introdução a bacteriologia

Prévia do material em texto

Centro Universitário do Distrito Federal – UDF
Brasília-DF
Iniciação à Bacteriologia
Msc. Andreanne Gomes Vasconcelos
O que abordaremos?
• Organização celular
• Estrutura
• Morfologia
• Reprodução
• Fisiologia
• Microbiota humana
As bactérias
• Procariontes:
Menor complexidade 
citoplasmática;
Ausência de membrana 
nuclear;
DNA genômico haploide, 
único, circular; plasmídios;
Sem organelas 
membranosas;
Tamanho: 0,2 a 2,0 m 
diâmetro e 2 a 8 m de 
comprimento.
Estrutura da célula bacteriana
• Estruturas fundamentais:
Membrana celular
Citoplasma
Nucleoide
Ribossomos
Parede celular
• Estruturas acessórias:
Cápsula
Flagelo
Fímbrias/Pili
Plasmídio
Endosporo
Estrutura da célula bacteriana
• Membrana celular:
Modelo mosaico fluido
• dupla camada de fosfolipídeo
• proteínas periféricas: catalisam reações 
químicas
• proteínas integrais: canais por onde 
substâncias entram/saem da célula.
Funções: Digestão de nutrientes, 
Transporte de elétrons e a produção de 
energia (ATP)
• Citoplasma:
Fluido semilíquido
• água, proteínas, aminoácidos, 
carboidratos, lipídios, minerais, 
metabólitos 
• inclusões, ribossomos, plasmídios
• Citoesqueleto
Função: local das reações metabólicas
Estrutura da célula bacteriana
• Nucleoide:
Não possui carioteca nem 
nucleossomo
Cromossomo – 1 molécula única 
DNA dupla fita circular
Função: contém informação 
genética; controla as funções 
celulares
• Ribossomos:
Ribossomos 70S 
(subunidades 30S e 50S)
Conferem ao citoplasma um 
aspecto granular
Função: síntese proteica
Neisseria gonorrhoeae
Parede celular
• Parede celular: é uma estrutura semi-rígida que recobre a membrana
citoplasmática e contribui para a forma das bactérias.
Parede celular
Peptidoglicano
Carboidrato Polipeptídeo
N-acetilglicosamina (NAG)
N-acetilmurâmico (NAM)
Parede celular
• Gram positiva:
Várias camadas de peptidioglicano (cerca de 
90%)
Ácidos teicoicos e lipoteicoicos.
• Gram negativa:
 Internamente: camada de fosfolipídeos e 
lipoproteína, ancorada ao peptidioglicano.
Externamente => lipopolissacarídeo (LPS).
Espaço periplasmático.
Parede celular e coloração de Gram
Streptococcus pneumoniae
Streptococcus pyogenes
Staphylococcus aureus
Neisseria gonorrhoeae
Neisseria meningitidis
Escherichia coli
Salmonella enterica
Estrutura da célula bacteriana
• Cápsula:
Substância viscosa e gelatinosa 
situada externamente à parede 
celular
• Polissacarídeos e/não lipídios e 
proteínas
Função: Proteção contra fagocitose, 
fator de virulência (Ex: Streptococcus
pneumoniae encapsuladas)
• Flagelo:
Filamentos proteicos (flagelina)
Surgem de um corpúsculo basal na MC
Função: motilidade bacteriana
Estrutura da célula bacteriana
• Fímbrias/Pili:
Proteínas polimerizadas (pilina)
Mais finos que flagelos
Surgem do citoplasma
Função: Aderência e fixação, 
transferência de material genético
Plasmídio:
Fragmentos de DNA dupla fita circular 
extracromossômicos
Função: vantagens seletivas
• Gene blaKPC (Klebsiella pneumoniae
carbapenemase): resistência a todos os 
beta-lactâmicos.
• Gene mecA (MRSA – Staphylococcus
aureus meticillin resistant): resistência a 
todos os beta-lactâmicos
Estrutura da célula bacteriana
• Endosporo:
Célula desidratada, com vida latente, sem 
atividade metabólica
Contém muito ácido dipicolínico e íons Ca 
(essenciais para retomar o metabolismo)
Bacillus anthracis; Clostridium tetani, C. 
perfringens, C. botulinum.
