Aula Nutrição, cultura e metabolismo de microrganismos

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NUTRIÇÃO E CULTURA DE 
MICRO-ORGANISMOS 
 
Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia 
Microbiologia Geral 
Suporte de vida 
Reações bioquímicas complexas 
METABOLISMO 
Organizar as moléculas em estruturas específicas 
Multiplicação microbiana (celular) 
Suporte de vida 
Reações bioquímicas complexas 
METABOLISMO 
Organizar as moléculas em estruturas específicas 
Multiplicação microbiana (celular) 
METABOLISMO 
Envolvem a construção e a quebra de ligações entre átomos. Após 
uma reação química, o número total de átomos permanece o mesmo, 
mas aparecem novas moléculas com novas propriedades, pois os 
átomos foram rearranjados. 
Reações bioquímicas complexas 
METABOLISMO 
É o fornecimento de monômeros (ou precursores de monômeros) que 
as células necessitam para o seu crescimento/multiplicação 
Reações bioquímicas complexas 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
METABOLISMO 
As substâncias utilizadas na nutrição microbiana são denominadas de: 
NUTRIENTES 
METABOLISMO 
Reações anabólicas 
(anabolismo) 
Consumo de 
energia 
Reações catabólicas 
(catabolismo) 
Liberação de 
energia 
Quais são os nutrientes necessários 
para manter as reações 
metabólicas necessárias para o 
desenvolvimento adequado de 
microrganismos? 
 A água 
constitui, em 
média, de 65 a 
75% do peso de 
uma célula. 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
 Água: é o solvente ideal, devido a sua polaridade 
e coesão. 
Dissociam as ligações 
iônicas dos sais em 
cátions e ânions 
(dissociação iônica); 
 
 Maioria das moléculas biologicamente importantes são 
polares (açúcares, álcoois, aldeídos, cetonas e ácidos), 
portanto solúveis em água (dissolução); 
 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
 Promove a estabilidade de moléculas grandes, devido a 
possibilidade de formação das pontes de hidrogênio. 
Auxiliando o posicionamento dos átomos no interior de 
biomoléculas. 
 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
 As fortes ligações entre as moléculas de água fazem com 
que elas permaneçam ligadas fortemente, 
consequentemente um alto calor específico e alto ponto 
de ebulição, mantendo uma temperatura mais constante. 
 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
 Carboidratos: 
 
 Também chamados 
sacarídeos, glicídios, oses, 
hidratos de carbono ou 
açúcares; 
São poli-hidróxi-cetonas 
(cetoses) ou poli-hidróxi-
aldeídos (aldoses). 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS NÃO INFORMACIONAIS 
 Carboidratos: 
 
 Fórmula empírica (CH2O)n 
onde n indica o número das 
proporções repetidas; 
Aqueles que apresentam maior 
relevância biológica, são C4, 
C5, C6 e C7. 
 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS NÃO INFORMACIONAIS 
 Carboidratos: 
 
 Simples. 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS NÃO INFORMACIONAIS 
Carboidratos: 
 
Complexos 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS NÃO INFORMACIONAIS 
 Carboidratos: 
 
 
 Derivados de carboidratos 
simples: são comuns em 
células. 
 Ex.: peptideoglicano (N-
acetilglicosamina). 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS NÃO INFORMACIONAIS 
Lipídeos: 
 São macromoléculas anfipáticas, podem hidrofílicas 
como hidrofóbicas; 
Ácidos graxos são importantes constituintes dos lipídeos 
de Bacteria e Eukarya. Na Archea contém o fitanil. 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS NÃO INFORMACIONAIS 
 Lipídeos: 
 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS NÃO INFORMACIONAIS 
 Ácidos nucléicos: 
 São macromoléculas 
informacionais compostos por 
monômeros denominados 
nucleotídeos. 
 DNA: ácido desoxirribonucléico; 
RNA: ácido ribonucléico. 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
MACROMOLÉCULAS INFORMACIONAIS 
Proteínas: 
 
