01 Introdução ao Estudo da Microbiologia

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INTRODUINTRODUÇÇÃO AO ÃO AO 
ESTUDO DA ESTUDO DA 
MICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIA
Conceito de MicrobiologiaConceito de Microbiologia
A cA céélula e a Classificalula e a Classificaçção dos Microorganismosão dos Microorganismos
Centro Federal de EducaCentro Federal de Educaçção Tecnolão Tecnolóógica do Pargica do Paráá
Microbiologia e Microbiologia e ImunologiaImunologia
Profa. Jedna Kato Dantas de AlmeidaProfa. Jedna Kato Dantas de Almeida
IntroduIntroduçção ão àà MicrobiologiaMicrobiologia
Conceito de MicrobiologiaConceito de Microbiologia
• Microbiologia é o estudo de organismos microscópicos. 
Tal denominação deriva de três palavras gregas:
– Mikros = pequeno
– Bios = vida
– Logos = ciência
• Assim, a microbiologia significa o estudo da vida 
microscópica.
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Origem dos MicroorganismosOrigem dos Microorganismos
• Originaram-se 4 bilhões de anos ⇒ material orgânico 
complexo presente em águas oceânicas ou de nuvens 
que circundavam a primitiva Terra.
• Como os primeiros indícios de vida na Terra ⇒ são 
considerados ancestrais de todas as outras formas de 
vida.
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Origem dos MicroorganismosOrigem dos Microorganismos
• O primeiro ser vivo do nosso planeta foi o coacervado.
• O 1º microrganismo foi observado somente há 300 anos
• Somente após 200 anos ocorreu o reconhecimento de 
sua importância.
Coacervado = colóide orgânico com 
grande número de moléculas, rigidamente 
localizadas e isoladas do meio ambiente 
por uma película superficial de água. 
Desse modo, os coacervados adquirem 
sua "individualidade". 
Esta figura mostram gotículas de 
coacervado produzidas artificialmente e 
fotografadas ao M.O.
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• 1674 - Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) ⇒ dono 
de armazém, zelador da prefeitura e provador de vinhos 
(Holanda).
– Familiarizado com lentes de aumento ⇒
inspecionava tecidos e polia lentes de 
vidro e as montava entre finas placas 
para formar simples microscópicos.
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
– Curiosidade sobre o mundo natural ⇒ descrição detalhada 
sobre diminutos objetos móveis (animáculos – protozoários de 
vida livre) ⇒ considerado fundador da microbiologia. 
– Descreveu meticulosamente suas observações e desenhos em 
mais de 300 cartas dirigidas à Sociedade Real Inglesa ⇒ alertar 
o mundo para a existência de formas microscópicas de vida e 
originaram a microbiologia.
Microscópio 
primitivo 
utilizado por 
Leeuwenhoek
(300X)
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
Suas descobertas originaram 2 teorias contraditórias:
• Teoria da abiogênese (geração espontânea)
– A = não;
– Bios = vida;
– Genesis = origem.
• Postulada por Aristóteles e voltou a ser discutida após a 
descoberta dos microorganismos.
• Considerava que os “animálculos” eram resultado da 
decomposição de plantas e tecidos animais (isto é, por 
meio da fermentação ou putrefação). 
• Os defensores desta escola acreditavam que a vida 
surgia de objetos inanimados.
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• Originou-se na Grécia antiga ⇒ acreditava que rãs e 
minhocas surgiam espontaneamente de um pequeno 
lago de lama. 
• Larvas de insetos e moscas eram produzidas da mesma 
maneira, a partir de carne em decomposição. 
• Receitas para produzir camundongos ⇒ trapos de 
estopa em um recipiente e colocá-lo em uma área 
separada, por várias semanas. 
• Mas, no século XVII, pensadores críticos foram 
discordando dessas idéias.
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• Teoria da biogênese
– Bios: vida;
– Genesis: origem.
• Microorganismos se originavam de pais a partir de 
formas de vida superiores ⇒ “animálculos” já existentes 
davam origem a outros “animálculos”.
• Diversos experimentos foram realizados com objetivo de 
derrubar a ABIOGÊNESE
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• 1668 - Francesco Redi (Médico, biogenista) ⇒ larvas da 
carne em putrefação eram larvas de ovos de insetos, e 
não um produto da geração espontânea.
(1626-1697)
Experimento de 
Redi
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• 1745 - John Needham (abiogenista) 
– Cozinhou pedaços de carne para destruir
microrganismos preexistentes e colocou-
os em frascos abertos ⇒ Eventualmente, 
ele viu colônias de microrganismos na 
superfície e concluiu que elas surgiam 
espontaneamente a partir da carne.
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• 1769 - Lazzaro Spallanzani (biogenista)
– Ferveu caldo de carne por uma hora vedou;
– Nenhum microrganismo apareceu no caldo
– Needham continuava insistindo que o ar é essencial à vida e 
também para a geração espontânea dos microrganismos.
