Micro Aula 3 Reprodução bacteriana, esporulação, fases do crescimento e controle do crescimento

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Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – Unijuí
Departamento de Estudos Agrários – DEAG
Curso de Medicina Veterinária 
Microbiologia Veterinária
Reprodução bacteriana, esporulação, fases do crescimento e controle 
do crescimento bacteriano (métodos químicos e físicos)
Felipe Libardoni
Reprodução bacteriana
 Conceito
 Crescimento
 Aumento do protoplasma celular pela síntese de ácidos nucléicos, proteínas, 
polissacarídeos, lipídios e absorção de água e eletrólitos. 
 Multiplicação
 Resposta necessária à pressão de crescimento
Reprodução bacteriana
 A reprodução das bactérias ocorre de duas formas
 Assexuada e “sexuada”
 A reprodução mais comum nas bactérias é a assexuada
 Bipartição
Divisão bacteriana
 É considerado o aumento do número de indivíduos e não do tamanho 
celular
 1. Brotamento
 < nº de bactérias (forma um broto que quando atinge o tamanho da célula parental se 
separa)
 2. Fissão binária ou Bipartição
 Alongamento da célula e a replicação do DNA cromossomal
 Início da invaginação da parede celular e da membrana plasmática
 Encontro das duas seções da parede celular
 Produção de duas células individuais idênticas à célula mãe
Divisão bacteriana
Divisão bacteriana
Divisão bacteriana
 Cocos
 Em qualquer direção
 Bacilos e espirilos
 No sentido transversal
Reprodução “sexuada”
 Considera-se qualquer processo de transferência de fragmentos de DNA de uma célula 
para outra
 Depois de transferido, o DNA da bactéria doadora se recombina com o da receptora
 Origina cromossomos com novas misturas de genes (recombinados)
 Transmitidos às células-filhas quando a bactéria se dividir. 
 A transferência de DNA pode ocorrer de três maneiras
 Transformação
 Transdução
 Conjugação
Reprodução “sexuada”
 Transformação
 Envolve um processo no qual o DNA de uma célula doadora livre no meio é 
tomado por uma segunda (receptora)
 Resultando em alterações genotípicas
Reprodução “sexuada”
 Transformação
Reprodução “sexuada”
 Transformação
Reprodução “sexuada”
 Transdução
 Mediador
 Vírus 
 Bacteriófagos ou Fagos 
Vír us – f o r m as
BACTERIÓFAGOS
Capsídeo
(cabeça)
DNA
Pescoço
Colar
Bainha
Fibra da
 cauda Placa
basal
Reprodução “sexuada”
 Transdução
 Transferência de DNA entre uma célula doadora para uma receptora 
 Vírus que infecta bactéria (Bacteriófago ou Fago)
Reprodução “sexuada”
 Transdução
 Fago podem eventualmente incluir pedaços de DNA da bactéria que lhes serviu 
de hospedeira
 Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA bacteriano o transfere junto 
com o seu
 Se a bactéria sobreviver à infecção viral, pode passar a incluir os genes de outra bactéria 
em seu genoma
Reprodução “sexuada”
 Transdução
Reprodução “sexuada”
 Transdução
Reprodução “sexuada”
 Transdução
Reprodução “sexuada”
 Conjugação
 Conceito
 Habilidade das células bacterianas em transferir DNA por contato físico
 Forma mais comum e promíscua
 Ocorre entre a mesma espécie e entre espécies não relacionadas
Reprodução “sexuada”
 Conjugação
 Condições básicas
 Células doadoras devem carrear ao menos um único plasmídeo que contenha um grupo 
que possibilite a conjugação
 Designados de plasmídeos sexuais ou fertilidade
 Células macho ou F+ ► que contêm o plasmídeo sexual
 Células fêmeas ou F- ► perda ou inexistência
 Síntese de pili proteicos especiais longos, finos e tubulares
Reprodução “sexuada”
 Conjugação
 Condições básicas
 Formação da ponte conjugativa
 Permite continuidade do conteúdo citoplasmático entre as células
 Clivagem da fita de DNA do doador F+ em um único sítio ► enzima especial ►
Fita de DNA recém-sintetizada ► Passagem através da ponte conjugativa ►
Célula receptora F-► Recombinação genética
Reprodução “sexuada”
 Conjugação 
 Pedaços de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o "macho", para uma 
receptora, a "fêmea“
 Tubo proteico microscópico
 Pili sexual
 DNA transferido se recombina com o cromossomo da bactéria "fêmea“
 Novas misturas genéticas
 Transmitidas às “células-filhas” na próxima divisão celular
Reprodução “sexuada”
 Conjugação
Reprodução “sexuada”
 Conjugação
 Transferência do gene da pili
Reprodução “sexuada”
 Conjugação
Reprodução “sexuada”
 Conjugação
Reprodução “sexuada”
 Transformação
 Uma célula absorve DNA livre do meio externo, integrado em seu cromossomo e expressa os 
produtos codificados
 Transdução
 Um vírus serve de transmissor do material genético de um organismo para outro. Neste exemplo, o 
organismo é uma bactéria, e o vírus um bacteriófago
 Conjugação bacteriana
 O material genético é trocado entre células F+ e F-
Reprodução “sexuada”
Esporulação
 Quem?
