aula microbiologia

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HISTÓRIA DA MICROBIOLOGIA
Os microrganismos ou micróbios foram descritos pela primeira vez pelo microscopista holandês Anton van Leeuwenhoek no período compreendido entre 1670 a 1680. No entanto, permaneceram na obscuridade ou como meras curiosidades até meados do século XIX, quando Louis Pasteur, considerado o Pai da Microbiologia, e Robert Koch através de experimentos elegantes e clássicos deram à microbiologia a importância devida, fundando-a como ciência e disciplina. As contribuições de Pasteur vão desde a distribuição dos microrganismos no ambiente, os meios para controlá-los, a refutação da teoria da geração espontânea, o desenvolvimento das teorias microbianas das fermentações e doenças, ao desenvolvimento de vacinas efetivas para controle de doenças animais e a raiva humana. Também, essas contribuições deram o impulso inicial para que pesquisadores como Lister, desenvolvessem as práticas da cirurgia anti-séptica, a quimioterapia por Ehrlich, e o desenvolvimento da Imunologia (Metchnikoff e Ehrlich) e da virologia.
Muito embora a microbiologia seja uma ciência relativamente nova, desenvolvida nos últimos 100 anos, ela é considerada de importância por duas razões principais:
Os microrganismos são os seres vivos ideais para estudo dos fenômenos biológicos e excelentes instrumentos para compreender a biologia molecular das células;
Muitos problemas ou transformações importantes da sociedade humana são conseqüência da atividade dos microrganismos. 
Por esses motivos, a microbiologia interessa a vários campos da biologia e das ciências da saúde. A participação importante dos microrganismos em quase todos os campos da atividade humana promovendo benefícios e poucas vezes, prejuízos, qualquer pessoa deve se interessar e familiarizar-se com os microrganismos, suas propriedades e atividades. 
Todos os organismos vivos são constituídos de células. As principais características da célula são:
Apresentam nutrição própria;
Possuem as informações para seu crescimento e auto-duplicação;
São capazes de diferenciação, i.e. formam estruturas celulares características tais como cistos e esporos nas bactérias e hifas filamentosas e reprodutivas como nos bolores durante parte do ciclo de vida;
São capazes de emitir sinais químicos ou físico-químicos importantes na comunicação entre elas ou durante nutrição e resposta a ambientes hostis; 
São também capazes de evoluírem, i.e., alterar suas propriedades biológicas caso seja necessário.
Do ponto de vista estrutural há dois tipos de células: as células procarióticas que possuem estruturas relativamente simples, sem membrana (carioteca) envolvendo o genoma ou núcleo; e as células eucarióticas que são mais complexas, dotadas de carioteca e contendo organelas membranosas especializadas em realizar funções especiais. Além desses organismos, o microbiologista também estuda os vírus que são entidades não celulares, parasitas obrigatórios, que para manterem-se na natureza infetam células vivas e replicam-se utilizando os processos metabólicos das mesmas. 
Os microrganismos vivem em habitat naturais, nos quais seu crescimento é afetado pelas interações com populações de outros microrganismos que compõem a microbiota, como também pelas características físicas e químicas do ambiente. Para compreender as interações ecológicas das comunidades microbianas é importante conhecer o papel dos microrganismos na natureza. Isto não é tarefa fácil. Por esse motivo, a maioria do conhecimento sobre os microrganismos provém do estudo das culturas puras, i.e., constituída de apenas um microrganismo. 
Algumas espécies de microrganismos exercem efeitos nefastos ao homem e outros animais causando as doenças, conhecidas como doenças infecciosas, toxinoses e toxinfecciosas. Muito embora o sucesso da ciência microbiológica seja evidenciado nos países desenvolvidos através do controle das doenças infecciosas fatais como a Cólera, Tétano, a Peste Negra (Bulbônica), a Difteria, Poliomielite, Botulismo, Raiva, dentre outras, o mesmo não acontece nos países menos desenvolvidos onde essas doenças grassam e são, ainda, importante causa de morte. Apesar desse aspecto deplorável, a maioria dos microrganismos exerce efeitos benéficos importantes em nossa sociedade. O adequado funcionamento da biosfera e do solo depende das atividades dos microrganismos. Muitos microrganismos desempenham papel importante na produção industrial de bebidas e produtos alimentícios, suplementos de rações e dietéticos, várias substâncias químicos orgânicas, antibióticos e biomassa. Uma aplicação importante da microbiologia está na indústria biotecnológica em que os microrganismos são utilizados como fábricas para produção de proteínas, surfactantes, adoçantes, utilizando genes animais ou de plantas os quais são introduzidos no genoma (ADN) bacteriano.
