RESUMO microbiologia UFRRJ P2

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BARONI 
Influência físico–química no Crescimento Microbiano 
 
• Conceitos básicos 
 
Esterilização: retirada total de todos os microrganismos. 
Ex: T°C elevada, filtração, substâncias químicas, radiação 
Desinfecção: eliminação não completa dos microrganismos, não há garantia de total eliminação. Serve 
para chão, bancada, instrumentos, pasteurização (alimento). 
Antissepsia: tem a mesma definição do anterior, mas serve para tecidos vivos. 
Assepsia: Evitar a penetração de seres vivos em lugares ésteres, então é um objetivo. 
Ex: Uso do bico de bulsen para abrir a tampa de um erlenmeyer estéreo. 
 
• MÉTODOS DE CONTROLE DE MICRORGANISMOS 
 
I. Métodos Físicos 
- Temperatura 
- Filtração 
- Radiação 
 
II. Métodos Químicos 
- Desinfetantes e Anti-sépticos 
- Esterilizantes Químicos 
- Quimioterápicos (in vivo) 
 
MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE DE MICRORGANISMOS 
 
Temperatura 
1) Calor Úmido 
a. Água fervente (100°C) 
- células vegetativas x esporos 
b. Pasteurização 
- 62,8°C/30min ou 72°C/15s 
Esterilização comercial 
Método UHT: 74 a 140°C por 1 a 5 segundos 
Tratamento térmico suficiente para destruir esporos de Clostridium botulinum nos alimentos enlatados. 
Sob pressão (autoclavagem) – 121°C a 1,1kg cm-2 
- rápido aquecimento 
- grande penetração 
- 20 minutos 
 
2) Calor Seco 
- Oxidação dos constituintes orgânicos 
- Menor eficiência que o calor úmido 
Incineração: eliminação de contaminantes e cadáveres, esterilização da alça de platina 
- Forno de Pasteur 
Filtração 
Remoção física de microrganismos 
Soluções sensíveis ao calor: vitaminas, aminoácidos, antibióticos, vacinas, etc. 
Ar de salas assépticas ou cirúrgicas 
Ex: filtros HEPA (high efficiency particulate air): acetato de celulose dobrado ao redor de folhas de 
alumínio: retém 99% da matéria particulada 
Radiação 
Ionização das moléculas com formação de radicais reativos 
Ex: Raios gama, raios-X, feixes de elétrons de alta energia 
- Alto poder de penetração 
- Alto custo e risco inerentes ao equipamento 
Aplicação: Equipamentos cirúrgicos, alimentos, descartáveis plásticos, tecidos de enxerto, drogas e vacinas. 
 
MÉTODOS QUÍMICOS DE CONTROLE DE MICRORGANISMOS 
 
Germistático: inibe o crescimento do microrganismo: 
 Germicida: É o termo aplicado à substância química ou processo físico capaz de destruir todos os 
microrganismos, incluindo também suas formas de resistência, denominadas de esporos, como aqueles 
produzidos por bactérias do gênero. Clostridium sp e Bacillus sp. 
Uma mesma substância pode ser nutriente para alguns microrganismos e germistático para outros. 
Uma mesma substância pode ser nutriente e agente germistático ou germicida para um mesmo 
microrganismo. 
 
PROPRIEDADES DE UM DESINFETANTE IDEAL 
- Alta toxicidade para os microrganismos 
- Inócuo para o homem e animais 
 - Estabilidade elevada 
-Toxicidade para os microrganismos em temperatura ambiente 
- Corrosão, manchas e odor 
- Preço, obtenção, uso fácil 
MODO DE AÇÃO DOS AGENTES ANTIMICROBIANOS 
* Danos as proteínas; 
* Danos a membrana; 
* Danos a parede celular; 
* Danos a ácidos nucléicos. 
Ex: Fenol e derivados  alteram a permeabilidade seletiva da membrana, desnaturam e inativam 
proteínas como enzimas, causando uma perda de substâncias intracelulares (lisam as células). 
• DETERGENTES 
–Princípio: Alteração da permeabilidade da membrana; 
–Bactericidas, fungicidas e viricidas; 
–Aplicação: Anti-sépticos, desifetantes - Remoção mecânica, indústria de laticínios, frigoríficos. 
 