 Algumas espécies de bactérias originam, sob certas condições ambientais, estruturas resistentes 
denominadas esporos
 A célula que origina o esporo se desidrata, forma uma parede grossa e sua atividade 
metabólica torna-se muito reduzida
 Certos esporos são capazes de se manter em estado de dormência por dezenas de anos
 Ao encontrar um ambiente adequado, o esporo se reidrata e origina uma bactéria ativa, 
que passa a se reproduzir por bipartição
Esporo
 Células especializadas de repouso
 Altamente resistentes à dessecação, ao calor e agentes químicos
 Resistência ocorre devido ao ácido dipicolínico
 Produção de uma única célula vegetativa
 Exosporium
 Proteínas (52%), polissacáridos neutros (20%), lipídeos (18%) e cinzas (4%)
Esporulação
 Processo de formação
 Esporulação ou esporogênese
 Formação de esporos dentro de uma célula mãe
 Germinação
 Ativada pela lesão física ou química ao revestimento do esporo com liberação de enzimas e 
rompimento das camadas externas com entrada de água
 Remomeça o metabolismo
Esporulação
Início: quando há limitação nutricional
O septo do esporo começa a isolar o DNA 
recém duplicado e uma pequena porção de 
citoplasma.
O septo do esporo circunda a porção isolada 
formando um pré-esporo.
A camada de peptidioglicano se 
forma entre as membranas.
Forma-se o 
revestimento do 
esporo.
O esporo é liberado.
Esporulação
Esporulação
Crescimento bacteriano
 Fases do crescimento
 Controle do crescimento
 Métodos químicos 
 Métodos físicos
Crescimento bacteriano
 Fases do crescimento
 Controle do crescimento
 Métodos químicos 
 Métodos físicos
Fases do crescimento
 Fatores que determinam o crescimento bacteriano
 Alimento
 Temperatura
 Umidade 
 Oxigênio
 pH 
Fases do crescimento
 Tempo de geração 
 É o tempo necessário para uma célula se dividir (e sua população dobrar 
de tamanho)
 Varia de acordo com o organismo
 Depende das condições ambientais (nutricionais, temperatura, etc)
 Maioria das bactérias: 1 – 3 h
Fases do crescimento
 Aumento do nº de células
 Continuidade da geração (genes)
Fases do crescimento
 Curva de Crescimento
 Demonstra o crescimento das células durante um período de tempo
 É obtida quando se realiza a contagem da população em intervalos de tempo após o inóculo de 
um número pequeno de bactérias em meio líquido
 Fases da Curva de Crescimento
 1- Fase Lag (latência)
 2- Fase Log (crescimento exponencial)
 3- Fase Estacionária
 4- Fase de Declínio
Fases do crescimento
x.10yUFC/mL
Fases do crescimento
Fases do crescimento
Fases do crescimento A – lag
 Ocorre quando as células são transferidas de um meio para outro ou de um 
ambiente para outro
 Fase de ajuste: representa o período necessário para adaptação das células ao 
novo ambiente 
 Células aumentam no volume total em quase duas ou quatro vezes, mas não se 
dividem
 Síntese de DNA, novas proteínas e enzimas, que são um pré-requisito para divisão
Fases do crescimento
Fases do crescimento
 B – log – Exponencial 
 Divisão das células 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
 São muito menores em diâmetro e mais sensíveis que as células na fase Lag (dividindo a uma taxa 
máxima)
 Chega ao final devido à depleção de nutrientes essenciais, diminuição de oxigênio em cultura 
aeróbica ou acúmulo de produtos tóxicos
Fases do crescimento
Fases do crescimento
 C – estacionária
 Rápido decréscimo na taxa de divisão celular
 Número total de células em divisão será igual ao número de células mortas, resultando na 
verdadeira população celular estacionária
 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, ou seja, 
glicogênio, amido e lipídios
Fases do crescimento
Fases do crescimento
 D – Declínio – Morte
 Condições se tornam fortemente impróprias para o crescimento
 Células se reproduzem mais lentamente 
 Células mortas aumentam em números elevados
 Taxa de morte maior que a de reprodução
 Meio se encontra deficiente em nutrientes e rico em toxinas produzidas pelos próprios 
microrganismos
Fases do crescimento
Fases do crescimento
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placas
 Filtração
 Contagem direta ao microscópio
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placas
 Filtração
 Contagem direta ao microscópio
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placa
 Técnica mais utilizada na determinação de uma população bacteriana
 Vantagem: células viáveis são quantificadas
 Desvantagem: 24 horas
 Unidades Formadoras de Colônias (UFC)
 Diluição seriada
 Método de espalhamento em placa e pour plate
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placa
 Diluição seriada
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placa
 Espalhamento em placa
 Pour plate
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placa
 Diluição seriada
 Cálculo
 Diluição seriada
 Método de espalhamento em placa
 nº de colônias na placa x índice de diluição da amostra = nº de bactérias/mL
