Crescimento microbiano e mecanismos de trasferência de genes

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Introdução
Crescimento Microbiano
Estudos associados a fisiologia e crescimento são baseados principalmente em bactérias cultivadas em laboratório;
O ambiente natural muitas vezes fornece condições de stress que não são reproduzidas em laboratório em sua totalidade;
 
CRESCIMENTO MICROBIANO: representa a soma de indivíduos em aumento ordenado. A multiplicação celular é resultante do crescimento.
Ácidos nucléicos
Proteínas
Lipídeos
polissacarídeos
1
2
Tempo de Geração
1
2
20min
4
20min
8
20min
X= x0.2n
Onde n= número de gerações
X=1.23
X=8
Introdução
As bactérias de interesse médico são organotróficas, ou seja, oxidam compostos orgânicos.
Elementos essenciais para o crescimento bacteriano: 
	- carbono (ex: carboidratos, aminoácidos, lipideos, etc)
	- nitrogênio (ex: aminoácidos e hidrolisados de proteínas)
	- água
 - íons inorgânicos essenciais
Macronutrientes: em quantidades significativas. Ex: Fósforo (fostatos para metabolismo e síntese de ácidos nucleicos), Enxofre (aa), Potássio (ativador enzimático e regulador da pressão osmótica). Importantes para estrutura e metabolismo.
Micronutrientes: “traços” do elemento. Ex: Cobre, Cobalto, Zinco, etc..
	Para caracterizar suas propriedades (morfológicas, fisiológicas e bioquímicas) é necessário o cultivo em laboratório.
	Cultivo in vitro: quando se conhece as exigências nutricionais 
	Cultivo in vivo: quando exigências nutricionais específicas são desconhecidas.
MEIOS DE CULTURA
Soluções nutrientes para promover o crescimento de microrganismos.
Classes
Quimicamente definidos (sais, compostos orgânicos purificados, água)
Complexos (utilizam hidrolisados – caseína, carne, soja, levedura)
Seletivo 
elaborados com o objetivo de favorecer o crescimento da bactéria de interesse e impedir o crescimento de outras bactérias.
Diferencial
utilizado para fácil identificação da colônia de bactéria de interesse quando existem outras bactérias crescendo na mesma placa.
MEIOS DE CULTURA
Meio de cultura Seletivo e Diferencial
 ▪ Exemplo: Agar MacConkey – Considerado seletivo e diferencial
 ▪ Composição 
Sais biliares e cristal violeta - Inibem o crescimento de bactérias gram-positivas – seletivo
Lactose – Permite diferenciar bactérias fermentadoras de lactose (colônias vermelhas ou rosas) das não fermentadoras (colônias incolores).
 
Temperatura:
Psicrófilas (0 a 18 ºC)
Mesófilas (25 a 40)
Termófilas (50 a 80)
 Aeróbio Anaeróbio Facultativo Microaerófilo 	 estrito			
Efeito do oxigênio no crescimento microbiano
O ciclo de crescimento
Fase Lag
		Período de adaptação da cultura
Mudança de meio, preparação do complexo enzimático
Reparação das células com danos.
2) Fase exponencial
 		Fase mais saudável das células onde todas estão se dividindo.
A maioria dos microrganismos unicelulares apresentam essa fase, mas as velocidades de crescimento são bastante variáveis:
	 - Procarióticos – em geral crescem mais rapidamente que os eucarióticos
		- Eucarióticos menores crescem mais rapidamente que os maiores
3) Fase estacionária: 
		Ocorre a limitação por depleção de nutrientes e acúmulo de metabólitos.
		Ainda pode ocorrer: metabolismo energético e produção de metabólitos secundários
4) Fase de morte (declínio):
A manutenção de uma cultura no estado estacionário por longo tempo conduz as células ao processo de morte.
		- A morte celular é acompanhada da lise celular
Introdução
Mecanismos de Transferência de Genes 
1) Transformação: 
Processo no qual uma bactéria, denominada competente, é capaz de capturar fragmentos de DNA oriundos de outras células. Na natureza este fenômeno ocorre após outra célula sofrer lise. O estado de competência permite com que a bactéria possua receptores e enzimas que participem diretamente na interação e integração do DNA.
Complexo eclipse: DNA capturado conjugado a proteínas que protegem contra DNAses, antes da união à fita homóloga.
		
Introdução
2) Transdução: 
Mecanismo de transferência de genes mediados por bacteriófagos (vírus que infectam bactérias). A trasndução pode ser chamada de generalizada (quando quaisquer genes podem ser incorporados ao bacteriófago) ou especializada (quando ocorre a trasferência de genes específicos).
		
Introdução
Introdução
3) Conjugação: 
Mecanismo de transferência de genes mediados por plasmídeos. Este mecanismo é precedido por um contato celular (pili sexual).
HFr (High frequency of recombination): célula que possui o fator F (plasmídeo) integrado ao cromossomo.
Célula F + : célula doadora do plasmídeo
Célula F - : célula receptora do plasmídeo
		
Introdução
Introdução
Introdução