Resumo prova 1

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MICROBIOLOGIA
Introdução e morfologia bacteriana
O olho humano enxerga apenas o que têm 200µm ou mais, porém as bactérias têm como medidas 3µm X 1µm. O microscópio eletrônico capta o que tem 0,2µm ou mais, então só é possível visualizar bactérias através dele. 
Os microorganismos são bactérias, fungos (leveduras e fungos filamentosos), protozoários e algas microscópias, além dos vírus (“entidades sem célula”). 
Geralmente associa-se microrganismos à doenças graves (como aids e infecções) ou à deterioração de alimentos. Porém, a maioria contribui para a manutenção do ambiente. Os microrganismos marinhos e de água doce constituem a base da cadeia alimentar em oceanos, lagos e rios; micróbios de solo ajudam a degradar detritos e incorporam nitrogênio gasoso do ar em compostos orgânicos reciclando assim os elementos químicos entre o solo, água, seres vivos e ar; alguns têm papel na fotossíntese; outros sintetizam e digerem vitaminas do complexo B (para o metabolismo) e vitamina K (coagulação sanguínea) no intestino de serem humanos e animais; também podem ser usados comercialmente na síntese de vitaminas, ácidos orgânicos, enzimas, álcoois e muitas drogas além de serem usados na produção de bebidas alcoólicas, manteiga, queijos, iogurte, pão e hormônios (como a insulina). 
O sistema de nomenclatura se padroniza em latim sendo que cada organismos recebe dois nomes, sendo ambos escritos em itálico ou sublinhados; o primeiro é o gênero (sempre iniciado com letra maiúscula) e o segundo é o epíteto específico – nome das espécies – (escrito sempre em letra minúscula). Por convenção, após um nome científico ter sido mencionado uma vez, ele pode ser abreviado com a inicial do gênero seguido pelo epíteto específico. 
Procariotos e eucariotos são quimicamente similares, pois ambos contém ácidos nucleicos, proteínas, lipídeos e carboidratos, além de usarem os mesmos tipos de reações químicas para metabolizar o alimento, formar proteínas e armazenar energia. Porém, os procariotos não têm DNA envolto por membrana, têm cromossomo de arranjo circular (super compactado), não têm histonas associadas ao DNA (porém tem outras proteínas), não têm organelas revestidas por membrana, têm hopanóides na membrana, têm peptidioglicano nas paredes celulares (polissacarídeo complexo), normalmente se dividem por fissão binária (o DNA se duplica e a célula se divide em duas), e têm ribossomos de 70s (subunidade menor 30s + subunidade maior 50s = 70s). Já os eucariotos têm DNA no núcleo da célula separado do citoplasma por uma membrana nuclear, têm cromossomos múltiplos e associados à proteínas histonas ou a não histonas, possuem várias organelas revestidas por membranas (mitocôndria, retículo endoplasmático, complexo de golgi, lisossomo, etc), têm esteróis na membrana citoplasmática, parede celular simples e geralmente se dividem por mitose. 
As bactérias e arquibactérias são organismos relativamente simples, unicelulares e procariotos, afinal o material genético (DNA) não é envolto por membrana. As milhares de espécies de bactérias se diferenciam pela morfologia, composição química, necessidades nutricionais, atividades bioquímicas e fontes de energia. São envolvidas por parede celular composta por peptidioglicanos, se reproduzem por fissão binária e usam compostos orgânicos da natureza para se nutrir (algumas fazem fotossíntese e outras obtém alimento através de compostos inorgânicos), além de muitas se movimentarem através de flagelos. Possuem algumas formas básicas: as cocos geralmente são redondas, mas podem ser ovais, alongadas ou achatadas em uma das extremidades. Quando se dividem para se reproduzir, as células podem permanecer ligadas umas às outras. Cocos que permanecem aos pares após a divisão são chamados de diplococos; aqueles que quando se dividem permanecem ligados uns aos outros em forma de cadeia chamam-se estreptococos; os que se dividem em dois planos e permanecem em grupos de quatro são conhecidos como tétrades; aqueles que se dividem em três planos e permanecem unidos em forma de cubo, com 8 bactérias, são chamados de sarcinas; e os que se dividem em múltiplos planos e formam agrupamentos tipo cacho de uva são chamados de estrafilococos. Os bacilos na maioria se apresentam em forma de bastonetes, com células de cadeia longa e curvada e se dividem somente ao longo do seu eixo curto, portanto, existe menor agrupamento de bacilos do que de cocos. Os diplobacilos se apresentam em pares após a divisão e os estreptobacilos ocorrem em cadeias; algum bacilos possuem a aparência de “canudinho”; outros possuem extremidades cônicas como charutos; e outros ainda são ovais e tão parecidos com os cocos que são chamados de cocobacilos. As bactérias espirais possuem uma ou mais curvas: a vibrião tem forma de vírgula; a espirilo possui formato helicoidal e um corpo rígido (se movimenta através de flagelos); e a espiroqueta também é helicoidal, porém com corpo flexível (se movimenta por meio de filamentos axiais). Além desses formatos, existem também as estreladas, quadradas (retangulares) e planas, e as triangulares. 
A forma de uma bactéria é determinada pela hereditariedade. Geralmente a maioria é monomórfica (mantém uma forma única), porém existem algumas bactérias pleomórficas (podem ter muitas formas). Condições ambientais podem mudar a forma da bactéria, dificultando a sua identificação. 
