micro e imuno

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MICROBIOLOGIA E
IMUNOLOGIA
Caro(a) aluno(a),
A Universidade Candido Mendes (UCAM), tem o interesse contínuo em
proporcionar um ensino de qualidade, com estratégias de acesso aos saberes que
conduzem ao conhecimento.
Todos os projetos são fortemente comprometidos com o progresso educacional
para o desempenho do aluno-profissional permissivo à busca do crescimento
intelectual. Através do conhecimento, homens e mulheres se comunicam, têm
acesso à informação, expressam opiniões, constroem visão de mundo, produzem
cultura, é desejo desta Instituição, garantir a todos os alunos, o direito às
informações necessárias para o exercício de suas variadas funções.
Expressamos nossa satisfação em apresentar o seu novo material de estudo,
totalmente reformulado e empenhado na facilitação de um construto melhor para
os respaldos teóricos e práticos exigidos ao longo do curso.
Dispensem tempo específico para a leitura deste material, produzido com muita
dedicação pelos Doutores, Mestres e Especialistas que compõem a equipe docente
da Universidade Candido Mendes (UCAM).
Leia com atenção os conteúdos aqui abordados, pois eles nortearão o princípio de
suas ideias, que se iniciam com um intenso processo de reflexão, análise e síntese
dos saberes.
Desejamos sucesso nesta caminhada e esperamos, mais uma vez, alcançar o
equilíbrio e contribuição profícua no processo de conhecimento de todos!
Atenciosamente,
Setor Pedagógico
 
Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 3 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
UNIDADE I – INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA ............................................................5 
1. A MICROBIOLOGIA .............................................................................................................5 
2. CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS .................................................................6 
3. NOMEAÇÃO DOS MICRORGANISMOS ..........................................................................8 
4. OBSERVAÇÃO DOS MICRORGANISMOS ATRAVÉS DO MICROSCÓPIO ..............9 
5. A DIVERSIDADE DOS MICRORGANISMOS ................................................................ 11 
5.1 BACTÉRIAS ....................................................................................................................13 
5.2 MICRORGANISMOS EUCARIOTOS ...........................................................................16 
5.2.2 Protozoários ............................................................................................................18 
5.2.3 Algas .......................................................................................................................19 
 
UNIDADE II – ANATOMIA FUNCIONAL DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS E 
EUCARIÓTICAS ........................................................................................................................20 
1. ULTRA-ESTRUTURA DOS MICRORGANISMOS PROCARIÓTICOS .....................20 
1.1 ESTRUTURAS BACTERIANAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR ......................22 
1.2 ESTRUTURAS BACTERIANAS INTERNA À PAREDE CELULAR .........................27 
2. ULTRA-ESTRUTURA DOS MICRORGANISMOS EUCARIÓTICOS ........................30 
 
UNIDADE III – NUTRIÇÃO E METABOLISMO MICROBIANO .....................................34 
1. NUTRIÇÃO MICROBIANA ...............................................................................................34 
2. METABOLISMO MICROBIANO ......................................................................................36 
 
UNIDADE IV – CRESCIMENTO E CULTIVO MICROBIANO ..........................................40 
1. FATORES FÍSICOS NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO..................................40 
1.1 TEMPERATURA .............................................................................................................40 
2. MEIOS UTILIZADOS PARA O CULTIVO MICROBIANO ..........................................43 
3. CRESCIMENTO DAS CULTURAS BACTERIANAS .....................................................46 
 
 
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4. MÉTODOS PARA QUANTIFICAR DIRETAMENTE O CRESCIMENTO 
MICROBIANO ..........................................................................................................................48 
6. CULTURA CONTÍNUA .......................................................................................................50 
 
UNIDADE V – CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO ...................................50 
1. A TAXA DE MORTE MICROBIANA ................................................................................51 
2. AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO ...........................................52 
3. CONTROLE MICROBIANO POR AGENTES FÍSICOS ..............................................52 
4. CONTROLE DE MICRORGANISMOS POR AGENTES QUÍMICOS ........................55 
5. ANTIMICROBIANOS ..........................................................................................................57 
 
UNIDADE VI – GENÉTICA MICROBIANA ..........................................................................58 
1. REPLICAÇÃO DO DNA .....................................................................................................59 
2. REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA ......................................................................59 
 
UNIDADE VII – VÍRUS .............................................................................................................61 
1. CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS .........................................................................................62 
2. CICLO DE INFECÇÃO .......................................................................................................63 
3. RESPOSTA IMUNOLÓGICA .............................................................................................64 
4. PREVENÇÃO E TRATAMENTO ......................................................................................64 
5. PRIONS ..................................................................................................................................65 
6. VÍRUS DE PLANTAS E VIRÓIDES ..................................................................................65 
 
UNIDADE VIII – IMUNOLOGIA .............................................................................................66 
1. A IMUNIDADE .....................................................................................................................66 
2. SISTEMA IMUNOLÓGICO ...............................................................................................67 
3. MANIFESTAÇÕES DAS REAÇÕES IMUNOLÓGICAS ...............................................68 
4. TOLERÂNCIA E DEFICIÊNCIA IMUNOLÓGICA .......................................................70 
 
REFERÊNCIAS ...........................................................................................................................71 
 
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 UNIDADE I – INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA 
 
1. A MICROBIOLOGIA 
 
A Microbiologia é a ciência responsável pelo estudo dos microrganismos (formas de 
vida que, originalmente, só poderiam ser vistas com o auxilio do microscópio eletrotônico óptico 
e posteriormente com o microscópio eletrônico). O grupo inclui os protozoários, bactérias, 
fungos, algas microscópicas e vírus; os pertencem a classes e reinos diversos. A palavra 
Microbiologia (introduzida em 1899) que vem da junção do elemento da composição grego 
mikros que significa pequeno, e biologia (grego bios, + grego logos, estudo). Ela está relacionada 
com todos os aspectos dos microrganismos: sua estrutura,nutrição, reprodução, genética, 
classificação, identificação e atividade bioquímica. 
Os microrganismos são, portanto, o grupo de organismos mais amplamente distribuídos 
na Terra. As relações dos microrganismos com plantas, animais e outros microrganismos são 
antigas. Esses seres oferecem inúmeras evidências de sua existência, muitas vezes de forma 
desfavorável, quando deterioram objetos valorizados pelo homem e provocam doenças, ou 
benéfica, quando fermentam álcool para a fabricação de vinhos e cerveja, levedam o pão e 
produzem os derivados de leite. 
No entanto, a maioria dos microrganismos fornece contribuições cruciais para o bem-
estar dos habitantes do mundo, através da manutenção do equilíbrio entre os organismos vivos e 
os compostos químicos do nosso ambiente. Nenhum outro organismo tem a habilidade de alterar 
quimicamente as substâncias de várias maneiras como os microrganismos. 
Atualmente, os microrganismos são, também, de grande importância na indústria 
alimentícia na produção de iogurte, queijo, pão, vinagre e ácidos orgânicos para a preservação de 
alimentos, na indústria alcooleira na fabricação de bebidas e combustível, na indústria 
farmacêutica na síntese de antibióticos, hormônios e vitaminas, na indústria química na produção 
de compostos orgânicos tais como etanol, metanol e acetona. 
Os recentes avanços da biotecnologia levaram ao desenvolvimento de organismos 
transgênicos pela introdução de material genético bacteriano ou viral em plantas e animais que 
 
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passam a produzir proteínas microbianas de interesse agrícola ou médico. Outras importantes 
aplicações dos microrganismos estão no tratamento de efluentes industriais e esgotos, na 
eliminação de produtos tóxicos do ambiente e na produção de gases como metano e hidrogênio 
em biorreatores. As novas técnicas de controle biológico auxiliam a limitar a quantidade de 
defensivos agrícolas químicos utilizados na agricultura. 
Portanto a microbiologia estuda a distribuição e atividades dos microrganismos na 
natureza, sua relação com outros microrganismos e sua habilidade de causar alterações físicas e 
químicas no ambiente. Atualmente se encontra dividida em partes específicas: a bacteriologia, 
que se ocupa do estudo das bactérias; a protozoologia, que estuda os protozoários; a virologia; 
que pesquisa os vírus; a micologia, que estuda os fungos; e a ficologia, que estuda as algas. Por 
outro lado, pode ser classificada em básica, que está relacionada aos estudos fisiológicos, 
bioquímicos e moleculares e aplicada, utilizadas em processos industriais, controle de doenças, 
de pragas, produção de alimentos. 
 
2. CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 
 
A taxinomia é a ciência responsável pela classificação de organismos vivos, que tem 
como objetivo estabelecer as relações entre um grupo e outro de organismos e diferenciá-los. 
Antes da existência dos microrganismos ser conhecida, todos os organismos eram agrupados no 
reino animal ou no reino vegetal. Quando organismos microscópicos com características de 
animais ou plantas foram descobertos, no final do século XVII, um novo sistema de classificação 
se fez necessário. Em 1969, Robert H. Whittaker encontrou o sistema de cinco reinos, divididos 
principalmente pelas características morfológicas e fisiológicas: Monera, procariotos; Protista; 
eucariotos unicelulares; Fungi, eucariotos aclorofilados; Plantae, vegetais; Animalia, animais. 
No entanto, a partir dos estudos de C. Woese (1978), foi desenvolvido um sistema de 
classificação baseado principalmente em aspectos evolutivos (filogenética), a partir da 
comparação das sequências de rRNA de diferentes organismos. Com esta nova proposta de 
classificação, os organismos são agora subdivididos em três domínios como se segue: 
 - Eubacteria (bactérias com paredes celulares compeptideoglicanos) 
 - Archea (bactérias que não possuem peptidioglicanos na parede celular) 
 -Eucarya (incluem os reinos Protista, Fungi, Plantae e Animalia) 
 
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Classificação dos seres vivos de acordo com Woese (1978) 
 
Esses três domínios a princípio divergiam a partir de um ancestral comum. 
Originalmente, achava-se que as archeas era o grupo mais primitivo, enquanto que as 
eubactérias foram tidas como as mais intimamente relacionadas aos eucariotos, enquanto que os 
microrganismos eucarióticos atuaram como ancestrais dos organismos multicelulares. 
Archaea: são organismos procariotos, freqüentemente encontrados em ambientes cujas 
condições são bastante extremas (semelhantes às condições ambientais primordiais na Terra), 
sendo por isso, muitas vezes considerados como sendo “ancestrais” das bactérias. 
No entanto, hoje em dia considera-se as archaeas como um grupo “intermediário” entre 
procariotos e eucariotos. Muitos destes organismos são anaeróbios, vivendo em locais 
"inabitáveis" para os padrões humanos - fontes termais, águas com elevadíssimos teores de sal, 
em solos e águas extremamente ácidos ou alcalinos e muitas são metanogênicas. Genericamente, 
podemos dizer que as Archaeas definem os limites da tolerância biológica às condições 
ambientais. 
Bactéria: Corresponde a um enorme grupo de procariotos, anteriormente classificados 
como eubactérias, representadas pelos organismos patogênicos ao homem, e bactérias 
encontradas nas águas, solos, ambientes em geral. Dentre estas, temos as bactérias 
 
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fotossintetizantes (cianobactérias) e outras quimiossintetizantes (E. coli), enquanto outras 
utilizam apenas substratos inorgânicos para seu desenvolvimento. 
Eukarya: No âmbito microbiológico, compreende as algas, protozoários e fungos (além 
das plantas e animais). As algas caracterizam-se por apresentarem clorofila (além de outros 
pigmentos), sendo encontrados basicamente nos solos e águas. Os protozoários correspondem a 
células eucarióticas, apigmentados, geralmente móveis e sem parede celular, nutrindo-se por 
ingestão e podendo ser saprófitas ou parasitas. 
Os fungos são também células sem clorofila, apresentando parede celular, realizando 
metabolismo heterotrófico, nutrindo-se por absorção. 
 
3. NOMEAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 
 
Em um mundo habitado por milhões de organismos vivos, os biólogos devem ter 
certeza sobre os organismos que eles estão discutindo. A ciência da taxonomia inclui a 
classificação (arranjo), nomenclatura (nomes) e identificação (descrição e caracterização dos 
organismos vivos. Os organismos que compartilham certas características comuns são agrupados 
em grupos taxonômicos denominados taxa (singular táxon). O táxon básico é a espécie, que é 
uma coleção de cepas com características similares. Depois segue com: ESPÉCIE, GÊNERO, 
FAMÍLIA, ORDEM, CLASSE, DIVISÃO, REINO. 
O sistema de nomenclatura (nomeação) para os microrganismos em uso atualmente foi 
estabelecido em 1975 por Carolus Linaeus, denominado Sistema Binominal de Nomenclatura. A 
nomenclatura científica designa para cada microrganismo dois nomes em latim ambos 
sublinhados ou escritos com letras itálicas – o gênero é o primeiro nome e inicia com letra 
maiúscula e o específico que indica a espécie, escrito em letras minúsculas e usualmente é 
descritivo (Bacilus albus – Bacilos branco e Clostridium dissolvens – que dissolve). 
 A unidade taxonômica básica é a espécie, embora ocasionalmente é necessário 
subdividir uma espécie em variedades criando subespécies. Isso ocorre quando existem 
diferenças numa espécie, insuficientes para criação de umanova espécie, como por exemplo; a 
amostra de Streptococus lactis que produz um aroma de malte e que designada de Streptococcus 
lactis var. maltigenes. 
 
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Os nomes científicos podem, entre outras coisas, descrever um organismo, homenagear 
um pesquisador ou identificar os hábitos de uma espécie. No entanto para identificar espécies de 
microrganismos é necessário saber as principais propriedades de cada um agrupadas nas 
seguintes características: morfológica, nutricional, metabólica, patogênica, antigênica e genética. 
Atualmente, com o desenvolvimento da Biologia Molecular, alguns métodos laboratoriais 
fornecem resultados mais rápidos e seguros garantindo inclusive a identificação de 
microrganismos ditos não-cultiváveis. 
 
4. OBSERVAÇÃO DOS MICRORGANISMOS ATRAVÉS DO MICROSCÓPIO 
 
Os microrganismos são pequenos demais para serem vistos a olho nu, têm dimensões de 
µm (1µm = 10
-3
mm). Surge, então, fruto da curiosidade e estudos, o microscópio. O 
microscópio é um aparelho utilizado para visualizar estruturas minúsculas como as células. 
 Acredita-se que o microscópio tenha sido inventado em 1590 por Hans Janssen e 
seu fiiho Zacharias, dois Holandeses fabricantes de óculos. Tudo indica, porém, que o 
primeiro a fazer observações microscópicas de materiais biológicos foi o neerlandês Antonie 
van Leeuwenhoek (1632 - 1723). 
Os microscópicos são classificados dependendo do princípio no qual a ampliação 
é baseada: ópticos (empregam dois sistemas de lentes, ocular e objetiva, através das quais a 
imagem ampliada é obtida) e eletrônicos (empregam um feixe de elétrons para produzir a 
imagem ampliada). 
No laboratório de microbiologia, a microscopia óptica é a mais comumente utilizada. 
Em geral, o microscópico óptico amplia o objeto até certo limite (1.000 a 2.000 vezes). Esta 
limitação é devida ao poder de resolução - medida do menor objeto que pode ser visto ao 
microscópico. 
Pode-se usar um meio (p.ex. óleo de cedro) com o mesmo índice de refração do vidro 
da lâmina, para que os raios de luz deixem a lâmina sem refração, seguindo uma direção reta 
para dentro da objetiva, aumentando assim o poder de resolução (P.R.). 
 
 
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Mas o microscópio eletrônico possui grande vantagem diante do óptico, apresenta um 
poder de resolução 100 vezes maior, em virtude do comprimento de onda muito curto dos raios 
eletrônicos utilizados. É possível resolução de objetos tão pequenos quanto 10 A0 (1A0 = 10-4 
µm). Produz aumentos úteis de 200.000 a 400.000. 
 
Tipos de 
microscópios 
 Imagens dos 
microrganismos 
Aum
ento máx. útil 
 Principais usos 
Microscopia óptica 
campo brilhante 
Quando coradas assumem 
a cor do corante 
1000 - 2000 Observar várias amostras coradas e 
contar micróbios; não oferece 
resolução de amostras pequenas, 
como vírus. 
Microscopia óptica de 
campo escuro 
Geralmente não coradas 
aparecem brilhante sobre 
um fundo escuro 
1000 - 2000 Examinar microrganismos vivos que 
são invisíveis na microscopia de 
campo brilhante, que não se coram 
facilmente, usado para detectar 
Treponema pallidum no diagnóstico 
da sífilis. 
Microscopia óptica 
contraste de fase 
Vários graus de brilho 1000 - 2000 Facilitar o exame detalhado das 
estruturas internas das amostras 
vivas 
Microscopia óptica de 
fluorescência 
Brilhante e corado, 
corante fluorescente 
1000 - 2000 Para técnicas de fluorescência com 
anticorpos (imunofluorescência) 
Microscopia óptica 
ultravioleta 
Não visualizado 
diretamente, fotografado 
1000 - 2000 Fornecer imagens tridimensionais 
Microscopia eletrônica Vista em tela fluorescente 2000 - 4000 Examinar vírus e ultra estrutura das 
células microbianas 
 
 
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5. A DIVERSIDADE DOS MICRORGANISMOS 
 
Os microrganismos encontra-se em uma vasta diversidade de ambientes e desempenham 
importantes papéis na natureza e são considerados os menores seres vivos existentes. Este grupo 
caracteriza-se por ser completamente heterogêneo, tendo com única característica comum o 
pequeno tamanho dos microrganismos. Pensa-se que cerca de metade da biomassa do planeta 
seja constituída pelos microrganismos, sendo os 50% restantes distribuídos entre plantas (35%) e 
animais (15%). 
Hoje em dia entendemos que os microrganismos são encontrados em todos os 
ambientes, tanto na superfície, como no mar e subsolo. Desta forma, podemos isolar 
microrganismos de fontes termais, com temperaturas atingindo até 130°C; de regiões polares, 
com temperaturas inferiores a -10°C; de ambientes extremamente ácidos (pH=1) ou básicos 
(pH=13). Alguns sobrevivem em ambientes extremamente pobres em nutrientes, assemelhando-
se à água destilada. Há ainda aqueles encontrados no interior de rochas na Antártida. Em termos 
metabólicos, temos também os mais variados tipos, desde aqueles com vias metabólicas 
semelhantes a de eucariotos superiores, até outros que são capazes de produzir ácido sulfúrico, 
ou aqueles capazes de degradar compostos poucos usuais como cânfora, herbicidas, petróleo. 
Os microrganismos são constituídos de células e, do ponto de vista estrutural há dois 
tipos de células: as células procarióticas que possuem estruturas relativamente simples, sem 
membrana (carioteca) envolvendo o genoma ou núcleo; e as células eucarióticas que são mais 
complexas, dotadas de carioteca e contendo organelas membranosas especializadas em realizar 
funções especiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Principais características entre as Células Procarióticas e Eucarióticas 
Característica Procariótica Eucariótica 
Grupos pertencentes Bactérias, algas verde-azuis Algas, fungos, protozoários, 
animais e vegetais 
Tamanho da célula 0,2-2,0 micrômetro de 
diâmetro 
10-100 micrômetro de diâmetro 
Núcleo Sem membrana nuclear Núcleo verdadeiro, consistindo de 
membrana nuclear 
Organelas revestidas por 
membrana 
Ausentes Presentes: lisossomos, complexo de 
golgi, cloroplastos, etc 
Flagelos Consistem de dois blocos 
construtivos de proteína 
Complexo 
Glicocálice Presente como cápsula ou camada 
viscosa 
Presentes em algumas células que 
não possuem uma parede celular 
Parede celular Usualmente presente; quimicamente 
complexa 
Quando presente, quimicamente 
simples 
 Membrana plasmática Sem carboidratos e geralmente não 
tem esteróis 
Esteróis e carboidratos que servem 
como receptores estão presentes 
Citoplasma Sem citoesqueleto ou corrente 
citoplasmática 
Citoesqueleto, corrente 
citoplasmática 
Ribossomos 70S 80S 
Distribuição dos 
cromossomos (DNA) 
Cromossomo circular único; não 
possui histonas. 
Múltiplos cromossomos lineares 
com histonas 
Divisão celular Fissão binária Mitose 
Reprodução sexuada Sem meiose, somente transferência 
de fragmento de DNA 
Envolve mitose 
 
 Os microrganismos apresentam uma grande diversidade sendo divididos em cinco 
grupos: bactérias, protozoários, algas microscópicas, fungos e vírus. 
 
 
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 Microrganismos Características 
1. Protozoários Eucarióticos, unicelulares, ingerem partículas alimentares, não apresentam parede celular 
rígida, não contém clorofila,alguns se movem por meio de flagelo ou cílios, e são 
amplamente distribuídos na natureza (principalmente aquáticos) 
2. Algas Eucarióticos, considerados semelhantes às plantas, contém clorofila, podem ser uni ou 
multicelulares, apresentam parede celular rígida, crescem em muitos ambientes diferentes (a 
maioria aquáticos) 
3. Fungos Eucarióticos, com parede celular rígida, uni ou multicelulares, desprovidos de clorofila, 
absorvem nutrientes dissolvidos do ambiente (não digerem alimentos) - são os bolores e 
leveduras 
 Bolores Fungos multicelulares, produzem estruturas filamentosas (hifas, micélios...) 
 Leveduras Fungos unicelulares, apresentam formas variadas (esférica a ovoide; elipsoide a 
filamentosos) 
 4. Bactérias Procarióticos, carecem de membrana nuclear e outras estruturas intracelulares organizadas 
observadas nos eucarióticos, são divididas em dois grupos: Eubactérias e Arqueobactérias 
 Eubactérias Apresentam várias formas (esférica, bastonete e espirilo) e aparecem em formas agrupadas, 
variam de 0.5 - 5.0 µm, são unicelulares, algumas apresentam flagelos 
 Arqueobactérias Semelhantes às eubactérias pelo microscópio, porém apresentam diferenças importantes 
quanto à sua composição química, hábeis em viver em ambientes não usuais (lagos 
salinos, piscinas térmicas, fundo de pântanos) 
 5. Vírus Não são celulares como os citados acima, são muito menores (20 a 300 nm; 
1nm=1/1000µm) e mais simples em estruturas que as bactérias, contêm somente um tipo de 
ácido nucléico circundante por um envelope proteico (DNA ou RNA), podem 
multiplicar-se somente dentro das células vivas, apresentam-se sob várias formas 
 
5.1 BACTÉRIAS 
 
As bactérias são organismos de uma única célula (unicelular), relativamente simples e 
muito pequenos, cujo material genético não está envolto por uma membrana nuclear especial. 
Por esta razão, as bactérias são denominadas procariotos. As bactérias possuem dois grupos 
principais as Eubactérias e Arqueobactérias. Estes grupos possuem algumas diferenças 
fundamentais: 
-quanto à composição da parede celular: eubactérias- peptidoglicano; arqueobactérias- 
constituída de proteínas ou polissacarídeos 
-quanto à estrutura química dos fosfolipídios da membrana citoplasmática: eubactérias- 
 
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ácidos graxos de cadeia longa; arqueobactérias- contém alcoóis de cadeia longa ramificada. 
-quanto à síntese proteica: eubactérias - o aminoácido usado para iniciar a cadeia 
proteica é sempre o formilmetionina; arqueobactérias - o aminoácido é a metionina. 
 Além do mais, as arqueobactérias formam produtos finais diferentes do metabolismo, 
as eubactérias não produzem o gás metano, ou porque muitas não podem tolerar ambientes 
extremos. 
 
