, 
Amoebozoa and 
Choanozoa)
Classificação dos seres vivos
Filogenia molecular
▪ Requisitos para que uma molécula possa representar relações evolutivas
verdadeiras entre os organismos:
1- Deve ser de distribuição universal no grupo escolhido para o estudo
2- Deve ser funcionalmente homóloga em cada organismos – função idêntica
3- Sequência de nucleotídeos das moléculas podem ser alinhadas
adequadamente, permitindo a identificação de regiões com homologia de
sequência, bem como variância de sequência
4- Deve sofrer alterações em uma taxa comensurável em relação à distância
medida
Filogenia molecular
▪ Carl Woese e seus colaboradores escolheram o rRNA como uma ferramenta
para estudos de sistemática molecular (cronômetro evolutivo):
1- Encontrado em todas as células e mesmo no genoma de organelas (mitocôndrias
e cloroplastos)
2- Funcionalmente constantes
3- Abundante - 0,3- 0,4% do genoma
4- Fácil de ser isolado e purificado
Filogenia molecular
5. Interage com várias outras moléculas de RNA e proteínas
6. O rRNA contêm regiões com taxas de evolução distintas (regiões
de alta pressão de seleção e regiões de baixa pressão de seleção)
7. Possui tamanho adequado para estudos comparativos e análise
estatística
rRNA
rRNA
▪ Preparo de uma árvore filogenética a partir de sequências de rRNA 16S 
Nomenclatura científica
▪ Todo organismo recebe dois nomes ou um binômio
▪ Carolus von Linnaeus
▪ Gênero e espécie
▪ Em latim
▪ Grifado ou em itálico
▪ O primeiro indica gênero e o segundo espécie
Nomenclatura científica
▪ A NOMENCLATURA CIENTÍFICA DESIGNA PARA CADA ORGANISMO DOIS NOMES
GÊNERO - PRIMEIRO NOME, COM LETRA MAIÚSCULA
ESPÉCIE - SEGUNDO NOME, SEMPRE LETRA MINÚSCULA
SEMPRE EM ITÁLICO OU SUBLINHADOS
EXEMPLOS:
Salmonella typhimurium – bactéria
Saccharomyces cerevsae – levedura
Trypanosoma cruzi - protozoário
Nomenclatura científica
▪ VÍRUS
INTERNATIONAL COMMITEE ON TAXONOMY OF VIRUSES (ICTV)
OS VÍRUS NÃO EVOLUÍRAM DE UM ANCESTRAL COMUM
ALTA TAXA DE MUTAÇÃO E RECOMBINAÇÃO GENÉTICA
GERALMENTE SÃO CLASSIFICADOS EM FAMÍLIAS DE ACORDO COM CARACTERÍSTICAS
MORFOLÓGICAS E O TIPO DE ÁCIDO NUCLEICO (COMPOSIÇÃO E POLARIDADE),
ESTRATÉGIA DE REPLICAÇÃO, HOSPEDEIRO E DOENÇA
NÃO SÃO COMPOSTOS POR CÉLULAS
UTILIZAM A CÉLULA HOSPEDEIRA PARA SE MULTIPLICAR – PARASITAS
INTRACELULARES OBRIGATÓRIOS
Nomenclatura científica
▪ PRÍONS
PARTÍCULAS INFECTANTES MENORES QUE OS VÍRUS QUE CAUSAM DOENÇAS
NEUROLÓGICAS NOS SERES HUMANOS E ANIMAIS
DIFERENTEMENTE DOS VÍRUS, NÃO POSSUEM ÁCIDO NUCLEICO
SÃO ISOFORMAS ANORMAIS DE PROTEÍNAS PRIÔNICAS CODIFICADAS PELOS
HOSPEDEIROS
Hierarquia taxonômica
▪ Todos os organismos
podem ser agrupados
em uma série de
subdivisões que
formam uma hierarquia
taxonômica
Exemplo: Taxonomia 
Salmonella
§ Domínio: Bacteria
§ Filo: Proteobacteria
§ Classe: Gammaproteobacteria
§ Ordem: Enterobacterioles
§ Família: Enterobacteriaceae
§ Gênero: Salmonella
§ Espécie: enterica
Característica Procarioto Eucarioto
Tamanho da célula 0,2 a 2,0 µm de diâmetro 10 a 100 µm de diâmetro
Núcleo Sem membrana nuclear Núcleoverdadeiro
Organelas revestidas por 
membrana
Ausentes Presentes
Parede celular Complexa (peptidioglicano) Se presente, simples (celulose, 
quitina)
Membrana plasmática Sem carboidratos Esteróis e carboidratos –
receptores
Citoplasma Sem citoesqueleto Citoesqueleto presente
Ribossomos Menor (70S) Maior (80S)
