Aula 1 Introducao a Microbiologia

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Aula 1
Introdução a Microbiologia
Prof. Fabrício Campos
Agosto 2017
Universidade de Brasília
Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária
Disciplina de Microbiologia Veterinária - Código: 161837
1
2
Pré-requisito
Não
Não
Não
Não
Não
Não
Não
Não
SIM
Não
SIM
SIM
Não
Não
Não
SIM
Pré-requisitos
da disciplina de
Microbiologia
Veterinária
Microbiologia
não tranca muitas
disciplinas, mas
a carga horária
pode tranca-las
Resumo da disciplina de Microbiologia 
Veterinária - FAV/UnB (2017/1)
• 30 aulas teóricas e 15 práticas
• 2644 slides e 309 mensagens principais
• 264 espécies de bactérias; 99 espécies de
fungos, pseudo-fungos ou algas; e 144
espécies de vírus ou doenças causadas por
príons
• 1 trabalho de aula prática e 5 provas com 84
questões
3
4
Média 6,35 pontos 76% > 5,00 24% < 5,00
Notas da 1ª Prova (2017/1)
5
Média 5,23 pontos 58% > 5,00 42% < 5,00
Notas da 2ª Prova (2017/1)
6
Média 5,64 pontos 68% > 5,00 32% < 5,00
Notas da 3ª Prova (2017/1)
Notas da 4ª prova (prática) (2017/1)
7
Média 4,78 pontos 69% > 4,00 31% < 4,00
Notas do trabalho + prova prática (2017/1)
8
80% > 5,00 20% < 5,00
Situação após a 4ª prova (2017/1)
9
43% aprovados 57% reprovados
Resultado da 5ª Prova (2017/1)
Média: 4,84 39% > 5,00 61% < 5,00
Semestre
2017/1
11
73% 
aprovados
(19% > 7,00)
1o SS
27% 
reprovados
Cuidem as 
faltas!!!
Nota da prova substitutiva
12
Fonte: http://www.google.com/imghp
O Jackalope, no folclore, diz-se ser um cruzamento entre uma jackrabbit
(lebre) e um antílope (daí o nome jackalope)
Rabbit is infected by the cottontail papilloma virus (CRPV), also known as
Shope papilloma virus, which causes tumours to grow on or near the animal's
13
Fonte: http://www.google.com/imghp
Nós comemos e
respiramos
microrganismos
14
Fonte: http://www.google.com/imghp
15
Fonte: http://www.google.com/imghp
Fonte: Suttle, 2005
Biomassa Abundância
Procariotos
Protistas
Vírus
• Demonstrar a importância dos
microrganismos para vida
 Diversidade
 Efeitos benéficos
 Como patógenos
Objetivo da aula
16
• Definição
• Classificação dos seres vivos
• Histórico da microbiologia
• Tipos de microscópios
• Níveis de Biossegurança
Escopo da aula
17
Definição
18
• Microrganismos: formas de vida diminuta
individualmente muito pequenas para serem
vistas a olho nu
• Bactérias, fungos (leveduras e fungos
filamentosos), protozoários, algas
microscópicas e vírus
Definição
Bactérias Fungos
Algas Vírus
19
• Seres unicelulares com capacidade de replicação, exceto os vírus
Conceitos
20
• Microbioma: conjunto de microrganismo
presentes em determinado habitat
• Bacterioma: conjunto de bactérias
presentes em determinado habitat
• Viroma: conjunto de vírus presentes em
determinado organismo
• Não se utiliza mais: flora, micróbio, germe
Viroma
Fonte: Wylie et al., 2012
21
• Definição
• Classificação dos seres vivos
• Histórico da microbiologia
• Tipos de microscópios
• Níveis de Biossegurança
Escopo da aula
22
Classificação dos seres vivos
• Reino Animalia
• Reino Plantae
• Haeckel (1884)
Reino Protista
Reino Plantae
Reino Animalia
• Copeland (1956)
Reino Mychota (procariontes)
Reino Protista
Reino Plantae
Reino Animalia
• Wittaker (1969)
Reino Monera (procariontes)
Reino Protista
Reino Plantae
Reino Animalia
Reino Fungi
23Fonte: http://simbiotica.org/reinos.htm
• Margulis (1988)
-Prokarya
Bacteria
-Eukaria
Proctotista (protozoários/algas)
Fungi
Plantae
Animalia
• Woese (1990)
Domínio Bacteria
Domínio Archea
Domínio Eukarya
• Mayr (1990)
Domínio Prokariota
Subdomínio Eubacteria
Subdomínio Archea
Domínio Eukarya
Reino Plantae
Reino Fungi
Reino Animalia
24
Classificação dos seres vivos
Três domínios:
1. Bacteria (as paredes celulares contêm peptideoglicano)
2. Archaea (as paredes celulares não possuem peptideoglicano)
3. Eukarya:
• Protista (fungos gelatinosos, protozoários e algas)
• Fungi (leveduras, bolores multicelulares e cogumelos)
• Plantae (musgos, samambaias, coníferas e plantas)
• Animalia (esponjas, vermes, insetos e vertebrados)
25
Classificação “atual” dos seres vivos
A árvore da vida
26
• Onde estão vírus?