AGENTES ANTIMICROBIANOS UTILIZADOS IN VIVO 
• CARACTERÍSTICAS DE UM AGENTE ANTIMICROBIANO IDEAL PARA SER UTILIZADO IN VIVO 
- Toxicidade seletiva 
- Não alergênico 
- Estabilidade 
- Vida longa em prateleira 
- Custo 
 Ex: Penicilina 
• AGENTES ANTIMICROBIANOS COM BASE NA ORIGEM 
ANTIBIÓTICOS: Agentes antimicrobianos produzidos por microrganismos (bactérias e fungos) exibindo função de 
inibir ou matar outros microrganismos. Ex. Penicilina G 
AGENTES SINTÉTICOS: Agentes antimicrobianos sintetizados em laboratório exibindo função de inibir ou matar 
outros microrganismos. Ex. Cloranfenicol 
AGENTES SEMI-SINTÉTICOS: Ex. Aminopenicilina 
 
EFEITO DO PH PARA CRESCIMENTO MICROBIANO 
Valores de pH para crescimento: 
Microrganismos acidófilos – Thiobacillus spp, 
Arqueobactérias – Sulfolobus spp, Thermoplasma spp 
Picrophilus oshimae – melhor pH 0,7. 
Neutrofílicos 
Microrganismos basófilos ou alcalifílicos - Bacillus spp 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS QUANTO AO pH 
 
 
• Influência da temperatura no crescimento microbiano 
Psicrófilos – baixas temperaturas – máxima abaixo de 20ºC, ótima de 15º C, mínima de 0ºC ou inferior 
Psicrotróficos 
Psicrotolerantes – capazes de crescer a 0º C, mas com ótima entre 20 e 40ºC 
Microrganismos mesófilos 
Microrganismos termófilos - Bacillus stearothermophilus – acima de 40ºC 
Hipertermófilos 
Termodúricos 
 
• COM RELAÇÃO À PRESSÃO OSMÓTICA 
Microrganismos osmofílicos ou osmófilos 
Halofílicos ou halófilos e Sacarofílicos ou sacarófilos 
Halófilos ou halofílicos discretos - 1% a 6% de NaCl 
Halofílicos moderados - 6 a 15 % de NaCl 
Halofílicos extremos ou halófilos extremos – Halobacterium salinarum ( De 15% a 30 % de NaCl) para crescimento. 
Halossensíveis 
Halotolerantes 
Haloresistentes 
 
 
 
 
IRENE 
GENÉTICA MICROBIANA 
O DNA é essencial à célula, pois nele encontramos o gene, sequência de DNA capaz de gerar proteína. 
 
 
 
 
 
 
 
 
A informação genética pode ser utilizada de duas formas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comparação de genomas de organismos Procariotos (Bactérias) e Eucariotos (Fungos) 
 
 
OBS da aula: Toda bactéria é bem menor que fungos 
A parede celular das bactérias é composta por peptídeoglgicanos e os fundos por quitinas, glicanas, etc 
 
• GENOMA DE ORGANISMOS PROCARIOTOS (BACTÉRIAS) 
 
➢ Único cromossomo; 
➢ DNA fita dupla circular; 
➢ Não apresenta membrana nuclear, mas apresenta nível de organização e fica numa região chamada 
nucléolo; 
➢ Genoma pequeno. Ex. E. coli – 4,6 x 106 pb = 4.639.221 pb; 
➢ Menor número de genes – Ex. E. coli - 4.300 genes; 
➢ Poucas ou nenhumas sequências repetitivas; 
➢ Genes organizados em operons; 
➢ Genes sem íntrons. 
 
OBS DA AULA: Além do genoma, as bactérias podem ter plasmídeos, que também tem fita dupla circular. Possuem 
replicação independente. O que diferencia do genoma é o tamanho, que geralmente é muito menor do que o genoma. 
Além de não serem essenciais para sobrevivência da célula sob condições normais. O plasmídeo acrescenta 
“acessórios” para melhor resistência da bactéria. Ex: plasmídeo que produz antibiótico. 
 
 
 
• GENOMA DE ORGANISMOS EUCARIOTOS (FUNGOS) 
 
➢ Vários cromossomos 
➢ DNA fita dupla linear 
➢ Apresenta membrana nuclear 
➢ Fungo unicelular – Saccharomyces cerevisae – 12 cromossomos - 1,2 x 107 pb 
➢ Fungo filamentoso – Aspergillus nidulans – 8 cromossomos - 3,0 x 107 pb 
➢ Planta – Zea mays (milho) – 30 cromossomos - 2,3 x 109 pb 
➢ Mamífero – Homo sapiens – 46 cromossomos - 3,2 x 109 pb 
➢ Muitas sequencias repetitivas não codificantes 
➢ Genes com íntrons 
 
Paradoxo do valor C: corresponde a impossibilidade de correlacionar o tamanho do genoma com a complexidade do 
organismo. Não há relação entre o tamanho do genoma e o número de genes presentes nesse organismo. 
VALOR C É A QUANTIDADE DE DNA NO GENOMA HAPLÓIDE 
 
Exemplo: Tamanho do genoma Nº de genes 
Zea mays 
(Angiosperma – 
Milho) 
2,3 x 109 32.000Homo sapiens 
(Mamífero) 
3,2 x 109 25.000 
 
OBS DA AULA: Nenhuma célula viva é capaz de sintetizar todas as proteínas que tem no genoma, por 2 motivos: 
gasta ATP e nenhuma célula consegue suportar tanta proteína. 
Por isso, existem 2 tipos de genes: 
1) Constitutivos: transcritos o tempo todo. Ex: os que irão produzir ATP 
2) Regulados: transcrito ou não dependendo da condição celular. Ex: proteínas que as células não necessitam. 
A maioria dos genes (sequência de DNA necessária para sintetizar proteínas) são regulados. 
 