As archeas são seres procariotos, porém quando possuem parede celular ela não é composta por peptidioglicanos e possui macromoléculas variadas.
Os fungos são seres eucariotos, podem ser uni ou pluricelulares e os considerados “fungos verdadeiros” possuem parede celular composta por quitina. Podem se dividir sexuada ou assexuadamente e se alimentam por meio da absorção de soluções de matéria orgânica presente no ambiente. Os mais comuns são os bolores, que crescem formando micélios sobre o pão, frutas, etc. 
Os protozoários são seres unicelulares, também eucariotos. Movimentam-se por meio de pseudópodes (amebas), flagelos ou cílios. Podem ser de vida livre ou parasita, absorvendo ou ingerindo compostos orgânicos do ambiente e se reproduzem sexuada ou assexuadamente. 
As algas estudas em microbiologia são unicelulares e também eucarióticas. Têm parede celular composta por celulose, são encontradas em água doce, salgada, no solo e em associação com plantas. Realizam fotossíntese e por isso precisam de luz, água e CO2. 
Os vírus não possuem célula, contendo apenas um tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA) que é circundado pelo envoltório proteico e só conseguem se reproduzir dentro do corpo de outro organismo. Sendo assim, não recebe a classificação de procarioto ou eucarioto. 
Citologia bacteriana
A membrana citoplasmática de uma bactéria é formada principalmente por fosfolipídeos, é menos rígida que de uma célula eucariótica, participa da permeabilidade seletiva (deixa entrar moléculas menores e impede a entrada das maiores; deixa entrar substâncias que dissolvam facilmente em lipídeos e impede a entrada das que não se dissolvem), da respiração, do formato celular, transporta substâncias (nutrientes adquiridos do meio ambiente ou substâncias excretadas/secretadas para o meio), é importante na digestão de nutrientes e na produção de energia e funciona como uma barreia que separa o citoplasma do ambiente. 
Por ser formada por uma bicamada fosfolipídica, na microscopia eletrônica é vista como duas linhas escuras com um espaço claro entre elas, sendo as linhas escuras a parte do glicerol (região hidrofílica) e a área clara a parte dos ácidos graxos (região hidrofóbica). É estabilizada por pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas, íons de magnésio e de cálcio. A membrana pode ter proteínas periféricas (associadas) não entram em contato com a região hidrofóbica da bicamada e ligam-se fracamente à proteína transmembrana ou à região polar de fosfolipídio. Sendo assim, são facilmente removidas sem que a integridade da membrana seja quebrada. Já as proteínas integrais (transmembranas) são intimamente ligadas à bicamada fosfolipídica,têm contato com a parte hidrofóbica e não podem ser removidas, exceto através da degradação da bicamada com detergentes ou através de métodos agressivos que rompam a integridade da membrana. 
As moléculas da membrana (fosfolipídeos e proteínas) se movem na superfície da mesma devido ao arranjo de mosaico fluido, que a deixa tão viscosa quanto um azeite. Os esteróis (em eucariontes) e os hopanóides (em procariontes) são agentes que conferem rigidez à membrana.
Os materiais se movem por processo passivo quando vão a favor do gradiente de concentração (da área mais concentrada para a menos concentrada) sem gasto de energia, podendo ser difusão simples (transporte de moléculas pequenas indo da área mais concentrada e indo para a menos concentrada), difusão facilitada (proteínas integrais transportadoras funcionam como canais facilitando o transporte de íons grandes ou de íons hidrofílicos – a translocação de grupo é quando a substancia é alterada quimicamente durante o transporte através da membrana para se tornar impermeável e não sair mais) ou por osmose (processo em que a água atravessa a membrana em resposta à concentração de soluto). O processo ativo ocorre contra o gradiente de concentração (da área menos concentrada para a menos concentrada) e com gasto de energia por proteínas permeases, podendo ser uniporte (transporta um único tipo de molécula) ou cotransporte (transporta dois tipos de moléculas) podendo ser simporte (na mesma direção) ou antiporte (direções opostas)
O sistema ABC (proteínas carreadoras ou proteínas ligadoras de substrato) tem três proteínas envolvidas: uma carreadora, a transmembrana (canal por onde passa a substância) e a que hidroliza ATP. A carreadora (se for uma bactéria Gram-negativa é uma proteína ligadora periplasmática e se for Gram-positiva é uma lipoproteína ancorada à membrana) pega a substância fora do citoplasma, põem no canal (transmembrana) que a leva para dentro do citoplasma – onde tem a proteína que hidrolisa ATP. 
O sistema SEC (secreção) é feito por proteínas translocases que secretam/transportam a proteína e dão o destino correto a ela, dependendo da sinalização que tiver. O secyeg ocorre em bactérias e também secreta a proteína e a transfere para o local devido (yeg é o nome da proteína transmembrana que funciona como canal). É usado para liberar enzimas extracelulares, toxinas ou outras proteínas relacionadas à patogenicidade em microrganismos patogênicos. 
A parede celular protege a bactéria da diferença de pressão, afinal o meio intracelular tem maior pressão que o extracelular (em bactérias Gram-positivas é certo dizer que é devido à parede celular, porém em Gram-negativas deve-se esclarecer que ocorre devido à peptidioglicana, já que a parede celular desse tipo bacteriano é formada por várias outras substâncias). Só pode ser observada por microscópio eletrônico e divide as bactérias em Gram-positivas (parede formada principalmente por peptidioglicana) e em Gram-negativas (parede formada por periplasma, peptidioglicana inserida no espaço periplasmático e por membrana externa composta por lipopolissacarídeos – LPS – e proteínas). Bactérias G+ têm superfície mais lisa do que as G-. 
