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ESTUDOS DE MICROBIOLOGIA MICROBIOLOGIA BÁSICA E MICROBIOLOGIA APLICADA Microbiologia aplicada; estuda-se como os microrganismos podem ser usados ou controlados para várias finalidades práticas. Os principais campos de aplicação da microbiologia incluem: medicina, alimentos e laticínios, agricultura, indústria e meio ambiente. MORFOLOGIA BACTERIANA REINO MONERA: Todos os indivíduos do reino monera são procariontes!! (não possuem membrana nuclear). É o único reino procarionte. Indivíduos do reino monera: Bactérias, ciano bactérias e arqueas. Qual a importância desses indivíduos? Decomposição, fermentação, biotecnologia (produção de insulina e vitaminas), ciclo do nitrogênio, fabricação de antibióticos, conservação de bebidas e alimentos. São unicelulares (possuem única célula) São anaeróbicos ou aeróbicos (não utilizam/utilizam oxigênio como fonte de energia) Anaeróbicas estritas: morrem com oxigênio. `` facultativas: vivem tanto com ou sem oxigênio. Podem ser auto/heterotróficos. Autotróficos: não precisam comer para obtenção de energia; fazem fotossíntese ou quimiossíntese. Heterotróficos: Precisam se alimentar de matéria orgânica. (saprófilas, parasitas,simbiontes,..) NUTRIÇÕES Fotossíntese: bactérias que utilizam a energia da luz solar para produção de glicose. Sulfobacterias: utilizam o sulfeto de hidrogênio (H2S) no lugar de H2O Ciano bactérias: Utilizam H2O Quimiossíntese: produzem glicose a partir de uma reação química. Usam amônia a sulfeto. Possuem membrana celular e PAREDE CELULAR. (FORMADA POR PEPTÍDEO GLICANO) É uma característica do reino monera. FLAGELOS: Servem para locomoção. MESOSSOMOS: São estruturas citoplasmáticas de bactérias utilizadas para respiração celular. Já que não possuem mitocôndria. Risossomos (síntese de proteína) Antibióticos atacam a parede celular ou o processo de síntese de proteínas. *RETIRADO DO CADERNO* ESTRUTURAS DAS BACTÉRIAS As espécies de procariotos formam dois dos três domínios da vida: as bactérias e as arqueas. Possuem fita dupla de DNA, sem um envoltório como nos eucariontes Possuem plasmídeo: DNA extracromossomal responsável pela transmissão de genes e resistência a antibióticos. Somente os ribossomos são encontrados no citoplasma da célula bacteriana Algumas possuem capsula, que servem de proteção e dificultam a fagocitose Flagelos para locomoção Fimbrias pili ajudam na fixação e troca de material genético Membrana celular procariota: constituída por lipídios e proteínas Parede celular constituída por peptídeoglicanos. PRINCIPAIS DIFERANÇAS DE ARQUEAS PARA BACTÉRIAS: Arqueas não são patogênicas Arqueas ajudam na decomposição Nos ruminantes degradam a celulose (nós não fazemos essa degradação). Bactérias são procariontes e arqueas estão mais próximas de seres eucariontes. bacterias não sobrevivem em ambientes salinos (por isso não se ploriferam em charques) Membrana: glicerol éter, sem peptídeoglicano, sem flagelo. Têm capacidade se sobreviverem em ambientes extremos, diferente das bactérias, ESTRUTURA DAS BACTÉRIAS FORMA E ARRANJO FORMA: Diz respeito ao formato individual da estrutura da célula bacteriana. Determinada geneticamente; Pode ser MONOMÓRFICA OU PLEOMÓRFICA (podem assumir várias formas por não possuir parede celular, são as que se coram bem na coloração de gram). As bactérias podem ser classificadas por várias características: Forma: bactérias esféricas (cocos), em forma de bastonete (bacilos) , em forma espiraladas (espirilos, espiroquetas e vibrião). Cocos podem ser nomeados por seus agrupamentos, sendo os principais: estafilococos (como cachos de uva); estreptococos (como contas de um colar); tétrades (como um quadrado) e sarcina (como um cubo) A divisão em um plano produz diplococos e estreptococos. A divisão em dois planos produz tétrades. A divisão em três planos produz sarcina. A divisão em múltiplos planos produz estafilicocos. COLONIAS: 8 cocos: sarcina Colar de pérolas, streptococos Cachinho de uvas: stafilococos MICROSCOPIA O microscópio é um instrumento indispensávelpara os trabalhos laboratoriais, tornando possível a observação de estruturas invisíveis a olho nu. ■ Os microscópios são classificados dependendo do princípio no qual a ampliação é baseada. Eles podem ser: ■ Ópticos – empregam dois sistemas de lentes, ocular e objetiva, através das quais a imagem ampliada é obtida. ■ Eletrônicos – empregam um feixe de