Estrutura de um operon procariótico 
 
Todo gene tem uma região chamada codificadora. A enzima RNA polimerase transcreve uma fita de DNA 
como molde para formar o RNAm. A região que é conhecida pela enzima para transcrever é a promotora 
(P), ou seja, ela guia a enzima, avisando que no pedaço específico tem que haver transcrição. 
A região operadora (O) é uma sequência de DNA que é reconhecida por uma ptna repressora. Os genes 
regulados além da região promotora, tem operadora. Esta proteína funciona impedindo a enzima de 
continuar a transcrição, de chegar na região codificante. 
 
Estrutura de um gene eucarioto 
 
 
Também tem região promotora e operadora. Mas não existe essas regiões para cada gene, é para mais de 
um. Logo, quando vai acontecer a transcrição e a enzima é chamada de RNA policistrônico, que se liga ao 
promotor e cria um RNAm de uma sequência. O conjunto de genes que estão sob uma única sequência 
regulatória. 
Fungos tem íntrons e éxons entre as sequências regulatórias. Além de que, depois do RNAm ele passa uma 
etapa de processamento, onde os éxons são juntados e os íntrons são descartados, como as bactérias não 
tem íntrons são descartados como as bactérias não tem íntrons, não tem essa etapa. Mas porque os 
íntrons ainda não foram retirados ao longo dos anos? Porque logo depois dessa exclusão, no pedaço que 
sobrou é adicionado no CAP-5 (GMP metilada) – ponto de reconhecimento para proteína de transporte – e 
é adicionada a cauda poliA. A transcrição ocorre no núcleo, depois a ptna de transporte o leva pro 
citoplasma para fazer tradução. Como no citoplasma tem várias enzimas que quebram os nucleotídeos, o 
CAP-5 protege a fina de RNAm. 
Processo das bactérias: 
Em bactérias tudo ocorre no citoplasma. A RNA polimerase reconhece o promotor e reconhece os genes A, 
B e C, formando o RNAm. Logo, depois vem a tradução, que gera as proteínas A, B e C. Além de ser no 
mesmo local, é ao mesmo tempo. 
 
 
 
TRANSCRIÇÃO X TRADUÇÃO 
 
 
 
 
 
CONCEITOS 
GENE é um segmento de DNA que contém a informação necessária para codificar uma proteína. 
OPERON é uma organização estrutural típica de genomas procarióticos, na qual duas ou mais sequencias 
codificadoras de produtos gênicos estão sob o controle transcricional de um mesmo conjunto de sequencias 
reguladoras. Em um operon, as sequencias codificadoras são transcritas em um único RNA, chamado de 
mRNA policistrônico. 
PROMOTOR é uma sequência específica de DNA reconhecida pela RNA polimerase. 
OPERADOR é uma sequência específica de DNA reconhecida pelas proteínas repressoras. 
REGIÃO CODIFICADORA é uma porção do gene que inclui sequencias que serão transcritas e traduzidas em 
proteínas. 
TERMINADOR é uma sequência de DNA que marca o final da transcrição do gene ou operon. 
ÉXON é uma sequência de um gene que é transcrito no pré-mRNA e mantida no RNA maduro (processado). 
ÍNTRON é uma sequência de um gene que é transcrita no pré-mRNA, mas removida (por splicing), e está 
ausente no RNA maduro (processado). 
 
 
 
Mecanismos de transferência genética em Bactérias 
 
Como os organismos evoluem? 
Alterações genotípicas são importantes para gerar variabilidade e contribuir, assim, para o processo de 
evolução dos microrganismos. 
EVOLUÇÃO REQUER VARIABILIDADE 
Face a uma mudança brusca no meio ambiente, as bactérias e outros microrganismos possuem um 
conjunto de mecanismos geradores de alterações genéticas que conduzem a variantes, fornecendo-lhes 
assim a possibilidade de contornar situações que ponham em risco a sua sobrevivência. 
• Mecanismo de alteração genética 
 
VARIAÇÕES GENOTÍPICAS 
 
 
 
 
Recombinação - processo pelo qual ocorre a produção de um novo genótipo como resultado da troca física de 
material genético entre elementos genéticos. 
Formação de um novo genótipo 
Trocas de material genético entre dois cromossomos homólogos: 
- Eucariotos: CICLO SEXUAL (MEIOSE) 
- Procariotos: TRANSFERÊNCIA/RECOMBINAÇÃO 
 
MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÃO GENÉTICA EM BACTÉRIAS 
1) TRANSFORMAÇÃO 
2) CONJUGAÇÃO 
3) TRANSDUÇÃO 
(PODEM OU NÃO ENVOLVER EVENTOS DE RECOMBINAÇÃO) 
 
• Transformação 
Quando uma bactéria consegue incorporar DNA livre (exógeno) do meio para o seu interior. É mediada por uma 
proteína de ligação que fica na parede celular, esta se liga numa fita dupla de DNA, mas apenas uma fita única entra. 
Como no citoplasma tem enzimas que clivam nucleotídeos, a fita única é protegida por uma proteína. 
Quando uma bactéria consegue realizar esse processo, ela é chamada de transformável. Ou seja, no seu genoma 
tem o gene capaz de sintetizar proteína de ligação. 
 
 
Mutações Recombinação genética 
Quando a transformação ocorre, o fragmento pode ser algo vantajoso, mas também pode acabar matando a 
bactéria. 
Como o gene que sintetiza a proteína de ligação é regulável, dizemos que a célula está em estado de competência, 
que significa que esta proteína está na célula. E essa “variável” diferencia para cada bactéria, não tem regra. 
E, para este processo ocorrer, é preciso que se tenha DNA livre no meio, que geralmente são DNA de células mortas. 
------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Processo pelo qual DNA livre é incorporado em uma célula receptora 
REQUERIMENTOS PARA TRANSFORMAÇÃO 
Bactérias tem de ser TRANSFORMÁVEL 
Células em estado de COMPETÊNCIA 
Presença de DNA livre no meio 
Exemplos de bactérias naturalmente transformáveis: Bacillus, Streptococcus e Neisseria 
• Etapas da transformação 
1. Adsorção do DNA fita dupla à célula receptora 
2. Clivagem de uma das fitas do DNA 
3. Entrada do DNA fita simples 
4. Integração e replicação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Conjugação (mecanismo mais eficiente) 
Para este ocorrer é preciso do contato físico entre duas bactérias metabolicamente ativas. Além disso, uma 
dessas bactérias precisa ter um plasmídeo, além do cromossomo, chamado de plasmídeo conjugativo, que 
é um fator de fertilidade. 
 
REQUERIMENTOS PARA CONJUGAÇAO 
Requer contato entre as células 
Envolve uma célula doadora que possui o plasmídeo conjugativo (fator de fertilidade) e uma célula 
receptora 
Em E. coli, a célula doadora é denominada F+ célula receptora F- 
 
• ETAPAS DA CONJUGAÇÃO 
1) Célula doadora produz o pêlo sexual (pilus sexual) 
2) Pilus liga-se à célula receptora e aproxima as duas células 
3) O plasmídeo conjugativo é cortado e uma das fitas é transferida para a célula receptora 
4) As duas células recircularizam os plasmídeos, sintetizam a fita complementar e tornam-se doadoras 
 
 
A Bactéria, quando é F+, consegue ter pílus sexual, que tem 3 funções: reconhecimento das bactérias F-, 
depois é a ligação entre a F- e, por fim, ele se retrai aproximando a F+ e a F-. Depois dessa aproximação, 
uma proteína corta esse plasmídeo (em 2 fitas), transferindo uma delas para a F-, que sintetiza (virando fita 
dupla) e vira F+, e a outra fita que ficana F+ original. 
Os genes que sintetizam a pílus sexual estão no gene do plasmídeo, logo somente a F+ pode ter pílus. 
Esse processo é “perigoso” pois confere resistência para bactérias, em relação à antibióticos, e a bactéria 
passa essa resistência para outra e assim vai. 
 
• Transdução 
Mecanismo de transferência de DNA entre 2 bactérias que é mediado por um bacteriófago. 
 
Existem 2 tipos de bacteriófagos: 
- Virulentos: segue o ciclo lítico. 
- Temperados: transdução especializada. 
Ciclo dos bacteriófagos 
 
Os virulentos infectam a bactéria, começam a se reproduzir, sintetizam vários deles (capsídeos) e, para 
sair, matam a célula. 
 O que pode dar errado? O bacteriófago defeituoso acaba pegando pedaços do cromossomo fragmentado 
da bactéria, e acaba virando uma bactéria defeituosa. Isto acontece apenas com alguns, não com todos. 
Os temperados primeiro se combinam com o cromossomo de uma bactéria e fica ali. Mas em qualquer 
momento, algo pode ocorrer, e esse fragmento se desprende e entra no ciclo lítico. 
O que gera maior variabilidade genética e a transdução generalizada, pois os diferentes bacteriófagos 
empacotam qualquer tipo de gene. Mas a mais eficiente para a transferência é a especializada, pois todos 
os bacteriófagos levam fragmento de bactérias. 
 