(1729-1799)
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• 1836 - Franz Schulze (biogenista)
– Passou ar através de uma solução 
de ácido forte ⇒ aerou infusão de 
carne previamente fervida em frasco 
fechado.
• 1837 - Theodor Schwann (biogenista)
– Forçou a passagem de ar através de 
tubos aquecidos ⇒ aerava o caldo.
• Em nenhum dos casos surgiram os micróbios, porque 
aqueles que estavam presentes no ar foram mortos pelo 
calor ou pelo ácido.
(1815-1873)
(1810-1882)
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• 1836 - Louis Pasteur (biogenista)
– Indústria de vinhos franceses e a função dos micróbios na 
produção de álcool.
(1822-1895)
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• 1859 - Félix Archimède Pouchet (abiogenista)
– Publicou extenso relato que sustentava a abiogênese. 
– Irritado pela lógica e dados de Pouchet, Pasteur fez uma série 
de experimentos definitivos ⇒ Frascos com colo longo e 
curvados, semelhantes ao pescoço de cisnes, que foram 
preenchidos com caldo nutritivo e aquecidos.
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Aspectos histAspectos históóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• 1860? – John Tyndall
– Ar fica isento de microrganismos por permitir que partículas de 
poeira se sedimentassem no fundo de uma caixa fechada. 
– Inseriu tubos-testes contendo líquido estéril dentro da caixa ⇒ O 
liquido permaneceu estéril, provando que a
“força vital” não era responsável pelo
surgimento dos microrganismos.
(1820-1893)
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Teoria Microbiana da FermentaTeoria Microbiana da Fermentaççãoão
• Muitas civilizações antigas produziram bebidas e 
alimentos que, atualmente sabemos, são produtos da 
fermentação microbiana (Grécia,China, Japão, Ásia 
Central).
• Os antropologistas e os historiadores não conhecem 
nenhuma sociedade que não utilize a fermentação para 
produzir alimentos ou bebidas.
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Teoria Microbiana da FermentaTeoria Microbiana da Fermentaççãoão
• 1850 - Pasteur examinou lotes de vinho bom e ruim, ele 
encontroumicrorganismos de tipos diferentes. 
• Certos tipos de microrganismos predominavam nos lotes 
bons de vinho, enquanto outros eram mais numerosos 
nos vinhos de qualidade inferior. 
• Pasteur concluiu que a seleção de micróbios podia 
assegurar um bom produto.
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Teoria Microbiana da FermentaTeoria Microbiana da Fermentaççãoão
• Para certificar-se disso, ele destruiu os microrganismos 
já existentes no suco de fruta, primeiro aquecendo e 
depois resfriando. 
• Em seguida. inoculou o suco com vinho de alta 
qualidade que continha o tipo desejado de 
microrganismo. 
• Ele também observou que o produto final (vinho) podia 
ser preservado sem qualquer alteração do sabor se 
fosse aquecido a 50-60 oC, por vários minutos 
(Pasteurização)
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Teoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doenççaa
• Por muito tempo acreditou-se na história da humanidade 
que a doença era causada por fatores vagos, tais como 
o ar ou sangue ruins.
• Revolução da indústria do vinho ⇒ nova teoria sobre a 
origem das doenças. 
• Descoberta do agente etiológico de algumas das mais 
sérias doenças que afetam o homem e os animais.
• Juntamente com outros observadores 
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Teoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doenççaa
• 1546 - Girolamo Fracastoro
– Doenças surgiam devido a organismos, pequenos 
demais para serem vistos.
– Poderiam ser transmitidos de uma pessoa para outra. 
– Conversas com marinheiros ⇒ retornavam de 
expedições ao exterior (propagação de muitas 
doenças).
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Teoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doenççaa
• 1746? - Anton von Plenciz
– Estabeleceu que seres vivos eram causas de diferentes 
doenças.
– Conceito parasitismo foi estabelecido: de um organismo vivo 
vivendo um ou sobre o outro, a partir do qual retirava seus 
nutrientes
• Pasteur ⇒ investigou a doença do bicho-da-seda
– Passou seis anos para provar que um protozoário, causava a 
doença. 
– Mecanismos de eliminar a doença, selecionando somente 
bichos-da-seda saudáveis, livres da doença, para reproduzir 
novas linhagens de insetos.
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Teoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doenççaa
• 1876 – Albert Koch
– Bactéria do carbúnculo (Bacillus anthracis, popular antrax).
– Animais doentes deviam ser mortos e queimados ou enterrados 
bem fundo, após demonstrar que os esporos bacterianos 
podiam sobreviver por meses, em produtos contaminados.
– Foi o primeiro a provar que um tipo específico de micróbio causa 
um tipo definido de doença. 
– Bactérias causadoras da cólera (Vibrio cholerae) e da 
tuberculose (Mycobacterium tuberculosis ou também conhecido 
como bacilo de Koch). 
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Teoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doenççaa
• Colônias crescendo sobre batatas fervidas e 
subseqüentemente encontraram maneiras para separar 
micróbios individuais (Isolamento bacteriano).