elétrons para produzir a imagem ampliada. Pé – dá suporte ao microscópio, garantindo a estabilidade. ■ Braço – haste vertical ou inclinável fixada à base. ■ Platina – plataforma na qual se colocam as preparações a serem observadas. Apresenta no centro, uma abertura por onde passam os raios luminosos. ■ Revólver – suporte das objetivas, fixado à extremidade inferior do tubo, serve para facilitar a substituição de uma objetiva por outra, colocando-as por rotação em posição de observação. ■ Canhão – suporte cilíndrico da ocular. ■ Parafuso macrométrico ou dos grandes deslocamentos permite movimentos de grande amplitude e rápidos, por deslocamento vertical da platina. É indispensável para fazer as focagens. ■ Parafuso micrométrico ou de focagem lenta (3) – permite movimentos lentos do deslocamento da platina para focagens mais precisas. PATRICAS LABORATORIAIS A Biossegurança é o conjunto de procedimentos, ações, técnicas, metodologias, equipamentos e dispositivos capazes de eliminar ou minimizar riscos inerentes às atividades de pesquisa, produção, ensino, desenvolvimento tecnológico e prestação de serviços, que podem comprometer a saúde do homem, dos animais, do meio ambiente ou a qualidade dos trabalhadores envolvidos. Regulamentada a Lei nº 8.974, de 5 de janeiro de 1995, sobre as normas de biossegurança, pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança – CNTBio, o Brasil mostrou uma preocupação voltada aos laboratórios e sua segurança, pois além da grande exposição a agente químicos que recebemos no dia a dia contido na água, no ar e nos alimentos que são tratados com inseticidas e herbicidas, o trabalhador laboratorial recebe uma carga maior de agentes devido a exposição diária numa jornada de trabalho de 6 a 8 horas diárias. METODOS DE SEGURANÇA LABORATORIAL Os métodos de segurança que são utilizados durante a manipulação de materiais infecciosos dentro de laboratório, é descrito como “contenção”, tendo como objetivo principal a redução ou minimização de exposição a riscos dos profissionais que atuam no ambiente quanto aos que trabalham próximos, seja na bancada ou com o que faz a limpeza do local. Os profissionais de saúde estão sujeitos aos riscos: • Químicos • Físicos • Biológicos RISCOS QUIMICOS Substâncias: • CORROSIVAS : causam destruição de tecidos humanos. • TÓXICAS: causam danos biológicos após sua inalação, ingestão ou contato com a pele. • CANCERÍGENAS: causam tumores malignos. • EXPLOSIVAS: substâncias reativas e instáveis que sofrem alterações químicas violentas (ex. hidrazinas). Não comer e nem beber. • Não guardar alimentos na área de trabalho. • Não armazenar comida e materiais biológicos no mesmo refrigerador. 5. Usar protetor para os olhos. • As lentes de contatogelatinosas absorvem solventes e vapores. Usar luvas. • Sempre que existir um potencial contato direto com materiais infecciosos. • São recomendadas luvas descartáveis de látex ou vinil. • Devem ser imediatamente descartadas em recipiente próprio designado para lixo após serem removidas. BACTERIAS GRAM POSITIVAS E GRAM NEGATIVAS Quando coloridas por um corante adequado e levadas ao microscópio, pode-se diferenciar dois tipos distintos de bactérias: as chamadas Gram- positivas e as Gram-negativas. Elas são assim chamadas porque foi o médico dinamarquês Hans Christian Joachim Gram, em 1884, quem elaborou o processo de colorir e descolorir as bactérias. Bactérias Gram-positivas são aquelas cujas paredes celulares não perdem a cor azul- arroxeada quando submetidas a um processo de descoloração depois de terem sido coloridas pela violeta de genciana. As que assumem um tom róseo-avermelhado quando submetidas ao mesmo processo são ditas Gram-negativas. A TÉCNICA DE GRAM A bacéria gram positiva tem uma grande parede de peptídeoclicano, e logo abaixo uma membrana plasmática rica em lipídio e proteína. Já a bacterina gram negativa, possui primeiro uma membrana plasmática, logo abaico uma parede celular mais fina de peptideoglicano, e outra membrana plasmática. A técnica de Gram consiste em submeter esfregaços de pus ou outras secreções orgânicas contendo bactérias a agentes químicos específicos, os quais permitem diferenciar bactérias com diferentes estruturas de parede celular a partir das colorações que estas adquirem. O método submete uma amostra bacteriana à violeta de genciana, fixando-a, em seguida, pelo lugol. Todas as bactérias absorvem e fixam o corante