 
 
 
 
• Importância dos mecanismos de transferência de DNA em bactérias 
 
✓ Aumenta a diversidade genética dentro de uma população, aumentando, portanto, a probabilidade 
de que alguns membros sobrevivam às mudanças ambientais. 
- Ex. Transferência de genes entre bactérias originando cepas resistentes a diferentes antimicrobianos 
(bactérias super resistentes). 
✓ Tecnologia do DNA Recombinante 
- Estudo da funçao de genes específicos 
- Produção de compostos de interesse médico e de interesse industrial (Tecnologia do DNA Recombinante) 
Qual a diferença entre DNA, cromossomo e genoma? 
O ácido desoxirribonucleico ou DNA é uma molécula em forma de dupla hélice, em que cada fita é formada 
por uma seqüência de desoxirribonucleotídeos (base nitrogenada - adenina, timina, guanina ou citosina) 
ligada a uma molécula de açúcar (desoxirribose) e um grupo fosfato). 
CROMOSSOMO é constituído por uma longa fita dupla de DNA ligado a proteínas que conferem um nível 
de enovelamento e organização da molécula. 
Genoma é uma sequência de DNA completa de um conjunto de cromossomos 
GENE é um segmento de uma molécula de DNA que contém a informação necessária para codificar uma 
proteína. 
 
NOÇÕES DE MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
• IMPACTOS NEGATIVOS DOS MICRORGANISMOS NA ÁREA AGRÁRIA: 
 Causadores de doenças agrárias; 
 
• IMPACTOS POSITIVOS DOS MICRORGANISMOS NA ÁREA AGRÁRIA: 
 
Aumento da eficiência da planta na absorção de água, fósforo, nitrogênio e outros nutrientes 
Fungos micorrízicos  MICORRIZAS – associações mutualísticas entre fungos do solo e raízes de plantas 
 
 
As bactérias diazotróficas são as quais o N2 (nitro atmosférico) é metabolizado e convertido em compostos 
nitrogenados. Este processo requer muito ATP para quebrar a tripla ligação. Essas podem ser mutualísticas com 
plantas. A presença de nódulo radicular é a presença deste tipo de bactéria. A planta ganha adsorção de compostos 
nitrogenados facialmente assimilado. Já a bactéria ganha composto carbônicos para gerar ATP e metabolizar N2. 
Quando este tipo está ligado na planta, aumenta a fixação de N2 que é maior do que as de vida livre, devido aos 
compostos carbônicos para gerar ATP. 
Tem também bactérias que controlam insetos. Isto é feito a partir da esporulação da bactéria que tem um cristal, este 
é digerido pelo inseto e assim que chega no estômago o cristal se desfaz e, no intestino essa toxina mata. Mas essa 
toxicina só é liberada em pH mais baixo do que de humanos. 
Estas opções diminuem o uso de agrotóxicos. 
 
Biorremediação: “Estratégia ou processo que usa microrganismos, plantas ou ambos, visando à 
transformação ou degradação de contaminantes presentes no solo ou em outros ambientes.” 
 
 
 
ZARDEN 
Metabolismo Microbiano 
Toda a atividade química realizada pelos organismos. 
 Anabolismo - Conjunto dos processos biossintéticos que requerem energia e que formam os 
componentes celulares. 
 Catabolismo – Conjunto dos processos de degradação de moléculas nutrientes que liberam energia. 
• Importância do Metabolismo Microbiano 
 Avaliar a diversidade e versatilidade bioquímica 
 Relação microrganismos e doenças 
 Explorar os microrganismos economicamente 
 Cultivo e controle dos microrganismos 
 Desenvolvimento de métodos moleculares para diagnóstico e controle dos microrganismos 
 Controle dos processos de deterioração de materiais 
 Papel dos microrganismos na natureza 
 Reciclagem da matéria 
Requerimentos de Energia 
 
O papel do ATP no acoplamento das reações anabólicas e catabólicas 
 
• A geração de ATP 
 Fosforilação a partir de substrato: o grupo fosfato de um composto químico é removido e adicionado 
diretamente ao ADP. 
 Fosforilação oxidativa: a energia liberada pela oxidação de compostos químicos é utilizada na síntese 
de ATP (força protomotiva). 
 Fotofosforilação: há conversão de energia luminosa em química (ATP e NADPH). 
 
 Enzimas 
Catalisadores biológicos. Aceleram as reações químicas sem aumentar a temperatura (108 a 1020 vezes) 
Específicas: cada uma atua em um dado substrato. 
Local de ação: extracelulares, periplasmáticas e intracelulares. 
Fatores que influenciam: T, pH e [ ] substrato. 
 
