Microbiologia - Resumo - Bactérias, técnicas de cultura e coloração de Gram

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MICROBIOLOGIA 
 
 
BACTÉRIAS 
 
 
Bactéria é um domínio de microrganismos unicelulares, procariontes 
(desprovidos de envoltório nuclear e organelas membranosas) pertencentes ao 
Reino Monera. Possuem a capacidade de sobreviver como célula única, realizando 
processos metabólicos necessários à sua perpetuação. 
• ARQUEOBACTÉRIA: São bactérias que apresentam maior resistência a 
ambientes adversos. 
 
São bactérias primitivas, possuem a capacidade de viver em locais onde as condições de vida são 
extremamente adversas para a grande maioria dos seres vivos. Habitam em locais com grande presença de 
sal, extremamente ácidos, baixíssima umidade, ausência de oxigênio, temperaturas muito elevadas ou muito 
baixas. 
 
• EUBACTÉRIAS: São bactérias propriamente ditas. Crescem em ambientes mais 
favoráveis. 
 
São organismos procariontes e representam o maior número de espécies dentro do Reino Monera. Fazem 
parte do Grupo Eubactéria todas as bactérias (excluindo as arqueobactérias) e as cianobactérias. 
 
• UNIDADE FORMADORA DE COLÔNIA (UFC): É a célula que, por divisão binária, 
produz uma colônia. 
 
A divisão binária ocorre quando uma bactéria duplica o seu material genético e logo em seguida se divide, 
originando duas bactérias idênticas a ela. 
 
 
 UNIDADE FORMADORA 
 DE COLÔNIA 
 
 
Os microrganismos ser encontrados isolados ou em colônias. Podemos classificar as 
colônias em 2 tipos: 
 
• COLÔNIAS PURAS: Está constituída por uma mesma espécie de microrganismos 
• COLÔNIAS MISTAS: Estão formadas por X espécie + 1 espécie de microrganismos. 
Os microrganismos também podem ser encontrados em um outro tipo de comunidade, 
chamados de Biofilmes. 
• BIOFILMES: É uma associação entre microrganismos da mesma espécie, ou de espécies 
diferentes, ou ainda de reinos diferentes. 
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Os biofilmes residem em uma matriz feita essencialmente de polissacarídeos, mas 
contendo também DNA e proteínas, com frequência chamada de limo. Uma comunicação 
química permite às bactérias coordenarem sua atividade e se agrupar em comunidades que 
fornecem 
benefícios a esses microrganismos. Portanto, os biofilmes não são somente camadas limosas 
bacterianas, mas sistemas biológicos; as bactérias são organizadas em uma comunidade 
funcional coordenada. Os biofilmes geralmente são fixados em superfícies como uma pedra em um 
lago, um dente humano ou uma membrana mucosa. Essa comunidade pode ser de uma única 
espécie ou de grupos diversos de micro-organismos. Os biofilmes também podem ter outras formas. 
Dentro da comunidade de um biofilme, as bactérias são capazes de compartilhar nutrientes e são 
protegidas de fatores danosos do ambiente, como a dissecação, os antibióticos e o sistema imune 
corpal. Um biofilme geralmente começa a se formar quando uma bactéria livre nadadora 
(planctônica) se fixa em uma superfície. Micro-organismos individuais e agregados de limo 
eventualmente 
deixam o biofilme e se 
movem para um novo 
local, para onde o biofilme 
vai se estender. Os 
microrganismos nos 
biofilmes podem trabalhar 
em cooperação para 
desenvolver tarefas 
complexas. Por exemplo, 
o sistema digestório dos 
animais ruminantes, como 
o gado, requer muitas 
espécies diferentes de 
micro-organismos para 
quebrar a celulose. 
(digestão fermentativa). 
Uma abordagem para 
prevenir a formação de 
biofilme é a aplicação de 
antimicrobianos sobre as 
superfícies nas quais os 
biofilmes podem se 
formar. 
 