Diversidade do grupo Eubactérias 
 
GRUPOS 
EUBACTÉRIAS 
CARACTERÍSTICAS 
Gram-Negativas 
Espiroquetas 
Helicoidais, com flagelo, vivem na água, lodo, insetos, animais e humanos; 
várias são patôgenas ao homem. Ex. Borella, Leptospira, Spirochaeta 
Bacilos aeróbios ou 
Microaerófilos 
Helicoidais, com flagelos ou não, vivem no solo, água, animais; são 
patôgenos ao homem algumas espécies. Ex. Campylobacter 
Bacilos e Cocos 
aeróbios 
Cocos e bastonetes, vivem no solo, água; alguns patogênicos ao homem e 
animal. Ex. Neisseria Acetobacter, Brucella, Xanthomonas, Rhizobium 
Bacilos anaeróbios 
facultativo 
Vibriões e bastonetes retos vivem no solo, água, intestino do homem e de 
animais; são patôgenos alguns. Ex. Salmonella. Enterobacter, 
Erwinia,Serratia Escherichia, YersiniaProteus, Shigella, Vibrio 
Bactérias 
anaeróbias 
Cocos e bastonetes habitam no trato intestinal e provocam infecções 
teciduais. Ex. Fusobacterium 
Riquétsias 
e Clamídeos 
Cocos e bastonetes, são patôgenas ao homem e animal, precisam de 
hospedeiros vivos para se desenvolverem. Ex. Coxella, Rickttsia 
Fototróficas 
 anoxigênicas 
Bactérias púrpuras e verdes, anaeróbios, fotossintéticas, vivem em ambiente 
aquático, não patôgenos. Ex. Rhodopseudomonas, Chlorobium 
 
Fototróficas oxigênicas 
Cianobactérias, fotossintéticas, produzem O2, vivem no solo e na água, não 
patogênicos. Ex. Anabaena, Glocotricha 
Bactérias deslizantes 
Filamentos ou bastonetes, ausência de flagelos, vivem no solo e na água, não 
patogênicos. Ex. Beggiotoa 
 
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GRUPOS 
EUBACTÉRIAS 
CARACTERÍSTICAS 
Bactérias 
com bainha 
Bastonetes filamentosos ou em cadeia, envolvido e m bainha tubular, 
saprófitas aquáticas, não patogênicas. Ex. Crenothrix 
Bactéria 
gemulantes e/ou 
apendiculares 
Saprófitas aquáticas e do solo, não patogênicas. Ex. Ancalomicrobium 
Quimiolitotróficas 
Obtém energia pela oxidação da amônia, nitrito, compostos sulfurados, vivem 
no solo e água, não patogênicos. Ex. Nitrobacter, Nitrosomonas 
Gram-Positivas 
Cocos 
Aeróbios, facultativos ou anaeróbios, saprófitas ou parasitas, são patogênicos 
alguns. Ex. Sarcina, Deinococcus, Staphylococus, Streptococcus. 
Bactérias esporuladas 
Coscos ou bastonetes formam endosporos, aeróbios, facultativos ou 
anaeróbios, vivem no solo, água, insetos, animais, humanos, alguns são 
patogênicos. Ex. Bacillus, Clostridium 
 
Bacilos regulares 
Aeróbios ou facultativos, vivem no solo, água, produtos alimentícios, alguns 
podem causar doenças humanas. EX Lactobacillus, Listeria. 
 
Bacilos irregulares 
Células exibem saliência (forma de Y ou V), aeróbios facultativos ou 
anaeróbios, alguns são patogênicos. Ex. Actinomyces, Propionibacterium 
 
Micobactérias 
bastonetes aeróbios, álcool-ácido resistentes, saprófitas ou parasitas, alguns 
patogênicos ao homem. Ex. Mycobacterium 
 
Actinomicetos 
Aeróbios, formam micélio, hifas ramificadas, multiplicam-se por 
fragmentação ou por produção de esporos, alguns podem produzir 
antibióticos. Ex. Nocardia, Streptomyces 
 
Micoplasmas 
Possuem várias formas, não tem parede celular, não são inibidos pela 
penicilina, vivem na mucosa do homem e de outros animais. Ex. Mycoplasma 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Diversidade do grupo Arqueobactérias 
 
GRUPOS CARACTERÍSTICAS 
 
Metanogênicas 
Anaeróbias, cocos produzem grande quantidade de metano, habitam em brejos, 
lodo, estação de tratamento de água de esgoto. Ex. Methanosarcinna 
Methanobacterium, Methanospirillum 
 
Halofílicas 
extremas 
Crescem em 17 a 23% de sal, habitam lagos salgados (mar morto), tanques 
industriais que produzem sal, alimentos salgados com sal, contêm pigmento 
carotenóide. Ex. Bacteriorrodospsina 
 
Dependentes de enxofre 
Vivem em fonte de água quente ácidas, crescem a 50 ou 870 C, não se desenvolve em 
pH menor que 4.0 ou 5.5, aeróbias, obtém energia da oxidação do enxofre ou de 
açúcares e aminoácidos. Ex. Sulfolobus, Thermoproteus 
 
Termoplasmas 
Ausência de parede celular, temperatura ótima: 55 a 590 C, ph ótimo: 2, as células 
desintegram-se em pH 7 
 
5.2 MICRORGANISMOS EUCARIOTOS 
 
Os microrganismos eucariotos compreendem três principais grupos: fungos, algas e 
protozoários e muitos deles afetam o homem. Esses microrganismos têm um ciclo de vida 
complexo, morfologia variável e, métodos alternativos de reprodução. 
 
 Principais diferenças entre os microrganismos eucarióticos 
Características Fungos Algas Protozoários 
Tipo nutricional Quimio-heterotrófico Fotoautotrófico Quimio-heterotrófico 
Multicelularidade Todos, menos leveduras Alguns Nenhum 
Organização celular Unicelular, filamentosa Unicelular, colonialUnicelular 
Nutrição Absorção Absorção Absorção, ingestão 
Características típicas Esporos sexuais e 
assexuais 
Pigmentos Motilidade; alguns 
formam cistos 
Formação de embrião Nenhum Nenhum Nenhum 
 
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5.2.1 Fungos 
 
Os fungos são eucariotos, organismos cujas células possuem um núcleo definido, que 
contém o material genético da célula (DNA), circundado por um envelope especial chamado de 
membrana nuclear. Os organismos fungi podem ser unicelulares ou multicelulares. Os fungos 
multicelulares grandes, tais como os cogumelos podem parecer algumas vezes com plantas, mas 
não são capazes de realizar a fotossíntese, como a maioria das plantas. 
Os fungos verdadeiros possuem a parede das células composta principalmente por uma 
substância chamada de quitina. As formas unicelulares dos fungos, as leveduras, são 
microrganismos ovais, maiores que as bactérias. Os fungos mais típicos são os bolores. Os 
bolores formam uma massa visível chamada de micélio, composta de longos filamentos (hifas) 
que se ramificam e se expandem. O crescimento semelhante a algodão, algumas vezes 
encontrado sobre o pão e as frutas, são micélios dos fungos. Os fungos podem reproduzir-se 
sexual ou assexuadamente. Eles obtêm seus alimentos absorvendo soluções de matéria orgânica 
de seu ambiente que pode ser o solo, a água do mar, a água doce ou um animal ou uma planta 
hospedeira. 
A classificação dos fungos baseia-se primariamente em: características dos corpos de 
frutificação, dos esporos sexuais, a natureza de seus ciclos de vida, características morfológicas 
de seus micélios vegetativos ou de suas células. Então os fungos são divididos em três grupos: 
- Fungos Limosos: apresentam tanto características de fungos como de protozoários, 
mais não são considerados fungos típicos nem protozoários típicos. Assemelham-se aos 
protozoários por não possuírem parede, apresentar movimentos ameboides e por nutrir-se 
por ingestão de partículas. Assemelham-se aos fungos por formar corpos de frutificação e 
esporângios divididos em duas classes principais: Acrasiomycetes e Myxomycetes. 
- Fungos Inferiores Flagelados: representam a maioria dos fungos, com exceção dos 
limosos, possuem células flageladas. Alimentam-se pela absorção de nutrientes e a grande 
maioria é filamentosa. Dividem-se em quatro principais classes: Chytridiomycetes, 
Hyphochytridiomycetes, Plasmodrophoromycetes e Oomycetes. 
- Fungos Terrestres: são os mais comuns, as orelhas de pau, leveduras, cogumelos, 
bolores e fungos em forma de taça. A nutrição é através da absorção, menos as leveduras, 
 
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que são geralmente unicelulares, produz micélio desenvolvido constituído de hifas septadas 
ou não. Não possuem células móveis e a reprodução assexuada ocorre através de brotamento, 
fragmentação e produção de esporangiósporos ou conídias. A reprodução sexuada culmina na 
produção de zigospóros, ascósporos e basidiósporos. Dividem-se em quatro classes principais: 
Zygomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes e Deuteromycetes. 
Em geral aqueles fungos que possuem todos os estágios sexuais conhecidos são 
chamados de Fungos Perfeitos, já os que não possuem todos os estágios sexuais conhecidos são 
chamados Fungos Imperfeitos ou Deuteromicetos. 
 
5.2.2 Protozoários 
 
Os protozoários são micróbios unicelulares eucariontes que pertencem ao Reino 
Protistas. São microrganismos com características semelhantes a animais, incluindo locomoção, 
ingestão de alimentos, e ausência de parede celular rígida. Podem estar em água marinha 
ou doce, no solo, ou podem ser simbióticos. Alguns protozoários realizam fotossíntese. Os 
protozoários são classificados de acordo com a forma de locomoção: 
- Flagelados: reprodução assexuada por fissão binária, reprodução sexuada conhecida 
em alguns grupos, autotróficos o u heterotróficos, formas amebóides com ou sem flagelos, 
parasitas e simbióticos, ex.Trichomonas, Leishmania, Trypanosomas, Giardia. 
- Amoeba: a grande parte é de vida livre, movimento amebóide, alimentação por 
pseudópodes, reprodução assexuada por fissão binária, reprodução sexuada, quando presente, 
por gametas flagelados, ex. Amoeba. 
 - Ciliados: possuem cílios para locomoção, têm dois tipos de núcleos, o macronúcleo 
(regula o metabolismo), e micronúcleo (regula a reprodução). A reprodução assexuada ocorre 
por fissão binária, e a reprodução sexuada nunca envolve a formação de gametas livres, são 
amplamente dispersos em solos e águas. Uma terça parte das espécies é parasita, e o restante 
possui vida livre, ex. Paramecium, Didimium. 
 