O peptidioglicano é a parte rígida da parede celular e é ele quem impede a lise osmótica (morte da bactéria). Formado por uma fina camada/lâmina com unidades repetidas de N-acetilglicosamina (G) ligado por ligação glicosídica β(1,4) ao ácido N-acetilmurâmico (M). Associado ao ácido M tem uma cadeia de peptídeos de 4 a 5 resíduos de aminoácido que estabelece ligação cruzada com outra cadeia peptídica, formando uma malha tridimensional. Esta ligação glicosídica é sensível à lisozima (presente na saliva e na lágrima) e por isso ela enfraquece a parte celular até ela se abrir. As ligações cruzadas “fecham” a parede dando resistência em todas as direções e interligando as lâminas (os aminoácidos acabam se juntando – o “rabinho” de cima com o de baixo). Essas ligações cruzadas em Gram-positivas são chamadas de pontes interpeptídicas e em Gram-negativas são de forma direta. 
A coloração de gram dividiu o domínio das bactérias em Gram-positivas e Gram-negativas, pois a primeira se cora de roxo e a segunda de rosa. Para realizar este método, a bactéria deve estar isolada em um meio de cultura sólido recente (de até 24h) em uma lâmina, encubada na estufa e no dia seguinte já terá uma colônia. Pega com uma alça bacteriana um pouco das bactérias, coloca em uma lâmina, pinga uma gota de salina e realiza o esfregaço (mistura os dois). Após secar, passa a lâmina de 3 a 5 vezes em cima do bico de Bunsen para fixar as bactérias. Em seguida, põem o corante cristal violeta até cobrir toda a massa bacteriana, deixa 60 segundos e depois lava a lâmina com água, deixando todas as bactérias roxas. Depois põem Lugol suficiente e deixa por 60 segundos até lavar novamente, com o objetivo de aumentar o tamanho da bactéria (todas continuam roxas). Despeja solução de álcool suficiente e lava em seguida, pois desta forma o etanol desitrada a bactéria diminuindo os poros, então nas Gram-positivas o corante fica preso na camada peptidioglicana enquanto que nas G-negativas – por terem uma peptidioglicana muito fina – não consegue prender o corante (elas ficam incolor). Por último, põem fluxina suficiente, deixa por 30 segundos e lava para que as Gram-negativas recebam coloração rosa. Bactérias Gram-positvas têm parede celular constituída em 90% por peptidioglicana e pouca quantidade de proteína associada à parede, ácido teicóico e ácido lipoteicóico. Já as bactérias Gram-negativas possuem parede celular com apenas 10% de peptidioglicana e o restante de membrana externa com lipopolissacarídeos (LPS), que são fosfolipídeos, polissacarídeos e proteínas com uma sequência uniforme: lipídeo A + CDO + polissacarídeo interno + polissacarídeo O-específico. 
Os ácidos teicóicos constituem a parede celular de bactérias G+, contém poliálcoois, são carregados negativamente, podem auxiliar na passagem de íons através da parede e quando são ligados a lipídeos são chamados de ácido lipoteicóicos. 
Se a bactéria estiver em uma solução isotônica (mesma concentração de soluto dentro e fora dela), a Lisozima (só tem ação em bactéria G+ pois as G- têm membrana externa que não deixa esta substância entrar) destrói a parede celular, mas a bactéria não morre. Porém, se a bactéria estiver em um meio hipotônico (maior concentração de soluto dentro do que fora), a Lisozima digere a parede e como a água vai entrar na bactéria (para o meio ficar em equilíbrio), ela explode e morre. Os únicos microrganismos sem parede celular são o microplasma e o grupo thermoplasma (archea). 
A locomoção de bactérias pode ocorrer através de flagelos, vesículas de gás (microrganismos aquáticos), deslizamento, contração e movimentos de componentes da superfície celular. Os flagelos são apêndices longos e muito finos, observados apenas por microscopia eletrônica (se fizer o método de Leifson, o flagelo é aumentado e pode ser visto por microscopia óptica) e podem ser monotríquio (um único flagelo polar), lofotríquio (dois ou mais flagelos em um polo), anfitríquio (um tufo de flagelos em cada extremidade da célula) e peritríquio (flagelos distribuídos por toda a célula – se rotacionam no sentido anti-horário formando um único feixe e se impulsionando no sentido oposto desse feixe. Caso esteja indo para o lado errado, solta os feixes e se reorienta). São ancorados pelo anel L na membrana externa, pelo anel P na peptidioglicana e pelo anel MS na membrana citoplasmática. São formados por proteínas flagelinas e por proteínas Fli (responsáveis pelo movimento flagelar) Os flagelos polares reversíveis giram em sentido anti-horário e se estiverem em sentido errado, gira pro lado oposto (as células alteram a direção revertendo a torração flagelar – puxa a célula ao invés de empurra-la). Os flagelos polares unidirecionais param periodicamente para a reorientação e movimentam-se para frente em sentido horário. 