Os microrganismos desempenham papel importante na exploração de minérios, na melhoria da qualidade das águas e alimentos, na agricultura, na deterioração de alimentos e outros materiais úteis ao homem. Os microrganismos são usados para resolver importantes problemas ambientais, como a reciclagem da água, decomposição de óleo resultante do derramamento acidental de petróleo em vários ecossistemas do solo e cursos d’água e reciclagem dos elementos químicos dos vários ambientes. 
INTRODUÇÃO A MICROBIOLOGIA
Introdução 
Microbiologia: Mikros (= pequeno) + Bio (= vida) + logos (= ciência) A Microbiologia é definida, como a área da ciência que dedica - se ao estudo de microrganismos, em seu vasto e diverso grupo de organismos unicelulares de dimensões reduzidas, podem ser encontrados células isoladas ou agrupados em diferentes arranjos.
Assim, com base neste conceito, a microbiologia envolve o estudo de organismos procariotos (bactérias, archaeas), eucariotos inferiores (algas, protozoários, fungos) e também os vírus.
Esta área do conhecimento teve seu início com os relatos de Robert Hooke e Antony van Leeuwenhoek, que desenvolveram microscópios que possibilitaram as primeiras observações de bactérias e outros microrganismos, além de diversos espécimes biológicos.
Importância da Microbiologia
É uma área da Biologia que tem grande importância seja como ciência básica ou aplicada.
Básica: estudos fisiológicos, bioquímicos e moleculares (modelo comparativo para seres superiores). => Microbiologia Molecular
Aplicada: processos industriais, controle de doenças, de pragas, produção de alimentos, etc.
Habitat
 Solo, água, ar atmosférico, alimentos, excretas de animais (silvestres e domésticos) e no próprio homem ( pele e anexos, intestino, mucosa nasal) 
 Flora microbiana normal
Organização celular:
 Somente os seres vivos, com exceção dos vírus, são formados por unidades denominadas células.
 
Unicelulares: exemplo – ameba, giardia e bactérias
Pluricelulares ou Multicelulares: maioria dos seres vivos, como plantas e os animais.
Nutrição: 
 Energia para funções vitais
Autótrofos: plantas e algas azuis (cianofíceas)
Heterótrofos: animais que se alimentam de plantas ou animais que se alimentam de outros animais.
Reprodução:
Sexuada: participação dos gametas masculino e feminino,
 - entre homem e mulher
 - hermafrodita o que possui os dois sexos, o que ocorre com a minhoca, Taenia sp 
Assexuada: forma mais simples, não há participação de gametas, é parte do corpo do indivíduo ou parte dele, divide-se dando origem a novos seres idênticos. 
 Ocorre com parasitos como a leishmaniose. 
TAXONOMIA > Ramo da biologia que trata da classificação e da nomenclatura dos seres vivos.
Nomeclatura Binomial
Atribuição de nomes científicos às espécies. Formado por duas palavras – o nome do gênero e o restritivo específico (adjetivo que qualifica o gênero)
Ex:
Escherichia coli ou Escherichia coli 
nome homenageia Theodor Escherich, 
coli: lembra que habita o cólon humano ou intestino grosso.
Áreas de estudo: limpeza ambiental, etc.
Odontologia:Estudo de microrganismos associados à placa dental, cárie dental e doenças periodontais. Estudos com abordagem preventiva.
Medicina e Enfermagem: Doenças infecciosas e infecções hospitalares.
Nutrição: Doenças transmitidas por alimentos, Controle de qualidade de alimentos, Produção de alimentos (queijos, bebidas).
Biologia: Aspectos básicos e biotecnológicos. Produção de antibióticos, hormônios (insulina, GH), enzimas (lipases, celulases), insumos (ácidos, álcool), Despoluição (Herbicidas - Pseudomonas, Petróleo), etc.
BIOTECNOLOGIA - Uso de microrganismos com finalidades industriais, como agentes de bio degradação.
Classificação dos Seres Vivos
Antes do Microscópio - Animal e Vegetal - Teoria de Linneaus esta simples classificação foi insuficiente, sendo posteriormente descartada após a descoberta do microscópio.
