Apoio 1 Introdução a Microbiologia

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Biologia . Aula 02
Microrganismos
1.1 Introdução
Microrganismos
Além de nossa visão, existe um mundo microscópico, onde a quantidade e a variedade de vida são gigantescas.
O conhecimento e a identificação desses microrganismos, é de fundamental importância, pois estes estão presentes no nosso dia-a-dia, sejam eles úteis, como em fermentações, ou prejudiciais como os patogênicos.
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1.2- Histórico da Microbiologia
A Microbiologia é a ciência que estuda os microrganismos e suas atividades, envolvendo a análise das características morfológicas, dos processos vitais (reprodução e crescimento) e a sua identificação. 
O mundo invisível dos microrganismos é fascinante, e os mesmos foram observados pela primeira vez no século XVII, com a invenção do primeiro microscópio pelo holandês Antony van Leeuwenhoek que, ao observar estes maravilhosos seres em gotas de água de chuva, no vinagre e em secreções bucais, os descreveu como sendo "animálculos". 
Na verdade, Leeuwenhoek estava descrevendo bactérias, fungos, algas e protozoários. 
(www.cienciahoje.pt/files/24/24175.jpg Acesso em fevereiro 2008)
Antony van Leeuwenhoek e o seu microscópio
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A Microbiologia Ecológica estuda as relações entre os microrganismos e o ambiente, analisando como eles atuam na degradação da matéria orgânica, na reciclagem dos compostos químicos na natureza e na degradação de poluentes ambientais. 
Os estudos envolvendo os microrganismos englobam também a atuação dos mesmos em processos de corrosão e deterioração de materiais de construção e de obras de arte, a prevenção e a cura de doenças, a produção de alimentos, fibras e produtos farmacêuticos e a biorremediação de ambientes poluídos. 
(www.csv.unesp.br/.../imagens/microbiologia.jpg Acesso em fevereiro 2008)
Por volta de 1880, dois microbiologistas, Martinus Beijerinck e Sergei Winogradsky descobriram como as bactérias ajudam na ciclagem dos nutrientes (carbono, nitrogênio, enxofre, fósforo), começando os estudos sobre a ecologia dos microrganismos. 
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1.3- ONDE OS MICRORGANISMOS VIVEM?
Os microrganismos encontram-se distribuídos em praticamente todos os lugares da natureza. Estão no ar, na água (mares, rios, lagos e água subterrânea) e no solo. Podem ser encontrados em maiores quantidades em lugares onde existe grande quantidade de alimentos (matéria orgânica e inorgânica), umidade e temperatura apropriada para que possam crescer e se reproduzir.
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1.4- CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS DE ACORDO COM SUA RELAÇÃO COM OXIGÊNIO
 Os microrganismos podem crescer na presença ou ausência de oxigênio e, neste aspecto, podem ser classificados em:
Aeróbios: são os microrganismos que normalmente requerem oxigênio para crescer.
Facultativos: são os microrganismos que crescem na presença de oxigênio ou na ausência dele (anaerobiose).
Anaeróbios: são os microrganismos que ou crescem na presença de baixas concentrações de oxigênio, os chamados de anaeróbios facultativos, ou morrem quando estão na presença deste gás; estes são os chamados de anaeróbios estritos.
Microaerófilos: são organismos aeróbios, porém somente crescem em concentrações de oxigênio menores que a do ar (entre 1% e 15%).
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1.5- CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS DE ACORDO COM SUA DIVERSIDADE METABÓLICA
Os microrganismos necessitam de uma fonte de carbono (gás carbônico (CO2) ou carbono orgânico) e de uma fonte de energia (luz ou energia derivada da oxidação de compostos orgânicos ou inorgânicos). Os microrganismos que usam a luz como fonte de energia podem ser:
Fotoautotróficos: são organismos que usam a luz como fonte de energia e o carbono inorgânico (CO2) como fonte de carbono São representados pelas:
Além de algas e plantas verdes. Existem cerca de 60 espécies de bactérias fotoautotróficas.
bactérias sulfurosas verdes (exemplo: Chlorobium) dwb.unl.edu/Bact303/Chloroflexus.jpeg Acesso em março 2008 
bactérias sulfurosas púrpura (exemplo: Chromatium) www.hik.hu/site/books/b159/kepek/K4003.jpg Acesso em março 2008
cianobactérias www.enq.ufsc.br 
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Fotoheterotróficos: usam luz como fonte de energia e compostos orgânicos (álcool, carboidratos, ácidos orgânicos, etc.) como fonte de carbono. São as bactérias verdes não sulfurosas (exemplo: Chloroflexus) e as bactérias púrpuras não sulfurosas (exemplo: Rhodopseudomonas ).