 
 
Constituição: 
 
 
• Cofator 
Funções: 
Carreadores de elétrons; auxiliam as enzimas doando átomos removidos do substrato ou adicionando átomos 
requeridos pelo substrato. 
Ex: NAD+, FAD, íons metálicos (Mg+2, Cu, Fe+2, Zn) - utilizados por enzimas fosforilativas para transferir grupo 
fosfato do ATP para outro substrato. 
Opções metabólicas para conservação de energia 
 
Classificação dos microrganismos de acordo com a fonte de energia e carbono 
 
• Vias metabólicas de produção de energia 
 
1) Respiração celular 
a) Respiração aeróbica 
- Glicólise 
- Ciclo de Krebs 
- Cadeia respiratória 
b) Respiração anaeróbica 
 
• Respiração aeróbica 
 Catabolismo dos carboidratos 
São fontes de energia e metabólitos intermediários; 
Tipo nutricional 
Fonte de 
energia 
Fonte de 
carbono 
Exemplos 
 
Fotoautotróficos 
 
Luz 
 
CO2 
Cianobactérias, 
bactérias 
verde e púrpura 
 
Fotoheterotróficos 
 
Luz 
Compostos 
orgânicos 
Bactérias verde e 
púrpura não 
sulfurosas 
 
Quimioautotróficos 
(Litotróficos) 
Compostos 
inorgânicos 
(H2, NH3, NO2, 
H2S, Fe
+2) 
 
CO2 
Bactérias oxidativas 
de Fe, maioria das 
arqueas 
Quimiorganotróficos 
(Heterotróficos) 
Compostos 
orgânicos 
Compostos 
orgânicos 
Maioria das 
bactérias, 
protozoários e fungos 
 
Participam na formação de RNA (ribose) e DNA (desoxirribose); 
Formam componentes estruturais essenciais; 
Se associam aos lipídeos e proteínas, formando glicoconjugados (interação celular). 
 
– Glicólise (Via Embden-Meyerhoff) 
Encontra-se em todos eucariotas e muitas espécies bacterianas; 
Oxidação parcial da glicose a ác. pirúvico; 
Duas moléculas de ATP são consumidas e quatro geradas (fosforilação a partir de substrato); 
Coenzima NAD+ é reduzida a NADH (2 mol.); 
Não requer O2. 
- Alternativas à Glicólise 
a) Via da pentose-fosfato 
Utilizada para metabolizar açúcares de 5 C; 
Fonte de pentoses para a síntese dos ácidos nucléicos; Provisão de precursores biossintéticos: Aa, 
açúcares; Produção de 1 ATP e 12 NADPH (lipídeos); 
Exs:E. coli, B. subtilis, E. faecalis 
b) Via Entner-Doudoroff 
Exclusiva de algumas bactérias Gram (-) 
Bactérias que possuem enzimas desta via metabolizam Gli (desidrogenação) sem a glicólise ou via da 
pentose-fosfato 
Por cada mol de Gli se produz 1 ATP e 2 NADPH 
Exs: Pseudomonas, Rhizobium e E. coli 
 
- Ciclo de Krebs 
Inicialmente, o piruvato é descarboxilado, levando à produção de CO2, NADH e Acetil-Coa; 
Grupo acetil combina-se com oxalacetato formando ácido cítrico. 
Uma série de oxidações acontece formando duas moléculas de CO2, três de NADH e uma de FADH 2. 
- Cadeia respiratória (sistema de transporte de elétrons) 
Prótons e elétrons recolhidos na glicólise pelo NAD+ e no Ciclo de Krebs pelo NAD+ e FAD, percorrem a 
cadeia de transportadores em níveis sucessivamente mais baixos de energia, de modo que sejam melhores 
aproveitados na formação de 34 ATPs. 
 
 
Quimiosmose: Mecanismo de síntese de ATP utilizando a cadeia de transporte de elétrons (fosforilação 
oxidativa). 
1) NADH transfere elétrons que percorrem a cadeia de transportes; 
2) Alguns dos transportadores bombeiam prótons (H+) através da membrana; 
 
3) A membrana é impermeável aos prótons, estabelecendo um gradiente de prótons; 
4) Este gradiente eletroquímico resultante tem energia potencial (força protomotiva); 
5) Difusão dos prótons através da membrana por meios de canais de proteínas que contém ATP 
sintase; 
6) Energia liberada é utilizada para sintetizar ATP. 
 
• Resumo da Respiração Aeróbica 
Três fases principais: glicólise, CAC e cadeia de transporte de elétrons; 
A Gli é completamente oxidada a CO2 e H2O; 
A maioria do ATP gerado é produzido pelo mecanismo de quimiosmose durante a terceira fase 
(fosforilação oxidativa); 
Grande quantidade de ATP é gerada (38 ATPs); 
 
Respiração Anaeróbica 
Aceptor final é uma substância inorgânica diferente de oxigênio. 
Exs: Pseudomonas e Bacillus NO3-  NO2-  N2O  N2 
Desulfovibrio e Desulfotomaculum SO4-2  H2S 
Bactérias metanogênicas CO3-2  CH4 
 
 
- Rendimento 
Potencial de redução não é tão positivo como o par O2/H2O, menos energia é conservada quando esses aceptores 
são reduzidos. 
Menos energia é liberada na passagem dos elétrons provenientes das coenzimas reduzidas durante a glicólise e CAC, 
e transferidas para cadeia de transporte de elétrons. 
 
