Taxonomia e estrutura de microrganismo

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Taxonomia e
Estrutura de microrganismos
Prof. Dr. Lucas Gonçalves Ferreira
UNIFESP - 2015
Taxonomia é a ciência de classificação 
dos seres vivos
 1969 - Robert Whittaker propõe o sistema de 5 reinos baseado em 
observações microscópicas
- Procaryotae ou Monera: bactérias (procariotos)
- Protista: organismos unicelulares, protozoários, algumas algas
- Fungi: fungos unicelulares e multicelulares
- Plantae: algumas algas, plantas 
- Animalia: organismos multicelulares
Taxonomia
 1978 - Carl Woese propõe um sistema de classificação baseado em 
técnicas de biologia molecular e bioquímica
Revelou a existência de 3 grupos distintos:
- 2 tipos de procariotos
eubacteria
archaeobacteria
- eucariotos (protista, fungi, plantae e animalia)
status de Reino Domínio
Taxonomia
Classificação filogenética com os três domínios
Microrganismos podem ser classificados em 3 domínios de 
acordo com suas características
Taxonomia
Domínio Bacteria Eucaryota
Filo Proteobactéria Chordata
Classe Gamaproteobactéria Mammalia
Ordem Enterobacteriales Primata
Família Enterobacteriaceae Hominidae
Gênero Escherichia Homo
Espécie Escherichia coli Homo sapiens
(Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, 2001)
Taxonomia
Os seres vivos são classificados da seguinte maneira: Domínio, filo, 
classe, ordem, família, gênero e espécie
Taxonomia de Lineu (bi-nominal)
gênero e espécie
Pseudomonas aeruginosa
Candida albicans
Homo sapiens
Taxonomia
 Carl Von Linné (1707-1778)
Nomenclatura Científica
Nome científico em latim
(gênero) letra inicial maiúscula 
(espécie) letra minúscula
*nomes grifado ou itálico
Ex: Escherichia coli, Streptococcus mutans
Lactobacillus ssp. (para designar mais de uma espécie)
Taxonomia
Pseudomonas aeruginosa Corynebacterium afermentans
sub-espécie lipophilum
Domínio Bacteria Bacteria
Filo ou divisão Proteobacteria Actinobacteria
Classe Gammaproteobacteria Actinobacteria
Ordem Pseudomonadales Actinomycetales
Família Pseudomonadaceae Corynebacteriaceae
Gênero Pseudomonas Corynebacterium
Espécie aeruginosa afermentans
Sub-espécie - lipophilum
http://www.bacterio.cict.fr/bacdico/taxonomie.html, Bergey´s Manual of Systematic 
Bacteriology.
Taxonomia
Domínio Grupo Organização celular
Archaea Arqueas procarioto
Bacteria Bactérias procarioto
Eucariota Fungos eucarioto
Eucariota Algas eucarioto
Eucariota Protozoários eucarioto
- Vírus Não apresenta estrutura celular
Classificação de microrganismos de acordo com organização celular
Organização celular: Procariotos e eucariotos
 A célula é a estrutura básica da vida 
 Todas as células são divididas em procariotos (bactéria) e 
eucariotos (animais, plantas, fungos, protozoários e algas). 
 Diferenças básicas entre procariotos e eucariotos 
de 0,2 a 2 µm de diâmetro 
(2 a 8 µm comprimento)
Procarioto X Eucarioto
Célula Eucariótica
Não possui núcleo nem organelas,
Possui DNA circular
Célula Procariótica
Diferenças entre Procariotos e Eucariotos
Características Procarioto Eucarioto
Tamanho (diâmetro) 0,2 a 2 µm 10 µm
DNA 1 circular +1 linear
Membrana nuclear Ausente Presente
Divisão celular Fissão binária mitose
Histonas Ausente Presente
Mitocôndrias Ausente Presente
Aparelho de Golgi Ausente Presente
Retículo endoplasmático (RE) Ausente Presente
Lisossomos Ausente Presente
Ribossomos Distribuído no 
citoplasma
Livres e Ligados ao 
RE rugoso
Membrana citoplasmática Fosfolipídeo Colesterol*
Peptideoglicano (parede celular) Presente Ausente
2 Domínios de procariotos
c/ peptideoglicana
s/ peptideoglicana
Microrganismos procariotos
Archaea = grupo distinto de bactérias com características próprias.
encontradas em ambientes extremos (pH, temperatura, salinidade ...)