Os aminoácidos correspondem aos monômeros das 
proteínas. Ligados entre si pelas ligações peptídicas; 
 
Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH2) de 
um aminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro 
aminoácido, através da formação de uma amida. 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
 MACROMOLÉCULAS INFORMACIONAIS 
 Proteínas: 
 
A QUÍMICA DOS COMPONENTES CELULARES 
 MACROMOLÉCULAS INFORMACIONAIS 
Quais são os nutrientes necessários 
para manter as reações 
metabólicas necessárias para o 
desenvolvimento adequado de 
microrganismos? 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
Corresponde à parte da fisiologia microbiana que envolve o 
fornecimento de monômeros (ou precursores de monômeros) que as 
células necessitam para o crescimento. 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
 50% do peso seco dos microrganismos é de carbono; 
 12% de nitrogênio. 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
Organismos diferentes requerem conjuntos distintos de nutrientes. 
• Macronutrientes: 
São necessários em 
grande quantidade. 
•Micronutrientes: 
São necessários em 
quantidades traços. 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
Macronutrientes 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
Micronutrientes: 
 São denominados elementos traços e, 
normalmente, desempenham papel como componente de 
enzimas (catalisadores celulares). 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
 Fósforo (F): 
 Na forma de fosfato orgânicos e inorgânicos; 
 Síntese de ácidos nucléicos e fosfolipídeos; 
 
 Enxofre (S): 
 Fontes inorgânicas sulfato (SO4
-2) e sulfeto (HS-); 
 Estrutura de aminoácidos de cisteína e metionina; 
 Presentes em vitaminas (biotina, tiaminas, coenzima A. 
NUTRIÇÃO MICROBIANA 
 Potássio (K): 
 Necessário para ativação de enzimas e síntese de 
proteínas. 
 Magnésio (Mg): 
Necessário para ativação de enzimas. 
 Cálcio (Ca): 
Estabilidade nas paredes celulares. 
MEIOS DE CULTURA 
São soluções de nutrientes utilizadas para promover o 
crescimento de micro-organismos em laboratório. 
MEIOS DE CULTURA 
Podem ser classificados como: 
• Meio definido 
adição de quantidades precisas de compostos químicos orgânicos e 
inorgânicos altamente purificados 
preparado a partir da digestão de produtos de origem animal ou 
vegetal. 
 
• Meio complexo 
MEIOS DE CULTURA 
Tipos de meios de cultivo: 
• Enriquecido 
Para o cultivo de micro-organismos 
com necessidades nutricionais 
mais estritas. 
Corresponde a um meio base 
complexo adicionado de nutrientes, 
como por exemplo soro ou sangue 
total. 
MEIOS DE CULTURA 
Tipos de meios de cultivo: 
• Diferencial 
Um indicador, geralmente um corante, é adicionado ao meio, 
permitindo a diferenciação de reações químicas particulares que 
ocorrem durante o crescimento. 
São bastante úteis na diferenciação de espécies de bactérias, em 
que algumas delas realizam a reação em particular , enquanto 
outras não são capazes. 
MEIOS DE CULTURA 
Tipos de meios de cultivo: 
• Diferencial 
Por exemplo: 
Ágar sangue: diferencia bactérias 
do gênero streptococos: 
- Beta-hemolíticos; 
- Alfa-hemolíticos; 
- Gama-hemolíticos. 
MEIOS DE CULTURA 
Tipos de meios de cultivo: 
• Diferencial Por exemplo: 
Ágar MacConkey: diferencia 
bactérias capazes de fermentar 
ou não a lactose 
Enterobacteriaceae (coliformes 
fecais): fermentam a lactose. 
MEIOS DE CULTURA 
Tipos de meios de cultivo: 
• Seletivo 
Por exemplo: 
Ágar MacConkey: Os sais biliares e 
cristal violeta são agentes seletivos 
que inibem o crescimento de 
bactérias gram-positivas.