• Por que eles “não fazem” parte da árvore da
vida?
Fonte: Flint et al., 2015
Impacto dos microrganismos sobre 
o ambiente
• Como agente de doenças
• Microrganismos e agricultura
• Microrganismos e indústria de
alimentos
• Microrganismos e produção de 
energia
• Microrganismos e biotecnologia
27
28
Fonte: Shutte, 2005
Vírus: catalisador do ciclo de carbono
Desmatamento Queima comb. fóssil
Processos biológicos
e químicos
Atmosfera
Combustível fóssil
Plâncton
Termoclima
Plâncton infectado
por vírus
Lise do plâncton 
por vírus
Células não infectadas
e detritos
Oceano
1 Gt: 1 bilhão de tonelada
32 Gt/ano
Vírus contribuem para a diminuição
do aquecimento global
29
Fonte: www.greenclick.com.br
Humanos e animais dependem dos 
microrganismos em seus intestinos
30
Fonte: Tortora, 2012
• Definição
• Classificação dos seres vivos
• Histórico da microbiologia
• Tipos de microscópios
• Níveis de Biossegurança
Escopo da aula
31
• SÉCULO 10 AC: VARÍOLA (CHINA)
• HOLANDÊS VOADOR: FEBRE AMARELA
• RAIVA: DESDE OS TEMPOS DOS FARAÓS
32
Histórico da Microbiologia
Ramsés V - provavelmente morreu de varíola
33
Histórico da Microbiologia
• 1546 - Girolamo Fracastoro:
Propôs que as doenças infecciosas
fossem causadas por minúsculas
partículas transferíveis, ou "esporos", que
poderiam transmitir as infecções por
contato direto ou indireto, ou mesmo sem
contatos, através de longas distâncias.
Em sua obra, os "esporos" das doenças
poderiam se referir a produtos químicos e
não a entidades vivas.
O nome da Sífilis foi tirado do poema
épico escrito em 1530 por Fracastoro:
“Syphilis sive morbus gallicus” ("Sífilis ou
a Doença Francesa").
Treponema pallidum Image
provided by Joyce Ayers.
Courtesy of the Centers for
Disease Control and Prevention
DOC KAISER'S WEB Page
34
• 1684 - Antoni van Leeuwenhoek:
Construção de lentes /
microscópios e descoberta dos
microrganismos.
35
Histórico da Microbiologia
• 1798 - Edward Jenner:
Vacina contra varíola - Cowpox
Fonte: web.educastur.princast.esEdward Jenner
The entire book of Cow Pox (1798) is 
available Digitalized by Mary Parker.
36
Histórico da Microbiologia
Varíola humana: erradicada em 1980
37
38
39
“Em 14/05/1796, usando material com cowpox da
mão da ordenhadeira Sarah Nelmes, Edward
Jenner inoculou James Phipps, um menino de 8
anos de idade. O menino contraiu cowpox e
recuperou-se rapidamente. No dia 1o de Julho, o
menino foi inoculado com Varíola e não
desenvolveu a doença.....”
40
Edward Jenner 
41
Edward Jenner 
Pai da 
vacinação 
(1798)
42
Cartoons sobre a vacinação
43
• 1847 - Semmelweiss:
Introduz técnicas de
higiene em hospital
de Viena
44
Histórico da Microbiologia
• 1857 - Louis Pasteur:
Microbiologia da 
fermentação de ácidos 
láticos(bact anaeróbicas)
• 1860 - Louis Pasteur:
Fermentação alcoólica das 
leveduras
45
Histórico da Microbiologia
• 1864 - Louis Pasteur: Controvérsia da geração 
espontânea
46
Histórico da Microbiologia
Fonte: Tortora, 2012
Vírus da raiva
Luis Pasteur (1885): 
desenvolve a vacina contra a raiva
47
Histórico da Microbiologia
Louis Pasteur
A primeira vacina contra a raiva:
Suspensões de medulas de
coelhos (gradualmente
dessecadas a 37°C) inoculadas
após a exposição (mordedura)
48
A primeira vacina contra o Bacillus
anthracis (carbúnculo) 
Desmente a teoria da geração 
espontânea
49
• 1867 - Robert Lister:
Assepsia em cirurgia
Operation using Lister's carbolic spray invented in 1869. 