não são consideradas patogênicas para o homem
não possuem parede composta de peptideoglicano e sim macromoléculas
variadas (polissacarídeo e proteínas - pseudomureína)
Bacteria (Eubacteria) “eu” = verdadeira
inclui as bactérias que infectam o homem
parede composta de peptideoglicano (mureína)
Podem ser encontrados distribuídos no ambiente, plantas, animais, homens
Microrganismos procariotos
Estrutura da célula bacteriana
Bactérias
Procariontes:
 Unicelulares
 Ausência de membrana nuclear e organelas
 “Cromossomo” circular
 Divisão binária
Tamanho:
 0,2 a 2,0 μm de diâmetro
 2 a 8 μm de comprimento
Forma:
 Cocos, bacilos e espirilados
Bactérias
 Cocos, bacilos e espirilados
isolados
Forma:
espiroquetas
espirilos
cadeias
vírgulas
isolados
Salmonella typhi Staphylococcus
aureus
Vibrio cholerae Streptococcus
pneumoniae
Bacillus anthracis
Neisseria
meningitidis
Legionella
pneumophila
Corynebacterium
diphtheriae
Clostridium
botulinum
Clostridium 
tetani
Neisseria
gonorrhoeae
Escherichia 
coli
Brucella 
melitensis
Mycobacterium
tuberculosis
Lactobacillus spp
 KAUFFMANN 
sistema de classificação baseado na identificação de 
antígenos de superfície: 
somáticos (O), flagelares (H) e capsulares (K)
E. Coli O124:H30 (sorotipo)
Bactérias
E. Coli O124 (sorogrupo)
Estruturas externas à parede da célula bacteriana
Estrutura bacteriana
Funções:
- Protege as bactérias patogênicas contra a fagocitose
- Permite a aderência das bactérias
- Protege a célula contra desidratação
Cápsula (antígeno K)
Estrutura externa ligada à parede
celular
Sua composição química é bastante
variável entre as espécies
É considerado um fator de
virulência bacteriano
Estruturas externas à parede da célula bacteriana
Estrutura bacteriana
Cápsula (antígeno K)
Flagelos (antígeno H)
 São filamentosos de natureza protéica
 ancorado na membrana citoplasmática
 10-15μm de tamanho e 20-23nm de diâmetro
 Função de locomoção
 ** Responsáveis pela aderência
(com as células epiteliais e entre as bactéias)
 *** Biofilme
Estrutura bacteriana
Estrutura bacteriana
Fímbrias (pili)
 São apêndices semelhantes a “cabelos” 
 São mais curtos, mais lisos que os flagelos
 Presentes em bactérias Gram (-)
 Podem ser polares ou estar distribuídas por toda a superfície
 São filamentos protéicos que se estendem para fora da bactéria
e possuem diferentes comprimentos e tamanhos
 Função de adesão e formação de biofilmes
e transferência de material genético entre bactérias
(Pili sexual/Pilus F/Fimbria sexual)
Estrutura bacteriana
Fímbrias (pili)
Estrutura bacteriana
Pili de adesão (E. coli )
Fímbrias (pili)
Estrutura bacteriana
Pili de adesão (E. coli )
Fímbrias (pili)
Estrutura bacteriana
Pili de adesão (E. coli )
Pili sexual (E. coli )
Parede Celular
 É uma estrutura complexa, semi-rígida 
e responsável pela forma bacteriana
 Importante fator de virulência
(induz resposta inflamatória)
 É sítio de ação de muitos 
agentes antimicrobianos
 Responsável para diferenciar dois 
grandes grupos de bactérias
Estrutura bacteriana
Estrutura bacteriana
Parede Celular
Gram positivas Gram negativas
• Peptideoglicana (90%)
• Proteínas
• Acido lipoteicóico
• Acido teicóico
Função:
- Sitios de receptores para 
bacteriófagos
- Adesão
- Antígenos celulares –
identificação de algumas 
bactérias Gram positiva
- Facilita a entrada e a 
regulação da entrada e 
saída de cátions
Parede Celular - Gram Positivas
Membrana Externa: dupla
camada lipídica , composta de
uma camada interna composta
basicamente de fosfolipídios
e outra externa composta de
lipopolissacarídeo (LPS) e
proteínas.
LPS: é constituído deum lipídeo
complexo (lipídeo A), o qual está
ligado um polissacarídeo
chamado de Antígeno O. Os
açúcares que compõem esta
lateral deste polissacarídeo
varia de espécie para espécie.
Parede Celular - Gram Negativas
Proteínas:
1) Porinas: transporte passivo de
solutos
2) OMP (proteínas de membrana
externa): transporte de solutos
e receptores de fímbrias
sexuais
3) Lipoproteínas:função estrutural, 
ligada covalentemente ao 
peptideoglicano e parte lipídica 
da membrana externa. 
