Aula 01 - Introdução a Microbiologia

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Introdução a Introdução a 
MicrobiologiaMicrobiologia
Conceitos e História da EvoluçãoConceitos e História da Evolução
MicrobiologiaProf. Mateus Batista FucksIESA - Biomedicina
DefiniçãoDefinição
 MicrobiologiaMicrobiologia
É o estudo dos organismos microscópicos.É o estudo dos organismos microscópicos.
???É o estudo dos organismos microscópicos.É o estudo dos organismos microscópicos.
mikrosmikros = pequeno= pequeno
biosbios = vida= vida
logoslogos = ciência= ciência
• Bactérias
• Fungos
• Vírus
• Protozoários
• Microalgas
DefiniçãoDefinição
Thiomargarita namibiensis
Thiomargarita namibiensis
DefiniçãoDefinição
É o estudo dos microrganismos 
em geral, incluindo todos os 
procariontes, eucariontes 
unicelulares e os vírus.
ImportânciaImportância
 Entender o modo como os microrganismos 
funcionam e, com base nesta compreensão, 
encontrar formas de explorar os aspectos 
benéficos da sua atividade e evitar os seus 
aspectos negativosaspectos negativos.
 Um terço dos Prêmios Nobel na área da 
Fisiologia e Medicina atribuídos durante este 
século, foram a cientistas que se dedicaram a 
sua atividade à resolução de problemas 
biológicos usando para tal microrganismos.
 3.000 anos 3.000 anos 
 Múmias egípcias com DNA de MBTMúmias egípcias com DNA de MBT
A humanidade e as infecçõesA humanidade e as infecções
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A peste que assolou os filisteus descrita na bíblia (I Samuel 6:19)
A peste em Ashdod – Nicholas Poussin: 1630
A peste descrita por Tucídides – Atenas Séc. de Péricles (428 a.C.)
Matou 1/3 da população – Vitimou Péricles
A Peste - Jules Elie Delaunay, 1869 
A peste de Siracusa – 396 a.c.
Exército cartaginês dizimado
Peste em uma antiga cidade – Michael Swertz, 1610
Outras pestesOutras pestes
 Peste Peste Antonina Antonina –– 166 a 189 166 a 189 d.C.d.C.
 Século II Século II d.c.d.c.
 Itália e FrançaItália e França
 Mata o Mata o imperador Romano imperador Romano Marco AurélioMarco Aurélio
 A Peste do Século A Peste do Século III III –– 251 a 266 251 a 266 d.C.d.C.
 Egito Egito  Grécia e ItáliaGrécia e Itália
 Devastou o Império RomanoDevastou o Império Romano
 5000 mortes/dia5000 mortes/dia
 Peste Peste JustinianaJustiniana
 542 542 d.cd.c.. –– Império BizantinoImpério Bizantino
 Ásia e EuropaÁsia e Europa
 Chegou a 10.000 mortes/dia ao atingir Chegou a 10.000 mortes/dia ao atingir ConstantinoplaConstantinopla
 Sintomas da Peste NegraSintomas da Peste Negra
Outras pestesOutras pestes
 Peste Negra do Século XIVPeste Negra do Século XIV
 1334 1334 –– Ásia CentralÁsia Central
 EspalhouEspalhou--se por todos os ladosse por todos os lados
 Europa perde METADE de sua populaçãoEuropa perde METADE de sua população Europa perde METADE de sua populaçãoEuropa perde METADE de sua população
 5.000.000 de mortes 5.000.000 de mortes –– Mongólia e ChinaMongólia e China
 24.000.000 de mortes no Oriente24.000.000 de mortes no Oriente
 25.000.000 a 75.000.000 de mortes25.000.000 a 75.000.000 de mortes
A peste Negra do século XVI
O triunfo da morte – Peter Brueghel, 1582
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As epidemias do novo As epidemias do novo 
continentecontinente
 Varíola: MéxicoVaríola: México
éé Febre Amarela: América CentralFebre Amarela: América Central
 Gripe Espanhola: 20 milhões mortesGripe Espanhola: 20 milhões mortes Robert Hooke
1635 - 1703
Descreveu em 1665 as 
células de cortiça como 
“pequenas caixas” - células
“Animálculos” - 1674
Antonie van Leeuwenhoek
1632-1723 Microscópio utilizado por Anton van Leewenhoek Microscópio utilizado por Anton van Leewenhoek 
Aumento de até 300xAumento de até 300x
Teorias sobre a origem dos Teorias sobre a origem dos 
microrganismosmicrorganismos
Teoria da geração espontâneaTeoria da geração espontânea: : Até metade do século XIX 
muitos cientistas e filósofos acreditavam que algumas formas 
de vida podiam aparecer espontaneamente da matéria morta 
(hipótese da geração espontânea).