ácido dipicolínico
esporogênese
Morfologia celular
Forma
Arranjo
Bastonete
EspiraladaCocobacilos e Vibriões
Helicobacter pylori
Treponema pallidum
Gardnerella vaginalis Vibrio cholerae
Esférica
Morfologia celular
Forma
Arranjo
Reprodução bacteriana 
• Assexuada divisão binária;
• A duplicação do material genético dispara a iniciação da divisão celular;
• O processo de replicação requer muitas enzimas: helicase, proteínas de ligação ao DNA,
primase, DNA-polimerase, ligases;
Fisiologia bacteriana
• Necessidade de ar (CO2 e O2);
DEMANDA 
DE O2
Aeróbios 
obrigatórios
Anaeróbios 
obrigatórios
Microaerófilos
Anaeróbios 
aerotolerantes
Anaeróbios 
facultativos
Percentual de O2
+ -
Caldo tioglicolato Capnófilos: 5 - 10% de CO2
Pseudomonas aeruginosa Clostridium tetani
Campylobacter jejuni
Escherichia coli
Fisiologia bacteriana
• Nutrição e metabolismo energético;
FONTE DE CARBONO
Autotróficos
(utilizam CO2 como 
fonte de carbono)
Heterotróficos
(utilizam compostos 
orgânicos diferentes 
de CO2 como fonte de 
carbono)
FO
N
TE
 D
E 
EN
ER
G
IA
Fototróficos
(utilizam luz 
como fonte de 
energia)
Fotoautotróficos Foto-heterotróficos
Quimiotróficos*
(utilizam
substâncias 
químicas como 
fonte de energia)
Quimioautotróficas Quimio-heterotróficas
Elementos essenciais: C, N, O, H, S, P, 
K, Mg e Fe.
Nutrientes
Macronutrientes
Micronutrientes
Fisiologia bacteriana
• Nutrição e metabolismo energético;
• Gram positivas
Sintetizam exoenzimas que são liberadas no meio,
clivando os nutrientes, que são captados por proteínas
transportadoras.
• Gram negativas
Apresentam grande número de porinas associadas à
membrana externa que permitem a passagem de
moléculas hidrofílicas de baixa massa molecular. No
espaço periplasmático são encontrados proteases,
fosfatases, lipases, nucleases e enzimas de degradação de
carboidratos.
Fisiologia bacteriana
• Nutrição e metabolismo energético;
Catabolismo x Anabolismo
Fisiologia bacteriana
• Nutrição e metabolismo energético;
Catabolismo: respiração celular aeróbica
38 moléculas de ATP a 
partir de 1 uma molécula
de glicose.
Fisiologia bacteriana
• Nutrição e metabolismo energético;
Catabolismo: respiração celular anaeróbica
 O aceptor final de e- é uma
substância inorgânica diferente
do O2 (NO3¯; SO4
2- ; CO3
2-).
 Menor rendimento de ATP que
em aeróbios.
Fisiologia bacteriana
• Nutrição e metabolismo energético;
 Fermentação é um
processo anaeróbico para
liberação de energia a
partir de carboidratos,
aminoácidos, etc.
 Não há ciclo de Krebs e
cadeia transportadora de
elétrons.
Fisiologia bacteriana
• Crescimento.
O crescimento e divisão celulares
necessitam de um ambiente propício
com todos os constituintes químicos
e físicos necessários para o seu
metabolismo.
Fatores que afetam o crescimento microbiano
• Disponibilidade de nutrientes
• Atmosfera gasosa
• Umidade
• Temperatura
• pH
• Pressão osmótica e salinidade
• Psicrotroficos: podem 
desenvolver-se a < 7ºC
• Psicrófilos: 15-20°C
• Mesófilos: 25-40°C
• Termófilos: 50-70°C
• Ideal: ~ 7
• Acidófilos: 2 – 5
• Alcalífilos: > 8
Microbiota humana
• 10 trilhões de células  100 trilhões de microrganismos
Microbiota humana
• Comensal: “Comem juntos”
Participa no metabolismo de produtos alimentares;
Fornece fatores essenciais de crescimento;
Protege contra infecções
Estimula resposta imune
• Colonização vs doença;
• Microrganismos oportunistas; 
• Virulência e patogenicidade.
Bibliografia sugerida
• Básica
 OPLUSTIL, C. P. Procedimentos Básicos em Microbiologia Clínica. 2.ed. São Paulo: Atheneu, 2004.
 TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 10.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
 TRABULSI, L. R.; ALTELTHUN, F. Microbiologia. 5.ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 2008.
• Complementar
 BARROS, E.; MACHADO, A.; SPRINZ, E. Antimicrobianos – Consulta Rápida. 5.ed.. Porto Alegre: ArtMed, 2013.(e-book)
 BROOKS, G.F.; CAROLL, K.C.; BUTEL, J.S.; MORSE, S.A.; MIETZNER, T.A. Microbiologia Médica de Jawetz, Melnick e Adelberg. 
26.ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. (e-book)
 ENGELKIRK, P.G.; DUBEN-ENGELKIRK, J.; BURTON, G.W.B. Microbiologia para as Ciências da Saúde. 9.ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2012. (e-book)
 MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; DUNPLAP, P.V.; CLARK, D.P. Microbiologia de Brock.12.ed. Porto Alegre: ArtMed, 2011. (e-book)
 SALVATIERRA, C. M. Microbiologia - Aspectos morfológicos, bioquímicos e metodológicos. São Paulo: Érica, 2014 (e-book).
andreanne.vasconcelos@udf.edu.br