Cromossomo (DNA) Um único, sem histonas Múltiplos com histonas
Divisão celular Fissão binária Mitose
Recombinação sexual Ausente, transferência DNA Meiose
Procariotos e Eucariotos
▪ Procariotos e eucariotos são quimicamente similares - ambos
contem ácidos nucleicos, proteínas, lipídeos e carboidrato,
membrana plasmática
▪ Usam os mesmos tipos de reações químicas para metabolizar
o alimento, formar proteínas e armazenar energia
▪ Informação genética contida no DNA
Procariotos
▪ DNA não está envolvido por uma membrana e é um
cromossomo de arranjo circular (algumas tem dois
cromossomos ou um cromossomo com arranjo linear)
▪ DNA não está associado com histonas (proteínas
cromossômicas especiais encontradas em eucariotos)
Procariotos
▪ Não possuem organelas revestidas por membrana (estruturas
celulares especializadas que possuem funções especificas)
▪ Suas paredes celulares quase sempre contém o
polissacarídeo complexo peptideoglicano
▪ Normalmente se dividem por fissão binária
Bactérias
▪ Bactérias patogênicas e não patogênicas encontrados no solo e água
▪ Bactérias fotossintetizadoras
◦ Cianobactérias
◦Bactérias verdes não sulfurosas
◦Bactérias verdes sulfurosas
◦Bactérias púrpuras sulfurosas
Arquibactérias (Archaea)
▪ Procariotos que não tem peptidioglicano nas suas paredes celulares
e que frequentemente vivem em ambientes extremos e realizam
processos metabólicos incomuns
▪ Extremofílicos – halófilos, hipertermófilos e acidófilos
▪ Metanogênicos
▪ Não existem arquibactérias patogênicas
Eucariotos
▪ Animais, plantas, fungos, algas e protozoários
▪ DNA contido em um núcleo separado do citoplasma por uma
membrana nuclear, em cromossomos múltiplos
▪ DNA associado as proteínas cromossômicas (histonas e não histonas)
▪ Diversas organelas revestidas por membranas
▪ Paredes celulares, quando presentes, são quimicamente simples
Eucariotos Procariotos
Archaea
Bactéria
Protozoários
▪ Sistema de cinco reinos - Reino Protista (Whittaker)
▪ Três domínios - Reino Protozoa (Woese)
▪ Microrganismos eucarióticos, unicelulares
▪ Não contem clorofila
Protozoários
▪ Alguns são móveis em água –
cílios ou flagelos
▪ Amebas – movimento ameboide
▪ Habitam a água e o solo
▪ Podem fazer parte da microbiota
normal de alguns animais
Protozoários
▪ Não apresentam parede celular
▪ Aproximadamente 20 mil espécies, sendo poucas
patogênicas
▪ Filogeneticamente diversos, alguns aeróbios e outros
anaeróbios
Protozoários
▪ Os protozoários podem ser agrupados conforme seu
aparelho locomotor ou filos de acordo com o rRNA
Protozoários
▪ Amebóide (Filo: Amoebozoa): deslocam-se por pseudópodes;
maioria vida livre
▪ Entamoeba histolytica - Agente causador da disenteria
amebiana; única das amebas patogênica encontradas no
intestino humano; transmissão entre humanos: ingestão de
cistos que são excretados nas fezes de um infectado
Protozoários
▪ Pseudópodes: são prolongamentos citoplasmáticos
encontrados em amebas. Geralmente emite apenas
um prolongamento citoplasmático e o corpo
acompanha
Amoeba
Protozoários
▪ Filo Flagellata (Filo: Euglenozoa): utilizam-se de flagelos
▪ Movem em um movimento tipo chicote (Mastigophora)
▪ Possuem dois ou mais flagelos, algumas espécies possuem até
oito
▪ Hemoflagelados – parasitas sanguíneos
▪ Doença de Chagas
Protozoários
▪ Flagelo: A função é criar movimento (locomoção) da