Oponentes e defensores da teoria:Oponentes e defensores da teoria:
 FrancescoFrancesco RediRedi (1668(1668):): experimento com jarras de carne Francesco Francesco RediRedi (1668(1668): ): experimento com jarras de carne 
em decomposição seladas e abertas. Larvas de moscas 
ocupavam apenas as jarras abertas. Oponente!
 John John NeedhamNeedham (1745(1745): ): Experimentos com partículas de 
alimentos aquecidos, uma vez resfriados os caldos, estes eram 
ocupados por microorganismos. Defensor!
 LazzaroLazzaro SpallanzaniSpallanzani (20 anos mais tarde(20 anos mais tarde): ): Demostrou que 
os caldos nutrientes aquecidos e “previamente lacrados” em 
um frasco não desenvolviam crescimento microbiano. 
Experimentos criticados pela falta de oxigênio nos frascos 
lacrados e a fervura - “principio ativos”. Oponente!
Teorias sobre a origem dos Teorias sobre a origem dos 
microrganismosmicrorganismos
Experimento de Redi
Oponente
Experimento de Lazzaro Spallanzani
Oponente
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Teoria da BiogêneseTeoria da Biogênese
 Rudolf Virchow (1858):Rudolf Virchow (1858): desafiou a 
geração espontânea com o Conceito da 
biogênese: células vivas podem surgir 
somente a partir de células vivas. 
 Louis Pasteur (1861):Louis Pasteur (1861): Colocou fim aos 
argumentos sobre “Geração espôntanea” 
com uma série de experimentos que 
demonstraram que: 
Os microorganismos estavam 
presentes no ar e podiam contaminar 
soluções estéreis, embora o próprio 
ar por si não criasse micróbios. 
Geração espontânea x Geração espontânea x 
BiogêneseBiogênese
Experimentos de Pasteur (1861)Experimentos de Pasteur (1861)
Geração espontânea x Geração espontânea x 
BiogêneseBiogênese
A Microbiologia como CiênciaA Microbiologia como Ciência
Idade de Ouro 1857Idade de Ouro 1857--19141914
Descobertas lideradas por 
Louis Pasteur e Robert Koch
levaram a estabelecer alevaram a estabelecer a 
Microbiologia como ciência.
Quimioterapia (1910, Paul 
Ehrlich - Salvarsan)
Louis PasteurLouis Pasteur
 Inexistência da geração espontânea
 Teoria microbiana das doenças
F t ã d i ã d li t Fermentação, decomposição de alimentos
 Pasteurização
 Descrição de bactérias associadas às 
doenças (Staphylococcus, Streptococcus)
 Vacina anti-rábica
“Minhas objeções persistem 
contra um título que reserva a um 
homem, a homenagem de uma 
doutrina.”
Louis Pasteur
1822 - 1895
Louis Pasteur
1822 - 1895
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Robert KochRobert Koch
 Estudo do antraz - Postulados de Koch
 Técnicas para obtenção de culturas puras
 Utilização das placas de PetriUtilização das placas de Petri
 Técnicas de coloração
 Descoberta do Mycobacterium tuberculosis
 Descrição de Vibrio cholerae
 1905 - Prêmio Nobel de Medicina 
Robert KochRobert Koch
Julius Richard Petri
Placa de Petri
Postulados Postulados 
de Kochde Koch
Koch afirmou que seus postulados devem 
ser comprovados antes de se poder 
estabelecer e aceitar uma relação causal 
entre um agente e a doença em questão.
1. A presença do agente deve ser sempre 
d t d i di íd f dcomprovada em todos os indivíduos que sofram da 
doença em questão e, a partir daí, isolada em cultura 
pura.
2. O agente não poderá ser encontrado em casos de 
outras doenças.
3. Uma vez isolado, o agente deve ser capaz de 
reproduzir a doença em questão, após a sua 
inoculação em animais experimentais.