 
 
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5.2.3 Algas 
 
As algas são eucariotos fotossintéticos com uma enorme variedade de formas e com os 
dois tipos de reprodução, sexual e assexuada. As algas de interesse para os microbiologistas são 
membros do Reino dos Protistas e são normalmente unicelulares. As algas são fotoautotróficas, 
ao crescerem fotossinteticamente produzem oxigênio e usam CO2 como única fonte de carbono. 
São encontradas em ambientes de água doce ou salgada. 
São geralmente classificadas conforme as seguintes características: natureza e 
propriedade de pigmentos (clorofila a, b, c e carotenóides); produtos de reserva e 
armazenamento; tipo, número de inserção e morfologia de flagelos; composição química e 
características físicas da parede celular e características das células e flagelos. Dividem-se em 
seis grupos principais: algas verdes, algas marrons, algas vermelhas, algas diatomáceas, algas 
dinoflageladas, algas euglenóides. 
Apresentam grande importância econômica, pois são imprescindíveis para a 
fertilização do solo, além disso, sintetizam vitaminas, como o caroteno precursor da 
vitamina A. Os peixes são fontes direta de vitamina D para o homem devido eles se alimentarem 
de algas que são produtoras dessa vitamina. Em se tratando de doenças, poucas são 
patogênicas, e algumas liberam toxinas que são letais aos peixes. 
Os liquens são organismos compostos, formados pela associação de fungos e algas, 
desenvolvem-se em cascas de árvores, rochas, em baixas temperaturas ou em ambientes 
polares. Uma única espécie de fungo é associada a uma única espécie de alga. A reprodução 
ocorre por processos vegetativos. O fungo fornece água e sais minerais às algas e esta fornece 
carboidratos e vitaminas ao fungo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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UNIDADE II – ANATOMIA FUNCIONAL DAS CÉLULAS 
PROCARIÓTICAS E EUCARIÓTICAS 
 
1. ULTRA-ESTRUTURA DOS MICRORGANISMOS PROCARIÓTICOS 
 
Os organismos procarióticos representados pelas bactérias são seres unicelulares e 
apresentam uma forma simples (esférica, cilíndricas ou espiraladas). As bactérias são 
extremamente variáveis quanto ao tamanho e formas que apresentam. A maioria das bactérias 
varia de 0,2 a 2,0 µm de diâmetro e de 2 a 8 µm de comprimento. Mas recentemente acreditava-
se que as menores bactérias apresentavam cerca de 0,3 µm (ex: Mycoplasma), entretanto, já 
existem relatos de células menores, denominadas “nanobactérias” ou “ultramicrobactérias”, com 
tamanhos variando de 0,2 a 0,05 µm de diâmetro, sendo algumas inclusive já cultivadas em 
laboratório. 
A estrutura de uma célula bacteriana procariótica típica 
 
Em relação às formas, as bactérias apresentam vários tipos morfológicos distintos. Elas 
podem ser agrupadas em três tipos morfológicosgerais: cocos, bacilos e espiralados. 
Os cocos normalmente são redondos, mas podem ser ovais, alongados, ou achatados em 
uma das extremidades. Quando os cocos se dividem para se reproduzir, as células podem 
permanecer unidas umas às outras. Os cocos que permanecem em pares após a divisão são 
denominados diplococos; aqueles que se dividem e permanecem ligados em forma de cadeia são 
denominados estreptococos. As sarcinas se apresentam em cubos contendo 8 células e os 
estafilococos se dividem em múltiplos planos e formam cachos. 
 
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Os bacilos têm forma de bastonetes, podendo apresentar extremidades retas 
(Bacillus anthracis), arredondadas (Salmonella, E. coli), ou ainda afiladas (Fusobacterium). 
Eles se dividem ao longo de seu eixo; assim, existem menos agrupamentos de bacilos do 
que de cocos. A maioria dos bacilos se apresenta isolados. Os diplobacilos aparecem em 
pares após a divisão e os estreptobacilos ocorrem em cadeias. Há ainda um arranjo, 
denominado “em paliçada”, também denominado letras chinesas, que é típico do gênero 
Corynebacterium. Tal tipo de arranjo ocorre porque a parede celular desses organismos é 
dupla e no momento da divisão celular ocorre a ruptura de apenas uma das camadas, 
deixando as células unidas pela camada de parede que não se rompeu. Os bacilos podem ainda 
apresentar-se como pequenas vírgulas (Vibrio cholerae) ou em forma de meia lua (Selenomonas). 
Bactérias espiraladas podem ter uma ou mais espirais. Quando têm o corpo rígido e são 
como vírgulas, são chamadas de vibriões, e espiraladas, quando têm a forma de saca-rolhas. Há 
ainda um grupo de organismos espiralados, mas de corpo flexível, os epiroquetas. Geralmente 
os espiralados são microrganismos bastante afilados, de difícil observação por microscopia de 
campo claro, sendo muitas vezes analisados por meio da microscopia de campo escuro, ou de 
técnicas de coloração empregando a impregnação por sais de prata. 
Além das três formas básicas, existem células estreladas (gênero Stella); células 
quadradas e planas (arquibactérias halofílicas) do gênero Haloarcula e células triangulares. Há 
ainda formas intermediárias como os coco-bacilos; formas pleomórficas (quando o 
microrganismo não tem uma morfologia padrão), tal como Mycoplasma; ou ainda formas de 
involução, originadas quando o meio encontra- se desfavorável ao desenvolvimento. Nesses 
casos, como o organismo deixa de realizar os processos metabólicos (nutrição e divisão 
celular) adequadamente, este sofre alterações morfológicas. Existem também bactérias que 
apresentanm apêndices, tais como extensões celulares na forma de longos tubos ou hastes 
(prostecas) (Rhodomicrobium vannielii). 
 A forma das bactérias é uma característica genética e geralmente as bactérias são 
monomórficas, isto é, mantêm uma única forma. Entretanto, algumas condições ambientais 
podem modificar sua forma, a qual, quando alterada, dificulta sua identificação. 
 
 
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1.1 ESTRUTURAS BACTERIANAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR 
 
A célula bacteriana apresenta várias estruturas, alguma das quais estão presente apenas 
em determinadas espécies, enquanto outras são essenciais e, portanto, encontradas em todas. 
Entre as estruturas externas à parede celular procariótica, estão o glicocálice, os flagelos, as 
fímbrias e pli. 
 
Glicocálice 
 Glicocálice é o termo geral usado para as substâncias que circundam as células. É um 
polímero viscoso e gelatinoso que está situado externamente à parede celular e é composto de 
polissacarídeo, polipeptídeo ou ambos. Sua composição química varia amplamente com as 
espécies. As bactérias que apresentam esta estrutura possuem vantagem, devido as suas funções 
como: facilita a ligação a célula do hospedeiro, dificulta a fagocitose, e proteção aumentando a 
resistência ao dessecamento e contra a infecção por bacteriófagos. 
 
 
Micrografia óptica, empregando a técnica de coloração negativa, revelando células capsuladas 
(Adaptado de Tortota et al. Microbiologia, 1998) 
 
Flagelos 
O flagelo bacteriano confere movimento à célula e é formado de uma estrutura basal, 
um gancho e um longo filamento externo à membrana. O filamento é composto de um único tipo 
de proteína chamado flagelina. Os flagelos só podem ser vistos por meio de coloração 
específicas, microscopia eletrônica ou de campo escuro. 
As bactérias são classificadas de acordo com o número e distribuição dos flagelos: sem 
 
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flagelos (atríquias), um único flagelo (monotríquias), um flagelo em cada extremidade 
(anfitríquias), flagelos ao longo de todo o corpo bacteriano (peritríquias). Alguns 
microrganismos apresentam flagelos que são denominados periplásmicos ou periplasmáticos, são 
encontrados apenas nos espiroquetas. Estes flagelos encontram-se no periplasma. 
 
Bactéria peritríquia- (Adaptado de Tortora et al. 1998- Microbiologia) 
 
O flagelo pode ser subdividido, estruturalmente, em três regiões: filamento, corpo basal 
e gancho. Os flagelos apresentam filamentos com estruturas helicoidais. Este compreende a um 
cilindro oco e longo, formados por unidades repetitivas de uma proteína denominada de 
flagelina, que varia de 30 a 60 kDa, de acordo com cada microrganismo. A região do gancho é 
mais espessa que o filamento, formados por diferentes subunidades protéicas. A região mais 
complexa do flagelo é o corpo basal, com 2 anéis ligados a um bastão central em bactérias Gram 
positivas e nas gram negativas observa-se 4 anéis. 
 
Esquema das estrutura dos flagelo bacterianos bacterianos, em células gram negativa (à esquerda) e gram positiva (à direita) 
(Adaptado de Prescott et al., Microbiology, 2000) 
 
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Fímbrias e Pili 
Muitas bactérias gram-negativas contêm apêndices semelhantes a pêlos que são mais 
curtos, mais retos e mais finos que os flagelos, e são usados para fixação em vez de para 
mobilidade. Estas estruturas, que consistem de uma proteína denominada pilina distribuída de 
modo helicoidal em torno de um eixo central, são divididas em dois tipos, fímbrias e pili, 
possuindo funções muito diferentes. Na extremidade e algumas vezes na estrutura, as fímbrias 
apresentam proteínas diferentes, as adesinas, as quais ajudam na adesão específica da célula 
bacteriana a diferentes substratos. 
 
Micrografia eletrônica de varredura de bacilos apresentando fímbrias 
(Adaptado de An Electronic Companion to Microbiology) 
 
 
Algumas bactérias podem apresentar um outro apêndice, chamado de fímbria sexual ou 
pilus F, são encontrados em menor número nas células, apresenta uma estrutura longa e menos 
rígida que as fímbrias tradicionais e são usadas no reconhecimento de outras bactérias, no 
processo de transferência de genes denominado conjugações. Diferentes tipos de fímbrias, 
atualmente, são descritos, vários estão associados a virulência ou à adesão. As bactérias Gram-
positivo apresentar fímbrias na sua superfície, que podem estar envolvidas nos processos de 
adesão a substratos. 
 