 
MORFOLOGIA BACTERIANA 
 
As bactérias podem ser classificadas morfologicamente pelo seu tamanho, forma e o arranjo. Elas 
possuem algumas formas básicas: cocos, bacilos e espiral. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA BACTERIANA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• FLAGELO: Estes apêndices alongados e finos são compostos por uma 
proteína chamada flagelina. Esta estrutura é responsável pela locomoção 
de algumas espécies de bactérias. Portanto, nem todas as bactérias 
possuem flagelos. 
 
 
• PILI - FIMBRIAS: São filamentos formados por tubos curtos e em grande 
quantidade. Embora parecidas com os flagelos, não possuem função 
locomotora. A função das fimbrias varia de espécie para espécie. Em 
algumas, desempenha o papel de fixação em substratos e, em outras, 
exerce a troca de DNA em processos sexuais. Geralmente presentes nas 
gram-negativas. 
 
• CAPSULAS: Envoltório mais externo que nem todas as bactérias 
possuem, estas cápsulas ficam ao redor da parede celular. Além de 
favorecerem a aderência ao substrato, também ajudam as bactérias a 
resistirem ao processo de fagocitose (aumentam a virulência) e retém 
líquidos (materiais de reserva). Sua composição é de polissacarídeos e 
polipeptídicos. 
 
 
 
PAREDE BACTERIANA E SUA DIFERENCIAÇÃO NAS GRAM 
POSITIVAS E GRAM NEGATIVAS. 
 
A parede celular bacteriana é uma estrutura complexa, semirrígida, responsável pela forma 
da célula. Sua principal função é prevenir a ruptura das células bacterianas. 
 
 
• As paredes bacterianas das Gram positivas possuem ácidos teicóicos, 
muitas camadas de peptideoglicano, e espaço periplasmático curto 
 
 
• As paredes bacterianas das Gram negativas não possuem ácidos 
teicóicos, possuem poucas camadas de peptideoglicano, espaço 
periplasmático extenso, além de possuírem a camada/membrana externa 
de lipopolissacarídeo (LPS) e o periplasma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O lipossacarídeo da membrana externa (LPS) é uma molécula grande e complexa que 
contém lipídeos e carboidratos e que consiste em três componentes: Lipídeo A, um cerne 
polissacarídeo e um polissacarídeo O. 
 
• O lipídeo A está embebido na parede superior da membrana externa. Quando as gram-
negativas morrem, elas liberam o lipídio A que funciona como uma endotoxina. O lipídeo A 
é responsável pelos sintomas associados a bactérias gram-negativas, como febre, 
dilatação de vasos venosos, choque e formação de 
coágulos sanguíneos. 
• O Cerne Polissacarídeo é ligado ao lipídeo A e 
contém açucares incomuns. Seu papel é estrutural: 
fornece estabilidade. 
• O polissacarídeo O, se estende para fora do cerne 
polissacarídeo, e é composto por moléculas de 
açúcar., funcionando como um antígeno, sendo útil para diferenciar espécies de bactérias 
gram-negativas. 
 
A camada LPS exerce várias funções especializadas, como a lise de células e evasão da 
fagocitose, fornecendo também uma barreira para certos antibióticos, como a penicilina, não 
sendo totalmente impermeável. Parte da permeabilidade da membrana é devida a proteínas 
denominadas Porinas, que formam canais, permitindo a passagem de moléculas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COLORAÇÃO DE GRAM 
 
