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Microrganismos e sua importância tecnológica, para saúde, economia e ambiente 1 1 Microbiologia? [do grego: mikros (“pequeno”), bios (“vida”) e logos (“ciência”)] 2 2 Microrganismos na Produção de alimentos 3 Descoberta dos Microrganismos? Antony Van Leeuwenhoek(1632-1723) pesquisador holandês animáculos. Louis Pasteur (1822- 1895) Ano : 1860 4 Uma das mais importantes descobertas sobre a presença dos microorganismos foi feita por Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723) pesquisador holandês que trabalhava inspecionando fibras e tecidos. Como estava habituado às lentes de aumento ele passou a observar uma série materiais com um microscópio rudimentar e apelidou os microorganismos encontrados de animáculos. Nessa época muitos estudiosos defendiam a Teoria da Abiogênese, o que gerou uma enorme discussão sobre a origem desses microorganismos. As descobertas de Leeuwenhoek deram espaço para que outros cientistas passassem a defender a Teoria da Biogênese na qual os organismos microscópios seriam responsáveis pelo surgimento da vida. Louis Pasteur (1822- 1895) foi um cientista francês que conseguiu provar, definitivamente, que os seres vivos se originam somente a partir de outros seres vivos. Seus experimentos foram incentivados pela Academia Francesa de Ciências na década de 1860, que oferecia um prêmio a quem realizasse um experimento definitivo sobre a real origem dos micro-organismos. 4 Onde estão? 5 Quem são os microrganismos? 6 6 7 Bactérias: Reino monera 7 8 Bactérias: Reino monera PROCARIONTES UNICELULARES AUTÓTROFAS ou HETERÓTROFAS Os plasmídeos (ou plasmídios) são moléculas extracromossômicas circulares de DNA bacteriano. Essas moléculas destacam-se por sua capacidade de duplicação independente, ou seja, são capazes de se replicar independentemente do DNA cromossomal. Por esse motivo, em uma célula bacteriana, é possível encontrar várias cópias de plasmídeos. 8 9 Bactérias: Reprodução 9 10 Bactérias: Reprodução Transformação Na 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. Os cientistas têm utilizado a transformação como uma técnica de Engenharia Genética, para introduzir genes de diferentes espécies em células bacterianas. Transformação Na 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. Os cientistas têm utilizado a transformação como uma técnica de Engenharia Genética, para introduzir genes de diferentes espécies em células bacterianas. 10 11 Fungos Eucarióticos Não fotossintéticos Unicelulares ou multicelulares Microscópicos ou macroscópicos Formam esporos São heterotróficos e nutrem-se de matéria orgânica morta (fungos saprofíticos) ou viva (fungos parasitários). 12 Fungos 12 13 Fungos: Reprodução 14 Fungos: Reprodução 15 Algas : Reino monera Fotoautotróficas: obtém seus nutrientes com a ajuda da luz do sol, nos seus cloroplastos Fotossíntese: Produzem O2 e utilizam CO2 Absorvem nutrientes dissolvidos diretamente Assexuada: fragmentação, esporos, fissão Sexuada: Conjugação- crossing-over (troca de material) 16 Algas : Reino monera Assexuada Fragmentação – quebra do corpo da alga em pedaços. Cada pedaço cresce e torna-se uma alga igual a inicial. Fissão – ocorre tanto transversal como longitudinalmente. Divisão sucessiva - Scenedesmus Esporos – são gerados dentro das célula mãe e expelidos para o meio (autósporos, aplanósporos e zoósporos). Sexuada Conjugação – crossing-over (troca de material genético) 16 17 Protozoários : Reino protistas Unicelulares Eucariontes Reprodução: sexuada ou assexuada Fixos ou móveis Cílios, flagelos ou pseudópodes Podem ser : ovais, esféricos ou alongados Podem viver livres (ambientes aquáticos e na terra desde que úmida) ou de forma parasitária. 18 Protozoários : Reino monera 19 Reprodução sexuada Alimentação: FAGOCITOSE 20 Acelulares Material genético coberto por um envoltório protéico Não têm vida independente compostos por RNA ou DNA (um ou outro) 21 Vírus 22 23 24 Microrganismos na nossa alimentação 25 26 Bactérias fermentação = ausência de O2 vinagre (fermentação acética); coalhadas (fermentação lática) 27 28 Probióticos? 