Micrografia revelando longa fímbria sexual (pili F) 
(Adaptado de Tortora et al., Microbiologia, 1998) 
 
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Parede Celular 
Aparede celular de uma célula bacteriana é uma estrutura complexa, semirrígida, 
responsável pela forma da célula. Estrutura presente na maioria das bactérias conhecidas, exceto 
em micoplasmas e algumas Archaea, que não a possuem. Corresponde a uma das estruturas mais 
importantes nas células bacterianas, estando localizada na porção mais externa, acima da 
membrana citoplasmática. Como o ambiente intracelular é bastante concentrado em relação ao 
meio externo, (variando de 2 a até 10 atm), a parede atua como uma barreira física rígida, que 
mantém a forma celular, impedindo que a célula estoure em decorrência do grande turgor. Além 
disso, a parede celular atua como uma barreira de proteção contra determinados agentes físicos e 
químicos externos, tais como o choque osmótico. A parede pode ainda desempenhar importante 
papel em microrganismos patogênicos, em decorrência de presença de componentes que 
favorecem sua patogenicidade, tais como antígenos ou moléculas envolvidas no reconhecimento 
celular. 
Em 1884, Christian Gram desenvolveu um método de coloração de bactérias que 
permitia sua separação em dois grupos distintos, as Gram-positivo (que se coravam em roxo) e 
as Gram-negativo (que coravam-se em vermelho). A partir do advento da microscopia eletrônica 
e do aperfeiçoamento das técnicas de análise bioquímica dos diferentes componentes celulares, 
foi verificado que esta diferença entre as bactérias Gram-positivo e Gram-negativo era, 
provavelmente, devida às diferenças de composição e estrutura das paredes celulares. 
 Assim, quando observadas sob microscopia eletrônica de transmissão, as bactérias 
Gram-positivo apresentam uma parede celular espessa (de 20 a 80 nm), de aspecto homogêneo, 
enquanto as células Gram-negativo exibem uma parede mais delgada (de 9 a 20 nm) e de aspecto 
bastante complexo, aparentemente apresentando mais de uma camada. A microscopia eletrônica 
de varredura revelou outras diferenças entre estes dois grupos de organismos. As Gram-positivo 
exibiam a superfície mais lisa e homogênea, enquanto as Gram-negativo apresentavam-se com 
maior complexidade superficial 
A parede celular é composta de peptideoglicano (mureína ou mucopeptídeo), um 
composto exclusivamente encontrado no domínio Bacteria, sendo o responsável pela rigidez da 
parede celular. O peptideoglicano corresponde a um enorme polímero complexo que, em 
bactérias Gram-positivo pode formar até 20 camadas, enquanto em células Gram-negativo está 
presente, formando apenas uma ou duas camadas. 
 
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O peptideoglicano confere rigidez à parede, embora exiba certo grau de elasticidade e 
também porosidade. Nas bactérias Gram-positivo, cerca de 90% da parede celular é composta 
pelo peptídeoglicano. O restante da parede é composto essencialmente por ácido teicoico. Nas 
bactérias Gram-negativo, apenas cerca de 10% da parede corresponde ao peptideoglicano, 
existindo geralmente como uma camada única ou dupla. Esta é uma razão pela qual as bactérias 
gram-positivas são mais sensíveis à penicilina do que as bactérias gram-negativas. 
 
Esquema ilustrando o espesso peptideoglicano de bactérias Gram-positivo 
 
 O componente adicional da parede celular de Gram-negativo é a membrana externa. 
Esta corresponde a uma segunda bicamada lipídica (semelhante à membrana plasmática), 
localizada acima do peptideoglicano, contendo fosfolipídeos, lipoproteínas, proteínas e 
também lipopolissacarídeos. Quando comparada à membrana citoplasmática, a membrana 
externa exibe maior permeabilidade a pequenas moléculas, tais como glicose ou outros 
monossacarídeos. Acredita-se que esta camada pode conferir maior rigidez à parede celular 
da bactéria Gram-negativo. A face exterior da membrana externa é rica em lipopolissacarídeos 
(LPS), inexistente na membrana citoplasmática. Estes componentes são também denominados 
de endotoxina, uma vez que provocam 
febre, choque e eventualmente morte, 
quando injetados em animais. O LPS é 
uma molécula complexa, composta 
por três regiões distintas: lipídeo A, 
polissacarídeo central e cadeia 
polissacarídica lateral O, ou Antígeno O. 
 
Esquema da parede celular de organismos Gram-
negativo (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of 
Microorganisms, 2003) 
 
 
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1.2 ESTRUTURAS BACTERIANAS INTERNA À PAREDE CELULAR 
 
A célula procariótica apresenta internamente à parede celular algumas estruturas como: 
membrana plasmática, citoplasma, mesossomos e área nuclear. 
 
Membrana Plasmática 
A membrana plasmática dos procariotos é uma fina estrutura situada no interior da 
parede celular, revestindo o citoplasma da célula. Composta por uma bicamada fosfolipídica 
(podendo apresentar sete tipos de fosfolipídios diferentes), entremeada de proteínas (cerca de 
200 tipos distintos), atuando como importante barreira osmótica, altamente seletiva. A 
membrana citoplasmática dos microrganismos pode ser responsável pela intensa atividade 
enzimática específica, e do transporte de moléculas para dentro e para fora da célula. Atua na 
síntese de parede celular. 
Normalmente, as membranas de organismos procariotos apresentam maiores 
concentrações de proteínas que as membranas eucarióticas, tendo em vista a ausência de 
organelas citoplasmáticas nas bactérias. A bicamada fosfolipídica é composta por glicerol 
ligado a duas cadeias de ácidos graxos, através de ligações do tipo éster, com proteínas 
entremeadas. Tanto as proteínas como os fosfolipídios podem mover-se lateralmente ao longo 
da membrana o suficiente para realizar suas funções, sem destruir a estrutura da membrana. 
Este arranjo dinâmico de fosfolípideos e proteína é denominado modelo mosaico fluído. 
Esta é estabilizada principalmente por interações hidrofóbicas e por pontes de 
hidrogênio. Via de regra, os fosfolipídios bacterianos contêm ácidos graxos com cadeias não 
ramificadas de 16 a 18 átomos de carbono. Esta composição pode ser variável, de acordo com 
as condições ambientais. Assim, quando cultivadas em temperaturas baixas, há um aumento da 
proporção de ácidos graxos insaturados, aumentando consequentemente a fluidez da membrana. 
Por outro lado, aumentando o grau de saturação, as cadeias tornam-se mais rígidas, pois as 
moléculas têm maior capacidade de associação. 
 
 
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Esquema da membrana citoplasmática bacteriana 
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) 
 
 
Mesossomos 
Correspondem a extensas invaginações da membrana citoplasmática, em forma de 
vesículas, lamelas ou túbulos. Geralmente são encontrados com maior abundância em Gram-
positivo, mas também presentes em Gram-negativo. Até hoje, sua existência e funções são 
ainda debatidas pelos pesquisadores. Diversas funções têm sido atribuídas aos mesossomos, tais 
como a participação na segregação dos cromossomos durante a divisão, papel respiratório, 
papel na esporulação, ou até mesmo como sendo um mero artefato decorrente dos 
procedimentos utilizados para a preparação microscópica dos espécimes. A partir do achado de 
extensos mesossomos em bactérias de grandes dimensões, acredita-se que sua principal função 
seja de aumentar a superfície da membrana, aumentando assim o conteúdo enzimático das 
células. 
 
Citoplasma 
Para uma célula procariótica, o termo citoplasma refere-se a uma substância da célula 
dentro da membrana plasmática. Cerca de 80% do citoplasma é composto de água, contendo 
primariamenteproteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e compostos de peso 
molecular muito baixo. Os íons inorgânicos estão presentes em concentrações muito maiores no 
citoplasma que na maioria dos meios. O citoplasma é espesso, aquoso, semitransparente e 
elástico. As principais estruturas do citoplasma são o DNA, as partículas denominadas 
ribossomos e os depósitos de reserva denominadas inclusões. 
 
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 Os ribossomos s ã o partículas densas, onde ocorre a síntese proteica. Encontradas 
em todas as células procarióticas e eucarióticas. São compostos de duas subunidades, cada 
qual consistindo de proteína e de um tipo de RNA denominado RNA ribossômico (rRNA), de 
tamanhos diferentes (50S e 30S), que juntas formam o ribossomo bacteriano 70S; (S= unidade 
de quão rápido a partícula sedimenta quando centrifugada em alta velocidade. 
 Dentro do citoplasma das células procarióticas há vários tipos de depósitos de reserva, 
conhecidos como inclusões. São diferentes tipos de substâncias químicas que se acumulam 
formando depósitos insolúveis. Algumas inclusões são comuns a uma ampla variedade de 
bactérias, enquanto outras são limitadas a um número pequeno de espécies, e assim, servem 
como base para a identificação. 
A área nuclear, ou nucleoide, de uma célula bacteriana contém uma única molécula 
circular longa de DNA de dupla fita, o cromossomo bacteriano. Não apresenta núcleo 
delimitado por membrana, e ocupa uma porção próxima do centro da célula - parece estar 
ligado ao sistema "membrana citoplasmática-mesossomo". O cromossomo é a estrutura interna 
das células que fisicamente carrega a informação hereditária de uma geração para outra. 
 
Endósporos 
Os endósporos são formas latentes de microrganismos bacterianos. Quando os 
nutrientes essenciais são depletados, certas bactérias Gram-positivas como as dos gêneros 
Clostridium e Bacillus formam células especializadas de repouso, os endósporo. Possuem parede 
celular espessa, brilham muito com a luz do microscópico, e são altamente resistentes às 
mudanças ambientais. O esporo contém o ácido dipicolínico (DPA) não encontrados em 
células vegetativas, responsável por 5 a 10% do peso seco do endósporo, ocorre em 
combinação com grande quantidade de cálcio, e provavelmente contribui na resistência ao 
calor. Durante a esporulação ocorre um processo de desidratação, eliminando a maior parte de 
água do esporo, o que possivelmente também vem contribuir para a resistência ao calor. 
 
 
 
 
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2. ULTRA-ESTRUTURA DOS MICRORGANISMOS EUCARIÓTICOS 
 
 A célula eucariótica é tipicamente maior e estruturalmente mais complexa que a célula 
procariótica. Os microrganismos eucarióticos incluem as algas, protozoários e fungos. 
 
Flagelos e Cílios 
Muitos tipos de células eucarióticas possuem projeções que são usadas para a 
locomoção celular ou para mover substâncias ao longo da superfície da célula. Estas projeções 
contêm citoplasma e são revestidas por membrana plasmática. Se as projeções são poucas e 
longas em relação ao tamanho da célula, são denominadas flagelos. Se as projeções são 
numerosas e curtas, lembrando pêlos, são denominadas cílios. As algas euglenóides usam um 
flagelo para a locomoção, enquanto os protozoários como o Tetrahymena usam os cílios para a 
locomoção. 
 
Parede celular e glicocálice 
 A maioria das células eucarióticas possui paredes celulares, embora elas geralmente sejam 
muito mais simples que as células procarióticas. Muitas algas possuem paredes celulares 
consistindo do polissacarídeo celulose. As paredes celulares de alguns fungos também contêm 
celulose, mas, na maioria dos fungos, o principal componente estrutural da parede celular é o 
polissacarídeo quitina. Em eucariotos que não possuem parede celular, a membrana plasmática 
pode ser o revestimento externo; contudo, as células que têm contato direto com o ambiente 
podem ter revestimento fora da membrana plasmática. Os protozoários não possuem uma parede 
celular típica; ao invés disto, eles têm um revestimento externo flexível denominada película 
 O glicocálice recobre a membrana plasmática, é uma camada de material contendo 
quantidades substancias de carboidratos adesivos. Alguns destes carboidratos são ligados 
covalentemente a proteína e lipídeos na membrana plasmática, formando glicoproteínas e 
glicolipídeos que ancoram o glicocálice à célula. O glicocálice reforça a superfície celular, 
auxilia a unir as células e pode contribuir para o reconhecimento entre as células. 
 