A coloração de Gram foi desenvolvida em 1884 pelo bacteriologista dinamarquês Hans Christian 
Gram. Ela é um dos procedimentos de coloração mais úteis, pois classifica as bactérias em dois 
grandes grupos: gram-positivas e gram-negativas. Neste procedimento: 
1. Um esfregaço fixado pelo calor é recoberto com um corante básico púrpura, geralmente o cristal 
violeta. Uma vez que a coloração púrpura impregna todas as células, ela é denominada coloração 
primária. 
2. Após um curto período de tempo, o corante púrpura é lavado, e o esfregaço é recoberto comiodo, 
um mordente. Quando o iodo é lavado, ambas as bactérias gram-positivas e gram-negativas 
aparecem em cor violeta escuro ou púrpura. 
3. A seguir, a lâmina é lavada com álcool ou uma solução de álcool-acetona. Essa solução é um 
agente descolorante, que remove o púrpura das células de algumas espécies, mas não de outras. 
4. O álcool é lavado, e a lâmina é então corada com safranina, um corante básico vermelho. O 
esfregaço é lavado novamente, seco com papel e examinado microscopicamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O corante cristal violeta (púrpura), cora as células gram-positivas e gram-negativas de púrpura, 
pois penetra no citoplasma de ambos os tipos celulares. Quando o mordente (Iodo), é aplicado, forma 
cristais com o corante que são muito grandes para escapar pela parede celular, fixando então a 
coloração. 
 A aplicação de álcool desidrata a peptideoglicana das células gram-positivas para torná-la mais 
impermeável ao cristal violeta-iodo, impedindo sua saída. O efeito nas células gram-negativas é bem 
diferente; o álcool dissolve a camada de LPS, deixando também pequenos buracos na fina camada de 
peptideoglicana, pelos quais os cristais violeta-iodo escapam, e a bactéria se torna incolor após a lavagem. 
 Como as bactérias gram-negativas ficam incolores, a adição de safranina torna as células gram-
negativas cor-de-rosa. Embora as células gram-positivas e gram-negativas absorvam a safranina, as gram-
positivas disfarçam a cor pelo roxo do cristal violeta das quais foram tingidas antes. 
 O método da coloração de Gram é baseado na capacidade das paredes celulares de bactérias 
Gram-positivas de reterem o corante cristal violeta no citoplasma durante um tratamento com etanol-
acetona enquanto que as paredes celulares de bactérias Gram-negativas não o conseguem reter e 
perdem a cor (sendo coradas com safranina tardiamente). 
 A reação de Gram de uma bactéria pode fornecer informações valiosas para o tratamento da 
doença. As bactérias gram-positivas tendem a ser mortas mais facilmente por penicilinas e 
cefalosporinas. As bactérias gram-negativas geralmente são mais resistentes porque os antibióticos não 
podem penetrar a camada de lipopolissacarídeo (LPS). 
 
 ESTRUTURAS INTERNAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• MEMBRANA CITOPLASMÁTICA: é uma dupla camada de lipídios - fosfolipídios, semipermeável, 
composta quimicamente de proteínas, lipídios, carboidratos e esterol (apenas na Eucariótica, a 
procariótica não possui esterol). Suas principais funções são transporte, respiração e replicação de 
DNA e RNA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• MESOSSOMOS: São invaginações formadas a partir do citoplasma, sendo mais encontradas nas 
células Gram-positivas (bacillus). Essa estrutura é composta por proteínas e lipídios e tem como 
principal função a respiração bacteriana. 
 
• MESOSSOMOS SEPTAIS: Orientem o DNA na divisão celular – segregação dos cromossomos. 
 
• MESOSSOMOS LATERAIS: Envolvido na formação de esporos – Segregação de enzimas 
hidrolíticas e de PTN’s envolvidas com os ribossomos 
 
• RIBOSSOMOS: São estruturalmente 2 subunidades de 30s e 50s (obs.: nos eucariontes 40s e 
60s). São quimicamente compostos por RNA e PTN. Suas principais funções são a biossíntese de 
proteínas e formação de cadeia de RNAm. Encontram-se livre no citoplasma ou associados a 
membrana citoplasmática ou mesossomos. 
 INCLUSÕES CITOPLASMÁTICAS 
 
 
 
Dentro do citoplasma das células procarióticas, há vários tipos de depósitos de reserva, conhecidos como 
inclusões. As células podem acumular certos nutrientes quando eles são abundantes e usá-los quando 
estão escassos no ambiente. Algumas inclusões são comuns a uma ampla variedade de bactérias, enquanto 
outras são limitadas a um número pequeno de espécies, servindo assim como base para a identificação. 
 
• GRÂNULOS DE LIPÍDEOS: aparecem na célula como grãos que não se coram 
 
• GRÂNULOS DE POLISSACARÍDICOS: São caracteristicamente compostos de glicogênio e amido. 
 