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placa
 Diluição seriada
 Cálculo
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placas
 Filtração
 Contagem direta ao microscópio
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Filtração
 < nº de bactérias = pode ser utilizado o método de filtração para a sua 
contagem
 Concentração de bactérias sobre a superfície de uma membrana de filtro de 
poros muito pequenos após a passagem de um volume (0,22µm ou 0,45µm)
 Filtro posteriormente transferido para uma placa de petri contendo meio sólido
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Filtração
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem em placas
 Filtração
 Contagem direta ao microscópio
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem direta ao microscópio
 Um volume conhecido de suspensão bacteriana é colocado em uma área definida da lâmina de 
microscópio
 Amostra pode ser corada ou analisada a fresco
 Utilizam câmaras de contagem (Petroff-Hausser)
 Desvantagens
 Não separa células mortas e vivas 
 Pode haver erros de contagem
 Difícil contagem para bactérias móveis
Métodos para Quantificar Diretamente o 
Crescimento Microbiano
 Contagem direta ao microscópio
 Câmara de contagem Petroff-Hausser
Métodos Indiretos para Contagem do Número 
de Bactérias
 Turbidimetria
 Atividade Metabólica
 Peso seco
Métodos Indiretos para Contagem do Número 
de Bactérias
 Turbidimetria
 Atividade Metabólica
 Peso seco
Métodos Indiretos para Contagem do Número 
de Bactérias
 Turbidimetria
 Monitoramento do crescimento bacteriano através da turbidez
 Espectrofotômetro
 Atividade metabólica
 Quantidade de um certo produto (como ácido ou CO2) é diretamente 
proporcional ao número de células bacterianas
Métodos Indiretos para Contagem do Número 
de Bactérias
 Turbidimetria
Métodos Indiretos para Contagem do Número 
de Bactérias
 Turbidimetria
 Atividade Metabólica
 Peso seco
Métodos Indiretos para Contagem do Número 
de Bactérias
 Peso seco
 Principalmente para fungos filamentosos
 Fungo é removido do meio por filtração
 Seco em dessecador
 Posterior pesagem
Crescimento bacteriano
 Fases do crescimento
 Controle do crescimento
 Métodos químicos 
 Métodos físicos
Crescimento bacteriano
 Fases do crescimento
 Controle do crescimento
 Métodos químicos 
 Métodos físicos
Controle do crescimento microbiano
 Conceitos
 Esterilização
 É a destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo esporos
 Esterilização comercial
 É o tratamento de calor suficiente para matar os esporos do Clostridium botulinum nos alimentos enlatados.
 Desinfecção
 É a destruição dos patógenos vegetativos em superfícies “inertes”
 Anti-sepsia
 É a destruição dos patógenos vegetativos em tecido vivo
Controle do crescimento microbiano
 Conceitos
 Degerminação
 É a remoção dos microrganismos de uma área limitada
 Sanitização
 É o tratamento destinado a reduzir as contagens microbianas nos utensílios alimentares até níveis seguros.
 Inibição
 Limitação do crescimento
 Bacteriostático
 Inibição do crescimento
 Bactericida
 Morte ou destruição
Controle do crescimento microbiano
 Químicos
 Físicos
 Calor
 Filtração
 Frio
 Ressecamento
 Pressão osmótica
 Radiação
Controle do crescimento microbiano
 Químicos
 Físicos
 Calor
 Filtração
 Frio
 Ressecamento
 Pressão osmótica
 Radiação
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Calor úmido
 Fervura ou fluxo de vapor
 Ação: Desnaturação das proteínas
 Mata os patógenos bacterianos vegetativos e fungos, e quase todos os vírus, dentro de 10 
minutos e é menos efetivo em esporos
 É utilizado para esterilizar pratos, pias jarras e equipamentos variados
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Calor úmido
 Autoclave
 Ação: Desnaturação de proteínas
 Todas as células vegetativas e seus esporos são mortos em cerca de 15 minutos quando são 
submetidos a 15 psi de pressão (121ºC)
 É utilizado para meios microbiológicos, soluções, forros, utensílios, curativos, equipamentos e 
outros itens que podem suportar temperatura e pressão
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Calor úmido
 Autoclave
Controle do crescimento microbiano
 Calor
Calor úmido
 Pasteurização Ação: Desnaturação de proteínas
 É utilizado no leite, creme e certas bebidas alcoólicas
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Calor úmido
 Pasteurização
 Lenta (LTLT Low Temperature Long Time)
 63 - 65ºC durante 30 minutos
 Agitação constante em equipamento
 Rápida (HTST High Temperature Short Time)
 72 - 75ºC durante 15 – 20 segundos
 Fluxo contínuo
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Calor úmido
 Esterilização
 Longa vida (UHT)
 2 a 4 segundos, a uma temperatura de 130 - 150ºC
 Fluxo contínuo
 Imediatamente resfriado a uma temperatura inferior a 32ºC 
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Calor seco
 Chama direta
 Ação: Efeito de oxidação, queimando os contaminantes até se tornarem cinzas. 