célula em si ou do fluido envolvente. Precisa de muita
energia
Trypanossoma cruzi
Protozoários
▪ Filo Ciliophora ou ciliados: possuem cílios
▪ Balatidium coli – único ciliado parasita de humanos -
disenteria
Protozoários
▪ Cílios: movimento constante numa única direção. São
estruturalmente idênticos aos flagelos e geralmente
usa-se o termo quanto eles são numerosos e curtos
Protozoários
▪ Classe Sporozoa (Filo: Apicomplexa): desprovidos de
aparelho locomotor – não se locomovem quando
adultos e são parasitas intracelulares obrigatórios
▪ Malária, toxoplasmose, Eimeria, Isospora
Isospora
Protozoários
▪ Filo Archeozoa: Formas primitivas de eucariotos
◦Muitos vivem no trato digestório de animais
◦Trichomonas vaginalis
◦Possuem flagelo
▪ Filo Microspora - não possuem mitocôndrias, parasitas IC
Giardia lamblia
Algas
▪ Antigas algas* azuis-verdes - cianobactérias não são algas e sim bactérias
▪ Algas verdes e vermelhas: Reino Plantae
▪ Criação do Reino Chromista: Algas marrons, algas marrons-douradas,
diatomáceas, oomicetos, dinoflagelados, etc.
▪ Dinoflagelados: mais relacionados filogeneticamente aos protozoários ciliados
(Reino Protista ou Reino Chromista)
▪ São classificadas de acordo com seu rRNA, estrutura, pigmentos e outras
propriedades
Algas
▪ Características gerais
◦ Utilizam a luz como fonte de energia e CO2 como sua principal fonte de carbono
◦ Produzem aproximadamente 80% do oxigênio contido na atmosfera
◦ Não possuem tecidos (raízes, caule ou folhas)
◦ Vivem em ambientes de água doce (rios, lagos ou superfícies úmidas) ou salgada
(mares e oceanos)
◦ Árvores com grande umidade podem ser hospedeiras de algas em associação com
fungos (liquens)
Algas
▪ Características gerais
◦Unicelular ou multicelular (filamentosos) macroscópicas e
microscópicas
◦Podem ser usadas como fonte de nutrientes ou causar
problemas como entupimentos de canos e produção de
toxinas
Algas
Líquens = algas + fungos
A alga fornece nutriente para o
fungo - o fungo proteção,
umidade, nutrientes
fotossíntese
Os líquens são indicadores
biológicos da qualidade do ar -
não sobrevivem quando a
poluição atmosférica é alta
Algas
▪ O Papel das Algas
◦ Parte importante na cadeia alimentar aquática
◦ Convertem CO2 em carboidratos que podem ser consumidos pelos
organismos
◦ O2 é subproduto de sua fotossíntese - estima-se que 80% do oxigênio
presente na Terra seja produzido por algas planctônicas
◦ Fluorescência de certas espécies de algas indica que as águas onde crescem
estão poluídas- desenvolvem-se em altas [ ] de material orgânico que existe
no esgoto ou dejetos industriais - quando a alga morre, a decomposição de
um grande número de células associadas com a fluorescência diminui o O2
dissolvido na água
Algas
▪ Extrato de algas têm sido utilizados
como fertilizantes
Algas
▪ Muitas algas unicelulares são simbiontes em animais
◦ Ex. Molusco gigante Tridacna se fixa em água rasa, as algas proliferam em
seus órgãos quando os moluscos estão expostos ao sol e liberam glicerol
na circulação dos moluscos, o que supre a necessidade de carboidratos
desses animais
Algas
▪ Algas na alimentação humana
▪ Indústria alimentar - emulsificante e conservante, como pectina em
gelatinas, compotas e marmeladas
▪ Ágar-ágar, substância gelatinosa, é usado na indústria alimentícia para
dar viscosidade a molhos e doces
▪ Doenças - ingestão toxinas
DÚVIDAS?