As taxias são movimentos como respostascomportamentais, por exemplo, indo atrás de nutriente, luz, fugindo de substâncias tóxicas, etc. A quimiotaxia ocorre quando o flagelo é movido por um estímulo químico, já que no periplasma tem proteínas de transporte que reconhecem substâncias atraentes ou repelentes e leva até os receptores na membrana citoplasmática. A fototaxia ocorre quando bactérias fotossintéticas respondem a diferenças de intensidade de luz. A magnetotaxia ocorre com partículas eletrodensas ricas em ferro quando se movimentam em campos magnéticos. A aerotaxia é a movimentação de acordo com a concentração de O2 : as bactérias que precisam de O2 se aproximam e as que o oxigênio é tóxico se afastam. 
Fímbria e pili também são apêndices filamentosos proteicos, porém menores, mais finos, numerosos e que não geram motilidade. Localizados na superfície celular de procariotos (visível por microscópio eletrônico), são constituídos por vários tipos de proteínas – diferentemente do flagelo que só é constituído por flagelina –, e ficam ao longo de toda a bactéria. A pili P é relacionada à adesão; a pili K88 também é relacionada à adesão; a pilus do tipo IV é considerada fator de virulência; a pilus F encontra-se em gram-negativas e é relacionada à conjugação; e a pilus T é relacionada à transferência de material genético para a planta. 
As seringas moleculares possuem diferenças dependo da bactéria: em salmonela são estruturas semelhantes à uma agulha, embebidas no envelope celular, projetadas para a parte de fora, ancoradas desde a membrana citoplasmática e responsáveis por injetar toxinas sintetizadas no citoplasma da célula hospedeira; em Yersinia spp as seringas secretam proteínas (yops) dentro da célula hospedeira, evitando as vias de sinalização e permitindo que a bactéria escape do sistema imune; e em Pseudomonas syringae são usadas para a injeção de proteínas efetoras relacionadas ou não à virulência nos tecidos de plantas.
As camadas s são adicionais em algumas bactérias, não são projetadas para fora, são proteicas formando uma arranjo bidimensional, têm aspecto cristalino e várias simetrias dependendo de sua proteína formadora. Responsáveis pela adesão celular, pelo reconhecimento celular, pela capa protetora, pela peneira molecular (reconhece moléculas menores que os poros), além de contribuir para a virulência.
As cápsulas são uma camada mais rígida, organizada em uma matriz compacta enquanto que as camadas limosas são mais frouxas e incapazes de excluir partículas. Ambas podem também serem chamadas de glicocálix, sendo este um material polissacarídico depositado externamente à célula e que varia em cada microrganismo – pode ser espesso ou delgado e rígido ou flexível –além de ajudar na aderência de alguns microrganismos patogênicos no seu hospedeiro, na evasão do sistema imune e na resistência à dessecação. 
As bactérias ainda podem ter inclusões que funcionam como depósitos de reserva (armazenam energia ou funcionam como reservatório de constituintes estruturais) tendo algumas envoltas por uma fina não unidade de membrana – lipídeos que separam a inclusão do citoplasma – e outras com separação baseada em diferença de solubilidade. Os que funcionam como depósito de reserva podem ser grânulos de polifosfato (utilizados como fonte de fosfato), grânulos de enxofre (fonte de enxofre na ausência de fonte externa), inclusão de PHB (geração de plásticos biodegradáveis), magnetossomos (permite que a célula reaja com um campo magnético) e vacúolos gasosos (permitem que as bactérias flutuem),
Os endósporos são estruturas que algumas bactérias podem formar quando o ambiente é desfavorável (falta de água, O2, etc), virando uma estrutura celular em estado de dormência – metabolicamente inativa. A estrutura celular passa a ser resistente ao pH, a radiações ionizantes e ultravioleta, a condições nutricionais inadequadas, a ação de enzimas e aos agentes químicos. São dispersas pelo vento e/ou água até encontrarem ambientes favoráveis para a sua germinação. Dependendo do local em que for mantida, a estrutura celular pode permanecer dormente por milhões de anos e representa risco para a indústria alimentícia, pois os alimentos contaminados podem ser decompostos ou causar grave envenenamento (botulismo). Sendo assim, deve-se eliminar a célula vegetativa e os endósporos – devem ser submetidos a altas temperaturas por longo tempo (≥1h a 100º C). Os endósporos são formados no interior da célula; têm tamanho, forma e posição variáveis nas espécies; são compostos basicamente por exospório (camada adicional em algumas bactérias externa à capa), capa (uma série de camadas concêntricas), córtex (abaixo da capa, formado por uma grossa camada de peptidioglicana) e core (é o “citoplasma” do endósporo e tem função semelhante à célula vegetativa). A esporulação é o processo de formação do endósporo, sendo irreversível durante o processo mesmo que a condição adversa acabe. A germinação é o processo em que o esporo volta a ser célula vegetativa, ocorrendo quando as condições ambientais são novamente favoráveis. 
Os ribossomos são partículas citoplasmáticas formadas por RNA-ribossômico e por proteínas; contém duas subunidades, sendo a maior 50s e a menor 30s e resultando em 70s; são encontrados em todas as bactérias; e são responsáveis pela síntese proteica. 
Nutrição, crescimento e metabolismos bacterianos.
O crescimento de uma bactéria ocorre quando ela se divide (fissão binária). Quando se tem fonte de energia e matéria prima, as enzimas catalisam as reações químicas responsáveis pelo crescimento. O anabolismo é o conjunto de processos biossintéticos que requerem energia e que formam os componentes celulares a partir de moléculas menores (os nutrientes). O catabolismo é o conjunto de processos de degradação de moléculas e nutrientes que liberam energia. Sendo assim, para ocorrer crescimento deve-se ter necessariamente fontes de carbono, nitrogênio, energia, água e vários íons. 