Teoria de Haeckel (1866) - Reino Plantae (animais e vegetais unicelulares), Reino Protista (bactérias, algas, fungos e protozoários) e Reino Animalia – Classificação Satisfatória
Estudos mais avançados Teoria de Whittaker (1969):
• Reinos:
Monera: Procariotos
Protista: Eucariotos unicelulares - Protozoários (sem parede
celular) e Algas (com parede celular)
Fungi: Eucariotos aclorofilados
Plantae: Vegetais
Animalia: Animais - Teoria de Whittaker (1969)
BACTÉRIA
Bactérias (do grego bakteria, bastão) são organismos unicelulares, que podem ser encontrados na forma isolada ou em colônias;
São constituídos por uma célula, sem núcleo celular nem organelas membranares;
As bactérias são geralmente microscópicas ou sub microscópicas (detectáveis apenas ao microscópio eletrônico); Suas dimensões variam de 0,5 a 5 micrómetros.
MORFOLOGIA
As bactérias classificam-se morfologicamente de acordo com a forma da célula e com o grau de agregação:
Coco : De forma esférica ou subesférica.
Bacilo : Em forma de bastonete (do género Bacillus)
Vibrião : Em forma de vírgula (do género Vibrio)
Espirilo : de forma espiral/ondulada (do género Spirillum)
Espiroqueta: Em forma acentuada de espiral
MORFOLOGIA
Quanto ao grau de agregação Apenas os Bacilos e os cocos formam colônias:
Diplococo : De forma esférica ou subesférica e agrupadas aos pares.
Estreptococos: Formam cadeia semelhante a um "colar".
Estafilococos : Uma forma desorganizada de agrupamento, formando cachos.
Sarcina : De forma cúbica, formado por 4 ou 8 cocos simetricamente postos.
Diplobacilos : Bacilos reunidos dois a dois.
Estreptobacilos : Bacilos alinhados em cadeia.
ESTRUTURA CELULAR
A célula bacteriana, por ser procariótica, não possui organelas membranares nem DNA organizado em verdadeiros cromossomas, como os das células eucariotas.
METABOLISMO SEGUNDO FONTES DE ENERGIA E CARBONO
Fonte de carbono de acordo com a fonte de átomos de carbono para a produção de suas moléculas orgânica, elas são classificadas em dois grandes grupos:
Autotróficas : As bactérias autotróficas obtêm suas moléculas de carbono apenas de dióxido de carbono (do próprio dióxido).
Heterotróficas : São bactérias que obtêm seus átomos de carbono de moléculas orgânicas que captam do ambiente. Além do gás carbônico ela precisa de um carboidrato.
Fonte de energia Bactérias podem utilizar como fonte de energia luz, substâncias inorgânicas ou orgânicas
CRESCIMENTO E REPRODUÇÃO
As bactérias podem se reproduzir com grande rapidez, dando origem a um número muito grande de descendentes em apenas algumas horas;
A maioria delas reproduz-se assexuadamente, por cissiparidade, também chamada de divisão simples ou bipartição; Nesse caso, cada bactéria divide-se em duas outras bactérias geneticamente iguais; Em algumas espécies de bactérias pode ocorrer recombinação de material genético.
CLASSIFICAÇÃO GRAM
“Gram-Positivas” Quando a parede tem uma camada espessa de peptidoglicanos; mais resistentes;
"Gram-Negativas" contém uma camada de lipídios no exterior da parede celular, então sua parede celular é composta por uma camada de peptidoglicanos e outra de lipídios que ficam mais externos;
Muitos antibióticos, incluindo a penicilina e seus derivados, atacam especificamente a parede celular das bactérias Grampositivas.
CLASSIFICAÇÃO GRAM
Gram-positivas: bactérias que possuem parede celular com uma única e espessa camada de peptidoglicanos. Pelo emprego da coloração de Gram, tingem-se na cor púrpura ou azul quando fixadas com cristal violeta, porque retêm esse corante mesmo sendo expostas a álcool.
Gram-negativas: bactérias que possuem uma parede celular mais delgada e uma segunda membrana lipídica - distinta quimicamente da membrana plasmática - no exterior desta parede celular. No processo de coloração o lipídio dessa membrana mais externa é dissolvido pelo álcool e libera o primeiro corante: cristal violeta. Ao término da coloração, essa células são visualizadas com a tonalidade rosa-avermelhada do segundo corante, safranina que lhes confere apenas a coloração vermelha.