Parede Celular - Gram Negativas
Espaço periplasmático: espaço
entre a membrana externa e
a citoplasmática. Contém
camada de peptideoglicano e
uma série de enzimas
hidrolíticas, beta lactamases
e proteínas transportadoras
de solutos que participam no
transporte de substâncias
para o interior das células
Membrana citoplasmática
Parede Celular - Gram Negativas
Estrutura bacteriana
Parede Celular
Gram positivas Gram negativas
Coloração de Gram
Em 1884, Christian Gram desenvolveu um método
de coloração de bactérias que permitia sua
separação em dois grupos distintos:
- Gram positivas 
(que coravam-se de roxo) 
Características tintoriais
- Gram negativas 
(que coravam-se de vermelho)
Procedimento:
• Cobrir toda a lâmina com Cristal violeta por 1 minuto.
• Retirar o excesso de corante com água corrente.
• Colocar sobre a lâmina Lugol por 1 minuto.
• Diferenciar com álcool 95% delicadamente.
• Cobrir a lâmina com Safranina ou Fucsina diluída 1/10,
por 30 segundos.
• Lavar com água corrente e secar delicadamente com
papel higiênico.
• Efetuar a leitura em microscópio com aumento de
1000X.
Coloração de Gram
• O cristal violeta cora as células, os quais
adquirem a tonalidade violeta.
• O lugol é utilizado como mordente, forma um
complexo com cristal violeta.
• O álcool promove o aumento da permeabilidade
da parede celular nas bactérias Gram-negativas,
impedindo que o corante se fixe.
• A safranina/fucsina cora as células que foram
descoradas pelo álcool.
Coloração de Gram
• Cor rosa: Gram-negativos
• Cor roxa: Gram-positivos
• Podemos avaliar as formas das bactérias:
- cocos, cocobacilos ou bacilos
• E também sua disposição:
- isolados, aos pares, tétrades, massas, cadeias curtas ou longas
Coloração de Gram
Coloração de GramColoração de Gram
Gram Negativas
- Bacilos
Gram Positivas
- Cocos 
Coloração de Gram
Gram Negativo
- Diplococos
- Polimorfonucleares 
Coloração de Gram
Gram Positivas
- Bacilos
Coloração de Gram
Parede Celular
Estrutura bacteriana
Nem todos os procariotos possuem parede celular
Gênero Mycoplasma tem apenas membrana plasmática
A parede das micobactérias apresenta 
composição e arquitetura
Gram positivo Gram negativo Micobactérias 
lipídeos (60%)
fosfolipídeos peptideoglicano lipídeo+LPS porina ac. micólico lipídeos LAM arabinogalactano
(URL: http://www.uct.ac.za/depts/mmi/lsteyn/cellwall.html)
Estrutura bacteriana
Parede Celular
Coloração de Ziehl Neelsen
Princípio:
• Baseia-se na pesquisa de Bacilos Álcool-Ácido resistentes,
incluindo-se os bacilos da tuberculose e as micobactérias
atípicas.
• A coloração é feita a quente, seguida por uma descoloração com
álcool-ácido e novamente corada com azul de metileno.
• As bactérias resistentes a descoloração por ácidos fixam o
corante e apresentam o tom rosado
• e as bactérias que não são álcool-ácido resistente coram-se em
azul devido ao uso de corante de fundo azul de metileno
Coloração de Ziehl-Neelsen
Procedimento:
• A lâmina com o esfregaço é fixada pelo calor, passando três
vezes pela chama do Bico de Bunsen. Esperar esfriar para
efetuar a coloração
• Cobrir a lâmina com Fucsina de Ziehl concentrada e aquecer a
lâmina na parte inferior com a chama de um bico de bunsen, até
que sejam emitidos vapores, mas sem deixar ferver. A partir
desse momento, continuar aquecendo a lâmina,
intermitentemente, durante 6 minutos
• Escorrer o corante e diferenciar com álcool-ácido até que não se
desprenda mais corante
Coloração de Ziehl-Neelsen
Procedimento:
• Lavar a lâmina com água corrente
• Corar 30 segundos com solução diluída de azul de metileno (1:10)
• Lavar em água corrente, escorrer o excesso de água em papel
• A leitura da lâmina deve ser feita em imersão (aumento 1000)
Coloração de Ziehl-Neelsen
Leitura das Lâminas:
• A leitura é feita com a objetiva de imersão devendo-se observar
a presença de bacilos pequenos finos de coloração rosada
• A contagem deverá obedecer as normas da OMS
Coloração de Ziehl-Neelsen
Resultado:
• Negativo (-) para BAAR por campo em 100 campos examinados
• (+) menos de 1 BAAR por campo em 100 campos examinados
• (++) de 1 a 10 BAAR por campo em 50 campos examinados
• (+++) mais de 10 BAAR por campo em 20 campos examinados
Coloração de Ziehl-Neelsen
Coloração de Ziehl-Neelsen
Estruturas internas à parede da célula bacteriana
Citoplasma
 O citoplasma é aquoso, denso,
viscoso, semi-transparente e elástico.