 
 
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Membrana Plasmática 
A membrana plasmática das células eucarióticas e procarióticas é muito similar na 
função e na estrutura básica. Existem, contudo, diferenças nos tipos de proteínas encontradas nas 
membranas. A membrana eucariótica também contém carboidratos, que servem como sítios 
receptores que assumem um papel em funções como reconhecimento entre células. Também 
contêm esteróis, principalmente colesterol, os quais entrelaçam-se na bicamada lipídica e 
conferem resistência à membrana citoplasmática dos eucariotos que não apresentam parede 
celular e; é reforçada por fibras de microtúbulos formados pelas proteínas actina e miosina. 
Em geral não possuem enzimas envolvidas no metabolismo gerador de energia. 
 
Citoplasma 
 O citoplasma das células eucarióticas inclui as substâncias no interior da membrana 
plasmática e externas ao núcleo. O citoplasma é a substância em que vários componentes 
celulares são encontrados. Possui uma estrutura interna complexa, consistindo de bastões 
extremamente pequenos denominados microfilamentos e filamentos intermediários, e cilindros 
denominados microtúbulos. Juntos, eles formam o citoesqueleto. O citoesqueleto fornece suporte 
e auxilia no transporte das substâncias através da célula. 
 
 Organelas 
As organelas são estruturas especializadas características das células eucarióticas. Elas 
incluem o retículo endoplasmático, o complexo de golgi, os lisossomos, as mitocôndrias, os 
cloroplastos. 
Dentro do citoplasma das células eucarióticas, existe uma extensa rede de sacos 
membranosos achatados, ou cisternas, denominados retículo endoplasmático ou RE. O retículo 
endoplasmático se encontra conectado às membranas nuclear e citoplasmática, podem ter 
ribossomos ligados (rugosos) ou sem ribossomos ligados (lisos). Neste local as proteínas 
produzidas pelos ribossomos presentes nesta organela, são liberadas no citoplasma. Estão 
envolvidos na síntese de glicogênio, lipídeos e esteroides. Dois tipos de RE são encontrados na 
maioria das células eucarióticas. O primeiro tem numerosos ribossomos ligados a ele; assim, 
parece rugoso através do microscópio; este é denominado RE rugoso. O segundo tipo de RE não 
 
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tem ribossomos aderidos a ele; portanto, é denominado RE liso. Ele possui diversas funções 
metabólicas, incluindo a síntese de lipídeos. 
 O centro de empacotamento ou distribuição da célula é conhecido como complexo de 
Golgi. Ele é responsável pelo "transporte seguro" dos compostos sintetizados, para o 
exterior da célula, e também pela proteção da célula ao ataque de suas próprias enzimas. 
No complexo de Golgi enzimas que foram sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso 
(proteases, nucleases, glicosidases,sulfatases, lipases, e fosfatases) são empacotadas dentro de 
organelas chamadas lisossomos. As proteínas sintetizadas no R.E. rugoso, são levadas para o 
complexo de Golgi, onde os açucares são adicionados a estas para produzir as glicoproteínas. 
Os lisossomos são formados a partir dos complexos de golgi, e assim, parecem esferas 
revestidas por uma membrana. Eles têm somente uma única membrana, e não possuem estrutura 
interna. Porém, eles contêm poderosas enzimas digestivas, capazes de degradar muitos tipos de 
moléculas. 
 A mitocôndria é a organela responsável pela produção d o ATP q u e é gerado durante a 
respiração aeróbia. A membrana interna desta organela é altamente invaginada (cristas) - as 
quais aumentam a área da superfície disponível para a atividade respiratória. Estas 
estruturas assemelham-se ás células procarióticas em vários aspectos como: medida em torno 
de 0.5 a 1.0 µm de diâmetro; contêm seus próprios ribossomos, que também são 70S, em 
vez de 80S como os presentes no citoplasma eucariótico; contém seu próprio DNA, o qual é 
uma molécula única, em fita dupla como nos procariotos - este DNA carrega informações 
genéticas para a síntese de um número limitado de proteínas que são produzidas nos 
ribossomos mitocondriais. São capazes de se dividir para formar uma nova mitocôndria, 
praticamente da mesma forma que as células procarióticas se dividem, independentemente do 
núcleo celular, entretanto são incapazes de se dividirem se forem removidos do citoplasma. 
 Os cloroplastos são estruturas parecidas às mitocôndrias, presentes nas plantas e nas 
algas, também são organelas geradoras de energia. O cloroplasto é o sitio das reações 
fotossintéticas e apresenta um DNA circular (como nos procariotos) o qual codifica proteínas 
no ribossomo destas organelas (70S) e enzimas necessárias para a utilização de CO2 no ar. 
Possui a membrana interna dobrada no estroma (citoplasma dos cloroplastos) para formar pilhas 
de sacos em forma de disco ou fita chamadas tilacoides - contêm pigmentos clorofila e 
 
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carotenoides. São capazes de se dividir por fissão binária no citoplasma como as mitocôndrias. 
Organela eucariótica mais característica é o núcleo. O núcleo usualmente é esférico ou 
oval, sendo frequentemente a maior estrutura na célula, e contém quase toda informação 
hereditária (DNA) da célula. O núcleo é circundado por uma membrana dupla denominada 
envelope nuclear. 
 
Formas Latentes dos Microrganismos Eucariotos - Esporos e Cistos 
Os fungos produzem esporos sexuais e assexuais. Algumas características destas formas 
latentes de vida são: os esporos sexuados são resultado de duas células reprodutivas (gametas) 
em uma célula fertilizada. São produzidos menos frequentemente e em menor número que 
os esporos assexuados os esporos assexuados são produzidos por hifas aéreas, e tem a função 
de disseminar a espécie. São especialmente estruturados para serem dispersos do talo-mãe. 
São normalmente brancos quando recém produzidos, e depois adquirem cores características 
coma a idade os esporos dos fungos terrestres podem ser recobertos por camadas espessas para 
evitar ressecamento. Podem ser leves para serem carregados em correntes de ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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UNIDADE III – NUTRIÇÃO E METABOLISMO MICROBIANO 
 
1. NUTRIÇÃO MICROBIANA 
 
Os microrganismos exibem os mais diversos mecanismos nutricionais. Em relação aos 
procariotos (Bacteria e Archaea), a nutrição ocorre predominantemente pela absorção, uma vez 
que a grande maioria destes organismos possui uma espessa parede celular, impossibilitando a 
realização de fagocitose. 
Os seres vivos podem ser classificados de acordo com as fontes de energia e de 
carbono que utilizam para seu crescimento. Assim, em relação às fontes de energia, tempos 
os organismos fototróficos (que utilizam a energia luminosa) e os quimiotróficos (que 
utilizam a energia proveniente de reações químicas). Em relação às fontes de carbono, 
temos os organismos autotróficos (fontes inorgânicas) e os heterotróficos (fontes orgânicas). 
Dentre os procariotos, iremos encontrar exemplos em todas as possíveis classes de organismos. 
 
 Classificação Nutricional dos Microrganismos 
Grupo Nutricional Fonte de Carbono Fonte de Energia Exemplos 
Quimioautotróficos 
CO2 
compostos 
 inorgânicos 
bactérias nitrificantes do 
Fe, H e S 
Quimioheterotróficos compostos 
orgânicos 
compostos 
orgânicos 
muitas bactérias, fungos, 
protozoários e animais 
 
Fotoautotróficos 
 
CO2 
 
luz 
bactérias sulfurosas verde e 
púrpura, algas, plantas e cianofíceas 
 
Fotoheterotróficos 
compostos 
orgânicos 
 
luz 
bactérias púrpuras e verdes não 
enxofradas 
 
Os nutrientes são definidos como as substâncias encontradas no ambiente, que 
participam do anabolismo e catabolismo celular, podendo ser divididos em dois grandes 
grupos: macronutrientes e micronutrientes. Ambos os tipos são imprescindíveis, mas os 
primeiros são requeridos em grandes quantidades por serem os principais constituintes dos 
compostos orgânicos celulares e/ ou serem utilizados como combustível. São formados por 
 
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carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e enxofre e totalizavam cerca de 90% da composição 
celular. Os demais 10% são constituídos pelos micronutrientes. 
 
Macronutrientes 
 Carbono – junto com a água, é um dos elementos mais importantes para o crescimento 
microbiano. O carbono é essencial para a síntese de todos os compostos orgânicos necessários para 
a viabilidade celular sendo considerado o elemento estrutural básico para os seres vivos. Entre os 
procariotos melhor estudados até o momento, a maioria requer algum tipo de composto 
orgânico como fonte de carbono, o qual pode ser de diferentes variedades (aminoácidos, ácidos 
orgânicos, açúcares, bases nitrogenadas etc.). 
Nitrogênio - corresponde ao segundo elemento mais abundante nas células, compondo 
proteínas, ácidos nucléicos e peptideoglicano. Podemos encontrar o nitrogênio sob a forma de 
compostos orgânicos ou inorgânicos, sendo ambas as formas prontamente utilizadas por um 
grande número de procariotos. Assim, a partir da degradação de proteínas e ácidos 
nucléicos, bem como a partir de amônia e nitrato, os organismos utilizam o nitrogênio 
presente na natureza. Embora o nitrogênio esteja em grandes concentrações na atmosfera, este 
não é amplamente utilizado, exceto por aqueles organismos denominados fixadores de N2. 
 Oxigênio – é requerido na forma molecular como aceptor final da cadeia de transporte de 
elétrons aeróbia. Também é elemento importante de várias moléculas orgânicas e inorgânicas. É, 
portanto assimilado, tanto na forma de molécula como na forma combinada. 
Hidrogênio – como componente muito frequente da matéria orgânica e inorgânica, 
também constitui um elemento comum de todo material celular. Elemento presente em proteínas, 
açúcares e demais moléculas orgânicas. 
Fósforo - encontrado em compostos orgânicos (ácidos nucléicos) ou inorgânicos 
(fosfatos), sendo importante na composição de ácidos nucléicos e fosfolipídeos. Em sua 
maioria, os microrganismos utilizam o fósforo sob a forma de compostos inorgânicos. 
Enxofre - compondo a cisteína e metionina, estando presente também em várias 
vitaminas (tiamina, biotina). Na natureza, o enxofre sofre uma série de transformações, as 
quais são exclusivamente realizadas por microrganismos.A principal fonte de enxofre para os 
microrganismos corresponde aos sulfatos inorgânicos ou H2S. 
 
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Micronutrientes 
Potássio - necessário para todos os microrganismos, devido ao seu papel ativador de 
várias enzimas, tais como aquelas envolvidas na tradução. 
 Magnésio - necessário geralmente em grandes quantidades, uma vez que tem papel na 
estabilização de ribossomos, membranas e ácidos nucléicos, sendo também importante para o 
funcionamento de diferentes enzimas, especialmente aquelas envolvidas na transferência de 
fosfato. 
 Cálcio – embora não seja essencial ao crescimento da maioria dos microrganismos, tem 
papel de estabilização da parede celular e de termorresistência nos esporos. 
 Sódio - importante, especialmente para microrganismos marinhos e certas archaea 
halófilas. 
Ferro - presente em um grande número de proteínas, especialmente aquelas envolvidas
 na respiração. 
Cobalto - necessário apenas para a formação da vitamina B12. 
Zinco- tem papel estrutural em várias enzimas (DNA e RNA polimerases) e outras 
proteínas de ligação ao DNA. 
 Molibdênio – presente em certas enzimas como a nitrato redutase assimilativa. 
 Cobre - importante para enzimas respiratórias. 
 