Os nutrientes são divididos em macronutrientes (elementos necessários para a bactéria, assim como carbono, nitrogênio, enxofre, fósforo, hidrogênio, oxigênio, potássio, magnésio, sódio e ferro), micronutrientes (elementos requeridos em quantidades mínimas ou muito pequenas, como o cromo – metabolismo da glicose – e zinco – presente em várias enzimas) e em fatores de crescimento (compostos orgânicos requeridos em quantidades relativamente baixas e somente por algumas bactérias que não podem sintetizá-los, como as purinas e pirimidinas; aminoácidos; e vitaminas que funcionam como componente de coenzimas, como a B1, B6, B12 e biotina).
De acordo com as fontes de carbono são classificados em heterotróficos (microrganismos que utilizam carbono orgânico como fonte de carbono) e autotróficos (microrganismos que utilizam CO2 como fonte de carbono). De acordo com as fontes de energia, são divididos em fototróficos (usam a luz como fonte de energia) e quimiotróficos (usam compostos químicos como fonte de energia). E, de acordo com a fonte de elétrons são divididos em litotróficos (um composto inorgânico serve como doador de elétrons para a respiração e biossíntese) e organotróficos (um composto orgânico é usado para respiração e biossíntese). 
As condições ambientais e físicas interferem no crescimento bacteriano, sendo a temperatura a mais importante. Em relação ao oxigênio podem ser classificadas em anaeróbias obrigatórias (não usam oxigênio, pois é tóxico para elas), anaeróbias aerotolerantes (não usam O2 mas não morrem caso sejam expostas a ele), anaeróbias facultativas (capazes de crescer com ou sem oxigênio, mas com crescem mais rápido), aeróbias obrigatórias (precisam de O2 para crescer), microaerófilas (crescem sob baixa concentração de O2; altas concentrações inibem o crescimento) e capnófilas (crescem melhor sob altas concentrações de CO2). As bactérias aeróbicas, anaeróbicas aerotolerantes, anaeróbicas facultativas e microaerófilas (ou seja, todas que têm contato com O2) ao usar glicose formam radicais superóxido livres, que é tóxico para elas, e por isso a enzimasuperóxido dismutase reduz esse superóxido em O2 e H2O2 (também tóxico) e depois o converte em H2O e O2. Em relação ao pH são classificadas em acidófilas (crescimento máximo em pH < 7,0), neutrófilas (pH ótimo = 7,0) e alcalifílicas (pH ótimo > 7,0). A temperatura é um dos fatores ambientais mais importantes que influenciam no crescimento de microrganismos e a considerada ótima varia de bactéria para bactéria. Geralmente, ao aumentar a temperatura aumenta-se a velocidade do metabolismo/crescimento, porém, se aumentar demais as enzimas desnaturam. Leva-se o alimento para geladeira para retardar o crescimento de microrganismos. São classificados em psicófilos (temperatura ótima 10-15º C – crescem na temperatura da geladeira), psicotrófiilos (temperatura ótima de 20-30º C – crescem na temperatura da geladeira), mesófilos (temperatura ótima de 30-40º C – microrganismos patogênicos que residem no corpo humano) e termófilos/hipertermófilos (temperatura ótima de 50-85º C). A disponibilidade de água afeta o crescimento de todas as células vivas (os microrganismos são frequentemente encontrados em meios hipotônicos – menor concentração de soluto no citoplasma). São classificados em não-halofílico (na presença de soluto o crescimento diminui), halotolerantes (toleram até uma certa quantidade/concentração de soluto), halófilo (precisa de pouca concentração de soluto) e halófilo extremo (archeas que precisam de muita concentração de íons de sódio). Geralmente o soluto é o NaCl.
A pasteurização é um método para matar microrganismos patogênicos utilizando temperaturas abaixo de 100º C, ou seja, bactérias temodúricas/termofílicas resistem à este processamento térmico brando. 
A taxa de crescimento, o tempo de duplicação (dobra a população) e o crescimento exponencial são as unidades e medidas de crescimento bacteriano. A curva começa com a fase lag (tempo de adaptação ao meio; a bactéria quase não cresce), depois tem a fase exponencial (bactéria se multiplica na maior velocidade de crescimento), a fase estacionária (começa a ter escassez de nutriente, gerando a morte de algumas bactérias; o número de célula morta é igual ao número de célula viva) e fase morte (tem escassez total de nutrientes e muita bactéria morta; o número de célula morta é maior que o de célula viva). Caso reste alguma bactéria viva e caso seja colocada em outro tubo com o mesmo meio de cultura, ela começará da fase exponencial, pois já estará adaptada ao meio. 
Os quimiorganotróficos são bactérias que vivem em associação com animais e vegetais e é o grupo da maioria das bactérias patogênicas ao homem. A glicose é o principal composto orgânico usado para obtenção de energia, através da respiração e fermentação. 