e adquirem uma coloração violácea. Segue-se então um processo de descoloração pelo etanol-acetona. O solvente descolore as membranas externas de algumas bactérias (as Gram-negativas), e não descolore outras (as Gram-positivas). A retenção ou não do corante é dependente das propriedades físicas e químicas das paredes celulares bacterianas tais como espessura, densidade, porosidade e integridade e isso determina a sensibilidade delas às medicações. As bactérias Gram-positivas têm paredes simples e as Gram-negativas têm estrutura mais complexa. Quais são as vantagens de estabelecer a diferença entre bactérias Gram-positivas e Gram- negativas? A técnica de coloração das bactérias ajuda a reconhecer as características de cada caso de infecção e determinar os tratamentos mais convenientes. Cerca de 90 a 95% das bactérias Gram-negativas são patogênicas e muitas Gram- positivas são não patogênicas e algumas, inclusive, são úteis. As paredes mais complexas das bactérias Gram-negativas as tornam mais resistentes e dificultam que os antibióticos e outros medicamentos adentrem em seu interior. Além disso, as bactérias Gram-negativas geralmente são mais ameaçadoras do que as Gram-positivas por terem uma maior virulência e serem ou se tornarem mais facilmente resistentes aos antibióticos. A técnica de Gram tem também uma grande importância clínica porque permite que as bactérias associadas a infecções sejam prontamente caracterizadas como Gram- positivas ou Gram-negativas, o que permite monitorar a infecção e adotar certas opções de tratamento, mesmo antes que seja feita uma cultura. Como agem patogenicamente as bactérias Gram-positivas e Gram-negativas? As bactérias agem patogenicamente por meio de toxinas. As toxinas das bactérias patogênicas são substâncias que causam danos aos tecidos animais. Elas são de dois tipos: endotoxinas e exotoxinas. Ambas alteram o metabolismonormal das células ou dos tecidos do hospedeiro, danificando-os. As endotoxinas são secretadas exclusivamente pelas bactérias Gram-negativas, geralmente estão ligadas à membrana externa da parede da célula, só sendo liberadas após destruição das mesmas. Quando ocorre o rompimento da célula bacteriana e liberação da toxina, há uma resposta do sistema imune que pode causar febre, dores, choques e vasodilatação. Em grandes quantidades, a toxina pode levar à septicemia e à morte. Já as exotoxinas podem ser produzidas tanto por bactérias Gram positivas, quanto por bactérias Gram negativas. Alguns exemplos de micro-organismos Gram- positivos e Gram-negativos Gram-positivos: Stafilococcus aureus, Lactobacillus spp, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Clostridium tetani e Enterococcus faecalis. Gram-negativos: Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Helicobacter pylori, Vibrio cholerae, Treponema pallidum, Salmonella, Shigella. COMO FAZER O PROCEDIMENTO? 4) Preparo do esfregaço: a- Pegar uma lâmina limpa no recipiente, secar e flambar rapidamente na chama do bico de Bunsen; b- Identificar o lado da lâmina onde será feito o esfregaço; c- Flambar a alça bacteriológica deixá-la esfriar e colocar na lâmina uma gota de solução salina fisiológica; d- Flambar a agulha bacteriológica, deixar esfriar próximo a chama, abrir a placa com a cultura teste e tocar a colônia escolhida para retirada da amostra, e- Esfregar o material com movimentos de rotação da alça bacteriológica, para se obter um esfregaço de forma oval, bem fino e uniforme; f- Deixar secar nas proximidades da chama; g- Fixar o esfregaço passando a lâmina (lado oposto ao esfregaço) 5 vezes na chama do bico de Bunsen (rapidamente). 5) MÉTODO DE COLORAÇÃO DE GRAM: 1) Cobrir toda a lâmina com solução cristal violeta (corante roxo), aguardar um minuto; 2) Lavar rapidamente em água destilada ou escorrer o corante; 3) Cobrir a lâmina com solução de Iugol (mordente) por um minuto; 4) Lavar em água destilada ou escorrer o lugol; 5) Inclinar a lâmina e gotejar álcool-acetona ou álcool absoluto (cerca de 30 segundos). Lavar a lâmina rapidamente em água corrente ou escorrer o álcool; 6) Cobrir com fucsina de gram e aguardar 30 segundos; 7) Lavar a lâmina em água destilada e secar (sem esfregar); 8) Colocar uma gota de óleo de imersão sobre a lâmina e observar em objetiva de imersão (100X). RESULTADO: bactérias Gram-positivas: roxo Bactérias Gram-negativas: rosa/vermelho. REPRODUÇÃO BACTERIANA Assexuada a) Cissiparidade