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Crescimento e Metabolismo Bacteriano Profa. Denise Wanderlei Universidade Federal de Alagoas ICBS - Setor de Microbiologia FATORES NECESSÁRIOS AO CRESCIMENTO BACTERIANO FÍSICOS Temperatura pH Pressão osmótica QUÍMICOS Água Fontes de carbono e nitrogênio Minerais Oxigênio Fatores orgânicos de crescimento Temperaturas Cardeais Temperatura Crescimento de hipertermófilos em água fervendo: a) Fonte no Parque Nacional de Yellowstone b) Fotomicrografia de uma microcolônia de procariotos pH: Concentração de íons de H Em torno da neutralidade são os mais adequados para a alimentação da maioria das bactérias, incluindo as de interesse médico Acidófilas: < 7,0 Neutrófilas: =7,0 Alcalifílicas: >7,0 Bactéria pH ótimo Staphylococcus aureus 7,0 – 7,5 Acetobacter aceti 5,4 – 6,3 Vibrio cholerae 8,0 – 9,0 Pressão Osmótica Halófilicos: proliferação em meios com alta concentração de sal Sacarófilas: proliferação em meios com alta concentração de açúcar Halobacterium (15% de sal) Staphylococcus aureus (7,5% de sal) Oxigênio Acinetobacter Escherichia coli Clostridium tetani Campylobacter jejuni Lactobacillus CRESCIMENTO BACTERIANO CULTURA BACTERIANA Aumento do protoplasma celular pela síntese de ácidos nucleicos, proteínas, polissacarídeos e lipídeos Absorção de água e eletrólitos Aumento no número de organismos CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO Estudos de crescimento essencialmente em meios líquidos Cultura de Streptococcus pyogenes em ágar sangue revelando halos de hemólise em torno das colônias, produzidos por hemolisinas Crescimento de Streptococcus pyogenes em meio BHI (infuso de cérebro coração) CULTURA BACTERIANA Semeadura em estrias (esgotamento) para obtenção de culturas puras Pigmentos hidrossolúveis e difusíveis no meio em Pseudomonas aeruginosa. Verde (pioverdina), fluorescente (fluoresceína), marrom (piomelanina), e vermelho (piorrubina) INOCULAÇÃO DO MEIO DE CULTURA PARA CONTAGEM DO NÚMERO DE CÉLULAS BACTERIANAS VIÁVEIS: A) Método de espalhamento B) Método de semeadura em profundidade ou “pour plate” MÉTODO DE DILUIÇÃO PARA CONTAGEM BACTERIANA (Vermelho et al., 2008) CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO 1 4 3 2 METABOLISMO BACTERIANO Reações químicas que ocorrem nas células, processos de obtenção, armazenamento e utilização de energia catabolismo (substâncias são degradadas para obtenção de energia e suprimento para biossíntese) anabolismo (construção de material celular através das moléculas obtidas pelo catabolismo) MECANISMOS DE GERAÇÃO DE ENERGIA RESPIRAÇÃO AERÓBIA Oxidação de carboidratos Glicose: faz parte de vários dissacarídeos (sacarose, lactose, etc) e polissacarídeos (amido, celulose, etc) A maioria das células é capaz de oxidar completamente a molécula de glicose a CO2 e H2O, armazenando a energia liberada na forma de ATP RESPIRAÇÃO AERÓBIA (1) Glicólise (2) Conversão do piruvato à acetil Co-A - Ciclo de Krebs (3) Cadeia de transporte de elétrons Fermentação de Carboidratos SUBSTRATOS: Aminoácidos e açúcares com degradação do substrato pela via glicolítica piruvato Os compostos resultantes caracterizam cada tipo de fermentação Tipos de fermentação mais comuns (produtos finais): Fermentação homolática: ácido lático Fermentação alcoólica: álcool Fermentação mista: álcool, ácido e gás Fermentação butileno-glicólica: butileno glicol (não ácido) Putrefação Decomposição de compostos nitrogenados (proteínas), utilizando-se de substância orgânica como aceptor- doador de elétrons Tipo de fermentação que produz produtos finais de odor desagradável: indol, escatol, ácido sulfídrico Pseudomonas, Acinetobacter/Moraxella, Shewanella putrefaciens, Brochotrix thermosphacta, Lactobacillus Comparação entre respiração aeróbia e fermentação de carboidratos RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA Aceptor final de elétrons: exógeno e inorgânico (nitrato, sulfato ou carbonato) Parte do ciclo de Krebs não funcional Menor número de moléculas transportadoras de elétrons presentes Processo rende menor quantidade de energia (mais do que na fermentação) Eventualmente, ocorre em organismos que realizam respiração aeróbia
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