(genome.jgi-psf.org/images/rhop2.jpg Acesso em março 2008) 
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Os microrganismos que obtêm energia através da oxidação de compostos orgânicos ou inorgânicos podem ser classificados em:
Quimioautotróficos: usam os compostos químicos (gás sulfídrico (H2S), enxofre elementar (S), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2), nitrato (NO3-), nitrito (NO2-) e ferro (Fe2+) como fonte de energia e usam o CO2 como fonte de carbono.
Quimioheterotróficos: são organismos que usam compostos orgânicos como fonte de energia e de carbono. Este grupo inclui a maioria das bactérias, fungos e protozoários.
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A palavra vírus tem sua origem no latim e significa toxina ou veneno. O vírus é um organismo biológico com grande capacidade de automultiplicação, utilizando para isso sua estrutura celular. É um agente capaz de causar doenças em animais e vegetais.  
2.0- VÍRUS
O vírus é formado por um capsídeo de proteínas que envolve o ácido nucléico, que pode ser RNA (ácido ribonucléico) ou DNA (ácido desoxirribonucléico). Em alguns tipos de vírus, esta estrutura é envolvida por uma capa lipídica com diversos tipos de proteínas. 
(Fonte: www.ufmt.br)
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Vírus são parasitas obrigatórios do interior celular e isso significa que eles somente reproduzem-se pela invasão e possessão do controle da maquinaria de auto-reprodução celular 
Os vírus apresentam dois estados distintos consoante o meio em que se encontram:          - Meio extracelular - Meio intracelular 
Meio extracelular 
No exterior da célula hospedeira, os vírus são partículas diminutas e apresentam uma forma típica, a de partícula viral ou vírion, ou seja, têm na sua constituição ácido nucléico envolto em proteínas. Apresentam um metabolismo inerte, isto é, não conseguem crescer nem procriar (realizar biossíntese) por eles mesmos bem como realizar funções de respiração.  
Meio Intracelular
Uma vez introduzidos numa célula hospedeira, a sua função biológica desperta. O vírus “ adquire vida” manifestando duas características vitais reprodução e hereditariedade. 
No interior das células dá-se a replicação viral que consiste na produção de cópias do genoma viral e na síntese dos componentes que formam o envoltório viral.
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A classificação dos vírus ocorre de acordo com o tipo de ácido nucléico que possuem, as características do sistema que os envolvem e os tipos de células que infectam. De acordo com este sistema de classificação, existem aproximadamente, trinta grupos de vírus. 
(Fonte: www.biomania.com.br Acesso em fevereiro 2008)
(Fonte: www.ufmt.br Acesso fevereiro 2008)
VÍRUS DNA - ADENOVÍRUS 
VÍRUS DNA - POXVÍRUS 
VÍRUS RNA - HIV 
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São quatro as fases do ciclo de vida de um vírus:  1. Entrada do vírus na célula: ocorre a absorção e fixação do vírus na superfície celular e logo em seguida a penetração através da membrana celular ( do vírus ou de seu material genético). 2. Eclipse: um tempo depois da penetração, o vírus fica adormecido e não mostra sinais de sua presença ou atividade. 3. Multiplicação: ocorre a replicação do ácido nucléico e as sínteses das proteínas do capsídeo. Os ácidos nucléicos e as proteínas sintetizadas se desenvolvem com rapidez, produzindo novas partículas de vírus. 4. Liberação: as novas partículas de vírus saem para infectar novas células sadias.  
www.ciencia.hsw.uol.com.br Acesso em fevereiro 2008 
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REPRODUÇÃO
 
CICLO LÍTICO
CICLO LISOGÊNICO
Figuras de TORTORA et.al, 2002
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(www.bbc.co.uk)
LATÊNCIA
VÍRUS HIV
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3.0- BACTÉRIAS
As bactérias apresentam uma estrutura celular bastante
simples. Diferente do que ocorre com as células animais e vegetais, elas nem sempre apresentam as mesmas características, com isso, apresentam variações em sua forma, tamanho, virulência, etc. 
A estrutura da célula bacteriana é a de uma célula procariótica, sem organelos ligados à membrana celular, tais como mitocôndrias ou plastos, sem um núcleo rodeado por uma cariomembrana e sem DNA organizado em verdadeiros cromossomas, como os das células eucariotas.
(Figuras de TORTORA et.al, 2002)
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ESTRUTURA DE UMA BACTÉRIA
(Figuras de TORTORA et.al, 2002)
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Metabolismo
As bactérias apresentam-se numa grande variedade de diferentes metabolismos:
As bactérias autotróficas necessitam apenas de dióxido de carbono como fonte de carbono: 
As fotoautotróficas obtêm a energia na forma de luz, para a fotossíntese; 
As quimioautotróficas obtêm energia pela oxidação de compostos químicos; 
As heterotróficas dependem de uma fonte orgânica de carbono. 