Fonte: web.ukonline.co.uk
50
Histórico da Microbiologia
• 1881 - Robert Koch:
Estudo de bactérias em cultura pura
• 1882 - Robert Koch:
Descoberta da tuberculose
• 1884 - Robert Koch:
Postulados de Koch e descoberta da 
causa da cólera (Vibrio cholerea)
• 1884 - Christian Gram:
Métodos de coloração de Gram
• 1889 - Martinus Beijerinck:
Conceito de vírus
Bacteriologist Robert Koch
Fonte: general-anaesthesia.com
In the late 1800's, Danish 
bacteriologist, Christian Gram, 
Fonte: sites.google.com 51
Histórico da Microbiologia
• 1892 - Dimitri Ivanowsky:
Vírus do mosaico do tabaco
• 1905 – Calmette & Guerin
Vacina BCG
• 1918 - Alice C. Evans
“Bacillus abortus” causando 
Brucelose em animais e humanos -
pasteurização do leite
• 1929 - Alexander Fleming
Descoberta da Penicilina
52
Histórico da Microbiologia
• 1944 - Selman Waskman:
Estreptomicina
• 1946 - Mary (Polly) Bunting:
Genética em Serratia marcescens
• 1949 - Brown, R. & Házen, E.:
Nistatina (antifúngico)
• 1950 - Rosalind Franklin –
Difração de Raios X para o 
estudo do DNA - primeira imagem 
do próprio.
53
Histórico da Microbiologia
This portrait of Franklin was taken during 
her second visit to the United States. 
(Fonte: National Library of Medicine NIH)
• Em 1947 começou a trabalhar como poliovírus, descobrindo 3 tipos distintos
• Vacina deveria incluir os 3 tipos para ser eficaz
• Problema 1: produzir vírus suficiente para preparar a vacina
• Em 1948: Enders, J.F.; Weller, T.H., Robbins, F.C. multiplicaram o vírus em
pedaços de tecidos
• Problema 2: bactérias contaminavam os tecidos (usaram a penicilina)
Jonas Salk e a vacina contra a poliomielite (1952) 
Fonte: http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/dm52sa.html
• A partir daí vírus como o do sarampo e
da polio puderam ser multiplicados em
grandes quantidades
• Esta equipe ganhou o Prêmio Nobel de
1954 de fisiologia/medicina
54
Poliomielite: a ser declarada erradicada pela OMS
• 1953 - Watson e Crick:
Estrutura do DNA
• 1959 - Rodney Porter:
Imunoglobulina
• 1977 - Frederick Sanger:
Sequenciamento 
• 1983 - Luc Montagnier
Descoberta do HIV (AIDS)
• 1997 – Tsien et al.
NGS
56
Histórico da Microbiologia
“Next generation sequencing”
ou NGS
• Sequenciamento em altíssima escala
• Gera milhões de sequências em uma única
corrida
• Utiliza técnicas como biologia molecular,
genômica e bioinformática
57
Fragmentação do genoma
58
Custo por megabase
Fonte: http://www.genome.gov/images/content/costpermegabase_apr2015.jpg
59
Biologia
Molecular
Genômica
Bioinformática
NGS
60
Fonte: Neoprospecta
Paleomicrobiologia
Vilnus: Armada de Napoleão morreu de
Tifo: Rickettsia prowazekii
61
Conceito: estuda fósseis antigos visando detectar vestígios da infecção por
microrganismos
Fonte: Ribas Turon et al., 2013. 