 O citoplasma contém cerca de 80% de água, diversas proteínas
(enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e muitos
compostos de pequeno peso molecular
 As principais estruturas encontradas no citoplasma são:
- DNA, os ribossomos e as inclusões citoplasmáticas
Estrutura bacteriana
Nucleóide ou região nuclear
 Região onde se encontra uma
única molécula de DNA dupla fita,
associadas a pequenas proteínas tipo histona
*Carrega todas as informações necessárias para a
formação da estrutura e funções da bactéria
 Não possuem membrana nuclear (carioteca)
 Possuem elementos de DNA extra-cromossômicos (plasmídeos)
Estrutura bacteriana
Material genético
* DNA genômico e plasmidial
* RNA: síntese protéica
Estrutura bacteriana
Inclusões Citoplasmáticas
 Grânulos metacromáticas: reserva de fosfato inorgânico
 Grânulos polissacarídicos: reserva de amido e glicogênio
 Grânulos de lipídios
 Grânulos de enxofre
 Carboxissomos* : presentes em bactérias que tem a capacidade
de fixar CO2 (nitrificantes), ex. os tiobacilos e cianobactérias
 Vacúolos gasosos*: presentes em bactérias aquáticas, que lhes
conferem a capacidade de flutuar
* sem importância clínica
Estrutura bacteriana
Endosporos
 São estruturas desidratadas com parede espessa e resistente.
 São formados quando as condições ambientais não são favoráveis
(na falta de alimentos e água)
 Resistem a condições extremas de temperatura, falta de água,
exposição aos agentes tóxicos e a radiação.
 Bacillus e Clostridium
Ribossomos
 São responsáveis pela síntese de proteínas
Estrutura bacteriana
Endosporos
Estrutura bacteriana
 Estrutura
– Core ou núcleo – citoplasma desidratado contendo DNA,
ribossomos, enzimas, etc
– Cortex – parede celular modificada
– Envelope – várias camadas de proteínas tornando-o
impermeável
Núcleo
Cortex
Envelope
forma vegetativa esporo forma vegetativa
esporulação germinação
1. Replicação do cromossomo e 
separação por septo
2. Isolamento total do DNA 
pela membrana plasmática
3. Estrutura com dupla 
membrana 
4. Peptideoglicano entre a 
dupla camada
5. Camada externa de proteína, 
responsável pela resistência
6. Liberação do esporo pela 
lise bacteriana
Estrutura da célula fúngica
Os Fungos:
• São amplamente distribuídos na natureza
• A grande maioria possui limitada patogenicidade
• Poucos causam doenças em humanos e animais
• Utilizados em indústrias de alimentos e decomposição de matéria
Fungos
Conceito e características dos fungos:- São organismos eucarióticos
* unicelular (leveduras) ou
* multicelulares (fungos filamentosos, bolores ou cogumelos),
- Não possuem clorofila, nem pigmento fotossintético
Formas
Levedura
Filamentoso (Bolor)
Dimórfico
Fungos
Parede: constituída de polímeros de glicose: glucanas, mananas, galactomananas,
quitina e lipídeos
*não possuem peptideoglicano
Estrutura fúngica
Parede: constituída de polímeros de glicose: glucanas, mananas, galactomananas,
quitina e lipídeos
*não possuem peptideoglicano
Estrutura fúngica
Parede: constituída de polímeros de glicose: glucanas, mananas, galactomananas,
quitina e lipídeos
*não possuem peptideoglicano
Membrana citoplasmática: Bicamada fosfolipídica
- ergosterol (não colesterol); responsável pela manutenção da fluidez
da membrana e trocas nutricionais com o meio
Estrutura fúngica
Parede: constituída de polímeros de glicose: glucanas, mananas, galactomananas,
quitina e lipídeos
*não possuem peptideoglicano
Membrana citoplasmática: Bicamada fosfolipídica
- ergosterol (não colesterol); responsável pela manutenção da fluidez
da membrana e trocas nutricionais com o meio
Núcleo: composto por DNA de fita dupla
Estrutura fúngica
Parede: constituída de polímeros de glicose: glucanas, mananas, galactomananas,
quitina e lipídeos
*não possuem peptideoglicano
Membrana citoplasmática: Bicamada fosfolipídica