• GRÂNULOS DE POLIMETAFOSFATO: servem como reserva de fósforo para a biossíntese e 
elementos que servem de fosfato). 
 
• GRÂNULOS DE ENXOFRE (S): Bactérias sulfurosas (produção de energia) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESPOROS 
 
Quando os nutrientes essenciais se esgotam, certas bactérias gram-positivas formam células 
especializadas de “repouso”, denominadas endósporos. Os endósporos são células desidratadas 
altamente duráveis, com paredes espessas e camadas adicionais. Eles são formados dentro da 
membrana celular bacteriana. Quando liberados no ambiente, podem sobreviver a temperaturas 
extremas, falta de água e exposição a muitas substâncias químicas tóxicas e radiação. O processo 
de formação do endósporo é conhecido como esporulação ou esporogênese. Células vegetativas de 
bactérias que formam endosporos iniciam a esporulação quando um nutriente - chave, como uma 
fonte de carbono ou nitrogênio, torna-se escassa ou indisponível. 
No primeiro estágio observável da esporulação, um cromossomo bacteriano recém-replicado e uma 
pequena porção de citoplasma são isolados por uma invaginação da membrana plasmática, 
denominada septo do esporo. O septo do esporo torna-se uma membrana dupla que circunda o 
cromossomo e o citoplasma. Essa estrutura, inteiramente fechada dentro da célula original, é denominada 
pré-esporo. Camadas espessas de peptideoglicana são dispostas entre as duas lâminas da 
membrana. Então, uma espessa capa de proteína se forma em torno de toda a membrana externa. 
Esse revestimento é responsável pela resistência dos endosporos a muitas substâncias químicas 
agressivas. A célula original é degrada, e o endósporo é liberado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GENÉTICA BACTERIANA 
 
 
 
O gene é um segmento de uma molécula de DNA que contém um código para a produção dos aminoácidos 
da cadeia polipeptídica e as sequências reguladoras para a expressão. As sequências codificantes são 
chamadas de éxons. Elas são intercaladas por regiões não codificantes, chamadas de íntrons, que são 
inicialmente transcritas em RNA no núcleo, mas não estão presentes no mRNA final no citoplasma, não 
sendo representada no produto proteico final. 
• DNA CROMOSSÔMICO: Único, circular, de fita dupla e sua replicação é semi-conservativa e 
bidirecional. 
 
• VARIAÇÕES FENÓTIPAS: Resultam das adaptações das bactérias ao ambiente (são 
reversíveis sem comprometimento genético). 
 
• VARIAÇÕES GENÓTIPAS: Alterações na sequência do nucleotídeo – Alterações na sequência 
de nucleotídeos. São irreversíveis (através dos processos de mutação e recombinação).. 
O DNA BACTERIANO NÃO POSSUI INTRONS 
AS BACTÉRIAS POSSUEM ALTA TAXA DE MUTAÇÃO 
• OPERON: São grupos de um ou mais genes estruturais expressos a partir de um promotor 
específico. Operons com muitos genes estruturais são chamados policistrônicos. 
 
• PROMOTORES E OPERADORES: são sequências de nucleotídeos que controlam a expressão de 
um gene determinando as sequências que serão transcritas no mRNA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A duplicação do DNA cromossômico bacteriano é semi-conservativa, simétrica e bidirecional, a partir de 
uma origem única (oriC). O processo requer enzimas, tais como as girases, helicases, primases, 
polimerases, ligases e topoisomerases. A direção da síntese é sempre no sentido 5’ – 3’. O DNA 
cromossômico precisa duplicar-se antes do processo de divisão celular, para que todas as células da 
progênie bacteriana recebam uma cópia do cromossomo (transferência vertical de genes).• PLASMÍDEOS: Os plasmídeos são pequenos segmentos de DNA circular com replicação 
independente, presentes em bactérias. O plasmídeo pode conter genes relacionados com a 
resistência aos antibióticos, garantindo a sobrevivência da bactéria. Essa condição torna algumas 
infecções por bactérias difíceis de serem controladas. Possuem forma circular, com fita dupla e 
números variados de cópias. Sua replicação é semi-conservativa, unidirecional ou bilateral. 
 