4. O mesmo agente deve poder ser recuperado 
desses animais experimentalmente infectados e de 
novo isolado em cultura pura.
“A confirmação visual do bacilo 
causador da Tuberculose é um ganho 
imensurável para a humanidade”
Robert Koch
1843 - 1910
Os antibióticosOs antibióticos
Seriam as “balas Seriam as “balas 
mágicas”?mágicas”?
Al d Fl i (1881 1955)
"Não há dúvida que o futuro da "Não há dúvida que o futuro da 
humanidade depende, emgrande humanidade depende, em grande 
parte, da liberdade que os parte, da liberdade que os 
investigadores tenham de explorar investigadores tenham de explorar 
as suas próprias as suas próprias idéiasidéias. Embora não . Embora não 
se possa considerar descabido os se possa considerar descabido os 
1928 – Descoberta da Penicilina
Alexander Fleming (1881-1955) investigadores desejarem tornareminvestigadores desejarem tornarem--
se famosos, a verdade é que o se famosos, a verdade é que o 
homem que se dedicar à pesquisa homem que se dedicar à pesquisa 
com o objetivo de conseguir riqueza com o objetivo de conseguir riqueza 
ou notoriedade, escolheu mal a sua ou notoriedade, escolheu mal a sua 
profissão!"profissão!"
"Não inventei a penicilina.
A natureza é que a fez.
Eu só a descobri por acaso."
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As propriedades terapêuticas da 
penicilina só foram estabelecidas 
em fins da década de trinta com os 
altos recursos da chamada 
"equipe de Oxford" constituída
Howard Florey (1898-1968)
equipe de Oxford , constituída 
por Ernst Chain, bioquímico judeu 
fugido do nazismo e Howard 
Florey, australiano, professor de 
patologia.
O bioquímico alemão Dr. Ernst 
Boris Chain conseguiu extrair da 
solução um pó marrom, que 
destruiu instantaneamente 
algumas bactérias; na verdade, o 
extrato continha apenas cerca de
Ernst Chain (1906-1979)
extrato continha apenas cerca de 
5% de penicilina em sua forma 
química pura. Os cientistas 
testaram a substância em 80 
diferentes micróbios; descobriram 
que os fluidos do sangue não eram 
hostis à substância e que os 
glóbulos brancos não eram 
danificados nem se tornavam 
inativos. 
O papel benéfico dos O papel benéfico dos 
microrganismosmicrorganismos
 Reciclagem de elementos vitais
 Tratamento de detritos
 Biorremediação
 Controle de pragas e insetos
 Biotecnologia 
 Engenharia genética 
Produção de alimentos: Produção de alimentos: 
QueijosQueijos
Polvilho azedoPolvilho azedo CachaçaCachaça
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Vinho, CervejaVinho, Cerveja Medicina EstéticaMedicina Estética
Medicina EstéticaMedicina Estética Como causadores de doençasComo causadores de doenças
Classificação dos Seres VivosClassificação dos Seres Vivos
 TaxonomiaTaxonomia: : Sistema formal de Sistema formal de 
organização, classificação e organização, classificação e 
nomenclatura.nomenclatura.
Os 5 Os 5 reinos (1959)reinos (1959)
Microalgas e 
protozoários
Bactérias e 
cianobactérias
Vegetais Fungos e 
liquens 
Animais
Eubacteria
Archaebacteria
19771977
 Três domíniosTrês domínios
Bacteria
Eukaria
Archaea
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 Possuem regra particular de 
classificação, não sendo agrupados 
em domínio, reino, filos ou classes.
Classificação taxonômica dos vírus
 Família (-viridae) ex.: Retroviridae
 Subfamília (-virinae) ex.: Orthoretrovirinae
 Gênero(-virus) ex.: Lentivirus
 Espécie ex.: HIV-1 e HIV-2
Nomeando MicrorganismosNomeando Microrganismos
Nome Científico: descrevem alguma característica do 
organismo, homenageiam um pesquisador ou lugar ou identificam 
os hábitos de uma espécie.