2. METABOLISMO MICROBIANO 
 
O processo de suporte de vida do mais estruturalmente simples organismo envolve um 
grande número de reações bioquímicas complexas. É a soma de todas as reações químicas dentro 
de um organismo vivo. Devido ao fato de as reações químicas liberarem ou requererem energia, 
o metabolismo pode ser visto como um ato de balanceamento de energia. Consequentemente, o 
metabolismo pode ser dividido em duas classes de reações químicas: aquelas que liberam energia 
que são reações catabólicas e aquelas que requerem energia, as reações anabólicas. 
Os organismos são classificados, de acordo com a forma que obtêm energia, em dois 
grupos: os quiomiotróficos, energia resulta da utilização de compostos químicos, com reações de 
oxidação e redução e os fototróficos, que obtêm sua energia a partir da energia luminosa, pela 
 
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fotossíntese. Os organismos podem ainda ser classificados como autotróficos, usam fontes 
inorgânicas de carbono (CO2) e heterotróficos, os carbonos utilizados são de natureza orgânica. 
 
Reações de Oxidação-Redução 
Oxidação é a retirada de elétrons de um átomo ou molécula, uma reação que muitas 
vezes produz energia. E a redução é o ganho de elétrons de um átomo ou molécula. Reações de 
oxidação e redução estão sempre acopladas, cada vez que uma substância é oxidada, uma outra é 
simultaneamente reduzida. Os elétrons fazem parte de átomos ou moléculas, pois não podem 
ficar “soltos”. O composto que foi reduzido é o aceptor de elétrons, e o que foi oxidado chama-se 
doador de elétrons. 
 
Mecanismos de geração de ATP 
Muito da energia liberada durante reações de oxidação-redução é armazenada dentro da 
célula pela formação de ATP. Especificamente, um grupo fosfato, P, é adicionado ao ADP com o 
insumo de energia para formar ATP. A adição de P a um composto químico é chamada de 
fosforilação. 
Os organismos podem apresentar três maneiras de fosforilação para a produção de ATP: 
Fosforilação em nível de substrato – o ATP é formado pela transferência de um 
grupamento fosfato de alta energia e reduzido ao ADP. Nesta reação rica em energia o substrato 
foi oxidado. 
Fosforilação oxidativa – através de uma série de carreadores, os elétrons são 
transferidos do composto orgânico para um aceptor final, nesta transferência ocorre liberação de 
energia e parte dela é utilizada na produção de ATP. Este processo ocorre na membrana 
plasmática dos procariotos e na membrana mitocondrial interna de eucariotos. 
Fotosforilação – ocorre em células com pigmentos que absorvem luz. A energia 
luminosa converte-se em ATP e NADPH, que são utilizadas na biossíntese, usando-se também 
uma cadeia de transporte de elétrons. 
Processos em que ocorre a produção de energia, em quimiotróficos: 
A maioria dos microrganismos oxida carboidratos como fonte primária de energia 
celular. O catabolismo de carboidratos, a quebra das moléculas de carboidrato para produzir 
 
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energia, é, portanto de grande importância no metabolismo celular. A glicose é a fonte mais 
comum de energia de carboidrato utilizada pelas células. 
 Nos organismos quimiotróficos, a produção de energia pode ser partilhada em três 
grupos: fermentação, respiração anaeróbica e respiração aeróbia. 
 Fermentação – processo em que ocorre a oxidação parcial dos compostos orgânicos, em 
que o doador inicial e o aceptor final de elétrons correspondem a moléculas orgânicas. A 
fermentação ocorre no hialoplasma, não é usado oxigênio. O processo fica restrito à glicólise, 
com saldo apenas de duas moléculas de ATP. O ATP é gerado a partir da fosforilação em nível de 
substrato. A fermentação não depende do ciclo de Krebs, ou da cadeia de transporte de elétrons. 
Em diferentes tipos de microrganismos são observados vários tipos de fermentação, como a 
fermentação alcoólica e a fermentação láctica. 
 
Processo de fermentação (Adaptado de Tortora et al. Microbiologia, 1998) 
 
 
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Respiração – é um processo no qual o doador inicial perde elétrons para um aceptor 
final, um composto inorgânico. Quando o oxigênio é o aceptor final, a respiração é aeróbia e 
quando é outro composto, a respiração é anaeróbica. 
 
 
Exemplos de respiração aeróbia (Adaptado de Tortora et al., Microbiologia, 1998) 
 
Fotossíntese - processo que acontece em organismos autotróficos, em que ocorre a 
transformação da energia solar em energia química formando compostos orgânicos que servem 
de alimento aos seres vivos. A fotossíntese pode ser decomposto em duas etapas. A primeira 
etapa é a conversão de energia luminosa em ligações químicas de transportadores de elétrons 
reduzidos e ATP. Na segunda etapa, essas duas fontes de energia química são usadas para 
desencadear a síntese de carboidratos a partir de dióxido de carbono. 
 
 
 
 
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UNIDADE IV – CRESCIMENTO E CULTIVO MICROBIANO 
 
O crescimento microbiano se refere ao número e não ao aumento das dimensões 
celulares. Os microrganismos em crescimento estão, na verdade, aumentando seu número e se 
acumulando em colônias que contêm milhares de células ou populações que agrupam bilhões de 
célula. 
 
1. FATORES FÍSICOS NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO 
 
Os principais fatores físicos que criam condições ótimas para o crescimento microbiano 
são os gases do meio, a temperatura e o pH. 
 
1.1 TEMPERATURA 
 
 A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideais para os seres 
humanos. No entanto, certas bactérias são capazes de crescer em temperaturas extremas, onde a 
maioria dos organismos eucarióticos não sobreviveria. Os processos de crescimento dependem 
de reações químicas, que são influenciadas pala temperatura. A temperatura mais favorável para 
o crescimento é chamada de temperatura ótima, onde um microrganismo cresce rapidamente, a 
taxa de crescimentodobra para cada aumento de temperatura. Em um crescimento de 
microrganismo existem três temperaturas importantes: mínima (menor temperatura onde a 
espécie é capaz de crescer), ótima (espécie apresenta o melhor crescimento) e máxima (a célula 
para de crescer e as enzimas são destruídas). 
Devido a variação de temperatura na qual crescem melhor, os microrganismos são 
divididos em três grupos: 
 Psicrófilos - crescem em baixas temperaturas (15-200 C). Alguns morrem se expostos à 
temperatura ambiente (250C). Em temperaturas muito altas algumas enzimas e a membrana 
citoplasmática são destruídas. Têm algas, bactérias, fungos e protozoários que são psicrófilos. 
Em temperaturas de 4-100C esses microrganismos deterioram alimentos estocados por longos 
períodos. Podem ser encontrados em solos, em águas frias. Alguns gêneros são: Pseudomonas, 
Flavobacterium, Alcaligens. 
 
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 Mesófilos - crescem em temperaturas moderadas (25-400C). Bactérias saprófitas, 
fungos, protozoários e algas desenvolvem-se mínimo da variação de temperaturas mesófilas (25 
0C), e os parasitários de humanos e animais no limite máximo dessa variação (400C). 
 Termófilos - crescem a altas temperaturas (40 – 85ºC). São encontrados em nascentes 
quentes, áreas vulcânicas. A grande parte são procariotos, nenhuma célula eucariótica desenvolve 
em temperatura superior 600C – a baixa temperatura acarreta a perda da função da membrana 
citoplasmática determinando a temperatura de crescimento mínima dos termófilos. 
 
Gases 
Em seu habitat natural, os microrganismos precisam de quantidades variadas de gases 
como: CO2, O2, N2, CH4. O O2 e CO2 são os principais gases que interferem no crescimento de 
células microbianas. Os microrganismos são divididos em quatro grupos, devido à resposta ao 
O2: 
 Aeróbios – requerem oxigênio para o crescimento. Quando o O2 é limitado alguns 
aeróbios podem crescer mais lentamente. Têm grupos de microrganismos que precisam de níveis 
elevados de CO2. Ex: Neisseria gonorrhoea. 
Facultativos – desenvolvem na presença de O2 ou ainda em anaerobiose, neste caso 
obtém energia pela fermentação. Alguns são gêneros da família bacteriana Enterobacteriacea 
(Escherichia coli), leveduras (Saccharomyces cerevisae). 
 Anaeróbios - podem ser mortos pela presença do oxigênio. Não utilizam o O2 para 
reações de produção de energia. Alguns até toleram baixas concentrações de oxigênio: 
Clostridium perfringens-altamente tolerantes ao O2; Clostridium tetani-moderadamente 
tolerantes ao O2. 
Microaerófilos – podem utilizar oxigênio nas reações químicas para produção de 
energia. Utilizam o O2 em níveis mais baixos. Exemplo: Campylobacter jejuni (provoca diarréia 
em humanos). 
pH 
A maioria das bactérias cresce melhor dentro de variações pequenas de pH sempre perto 
da neutralidade, entre pH 6,5 e 7,5. Poucas bactérias são capazes de crescer em pH ácido como 
pH 4,0. Potencial Hidrogeniônico: pH = - log {H+}. Quanto maior a concentração de H+ 
 
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menor o pH, e mais ácido. O pH ótimo é normalmente bem definido para cada espécie. 
Encontra-se no valor mediano de variação de pH sobre o qual o crescimento acontece, 
diferentemente da temperatura ótima. Para o melhor crescimento do microrganismo num meio 
ácido ou básico, ele deve ser capaz de manter o seu pH intracelular em torno de 7.5, não 
importando qual o valor do pH externo. A maneira de obter o pH da célula viva nessa faixa, é 
expulsando ou absorvendo íons hidrogênio (até um certo limite). As variações de pH podem ser 
mortal ao cultivo de microrganismo, isto pode ser prevenido pela adição de um tampão ao meio. 
 
 
Microrganismos pH ótimo 
Bactérias 4 a 9 
Fungos 5 a 6 
Protozoários 6.7 e 7.7 
Algas 4 a 8.5 
 
Pressão Osmótica 
Os microrganismos retiram da água, presente no seu meio ambiente, a maioria dos seus 
nutrientes solúveis. Portanto, eles necessitam de água para seu crescimento e seu conteúdo 
celular é composto de aproximadamente 80 a 90% de água. A água presente dentro da célula 
pode ser removida por elevações na pressão osmótica. É força com a qual a água se move através 
da membrana citoplasmática de uma solução com baixa concentração de solutos para uma com 
alta concentração de soluto. As células podem estar em um meio: (1) Isotônico- a concentração 
de solutos em um meio é igual àquela no interior da célula. Não há movimento de água para 
dentro e para fora da célula; (2) Hipertônico – a concentração de solutos fora da célula é no 
interior é maior. A água sai da célula ocasionando a desidratação e contração do protoplasto e; 
(3) Hipotônico - a concentração, no interior da célula, de soluto é maior que fora dela. A água 
desliza para o interior da célula, o influxo da água força o protoplasto contra a parede celular. O 
protoplasto pode inchar e a parede eventualmente se rompe. 
 