• Meios de cultura específicos para cultivar os 
microrganismos.
• Aprenderam a cultivar os micróbios específicos em 
culturas puras. 
• Richard J. Petri⇒ placa de vidro especial
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Teoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doenççaa
• Foi por meio do estudo das causas de doenças em 
plantas que outros cientistas descobriram o vírus (do 
latim virus, que significava liquido viscoso ou veneno).
• 1892 - Dmitri lvanovski
– Agente da doença do mosaico do tabaco podia ser transmitido 
por suco filtrado da planta doente.
– O material que passava através do filtro continha uma nova 
classe de agentes causadores de doença muito menores que as 
bactérias.
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Objetivos e Importância da MicrobiologiaObjetivos e Importância da Microbiologia
• Simplicidade dos experimentos + rápida velocidade de 
crescimento + variedade de atividades bioquímicas = 
modelo experimental de escolha para o estudo da 
genética, metabolismo e fisiologia celular.
• Grande potencial para ajudar na limpeza do ambiente: 
da decomposição de componentes de petróleo em 
derramamento de óleos à decomposição de herbicidas e 
inseticidas usados na agricultura.
• Produção de substâncias úteis à medicina, saúde, 
pesticidas, etc.
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Objetivos e Importância da MicrobiologiaObjetivos e Importância da Microbiologia
• Podem ser nocivos e causar doenças ao homem, 
animais e plantas.
• Responsáveis pela deterioração de tecidos, madeiras e 
metais.
• Maioria realiza alterações no ambiente essenciais para a 
manutenção da vida, como nós a conhecemos, no 
planeta Terra.
• Outros que podem ser explorados para produzir uma 
variedade de substâncias químicas utilizadas na 
indústria.
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A CA Céélula como Unidade Estruturallula como Unidade Estrutural
• “Célula”⇒ Robert Hooke (1665)
• Menor unidade de qualquer organismo ⇒
microrganismos unicelulares às formas de vida com 
tecidos especializados e órgãos complexos.
• Matthias Schleiden e Theodor Schwann⇒ teoria celular 
(1838): unidade estrutural e funcional básica de todos os 
organismos.
• Protoplasma (do grego, prótos = primeiro; plásma = 
substância formada) ⇒ mistura complexa e gelatinosa 
de água e proteínas, lipídeos e ácidos nucléicos.
• O protoplasma é envolvido por uma membrana flexível e 
algumas vezes por uma parede celular rígida.
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A CA Céélula como Unidade Estruturallula como Unidade Estrutural
• Organismo unicelular ⇒ todos os processos vitais 
devem ocorrem dentro da célula.
• Organismo multicelular ⇒ suas células podem estar 
arranjadas em estruturas chamadas de tecidos ou 
órgãos, com funções específicas. 
• Todos os organismos, unicelulares ou multicelulares, 
apresentam as seguintes características:
– 1. Reprodução.
– 2. Utilização de alimento como fonte de energia.
– 3. Síntese de substâncias e estruturas celulares.
– 4. Excreção de substâncias.
– 5. Resposta a alterações ambientais.
– 6. Mutações, que são alterações súbitas em suas características 
hereditárias, embora ocorram raramente.
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ClassificaClassificaçção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
• Taxonomia ⇒ classificação (arranjo), nomenclatura (nome) e 
identificação (descrição e caracterização) dos organismos 
vivos.
• Táxon básico (espécie) ⇒ coleção de cepas com 
características similares especialmente em seu material 
genético.
• Cepa ⇒ constituída de descendentes de uma única colônia 
em uma cultura pura
• Outras características usadas para agrupar os organismos 
em espécies incluem morfologia e exigências nutricionais.
• Espécies intimamente relacionadas são agrupadas em 
gênero, os gêneros em famílias, as famílias em ordens. as 
ordens em classes, as classes em filos ou divisões, e os fios 
ou divisões em reinos.
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ClassificaClassificaçção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
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ClassificaClassificaçção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
• Separação das bactérias de todas outras células (outros 
microrganismos, plantas e animais):
– Células eucarióticas: têm um núcleo separado do 
citoplasma por uma membrana nuclear ⇒ eucariotos 
(eu=desenvolvido; cario=núcleo; teca=membrana). 
Possuem núcleo.
– Células procarióticas: apresentam material celular 
sem membrana ⇒ procariotos (pro=primitivo; 
cario=núcleo; teca=membrana).Possuem nucleóide.
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ClassificaClassificaçção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
• A maneira pela qual organismo obtém nutrientes de sua 
alimentação é a base do sistema de cinco reinos de 
classificação proposto por Whittaker⇒ três níveis de 
organização celular:
– 1) Fotossíntese: o processo pelo qual a luz fornece energia para 
converter o CO2 em água e açucares;
– 2) Absorção: a captação de nutrientes químicos dissolvidos em 
água;
– 3) Ingestão: entrada de partículas de alimentos não-dissolvidas.
• Os microrganismos foram colocados em três dos cinco 
remos: Monera, Protista e Fungi.