Gênero: uninominal
EX: Staphylococcus (itálico)
Espécie: binominal 
EX: Staphylococcus aureus / S. aureus (itálico)
Staphylococcus aureus / S. aureus (sublinhado)
EUCARIOTOS E EUCARIOTOS E 
PROCARIOTOSPROCARIOTOS
A célula microbiana
A célula microbianaA célula microbiana
ProtozoáriosProtozoários
Bactérias Bactérias ––
ArqueobactériasArqueobactérias
EUCARIOTOSEUCARIOTOSPROCARIOTOSPROCARIOTOS
AnimaisAnimais
PlantasPlantas
Fungos Fungos –– levedurasleveduras
boloresbolores
AlgasAlgas
ArqueobactériasArqueobactérias
EubactériasEubactérias
CÉLULAS PROCARIÓTICASCÉLULAS PROCARIÓTICAS CÉLULAS EUCARIÓTICASCÉLULAS EUCARIÓTICASXX
Visão GeralVisão Geral
 Os procariotos e eucariotos são quimicamente
semelhantes no sentido de que ambos contêm ácidos
nucléicos, proteínas, lipídeos e carboidratos como seus
constituintes básicos.
 Os procariotos e eucariotos utilizam basicamente os
mesmos tipos de reações químicas para metabolizar o
alimento, formar proteínas e armazenar energia.
 Primariamente, é a estrutura das paredes celulares e
das membranas, e a ausência de organelas revestidas por
membrana que diferenciam os procariotos dos eucariotos.
Procarioto x EucariotoProcarioto x Eucarioto
OrganelasOrganelas
( i ô d i( i ô d i
presentepresenteausenteausenteMembranaMembrana
nuclearnuclear
EucariotosEucariotosProcariotosProcariotosEstruturaEstrutura
vários, vários, 
lineareslineares
um, um, 
circularcircular
cromossomocromossomo
ausenteausentepresentepresenteParede celular c/Parede celular c/
peptidoglicanopeptidoglicano
presentepresenteausenteausenteCitoesqueletoCitoesqueleto
presentepresenteausenteausente(mitocôndrias, CG, RE, (mitocôndrias, CG, RE, lisossomos, lisossomos, 
cloroplastos)cloroplastos)
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Características Célula procariótica Célula eucariótica
Tamanho
Núcleo
Di i ã l l
Geralmente pequeno 
(1-10m)
Geralmente grande (5-100m)
Sem membrana nuclear 
ou nucléolos; DNA 
sem proteínas histonas, 
genoma no nucleóide
DNA complexado com proteínas 
histonas e não-histonas em 
cromossomos; presença de nucléolos
Cromossomos no núcleo com 
envelope membranoso
Fi ã b t t Mit i l i d f itóti
Tabela 1- Comparação de células procarióticas com eucarióticas
Divisão celular
Organelas 
revestidas por 
membrana
Nutrição
Fissão ou brotamento, 
não há mitose
Mitose incluindo fuso mitótico; 
Absorção, alguns 
fotossintetizantes
Absorção, ingestão, fotossíntese 
em algumas espécies
Ausentes Mitocôndrias, cloroplastos (em 
plantas e algumas algas), retículo 
endoplasmático, complexo de 
Golgi e lisossomos (em animais).
Membrana 
plasmática
Sem carboidratos e geral-
mente não contém esteróis
Esteróis e carboidratos estão 
presentes
Características Célula procariótica Célula eucariótica
Citoesqueleto Nenhum Complexo, com microtúbulos, 
filamentos intermediários, 
filamentos de actina
Movimento 
intracelular
Não possui Citoplasma fluídico, endocitose, 
fagocitose, mitose, vesícula de 
Metabolismo 
energético
Enzimas oxidativas ligadas à 
membrana plasmática; grande 
variação no padrão metabólico
Enzimas oxidativas mitocôndria; 
padrão mais unificado de 
metabolismo oxidativo
transporte
Ribossomos Tamanho 
menor (70S)
Tamanho maior (80S); tamanho 
menor (70S) nas organelas
Parede celular Usualmente presente;
Quimicamente complexa (a 
parede celular bacteriana 
típica inclui peptideoglicano)
Quando presente, quimicamente 
simples
Glicocálice Presente na cápsula ou 
camada viscosa
Presente em algumas células que 
não possuem parede celular
Estrutura da célula procariótica típicaEstrutura da célula procariótica típica Estrutura da célula eucariótica animal e vegetalEstrutura da célula eucariótica animal e vegetal