ou bipartição ou divisão binária. A reprodução mais comum nas bactérias é assexuada por bipartição ou cissiparidade. Ocorre a duplicação do DNA bacteriano e uma posterior divisão em duas células. As bactérias multiplicam-se por este processo muito rapidamente quando dispõem de condições favoráveis (duplica em 20 minutos). A separação dos cromossomos irmãos conta com a participação dos mesossomos, pregas internas da membrana plasmática nas quais existem também as enzimas participantes da maior parte da respiração celular. Ex.: Escherichia coli b) ESPORULAÇÃO: (Resistência assexuada) dormência. Ex.: Clostridium Botulinum SEXUADA Para as bactérias, considera-se reprodução sexuada qualquer processo de transferência de fragmentos de DNA de uma célula para outra. Depois de transferido, o DNA da bactéria doadora se recombina com o da receptora, produzindo cromossomos com novas misturas de genes. Esses cromossomos recombinados serão transmitidos às células-filhas quando a bactéria se dividir. A transferência de DNA de uma bactéria para outra pode ocorrer de três maneiras: por transformação, transdução e por conjugação. TransformaçãoNa transformação, a bactéria absorve moléculas de DNA dispersas no meio e são incorporados à cromatina. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. Esse processo ocorre espontaneamente na natureza. Acabo me transformando em outra bactéria. Transdução Na transdução, moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores (bactériófagos). Estes, ao se montar dentro das bactérias, podem eventualmente incluir pedaços de DNA da bactéria que lhes serviu de hospedeira. Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA bacteriano o transfere junto com o seu. Se a bactéria sobreviver à infecção viral, pode passar a incluir os genes de outra bactéria em seu genoma. Conjugação Na conjugação bacteriana, pedaços de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o "macho", para uma receptora, a "fêmea". Isso acontece através de microscópicos tubos protéicos, chamados pili, que as bactérias "macho" possuem em sua superfície. O fragmento de DNA transferido se recombina com o cromossomo da bactéria "fêmea", produzindo novas misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas na próxima divisão celular. MEIOS DE CULTURA A IMPORTÂNCIA DOS MEIOS DE CULTURA - O QUE É E PRA QUE SERVE? Os meios de cultura são um preparado químico formulado com os nutrientes fundamentais para que microrganismos se multipliquem. Dessa forma, é possível identificar, analisar e pesquisar o resultado dessa mutiplicação celular. O meio de cultura é composto principalmente por fontes de carbono e energia (açúcares), fósforo, sais minerais, nitrogênio. Para testes de organismos específicos, muitos outros componentes são utilizados para fabricar um meio de cultura, este é o chamado meio seletivo, onde conseguimos nutrir o crescimento dos micro-organismos que serão objetos de investigação. O crescimento dos microrganismos nos diferentes tipos de meios de cultura, fornece as primeiras informações para a sua identificação. É importante conhecer o potencial de crescimento de cada meio de cultura e adequar ao perfil bacteriano esperado para cada material. ÁGAR NUTRIENTE Simples, de fácil preparo e barato, é utilizado na análise de água, alimentos e leite como meio para cultivo de amostras submetidas a exames bacteriológicos e isolamento de organismos para culturas puras. ÁGAR MACCONKEY Destinado para o crescimento de bactérias Gram negativas e indica a fermentação de lactose. Colônias de bactérias que fermentam lactose tornam o meio rosa choque e as bactérias que não são fermentadoras de lactose tornam o meio amarelo claro. ÁGAR SANGUE De coloração vermelha escura e opaca, oferece excelentes condições de crescimento para a maioria dos microrganismos. ÁGAR SALMONELLA-SHIGELLA Possui componentes que inibem microrganismos gram positivos. Permite selecionar e isolar espécies de Salmonella e Shigella em amostras de fezes, alimentos e água. ÁGAR CHOCOLATE Utilizado para o cultivo de microrganismos exigentes, embora cresçam neste meio quase todos os tipos de microrganismos. À base do meio, é adicionado sangue de cavalo, carneiro ou coelho em temperatura alta, o que faz com que as hemácias lisem, liberando hemina e hematina, compostos fundamentais para o crescimento dos microrganismos exigentes.
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