• Fermentação 
 
Processo metabólico que libera energia de moléculas orgânicas, não requer O2, não usa o ciclo de Krebs ou cadeia 
de transporte de elétrons. Usa uma molécula orgânica como aceptor final de elétrons. 
 
- Características 
Conversão da glicose a ácido pirúvico; 
Coenzima NADH doa e– e H+ ao ác. Pirúvico ou a um derivado para formar um produto final; 
Gases (CO2 e/ou H2) podem ser produzidos; 
Produção líquida de apenas 2 APTs por fosforilação em nível de substrato. 
 
CATABOLISMO DE PROTEÍNA 
 
As proteínas são muito grandes para atravessar a membrana plasmática. 
Os microrganismos produzem proteases e peptidases extracelulares para quebrar as proteínas em 
aminoácidos. 
Os aminoácidos precisam ser convertidos a outras substâncias para poder entrar no ciclo de Krebs: reações 
de desaminação, descarboxilação e desidrogenação. 
 
CATABOLISMO DE LIPÍDEOS 
As lipases hidrolisam os lipídeos em glicerol e ácidos graxos. 
Glicerol: é convertido em diidroxiacetona fosfato e catabolisada via Glicólise e Ciclo de Krebs. 
Ácidos graxos: β-Oxidação, degradação dos ácidos graxos em que fragmentos de C são liberados de dois em dois 
para formar Acetil-CoA que é catabolisada via Ciclo de Krebs. 
 
Vias metabólicas de uso de energia (anabolismo) 
 
Começam com a síntese das unidades estruturais necessárias para a produção de substâncias mais complexas. 
Unidades estruturais são ativadas com a energia de moléculas como: ATP, GTP, NADH e NADPH. 
As unidades estruturais ativadas são unidas uma à outra para formar substâncias complexas que se tornam parte 
estrutural ou funcional da célula. 
 
• Biossíntese de polissacarídeos 
 
Os átomos de C necessários para a produção de Gli são sintetizados a partir dos intermediários produzidos durante 
processos como glicólise e ciclo de Krebs, degradação de Aa e lipídios. 
 
• Biossíntese de lipídeos 
São produzidos pela união de glicerol e ác. graxos. A porção glicerol é obtida de um produto intermediário da 
glicólise. Os ác. graxos são montados quando dois fragmentos de acetil-CoA são sucessivamente adicionados uns aos 
outros. 
Funções  Componente estrutural de membrana. Estoque da síntese de ATP (carotenóides). 
• Biossíntese de aminoácidos e proteínas 
Ocorre por aminação ou transaminação. Utilizam intermediários do metabolismo de CH (Ciclo de Krebs, Via pentose-
fosfato ou Entner-Doudoroff). Outros necessitam do ambiente fornecendo Aa pré-formados. 
N2 - utilizado por algumas bactérias para síntese de compostos nitrogenados. Ex: NH3 (fixação de nitrogênio) 
OBS: Vias anfibólicas  Vias metabólicas que funcionam em ambos, anabolismo e catabolismo. 
 
SÉRGIO 
Fatores de Virulência, Toxinas Bacterianas, Micotoxinas e Viroses Gastrointestinais 
F. de virulência: enzimas que facilitam a entrada de microrganismos na célula, tecido ou órgão humano, 
animal ou vegetal. 
Barreira  Humana e animal: mecânicas e imunológicas 
Vegetal: mecânica e óleos essenciais 
• FATÔRES DE VIRULÊNCIA - AGRESSINAS EXEMPLOS 
COLAGENASE (Clostridium perfringens) = PROTEOLÍTICO. Hidrolisa o colágeno da pele. 
COAGULASE (Staphylococcus) = Forma parede de fibrina ao redor de onde faz infecção. 
HIALURONIDASE = Hidrolise do Ácido hialurônico que une as células pulmonares. 
ESTREPTOQUINASE / FIBRINOLISINA (Streptococcus) = dissolve o plasma coagulado, não deixando formar a 
cicatriz. 
PROTEASE (Neisseria) = Hidrolisam Imunoglobulinas. 
HEMOLISINA = hidrolisa células vermelhas e LEUCOCIDINA, as células brancas do sangue. 
PROTOPECTINASE = digere a camada de protopectina vegetal. 
 