- ergosterol (não colesterol); responsável pela manutenção da fluidez
da membrana e trocas nutricionais com o meio
Núcleo: composto por DNA de fita dupla
Ribossomos: composto por RNA e proteínas, responsáveis pela síntese proteica
Estrutura fúngica
Parede: constituída de polímeros de glicose: glucanas, mananas, galactomananas,
quitina e lipídeos
*não possuem peptideoglicano
Membrana citoplasmática: Bicamada fosfolipídica
- ergosterol (não colesterol); responsável pela manutenção da fluidez
da membrana e trocas nutricionais com o meio
Núcleo: composto por DNA de fita dupla
Ribossomos: composto por RNA e proteínas, responsáveis pela síntese proteica
Cápsula: Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii – importante na
patogenia fúngica (evita a fagocitose)
Estrutura fúngica
Fungos Filamentosos:
 O talo (corpo) de um fungo filamentoso consiste em filamentos longos de
células conectadas. Esses filamentos são denominados hifas
 Hifas que contêm septos (hifas septadas), enquanto outras
não-septadas (hifas cenocíticas);
cenocítica septada
Morfologia fúngica
Aspergillus nidulans
As hifas são divididas em vegetativas (função de nutrição) e
aéreas (função reprodutiva)
Morfologia fúngica
As hifas são divididas em vegetativas (função de nutrição) e
aéreas (função reprodutiva)
Morfologia fúngica
Dimórficos: 
 Formam estruturas diferentes quando submetidos a diferentes
temperaturas
 Existem como fungos filamentosos, no estado de saprófitas de vida livre ou
quando estão em temperatura ambiente e como levedura nos tecidos do
hospedeiro ou quando cultivados à 37ºC
Morfologia fúngica
Paracoccidioides brasiliensis
23ºC 37ºC
Micélio (conjunto de hifas) Levedura
Dimórficos: 
 Formam estruturas diferentes quando submetidos a diferentes
temperaturas.
 Existem como fungos filamentosos, no estado de saprófitas de vida livre ou
quando estão em temperatura ambiente e como levedura nos tecidos do
hospedeiro ou quando cultivados à 37ºC.
Morfologia fúngica
Morfologia fúngica
MORFOLOGIA
FUNGOS FILAMENTOSOS
Características dos fungos filamentosos: 
- Cor, textura, superfície, bordas, reverso, produção de pigmento
Morfologia fúngica
MORFOLOGIA 
FUNGOS LEVEDURIFORMES
Características das leveduras:
- Cor, textura, superfície, bordas, reverso, produção de pigmento
Morfologia fúngica
Estrutura dos vírus
Capsídeo
Ácido nucléico DNA/RNA
Matriz Protéica
Nucleocapsídeo
Envelope
Vírus 
de 0,2 a 2 µm de diâmetro 
(2 a 8 µm comprimento)
10 a 100 µm 0,02 a 0,3 µm
Ácido Nucléico DNA/RNA
Capsídeo
Vírus
 1935 - Wendell Stanley isolou o vírus (Tobacco)
realizou estudo químico e estrutural
Vírus
 Os vírus são microrganismos de grande simplicidade:
- desprovidos de estrutura celular
(não são classificados como eucariotas nem procariotas)
- possuem apenas um tipo de ácido nucléico
(RNA ou DNA) fita simples, dupla ou fragmentado
- são parasitas intracelulares obrigatórios
- possuem camada de proteína (capsídeo)
*infectam plantas, animais, humanos, fungos e 
bactérias
Vírus
Vírus
Tamanho dos Vírus
ComposiçãoComposição dos Vírus
Composição
Proteínas, lipídeos, carboidratos
Composição dos Vírus
Morfologia 
 Podem ser classificados de acordo com tipo morfológico
caracterizado pelo capsídeo em:
Icosaédrica Helicoidal Complexa
Morfologia dos Vírus
Vírus bacteriano
Bacteriófagos
Classificação Viral
• A classificação basea-se em critérios químicos e morfológicos
• Os dois principais componentes virais usados na classificação são:
(1) tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA).
(2) capsídeo (tamanho, simetria e a presença do envelope).
Classificação dos vírus
 Família - agrupa vários gêneros com características comuns
(sufixo – viridae).
 Gênero - agrupa espécies que compartilham características comuns
(sufixo – virus).
Classificação dos vírus