29 Probióticos 30 Benefícios para o meio ambiente? 31 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS PARA O MEIO AMBIENTE 32 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS PARA O MEIO AMBIENTE Os fungos podem formar associações simbióticas (mutualísticas) com raízes de plantas superiores denominadas Micorrizas. 33 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS PARA O MEIO AMBIENTE 34 PROTOZOÁRIOS - Decompõem organismos mortos; - Herbívoros, onde, juntamente com bactérias, ajudam a digerir a celulose.; - Trichonympha vivem no intestino de cupins, participando da digestão da celulose da madeira (Mutulismo); É um importante indicador de poluição em rios, lagos e mares. IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS PARA O MEIO AMBIENTE As algas marinhas são o verdadeiro pulmão do mundo! Bioindicadores da qualidade da água: comumente usados protozoários, por causa de sua alta abundância, tempo de multiplicação curto, são sensíveis a alterações na cadeia trófica e facilmente mantidos em laboratórios para os testes. os protistas são ideais para estudos de ecotoxicidade, pois eles são muito sensíveis a mudanças ambientais alertando precocemente sobre a deterioração de ambientes aquáticos. Protozoários são conhecidos por possuem gerações curtas – com altas taxas de reprodução e metabolismo - reagindo rapidamente às mudanças ambientais no ambiente aquáticos. 34 35 Microrganismos: Biotecnologia x Inovações tecnológicas X Economia Importância: Actomicetos: Muitas espécies produzem antibióticos. Além disso produzem também vitaminas B12 e enzimas como a glicose-isomerase, que converte glicose em frutose e xilose em xilulose – indústrias de alimentos. 36 Microrganismos: Biotecnologia x inovações tecnológicas X economia Esporos do fungo Penicillium. Ele acabava de descobrir a penicilina, de uma série de antibióticos que revolucionaram a Medicina este foi o primeiro. Botox A toxina botulínica é uma neurotoxina, produzida pela bactéria Clostridium botulinum. É uma bactéria anaeróbia, que em condições apropriadas à sua reprodução (10°C, sem oxigênio e certo nível de acidez), cresce e produz sete sorotipos diferentes de toxina (A, B, C1, D, E, F e G). Dentre esses, o sorotipo A é o mais potente. . Quando aplicada em pequenas doses, ela bloqueia a liberação de acetilcolina (neurotransmissor responsável por levar as mensagens elétricas do cérebro aos músculos) e, como resultado, o músculo não recebe a mensagem para contrair. 37 Microrganismos: Biotecnologia x inovações tecnológicas X economia BACTÉRIAS NO POTE? Confira algumas marcas que apostam em prebióticos, probióticos e leveduras em suas fórmulas. Com extrato de levedura na fórmula, o Bio-Performance LiftDynamic Cream(R$ 559), da Shiseido, ajuda a alcançar uma pele firme e resiliente. O creme Redness Solutions (R$ 289), da Clinique, contém um fermentado que fortalece a proteção da pele com tendência a vermelhidão e rosácea. O principal ativo do Hidradefense Solution (R$ 109), da Adcos, é o Bioecolia, prebiótico que estimula seletivamente o crescimento da flora microbiana benéfica da pele. Pode ser usado no rosto e no corpo. 38 Embrapa Agroenergia (Brasília/DF, 2002) Cinco mil linhagens de bactérias e leveduras. Dois anos e resultou na seleção de dez linhagens promissoras. Butanodiol, propanodiol e ácido lático. Tais produtos já são utilizados na indústriaquímica, especialmente na fabricação de plásticos, solventes e insumos para o setor automobilístico. Fungos filamentosos e duas linhagens foram capazes de consumir a glicerina gerando sorbitol e xilitol, que são utilizados nas indústrias química, alimentícia e farmacêutica. 39 Microrganismos: Biotecnologia x inovações tecnológicas X economia Exercícios para contextualizar 1- Em relação aos fungos, bactérias e algas explique: Estrutura Reprodução Importância na alimentação e medicina 2- Os vírus se diferenciam dos demais seres vivos. Explique! 3 – Faça um breve resumo sobre a importância dos microrganismos na cadeia alimentar e na decomposição da matéria orgânica para o meio ambiente. 40 41
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