CARACTERISTICAS FENOTÍPICAS CONDICIONADAS POR GENES PLASMÍDICOS: 
 
✓ Fertilidade 
✓ Produção de antibióticos 
✓ Resistência a íons de metais pesados 
✓ Resistencia a U.V 
✓ Resistência a drogas 
✓ Produção de enterotoxinas 
✓ Utilização de carboidratos 
✓ Degradação de hidrocarbonetos 
 
 
• TRANSPOSSONS: também chamados genes saltadores ou 
sequências de inserção (IS), são elementos genéticos móveis que 
podem transferir DNA dentro de uma célula, de uma 
posição para outra no genoma ou entre diferentes 
moléculas de DNA (plasmídeo > plasmídeo ou 
plasmídeo > cromossomo). Possuem tamanho variável e 
informação genética mínima necessária para sua própria 
transferência. 
 
 
Um evento de transposição na célula procariótica põe em risco a sua sobrevivência, pois estes 
elementos são responsáveis por cerca de 5 a 15% das mutações que ocorrem no genoma 
bacteriano. 
• INTEGRONS: Segmentos de DNA fita dupla, geralmente menores que os transposons; não 
autoduplicam, e que podem conter um ou mais genes de resistência inseridos por meio de um 
sistema de recombinação sítio-específica. Ocorrem sobre transposons e podem ser transferidos 
ligados a eles, a plasmídeos e ao cromossomo. 
Um integron inclui: 
✓ Um gene codificador de uma integrase (intI), 
✓ Um sítio adjacente de recombinação (attI); 
✓ Uma região promotora, utilizada na expressão dos genes componentes do cassete 
✓ Um ou mais cassetes de genes 
 
 
• CASSETES: Podem existir como moléculas circulares livres 
incapazes de duplicação autônoma ou integrados em sítio de 
recombinação. Contém uma ORF e um sítio de recombinação 
(attC) - integração do cassete ao integron. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRINCIPAIS TIPOS DE MUTAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecanismos de recombinação genética bacteriana 
 
Embora as mutações sejam responsáveis pela expressão de várias novas características por uma 
célula, muitos fenótipos procarióticos são decorrentes da aquisição de novos fragmentos 
de DNA, por meio de processos de transferência horizontal de genes: Transformação – 
Conjugação – Transdução. 
• Transformação: Incorporação de DNA livre, geralmente decorrente da lise celular. Na 
natureza, o processo ocorre quando uma célula sofre lise, liberando seu DNA. Este, por ser 
de grande tamanho tende a sofrer fragmentação e outras células podem absorver alguns 
fragmentos. Para que o processo 
ocorra, é necessário que a célula 
encontre-se competente – apresentar 
sítios de superfície para a ligação do 
DNA da célula doadora - e apresentar a 
membrana em uma condição que 
permita a passagem deste DNA. 
O estabelecimento da competência 
envolve a participação de diferentes 
proteínas (ligação ao DNA, autolisinas, 
nucleases), e depende de fatores 
distintos como fase de crescimento, 
condições ambientais, temperatura e a 
concentração de cátions 
• CONJUGAÇÃO: processo de transferência de DNA de 
uma bactéria para outra, envolvendo o contato entre as 
duas células. A conjugação está associada à presença de 
plasmídeos F. Estes plasmídeos contêm genes que 
permitem a transferência do DNA plasmidial de uma 
célula para outra ou, em outras palavras, a capacidade 
conjugativa. 
 
Quando a célula porta um plasmídeo de natureza F é 
denominada F+, doadora, enquanto células desprovidas 
de tais plasmídeos são denominadas F-, receptoras. 
 
A conjugação pode ser de dois tipos: entre células F+ e 
F-, resultando em duas células F+ e entre células Hfr e F-
, resultando em uma célula Hfr e outra F-. 
 
Nos dois processos, acredita-se que o mecanismo 
provável de transferência do DNA seja pelo círculo 
rolante, onde apenas uma das fitas é transferida, sendo a 
fita complementar sintetizada pela célula receptora.