DOENÇAS CAUSADAS PELA BACTÉRIA
Tuberculose causada pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis.
Hanseníase: transmitida pelo bacilo de Hansen (Mycobacterium lepra).
Difteria: provocada pelo bacilo diftérico.
Coqueluche: causada pela bactéria Bordetella pertussis.
Pneumonia bacteriana: provocada pela bactéria Streptococcus pneumoniae.
Escarlatina: provocada pelo Streptococcus pyogenes.
Tétano: causado pelo bacilo do tétano (Clostridium tetani).
Leptospirose: causada pela Leptospira interrogans.
Tracoma: provocada pela Chlamydia trachomatis.
Gonorréia ou blenorragia: causada pela bactéria, o gonococo (Neisseria gonorrhoeae).
Sífilis: provocada pela bactéria Treponema pallidum.
Meningite meningocócica: causada por uma bactéria chamada de meningococo.
Cólera: doença causada pela bactéria Vibrio cholerae, o vibrião colérico.
Febre tifóide: causada pela Salmonella typhi.
VÍRUS – CONCEITO E DEFINIÇÃO
Vírus é uma partícula protéica que pode infectar organismos vivos; Podem infectar células eucarióticas (de animais, fungos, vegetais) e células procarióticas (de bactérias). São parasitas intracelulares obrigatórios e isso significa que eles só se reproduzem pela invasão e possessão da célula; Os vírus só se comportam como seres vivos quando estão no interior de células vivas. Somente então podem se reproduzir, originando novos vírus da mesma espécie. Fora delas, deixam de apresentar qualquer propriedade de vida; Como são desprovidos de estrutura celular, os vírus não podem ser enquadrados em nenhum dos cinco reinos
A ESTRUTURA DO VÍRUS
Sua estrutura: são formados basicamente por uma ...
Cápsula de proteína (cápsula protéica) - o CAPSÍDEO – que contém, em seu interior, uma molécula de ácido nucléico, que tanto pode ser o DNA (ácido desoxirribonucléico) como o RNA (ácido ribonucléico), mas nunca OS DOIS JUNTOS.
Capsômeros – subunidades presentes dentro do capsídeo.;
Em alguns vírus, a cápsula é coberta por uma membrana lipídica, constituída da membrana plasmática da célula invadida pelo vírus. O vírus é, na realidade, um grupo de genes "empacotados“ em proteínas. É 100 a 200 vezes menor que a bactéria, causando várias doenças ao homem: as viroses!
A Reprodução de um Vírus 
de DNA Bacteriófago Invadindo a Célula da Bactéria (VÍRUS BACTERIÓFAGO)
A reprodução envolve dois aspectos: a duplicação do material genético viral e a síntese das proteínas do capsídio; O vírus entra na célula hospedeira, inibe o funcionamento do material genético da célula infectada e passa a comandar as síntese de proteínas; Um dos vírus mais estudados é o bacteriófago ou fago, que ataca bactérias, reproduzindo-se em seu interior;
A reprodução: as fibras da cauda do vírus encaixam-se na membrana da bactéria : a cauda se contrai, injetando o DNA do vírus na célula.
Atenção: 
Uma vez no interior da célula, o DNA do vírus comanda a produção de uma enzima que inativa o DNA da bactéria;
O DNA do vírus assume assim o comando do metabolismo celular, usando os nucleotídeos, as enzimas da célulae sua energia para fabricar cópias IDÊNTICAS do seu DNA;
O DNA do vírus comanda também a síntese de proteínas da cápsula;
As novas cápsulas se associam às cópias do DNA, formando de 100 a 200 novos vírus;
Todo esse processo pode levar menos de meia hora e cada novo vírus formado pode infectar uma nova bactéria.
A Reprodução de um Vírus de DNA o Bacteriófago
Quando estão no interior de células vivas, os vírus apresentam certas propriedades dos seres vivos.
Fora das células, não possuem essas propriedades e permanecem tão inertes quanto um CRISTAL de moléculas orgânicas.
Por isso dizemos que os vírus são PARASITAS OBRIGATÓRIOS.