A respiração é a oxidação completa da substância orgânica, podendo ser aeróbia (com uso de O2) ou anaeróbia (sem uso de O2). A aeróbia tem a via glicolítica como primeira fase, podendo ser de Embden-Meyerhof / Glicólise (entra 1 glicose e saem 2 ATP, 2 NADH – envolvido com o fornecimento de elétrons para obtenção de energia – e 2 piruvato – substancia de interesse para a próxima fase –); de Entner-Doudoroff (entra 1 glicose e saem 1 ATP, 1 NADPH – usada por enzimas que participam de reações de biossíntese –, 1 NADH e 2 piruvato); ou das Pentoses-Fosfato (entra 1 glicose e saem 1 ATP, 2 NADPH, 1 CO2 e 1 pentose-fosfato). Sendo assim, conclui-se que se a bactéria estiver precisando de energia, só poderá realizar a Glicólise ou a via de Entener-Doudoroff, pois são as únicas que produzem piruvato. O ciclo de Krebs é a segunda fase da respiração aeróbica, no qual ocorre a descarboxilação total da molécula orgânica (entram 2 piruvato e saem 8 NADH, 6 CO2, 2 acetil-coA, 2 ATP e 2 FADH2). Finalmente a fosforilação oxidativa é a última fase, ocorrendo na membrana plasmática de procariotos, sendo responsável pela produção de ATP a partir de NADH e FADH2 e tendo O2 como aceptor final de elétrons. Nela, cada NADH gera 3 ATP e cada FADH2 geral 2 ATP. Sendo assim, como a via glicolítica de Emden-Meyerhof gera 2 ATP e 2 NAH, na fosforilação oxidativa vira 8 ATP. Já na via glicolítica de Entner-Doudoroff , produz 1 ATP e 1 NADH, que na ultima fase gera 4 ATP. Sendo assim, percebe-se que a glicólise tem maior rendimento de ATP. A respiração anaeróbica também tem a via glicolítica, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa, porém libera menor energia na última fase já que o O2 não é o aceptor final de elétrons (no lugar pode ser carbono, enxofre, ferro, etc).
A fermentação é a oxidação parcial da substância orgânica usada como fonte de carbono e energia (várias moléculas orgânicas são formadas como produto final). Usa o piruvato originado da glicólise e ele pode entrar em 6 vias diferentes, sendo que cada uma delas resulta em um produto final específico. A homoláctica produz ácido lático e é a mais simples; a heteroláctica metaboliza o piruvato em acetaldeído e etanol liberando CO2; a ácido mista metaboliza o piruvato em ácido acético, etanol, ácido succinico e ácido fórmico (detectada pela adição de vermelho de metila); a butanodiólica tem o piruvato como percursos de acetoína que, em presença de hidrogênio, é reduzida a 2,3-butanodiol (é reversível em presença de ar e sob condições alcalinas); a ácido butrírica condensa os 2 piruvato formando ácido acetoacético que é reduzido a ácido butírico; e o ácido propiônica tem o piruvato reagindo com CO2 produzindo oxaloacetato, que é reduzido a ácido succínico e quando é descarboxilado resulta no ácido propiônico.
Noções de genética bacteriana 
A divisão celular permite que o material genético seja duplicado e transmitido aos descendentes. O DNA de bactérias e archeas por mais que não seja envolto por membrana e fique disperso no citoplasma, é condensado e organizado. O genoma dos procariotos é constituído por DNA cromossômico (ácido desoxirribonucleico), RNA (ácido ribonucleico) e pode ter ou não plasmídeo (DNA extracromossômico que não é necessariamente duplicado).
Os ácidos nucleicos são cadeias polinucleotídicas de tamanho variável, compostos por açúcar (pentose), base nitrogenada e um grupamento fosfato, sendo que a diferença do DNA para o RNA é na pentose e na base nitrogenada. Apresentam uma extremidade carbono 5’-fosfato e a outra 3’-OH. 
As bases nitrogenadas são divididas em purinas (adenina e guanina encontradas no DNA e RNA) e em pirimidinas (citosina e timina – encontradas no DNA – e citosina e uracila – encontradas no RNA).
DNA: RNA:
Adenina = Timina (Agnaldo Timoteo) Adenina = Timina (Agnaldo Timoteo)
Guanina ≡ Citosina (Gal Costa) Uracila ≡ Citosina
As pentoses (açúcar) podem ser D-ribose (no RNA) ou D-2’desoxirribose (no DNA). Ambas têm forma de anel, são nucleotídeos monofosfatado e só se diferenciam pelo carbono 2’, já que a D-ribose tem OH nele e a D-2’desoxirribose não tem. No carbono 1’ ocorre uma ligação glicosídica entre a base nitrogenada e a pentose enquanto que no carbono 5’ tem ligação éster entre fosfato e pentose. 
A síntese de DNA tem direção 5’3’OH, então os nucleotídeos são adicionados, pela DNA polimerase, na extremidade 3’OH. 
O RNA é encontrado em forma de fita única e o tamanho depende da quantidade de nucleotídeos/base nitrogenadas. Já o DNA é encontrado com fita dupla, sendo complementares (pois a Adenina faz 3 pontes de hidrogênio com a Timina e a Guanina faz 2 pontes de hidrogênio com a citosina) e antiparalelas (uma fita está na direção 5’3’e a outra está 3’5’). A molécula de DNA está disposta em hélice ao redor de um eixo imaginário, girando para a direita (“abraça” a molécula com a mãe e vê para qual direção o polegar vai). 