TOXINA: qualquer substância que interfira, altere ou destrua a organização celular, tecidual, orgânica e 
suas reações biológicas, podendo levar a morte. 
Toxinas bacterianas: ENDOTOXINAS / EXOTOXINAS 
• EXOTOXINAS 
 Excretadas por bactérias gram positivas ou gram negativas. 
 Polipeptídeos. 
 Destruídas a temperaturas acima de 60ºc. 
 Antigênica = gera antitoxina 
 São convertidas em toxóides (toxina que deixou de ser tóxica). 
 Muito tóxicas. 
 Não produzem febre. 
• ENDOTOXINAS 
Acumulam-se na parede celular de bactérias gram negativas. 
Lipopolissacarídeos. 
Suportam temperaturas acima de 60ºc. 
Pouco imunogênica: resposta orgânica = anticorpos. 
Não são convertidas em toxóides (forma química estável). 
Pouco tóxicas. 
Produzem febre: liberam interleucina 1. 
 
✓ EXOTOXINAS / NEUROTOXINAS: 
Clostridium tetani (Espasmo da musculatura) 
Clostridium botulinum (Flacidez da musculatura) 
 
 
 
 
Mecanismo do botulismo 
 
 
EXOTOXINAS ATUANDO COMO ENTEROTOXINAS: 
Vibrio choelerae (DESIDRATAÇÃO AGUDA) 
Toxina do Staphylococcus aureus (Vômito, Diarréia) 
GÊNEROS BACTERIANOS PRODUTORES DE ENDOTOXINAS: Escherichia, Salmonella Shigella, Pasteurella, 
Brucella, Neisseria. 
MICOTOXINAS 
CRESCIMENTO DOS FUNGOS E PRODUÇÃO DE MICOTOXINAS 
i. Atividade hídrica (aw) 
ii. Temperatura 
iii. Tempo 
iv. Quebra nos grãos 
v. NÍVEIS DE “CO2” E “O”vi. Composição do substrato 
vii. Nível de inóculo 
viii. Prevalência de cepas toxigênicas 
ix. Interações microbianas 
x. Vetores invertebrados 
PRINCIPAIS FUNGOS PRODUTORES DE MICOTOXINAS: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria, Claviceps. 
✓ Sensibilidade de animais às Micotoxinas 
a) Muito susceptíveis: (DL50 < 1 mg/kg peso vivo) trutas, marrequinhos, cobaias, coelhos, cães, gatos e 
peruzinhos. 
b) Susceptíveis: (DL50 até 10 mg/kg) porcos, bezerros, pintinhos, frangos, codornas, faisões, vacas, marta, 
ratos e macacos. 
c) Pouco susceptíveis: carneiros e camundongos. 
 
 
 
Micotoxicose: Efeito que as micotoxinas podem desenvolver no organismo humano e animal. A micotoxina 
entra no organismo, vai ao órgão alvo, faz seu efeito, é metabolizada, podendo ser excretada através dos 
fluidos orgânicos ou ficar depositada nos tecidos ou estruturas orgânicas. 
Se formar aduto com o DNA: câncer 
➢ Micotoxinas não são totalmente degradadas pelo calor! Resistem a temperaturas acima de 100°C 
PREVENÇÃO: 
1) Diminuição da quebra de grãos; 
2) Plantio e colheita corretos; 
3) Eliminação de insetos e roedores; 
4) Plantas geneticamente modificas; 
5) Armazenamento correto de alimentos 
CONTROLE: 
1) Mistura de Amônia Líquida + Milho 
2) Aditivo adsorvente e seqüestrante (Aluminosilicatos): Sodalita calcosódica, Zeólita, Betonita; 
 
Gastroenterite Viral 
Vários vírus diferentes podem provocar gastroenterite, sendo os mais comuns: 
Rotavírus. 
Norovírus. 
Adenovírus. 
Sapovírus. 
Astrovírus. 
Transmissão dos vírus: Saliva, Fezes, Alimentos contaminados, Água, etc. 
INFLAMAÇÃO E IRRITAÇÃO DA PAREDE DO ESTÔMAGO  MÁ TOLERÂNCIA A PRESENÇA DE ALIMENTOS  VÔMITO 
VÍRUS ATACA CÉLULAS DA MUCOSA INTESTINAL (JEJUNO E ÍLEO)  INFLAMAÇÃO DESTRÓI VILOSIDADES DO 
INTESTINO  DIMINUI ABSORÇÃO DE ALIMENTOS  AUMENTA SECREÇÃO DE ÁGUA  DIARRÉIA. 
 
➢ DiarréIa Viral Bovina (BVDV) 
Bovine Viral Diarrhea Virus é uma doença causada por um vírus RNA membro do gênero Pestivirus da 
família Flaviridae. Ataca bovinos e outros ruminantes, causando grandes prejuízos econômicos no rebanho. O 
Pestivírus é caracterizado pela existência de dois biótipos: citopático (CP) e não citopático.