 Utilizados em alças de inoculação
 Incineração
 Ação: Efeito de oxidação, queimando os contaminantes até se tornarem cinzas
 Copos de papel, curativos contaminados, carcaças de animais, sacos e panos de limpeza
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Calor seco
 Esterilização com ar quente
 Ação: Efeito de oxidação
 Necessita de temperaturas de 170ºC durante 2h
 É utilizado para vidros vazios, instrumentos, agulhas e seringas de vidro
Controle do crescimento microbiano
 Calor
 Mecanismo de ação e eficiência do calor
 Tanto no calor seco quanto no calor úmido, o mecanismo de esterilização envolve a 
desnaturação e oxidação das proteínas
 Indicadores de esterilização
 Uréia – 121ºC
 Ácido-Benzóico- 123ºC
 Bacillus stearotermophilus
 Bacillus subtillis
Controle do crescimento microbiano
 Químicos
 Físicos
 Calor
 Filtração
 Frio
 Ressecamento
 Pressão osmótica
 Radiação
Controle do crescimento microbiano
 Filtração
 Ação
 Separação das bactérias do líquido de suspensão
 Ocorre a passagem de um líquido ou gás através de um material semelhante a uma tela
que aprisiona os microrganismos
 É utilizado para esterilizar líquidos como toxinas, vacinas, enzimas e soluções antibióticas 
que são destruídos pelo calor
Controle do crescimento microbiano
 Filtração
Controle do crescimento microbiano
 Químicos
 Físicos
 Calor
 Filtração
 Frio
 Ressecamento
 Pressão osmótica
 Radiação
Controle do crescimento microbiano
 Frio
 Refrigeração
 Ação: Redução das reações químicas e possíveis alterações nas proteínas
 Tem efeito bacteriostático
 É utilizado para a conservação dos alimentos, drogas e culturas
Controle do crescimento microbiano
 Frio
 Congelamento profundo
 Ação: Redução das reações químicas e possíveis alterações nas proteínas
 É efetivo para conservar culturas microbianas, com congelamento rápido a -50 e -95ºC
 É utilizado para conservação de alimentos, drogas e culturas
Controle do crescimento microbiano
 Frio
 Liofilização 
 Ação: Redução das reações químicas e possíveis alterações de proteínas
 É efetivo para conservação prolongada de culturas microbianas, onde a água é removida por 
alto vácuo em baixa temperatura
 Conservação dos alimentos, drogas e culturas
Controle do crescimento microbiano
 Químicos
 Físicos
 Calor
 Filtração
 Frio
 Ressecamento
 Pressão osmótica
 Radiação
Controle do crescimento microbiano
 Ressecamento
 Envolve a remoção de água dos microrganismos
 Ação: Interrupção do metabolismo
 Tem efeito bacteriostático
 É utilizado na conservação de alimentos
Controle do crescimento microbiano
 Químicos
 Físicos
 Calor
 Filtração
 Frio
 Ressecamento
 Pressão osmótica
 Radiação
Controle do crescimento microbiano
 Pressão osmótica
 Ação: plasmólise 
 Resulta na perda de água das células microbianas
 É utilizado na conservação dos alimentos
 Feridas
Controle do crescimento microbiano
 Químicos
 Físicos
 Calor
 Filtração
 Frio
 Ressecamento
 Pressão osmótica
 Radiação
Controle do crescimento microbiano
 Radiação
 Ionizante
 Ação: Destruição do DNA por raios gama e feixe de elétrons de alta energia
 Altera a carga elétrica do material irradiado por deslocamento de elétrons
 Método não utilizado na esterilização de rotina
 Usado para esterilizar produtos farmacêuticos e suprimentos médicos e dentários
Controle do crescimento microbiano
 Radiação 
 Não ionizante
 Ação: Lesão ao DNA (mutação gênica- dímeros de Timina) pela luz ultravioleta com lâmpada 
UV
 É uma radiação não muito penetrante
 É utilizado para controle de ambiente fechado