O DNA cromossômico é o principal e obrigatório constituinte do genoma, é associado à proteínas (não são histonas), geralmente tem cromossomo único e DNA com fita dupla circular (ou seja, covalentemente fechados porém existem alguns lineares com alguma parte aberta), tem carga negativa in vitro e neutrain vivo. Ele é tão grande que tem que ficar enrolado para se compactar e caber dentro da célula. A compactação se dá pela dupla-hélice se enrolando em torno das proteínas associadas ao DNA formando os domínios (alças) que são mantidos por interações entre proteínas e RNA formando o core (condensação centralizada do DNA), e por último, cada domínio se torce em sentido super-hélice negativa (para lado esquerdo). Os genes codificam proteínas através do RNA mensageiro (é traduzido pelo ribossomo), RNA transportador e RNA ribossômico. O mapa genético contém todas as informações sobre o genoma, como por exemplo o número, tipo e posição dos genes. 
O RNA é formado por nucleotídeos (possui base nitrogenada – sendo uracila ao invés de timina–; grupo fosfato; e pentose – ribose). Pode ser do tipo mensageiro (menor quantidade, carrega informação do DNA para o ribossomo realizar a síntese proteica – tem o códon, que é a trinca de base nitrogenada), ribossômico (maior quantidade e forma o ribossomo junto com as proteínas ribossômicas) e transportador (carrega aminoácidos para o ribossomo realizar a síntese proteica – tem o anti-códon). 
A 1ª etapa da expressão de um gene (pedaço de DNA que codifica uma informação; aonde a RNA polimerase se liga; local precedido por uma região promotora) é a transcrição para o RNA mensageiro pela RNA polimerase (a enzima se liga nas caixas -10 e -35 da região promotora com o auxílio do fator sigma para passar a informação desta região para o RNA mensageiro) formando um RNA monocistrônico – RNA que tem informação de um único gene. Em bactérias, dois genes ou mais podem ter apenas uma região promotora formando apenas um RNA mensageiro com a informação de todos os genes – RNA policistrônico. No nucleotídeo +1 é aonde a transcrição começa, sendo que o códon AUG é o códon inicial e quando se formam grampos (autoanelamento de RNA mensageiro), a RNA polimerase acaba com a transcrição. O operon é um exemplo de sistema formado por vários genes comandados por uma única região promotora tendo duplicação mais rápida (afinal só tem um RNA mensageiro). Um exemplo é a operon lac que é requerido para o transporte e metabolismo de lactose em Escherichia coli; ou o operon ABDC que é o mais encontrado em bactérias. A tradução começa na formação do complexo de iniciação no qual tem a sequência de Shine Dalgarno (o códon iniciador é sempre AUG, mas só será o iniciador real se a umas 6 ou 7 bases nitrogenadas antes dele tiver a sequência AAGGAGGU); a subunidade 30s do ribossomo; o RNA transportador e o mensageiro ligados. Depois, a subunidade 50s se liga também formando o ribossomo 70s ativo. 
A degeneração do código genético ocorre pois um aminoácido pode ser codificado por mais de um códon. Sem a identificação do códon de iniciação, o ribossomo mensageiro pode fazer a leitura em 3 fases: a zero (correta), a -1(começando uma base antes) ou a +1(começando uma base depois). 
A RNA polimerase usa apenas uma fita do DNA como molde na hora da transcrição – a fita codificadora é o gene e a fita molde é a complementar à codificadora. O RNA mensageiro é igual a fita codificadora só que ao invés de Timina é Uracila. 
A duplicação do DNA cromossômico ocorre antes da divisão celular e tem a transferência vertical de genes (as células filha são cópia da célula mãe). É semiconservativa (a célula filha tem uma fia parental – da mãe – e outra recém sintetizada – complementar) e geralmente simétrica (DNA permanece circular durante todo o processo de duplicação) e bidirecional (tem duas forquilhas de duplicação – inicia-se na região “ori c” e termina na “terc c”). 
Para ocorrer a síntese de DNA precisa de uma fita molde, de DNA polimerase, de um indicador (pedaço de DNA complementar à fita molde para a DNA polimerase reconhecer e começar a síntese), de magnésio, de 2 nucleotídeos trifosfatados (com 3 fosfatos), da enzima helicase, da DNA-girase e da primase. Inicialmente a reigião “ori c” é desnaturada; a Helicase começa a abrir e a desenrolar as fitas duplas que serão sintetizadas; a proteína de ligação à fita simples impede que as fitas duplas, que a helicase separou, se juntem precocemente; e isso gera tensão no restante da fita dupla (a DNA-girase alivia esta tensão). A primeira fita a ser sintetiza é a “fita líder” (sintetizada na direção da abertura), ai a enzima primase forma os iniciadores e a DNA-polimerase termina a síntese. A segunda fita, oposta a abertura, é chamada de “fita atrasada”, que é sintetizada em fragmentos de okasaki, pois a primase vai formando vários iniciadores de RNA espaçados e a DNA-polimerase termina as sínteses. Depois, outra DNA-polimerase substitui as partes de RNA dos fragmentos de okasaki por DNA e a DNA-ligase os junta. 
A separação de duas cópias de DNA é feita por uma enzima, então para garantir que cada célula-filha receba uma cópia, a proteína spo OJ se liga à região “ori c”, ai começa a duplicação gerando duas regiões “ori c”. Cada uma vai para um polo oposto enquanto a região do térmico (“terc c”) permanece no meio da célula. 
O plasmídeo é um DNA extra cromossômico circular, de tamanho menor, não é essencial para os procariotos, dá características fenotípicas adicionais, é capaz de se autoduplicar e quando a célula se divide cada uma recebe a mesma quantidade de plasmídeo. Sua duplicação é semiconservativa, autônoma, segue as mesmas etapas básicas da duplicação do DNA, é iniciada na região “ori v”, codifica sua própria proteína iniciadora e pode ser simétria bidirecional (permanece fechado; tem duas forquilhas); simétrica unidirecional (permanece fechado; ocorre em uma direção); ou assimétrica unidirecional (plasmídeo se abre e só acontece em uma direção).