A Reprodução do Vírus de 
RNA – HIV/AIDS
Transcriptase Reversa
Na maioria das vezes, o RNA do vírus orienta a produção de moléculas de RNA nas células do hospedeiro, gerando novas células;
No caso do Retrovírus (causador do HIV-AIDS), o RNA sintetiza uma molécula de DNA que penetra no núcleo da célula hospedeira e se liga ao DNA da célula, formando o que se chama de um pró-vírus;
Este DNA poderá então orientar a produção de novas moléculas de RNA virais e das proteínas da cápsula;
Formam-se novos vírus que, ao saírem, levam lipídios da membrana da célula ao redor da cápsula.
FUNGO – CONCEITO E DEFINIÇÃO
Os fungos são seres vivos eucarióticos;
Possuem apenas um núcleo (como as leveduras) ou podem ser multinucleados filamentosos (como os bolores);
Seu citoplasma contém mitocôndrias e retículo endoplasmático rugoso;
Suas células possuem vida independente e não se reúnem para formar tecidos;
Reserva Energética: Glicogênio (característico dos animais);
Digestão extracorpórea e absorção celular de matéria orgânica digerida do meio ambiente.
HABITAT
Os fungos vivem e se reproduzem em lugares úmidos e escuros;
Encontram-se no solo, na água, nos vegetais, em animais, no homem e em detritos, em geral;
O vento age como importante veículo de dispersão de seus fragmentos de hifa;
ESTRUTURA
Possuem um corpo vegetativo chamado talo ou soma que é composto de um conjunto de finos filamentos unicelulares chamados HIFAs. 
Estas hifas geralmente formam uma rede microscópica junto ao substrato (fonte de alimento), chamada MICÉLIO, por onde o alimento é absorvido;
Usualmente, a parte mais evidente de um fungo são corpos frutificantes ou ESPORÂNGIOS (as estruturas reprodutivas que produzem os esporos);
Respiração
Aeróbia (respiração) ou anaeróbia (fermentação) facultativa como as leveduras que realizam a fermentação como o Saccharomyces cerevisae, utilizados na fabricação de vinhos e cerveja e do pão.
Reprodução
Assexuada:
Brotamento;
Fragmentação.
Reprodução Assexuada
Fragmentação: um micélio se fragmenta originando novos micélios;
Brotamento ou gemulação: os brotos (gêmulas) normalmente se separam do genitor mas, eventualmente, podem permanecer grudados, formando cadeias de células;
Ascomycota (levedura)
São responsáveis por estragarem alimentos formando bolores com coloração verde-azulados, vermelhos e marrons;
Ascomycota (levedura)
As células de leveduras se reproduzem de maneira diferente, produzindo células filhas descendentes ou por brotamento.
Deutoromycota (deuteromicetos)
Reprodução assexuada; 
Divisões celulares por mitose; 
Encontrados sob a forma de conídios, hifas no ambiente, como solo, sobre plantas e animais, em ecossistemas aquáticos, no ar, associados a insetos ou crescendo nos produtos fabricados pelo homem;
A esse grupo pertencem diversas espécies de Penicillium (entre as quais a que produz penicilina).
Diferenças entres os Reinos:
Bactérias: unicelulares, procarióticas, sem organelas membranares, vivem isoladas ou em colônias.
Vírus: acelulares, não possuem metabolismo próprio, não possuem maquinaria própria, altamente mutagênicos, são parasitas obrigatórios da célula (não é considerado um ser vivo por muitos cientistas).
Fungos: Os fungos são organismos eucariontes, majoritariamente multicelulares, embora alguns possam ser unicelulares (leveduras). Todos os fungos são heterotróficos, possuem organelas.
Protozoários: (São unicelulares como as bactérias, mas possuem (assim como as células de plantas e animais) organelas, que ajudam a processar nutrientes e gerar energia, são eucariontes principalmente heterotróficos (que não realizam a fotossíntese), mas incluindo alguns autotróficos e com locomoção própria, quer utilizando cílios ou flagelos, quer com movimento amebóide (mudando a forma do corpo pela emissão de pseudópodes, ou seja "falsos pés").
Referência 
MINISTÉRIO DA SAÚDE. PROFAE. Parasitologia e Microbiologia. Módulo 1. Brasília – DF, 2003. 
MURRAY P. R. Microbiologia Médica. Editora Mosby. Ano 2006.
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ETE – Clovis Nogueira Alves elaborado pelo professor Rafael Quesado Vidal
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