No que diz respeito à sua reação ao oxigênio, a maioria das bactérias podem ser colocadas em três grupos:
aeróbicos – que podem crescer apenas na presença de oxigênio; 
anaeróbicos – que podem crescer apenas na ausência de oxigênio; e 
anaeróbicos facultativos – que podem crescer tanto na presença como na ausência de oxigênio.
Muitas bactérias vivem em ambientes que são considerados extremos para os outros seres vivos e são, por isso, denominadas extremófilas, como por exemplo:
termófilas – vivem a altas temperaturas 
halófilas – que vivem em lugares com altas concentrações de sal 
acidófilas e alcalinófilos – vivem em ambientes ácidos e alcalinos, respectivamente 
psicrófilas – as bactérias que vivem nos glaciares (baixas temperaturas) 
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Mecanismos autotróficos das bactérias
1- Fotossíntese bacteriana ou Fotorredução
Infra vermelho
Bacterioclorofila
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2 - Quimiossíntese
2.1 - Sulfobactérias
2.2 - Ferrobactérias
2.3 - Nitrobactérias
(Nitrossomonas)
(Nitrobacter)
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Mecanismos heterotróficos das bactérias
1 - Aeróbio
 Respiração aeróbia (utilização do O2)
2 - Anaeróbio (sem O2)
 Fermentação lática
 Fermentação acética
 Putrefação
2.1 - Anaeróbias Facultativas
2.2 - Anaeróbias Estritas
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Reprodução bacteriana
1 - Assexuada
a) Bipartição ou Divisão Binária
(Figuras de TORTORA et.al, 2002)
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Reprodução bacteriana
b) Esporulação
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Reprodução bacteriana
2 - Sexuada
a) Conjugação
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Reprodução bacteriana
b) Transdução
(Figuras de TORTORA et.al, 2002)
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Reprodução bacteriana
c) Transformação
(Figuras de TORTORA et.al, 2002)
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TERMINOLOGIA
Animálculus: Em 1673, Antony van Leeuwenhoek, após ter inventado o microscópio, começou a fazer observações dos primeiros seres invisíveis ao olho desarmado, chamando esses seres microscópicos de “pequenos animálculos”.
Capsídeo: Envoltório protéico que reveste o material genético de vírus.
Adenovírus: -Grupo de vírus que causam doenças infecciosas agudas em glândulas de vias aéreas superiores e conjuntiva, causando resfriados comuns. 
 -Ou DNA vírus, são utilizados como vetores para procedimentos de terapia gênica somática, especialmente em células do epitélio respiratório, não se integrando ao genoma da célula hospedeira. 
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Poxvírus: Os Poxvírus compreende uma família com características peculiares que os distinguem de outros vírus de genoma DNA. Esses vírus possuem uma morfologia complexa e sítio de replicação citoplasmática. Muitos tipos de vírus invadem a pele, mas a atenção médica está centrada sobretudo em apenas três grupos, um deles é o poxvírus. O poxvírus mais conhecido é o vírus da varíola, que tem apenas um interesse histórico. Este vírus foi eliminado em todo o mundo graças ao uso da vacina. No entanto, a varicela (catapora) continua sendo uma infecção freqüente na infância. O molusco contagioso também é causado por um poxvírus.
Procariota: Espécime dos procariotas ou procariotos. Procariotas ou procariotos, seres vivos, que não possuem verdadeiramente um núcleo (sem membrana nuclear) nem organelas revestidas por membrana em seu citoplasma. 
Mitocôndrias: Do grego (mito = filamento, chondrion = partícula), o nome tem mais relação com as possíveis formas assumidas pela mitocôndria do que com a sua finalidade. Presente em todas as células eucarióticas, a mitocôndria converte a energia derivada dos combustíveis químicos em energia armazenada sobre a forma de ATP (adenosina trifosfato). A mitocôndria permite uma maior extração de energia da molécula de glicose.
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Plastos: Encontrados no citoplasma de plantas e algas, sua forma e quantidade variam de organismo para organismo. Podem ser separados em categorias: Cromoplastos: apresentam pigmentos em seu interior. Nas plantas geralmente representados pelos cloroplastos, cujo principal pigmento é a clorofila, de cor verde. Leucoplastos: não contêm pigmentos.
Cariomembrana: O envoltório nuclear, também conhecido como carioteca, cariomembrana ou membrana nuclear, é uma estrutura que envolve o núcleo das células eucarióticas, responsável por separar o conteúdo do núcleo celular (em particular o DNA) do citosol. 
Cromossomos: Estrutura nuclear formada pela molécula de DNA mais proteínas (histonas) de forma espiralizada, contendo uma sucessão linear de genes e só podendo ser vista durante a divisão celular