Genótipo é a sequência de bases que definem o conjunto dos genes; alelos são genes para a mesma proteína x com sequências distintas; fenótipo são as características expressas, sendo composto pelo genótipo + fatores ambientais; e mutação é a alteração na sequência de bases nitrogenadas do DNA. 
A variabilidade genética nas bactérias ocorre por dois mecanismos. As mutações são alterações na sequência de nucleotídeos (podem modificar ou não o produto, pois se a mudança no códon representar o mesmo aminoácido que anteriormente, não muda o produto final) que ocorrem durante a replicação do cromossomo (se ocorrer durante a transcrição, a mutação não é passada para as células filhas pois afeta o RNA mensageiro), podendo ser neutra (indiferente), desvantajosas ou benéficas. É um processo vertical, pois passa para as células filhas e ocorrem ao acaso. As espontâneas ocorrem por erro de transcrição ou replicação sendo dificilmente passadas para os descendentes (apenas se falhar o sistema de reparo) e as induzidas ocorrem por agentes químicos, físicos ou biológicos. As consideradas positivas são benéficas ao organismo, as negativas são deletérias ao organismo e as silenciosas não geram alterações fenotípicas. Já as chamadas pontuais ocorrem por substituição de uma base, adição de um nucleotídeo ou retirada de uma base e as múltiplas ocorrem por recombinação. A mutação “Missense” não-conservativa muda o códon, formando um aminoácido com outras propriedades; a mutação “Missense” conservativa muda o códon formando um aminoácido com propriedades semelhantes ao original; a mutação “Nonsense” forma um códon de terminação fazendo com que a proteína não se complete; e a mutação silenciosa muda o códon mas produz o mesmo aminoácido. A recombinação envolve material exógeno (de fora) e por isso é um processo horizontal de genes (não passa para as células filhas). Pode ser transformação (um segmento de DNA livre no meio, oriundo de uma célula doadora geralmente morta e lisada, implanta-se no genoma de uma célula receptora – em bactérias G+ o DNA doador se liga à membrana da bactéria receptora e só uma fita simples entra; já em G- o DNA da doadora se liga à membrana da receptora, a fita dupla entra mas apenas uma fita simples entra no periplasma); conjugação (processo altamente específico pelo qual o DNA é transferido de uma céluladoadora viva para uma receptora por um complexo multiproteico denominado aparato de conjugação. O estabelecimento de uma associação íntima (contato) entre superfícies das células em interação é um pré requisito importante, além de ser dependente da presença de plasmídeos conjugativos nas células doadoras – transferência de plasmídeo conjugativo através de um contato íntimo. Em G- o Pillus F da doadora se liga à bactéria receptora formando um canal e passando uma parte do plasmídeo para a receptora. Em G+ o contato íntimo é estabelecido entre a substância de agregação da célula doadora e entre o ácido lipoteicóico da célula receptora); e transdução (DNA bacteriano é transferido de uma célula doadora para uma célula receptora dentro de um vírus que infecta bactérias, denominado bacteriófago, ou fago. Quando a bactéria é infectada, pode ocorrer o ciclo lítico – genoma viral é inserido na célula após a penetração do seu núcleo, o que faz com que a bactéria sintetize novos fagos até não caber dentro dela e lisar. Partes do DNA bacteriano passam a fazer parte do fago e desta forma, ao infectar outra bactéria com DNA homólogo ao da lisada, os DNAs se “juntam – ou o ciclo lisogênio (o material genético do vírus é agregado ao genoma da bactéria não interferindo na atividade da mesma e nem produzindo novos fagos – por isso também não lisa. Quando a bactéria passa por divisões mitóticas, transmite às células filhas o material genético do vírus que a infectou). 
Elementos genéticos móveis têm presença associada a genes codificadores de funções que podem proporcionar vantagem pra a sobrevivência de bactérias. Podem ser plasmídeos (o fator F é um plasmídeo conjugativo que transporta os genes para os pillis sexuais e para a transferência do plasmídeo para outra célula; os plasmídeos de dissimilação codificam enzimas que ativam o catabolismo de certos açúcares e hidrocarbonetos incomuns; os fatores R são plasmídeos que geram resistência à antibióticos, metais pesados ou toxinas celulares); transpósons (podem se mover de um local para o outro no mesmo cromossomo, ou para outro cromossomo ou plasmídeo, e caso se insiram dentro dos genes torna-os inativos, além de transpor/transferir a resistência a antibióticos); ou integrons (estruturas que contribuem para a aquisição de genes de resistência aos antimicrobianos em bactérias G+).
Elementos de transposição são segmentos de DNA que podem transpor de uma posição para outra dentro de uma mesma molécula de DNA, ou para outra molécula de DNA. Replicon é qualquer molécula de DNA capaz de duplicação. Diferem quanto ao tamanho e a organização funcional; são sempre associados à outra molécula de DNA; têm extremidades com sítios essenciais ao processo de transposição; etc. São classificados como elementos IS (codifica o gene da transposase), transpóson complexo (codifica o gene da transposase e genes marcadores); transpósom composto (genes marcadores flanqueados por elementos IS) ou transpóson conjugativo (podem realizar conjugação).