Postulados de Koch
1. O microrganismo deve estar presente em animais
doentes e ausente nos saudáveis
2. O microrganismo deve ser cultivado em cultura
pura originada do corpo do animal
3. Essa cultura quando inoculada em animais
susceptíveis deve reproduzir a doença
4. O microrganismo deve ser re-isolado dos animais
inoculados e novamente cultivado
62
• Definição
• Classificação dos seres vivos
• Histórico da microbiologia
• Tipos de microscópios
• Níveis de Biossegurança
Escopo da aula
63
64
O 1º microscópio
• Possuia somente uma lente
• Silimar a uma lupa
• Melhor polidor de lentes no mundo em sua época
• Suas lentes eram polidas com tal precisão que podia
ampliar em até 300 vezes
Leeuwenhoek, ~1600
Microscópio de Galileu
65
Fonte: http://lensonleeuwenhoek.net/content/galileos-microscope
Microscópio de 
Galileu 1624: 
3 lentes biconvexas 
com aumento final de 
30X
Examinava insetos
66
Microscópio óptico
67
Microscópio invertido
Adenovírus em células 293A
Fonte: Knak et al., in prep 
Efeito citopático (ECP)
68
Resultado positivo
Resultado negativo
IPX
69
70
Microscópio de fluorescência
Imunofluorescência direta
Fonte: http://www.utmb.edu/virusimages/
Cérebro de raposa positivo para o vírus da raiva (CDC, 1958)
71
Epi-fluorescência
Fonte: http://www.sebbm.es/web/images/images_tinymce/figura_doloresmorales.jpg
72
73
Microscópio de contraste de fase
• Aumento útil de até 1 milhão de vezes da amostra
• Possível a visualização de moléculas orgânicas como o
DNA, RNA e algumas proteínas
Microscópio eletrônico
Vírus da poliometilte (30 nm)
Fonte: http://deolhomicro.blogspot.com.br/2012/10/omicroscopio-eletronico-de-transmissao.html
74
• Definição
• Classificação dos seres vivos
• Histórico da microbiologia
• Tipos de microscópios
• Níveis de Biossegurança
Escopo da aula
75
Laboratórios e Níveis de Segurança
76
NB1
77Fonte: https://biosafety-level.wikispaces.com/file/view/NB1.jpg/104545763/616x412/NB1.jpg
78
Laboratórios e Níveis de Segurança
NB2
79Fonte: https://biosafety-level.wikispaces.com/file/view/NB2.jpg/104546259/495x330/NB2.jpg
80
Fluxo ou cabine de biossegurança
81
Laboratórios e Níveis de Segurança
NB3
82Fonte: https://biosafety-level.wikispaces.com/file/view/NB3.jpg/104546409/NB3.jpg
83
NB4
Vírus Ebola 
84
Fonte: WHO
In this Oct. 2007 photo provided by the Hamburg University hospital 
(UKE) on March 17, 2009 a quarantine unit at the hospital is shown 
during a disaster control exercise
85
Laboratórios e Níveis de Segurança
Laboratório Pedro Leopoldo, MG: NB3+
86
87
Laboratório Pedro Leopoldo, MG: NB3+
88
Laboratório Pedro Leopoldo, MG: NB3+
89
Laboratório Pedro Leopoldo, MG: NB3+
90
Laboratório Pedro Leopoldo, MG: NB3+
91
Laboratório Pedro Leopoldo, MG: NB3+
Mensagens principais
• Microrganismos são seres unicelulares com
capacidade de replicação, exceto os vírus
• A maioria dos microrganismos são benéficos
• Microrganismos patogênicos: causam danos
a animais e humanos
• Quais são os 3 domínios na classificação
das espécies:
– Eukarya, Bacteria e Archaea
92
Mensagens principais
• Cite uma contribuição de Pauster a
Microbiologia?
• Quem foi Edward Jenner?
• Quais são os postulados de Koch?
• Que revolução causou a invenção do
microscópio?
• Qual a importância da biossegurança nos
laboratórios
93
Sugestões de leitura
94
Fonte: http://www.google.com/imghp
95
• Livros:
– FLINT, J., RACANIELLO, V.R., RALL, G.F., SKALKA, A.M., ENQUIST, L.W. Principles of
Virology, 4th Edition (2 Volume Set) ASM Press, 2015, 1.060 p.
– MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; PARKER, J. 2004. Microbiologia de Brook, 10a ed. São
Paulo, Brasil: Prentice Hall, 608p.
– TORTORA, G.J. FUNKE, B.R., CASE.C.L. Microbiologia,10ºed. 2012.
• Artigos:
– SUTTLE, C.A. 2005. Viruses in the sea. Nature 437:356-361.
– RIBAS TURON C., CHIMENOS KÜSTNER E., ADSERIAS GARRIGA M.J., HOSPITAL
RIBAS A. 2013. Paleomicrobiología: Revisión Bibliográfica. Actas del XI Congreso Nacional de
Paleopatología, ISBN: 978-84-940187-5-6. p 635-650.
– WYLIE, K.M.; WEINSTOCK, G.M.; STORCH, G.A. 2012. Emerging view of the human
virome. Translational Research, 160:283–290.
• Sites:
– Virology blog (http://www.virology.ws/).
– WHO - World Health Organization (http://www.who.int/ en/).
– Wikipédia (https://pt.wikipedia.org/)
Sugestões de leitura
camposvet@unb.br
Grato pela atenção!!!
96