 
 
 
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2. MEIOS UTILIZADOS PARA O CULTIVO MICROBIANO 
 
A partir do conhecimento dos requerimentos nutricionais, podem ser confeccionados 
meios que permitam o crescimento microbiano in vitro. Os meios de cultura, material nutriente 
preparado no laboratório, são importantes uma vez que permitem o estudo dos microrganismos 
isoladamente. Para isso, precisamos conhecer as necessidades nutricionais e ambientais dos 
microrganismos. Os meios de cultura consistem em meios aquosos, adicionados de nutrientes 
e, eventualmente, o ágar que é um polissacarídeo complexo obtido a partir de algas marinhas 
caso se deseje a consistência sólida. 
Há duas classes de meios: os quimicamente definidos (sintéticos) e os 
indefinidos (complexos). O meio quimicamente definido é aquele no qual a composição química 
exata é conhecida. São utilizados normalmente para trabalhos experimentais em laboratório ou 
para o crescimento de bactérias heterotróficas. Para permitir o crescimento o meio deverá conter 
uma fonte de energia, uma fonte de carbono, nitrogênio, enxofre, fósforo e todos os fatores 
orgânicos que o organismo não é de sintetizar. No entanto os meios complexos são compostos de 
nutrientes como extrato de levedura, de carne ou de plantas ou de produtos de digestão proteica 
destas ou de outras fontes. Muitas bactérias heterotróficas e fungos crescem nesse meio. 
Os meios podem variar também em relação à consistência (líquidos, semissólidos e 
sólidos) e quanto à composição (simples, enriquecidos, seletivos, d iferenciais) Esses meios 
têm finalidades especiais, são utilizados quando se quer isolar, identificar ou contar os 
microrganismos, pois fornecem informações específicas sobre eles. 
Os meios seletivos são elaborados com o objetivo de favorecer o crescimento da 
bactéria de interesse impedindo o crescimento de outras bactérias. Exemplos: ágar Sabouraud 
para fungos; ágar verde brilhante para Salmonella; o corante verde brilhante adicionado ao 
meio inibe as bactérias Gram-positivo comuns do trato intestinal; o ágar feniletanol inibe o 
crescimento de Gram-negativo, mais não das Gram-positivo. Recentemente os antibióticos 
vêm sendo adicionado aos meios, tornando-os seletivos para os microrganismos resistentes a 
estes agentes antimicrobianos. 
O meio diferencial serve para diferenciar os vários tipos de microrganismos em uma 
placa com ágar. Facilita a identificação da colônia de bactéria de interesse quando existem 
 
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outras bactérias crescendo na mesma placa de meio de cultura. Os microrganismos em cultura 
pura apresentam reações características quando cultivados em tubos ou placas contendo meio 
diferencial. Por exemplo; se uma amostra de secreção da garganta é semeada numa placa de 
ágar sangue, pode-se diferenciar as bactérias hemolíticas (produzem enzimas que lisam as 
células vermelhas formando uma zona clara ao redor da colônia) das não hemolíticas (que 
não dissolvem as células vermelhas, e, p o r t a n t o não formam este halo ao redor das 
colônias). 
 
Ágar sangue, um meio diferencial contendo células vermelhas sanguíneas 
 
Em alguns casos as características dos meios seletivos e diferenciais podem estar 
combinadas no mesmo meio de cultivo. São particularmente úteis em microbiologia de saúde 
pública, como na determinação da qualidade da água ou na identificação de causas de 
infecção alimentar. 
O meio de enriquecimento é utilizado para selecionar microrganismo que está 
presente em determinado local, em pequenas quantidades com relação à população. O meio 
favorece o crescimento da espécie desejada, mas não o crescimento das outras espécies 
presentes em uma população mista. Ao contrário do meio seletivo, nenhum agente inibido é 
utilizado para prevenir o crescimento de microrganismos indesejáveis. Um exemplo são as 
bactérias que oxidam o fenol - que podem ser isoladas de amostras do solo, utilizando um meio 
de enriquecimento, constituído de sais de amônia, e fenol como única fonte de carbono e 
energia - assim somente os microrganismos capazes de oxidar o fenol estarão presente em 
grande número depois de vários cultivos seletivos. 
 Meio redutor é utilizado para o crescimento de bactérias anaeróbicas. Estes meios 
contêm reagentes, como o tioglicolato de sódio, que é capaz de se combinar com o oxigênio 
 
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dissolvido eliminando este elemento do meio de cultura. O crescimento e a manutenção rotineira 
de culturas anaeróbica obrigatórios é realizado, pelos microbiologistas, em meio redutor 
colocados em tubos contendo tampas seladoras. Para a eliminação do oxigênio dissolvido estes 
tubos são aquecidos imediatamente antes de sua utilização. 
Meios de Cultura 
Tipo Finalidade 
Quimicamente definido 
Crescimento de quimioautotróficos e autotróficos e para 
análise microbiológicas 
Complexo 
Crescimento da maioria dos organismos quimio-
heterotróficos 
Redutor Crescimento de anaeróbicos obrigatórios 
Seletivo 
Impedir o crescimento de microrganismos não desejados; 
favorecer o crescimento do organismo de interesse 
Diferencial 
Diferenciar as colônias do organismo de interesse dos outros 
organismos 
Enriquecimento 
Semelhante ao seletivo, característica importante de aumentar 
o número da bactéria de interesse tornando-a detectável 
 
Meios para Cultivo de Bactérias 
Os meios escolhidos para o cultivo de bactérias específicas normalmente imitam o 
habitat normal das mesmas. Para aquelas bactérias que apresentam maiores exigências 
nutricionais - fastidiosas - utiliza-se os meios complexos, os quais contêm uma grande 
variedade de substâncias orgânicas preparadas a partir de matérias naturais. 
 
Meios para Cultivo de Fungos 
Assim como as bactérias os fungos absorvem nutrientes em vez de ingeri-los. A 
adsorção é auxiliada por enzimas secretadas no meio, que quebram as moléculas orgânicas 
em porções menores que podem ser transportadas mais facilmente parta dentro da célula. 
Todos os fungos são heterotróficos. E podem crescer no laboratório; em uma mistura simples 
contendo açúcar, uma fonte de nitrogênio inorgânico ou orgânico e alguns minerais; alguns 
necessitam de vitaminas; e outros podem crescer somente em meio complexo que contenha 
uma grande variedade de compostos orgânicos providos da peptona e extrato de carne. Em 
 
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geral, o meio utilizado para culturas de fungo tem: (1) uma concentração maior de açúcar que as 
bactérias - 4%; (2) e um pH menor - 3.8 a 5.6. 
 
Meios para Cultivo de Algas 
As algas utilizam luz para produzir energia, e requerem somente CO2, H2O e 
vários íons inorgânicos para crescer. Os meios complexos para algas normalmente 
contêm extrato de soja. Mais existem poucos meios "prontos" como os existentes para 
bactérias e fungos. 
 
3. CRESCIMENTO DAS CULTURAS BACTERIANAS 
 
Em microbiologia, o termo crescimento refere-se a um aumento do número de células 
e não ao aumento das dimensões celulares. As bactérias normalmente se reproduzem por fissão 
binária. Na primeira etapa da divisão ocorre o alongamento da célula e replicação do DNA 
cromossomal. Ocorre depois o início da invaginação da parede celular e da membrana plasmática 
no local entre os dois DNAs cromossomais. Em determinado momento as duas seções da parede 
celular se encontram formando uma parede através de célula, sendo, finalmente, produzidas duas 
células individuais idênticas à célula parental. Alguns procariotos reproduzem-se assexuadamente 
por outros modelos de divisão celular: brotamento (ex. Rhodopseudomonas acidophila); 
f ragmentação (ex. Nocardia) ou; formação de exospóros (ex. Streptomyces). 
Bactéria apresentando fissão binária 
 
 
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Durante o crescimento ativo de uma cultura microbiana as populações de células 
crescem exponencialmente, aumentando por meio de uma progressão geométrica (2n). 
Crescimento Populacional pode ser definido como o aumento do número, ou da massa 
microbiana. A taxa de crescimento é a variação no número ou massa por unidade de tempo. O 
tempo de geração é o intervalo de tempo necessário para que uma célula se duplique. O 
tempo de geração é variável para os diferentes organismos, podendo ser de 10 a 20 minutos 
até dias, sendo que em muitos dos organismos conhecidos, este varia de 1 a 3 horas. 
O tempo de geração não corresponde a um parâmetro absoluto, uma vez que é 
dependente de fatores genéticos e nutricionais, indicando o estado fisiológico da cultura. O 
tempo de geração pode ser calculado quando uma cultura encontra-se em fase exponencial, pela 
fórmula abaixo: N=No.2n onde N= número final de células, No= número inicial de células, n= 
número de gerações. n = log(N) – log(No)/0.301 g = t/n, onde g= tempo de geração, t= 
tempo de crescimento e n= determinado acima. 
 
Fases do crescimento 
Uma curva de crescimento bacteriano demonstra o crescimento das células durante um 
período de tempo. Esta curva é obtida quando se realiza a contagem da população em intervalos 
de tempo após um unóculo de um número pequeno de bactérias em meio líquido. Quando uma 
cultura microbiana desenvolve-se em um sistema fechado, pode-se confeccionar uma curva 
de crescimento. Esta pode ser dividida em quatro fases de crescimento: Lag, Log, Estacionária 
e de Morte Celular. 
Na fase Lag ocorre pouca ou ausência de divisão celular. Durante este tempo as células 
se encontram em um estado de latência. Está ocorrendo nesta população um período de intensa 
atividade metabólica, principalmente síntese de DNA e enzimas. 
A partir de um determinado momento as células iniciam seu processo de divisão 
entrando no período de crescimento ou aumento logarítmico denominado fase Log ou fase de 
crescimento exponencial. Durante este período a reprodução celular encontra-se extremamente 
ativa onde o tempo de geração atinge um valor constante. Esta fase log é operíodo de maior 
atividade metabólica da célula, sendo o estágio preferido para fins industriais, pois o produto 
necessário seria produzido eficientemente. 
 
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 Na fase estacionária a atividade metabólica de cada célula também decresce, ou seja, 
diminui sua atividade. Diversos fatores como o término de nutrientes, o acúmulo de produtos de 
degradação assim como mudanças no pH danosas para a célula podem influenciar esse 
decréscimo. 
Em determinado momento a população microbiana entra na fase de morte celular ou 
fase de declínio, pois o número de células mortas excede o de células novas, até existir uma 
fração ínfima do original e a população desaparece totalmente. Algumas espécies bacterianas 
fazem este ciclo das quatro fases em poucos dias, outras, no entanto, podem permanecer com 
poucas células viáveis indefinidamente. 
 
 
4. MÉTODOS PARA QUANTIFICAR DIRETAMENTE O CRESCIMENTO MICROBIANO 
 
Existem diferentes métodos para quantificar o crescimento de uma população 
microbiana. Alguns métodos determinam o número de células enquanto outros analisam a massa 
total da população, que é diretamente proporcional ao número de células. Dentre as diferentes 
técnicas utilizadas pelos microbiologistas para quantificar o crescimento microbiano, os mais 
comuns são: 
 Contagem Microscópica – um volume conhecido da suspensão bacteriana é colocado 
em uma área definida da lâmina de microscópio. Utilizada para quantificar células em leite, 
vacinas e culturas vacinas, leite e culturas, e expresso em número de células/mL. 
Contagem em Placa – é a técnica mais utilizada na determinação do tamanho de uma 
 
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população bacteriana. As células viáveis são qualificadas. O método de contagem em placa 
considera, na sua aplicação, três princípios: cada colônia é originada do crescimento e da 
multiplicação de uma bactéria; o inóculo original é sempre homogêneo; e não existe agregação 
das células. Quantifica células em leite, culturas, vacinas, alimentos e expresso em UFC/mL 
(unidade formadora de colônia). 
Membrana Filtrante – a aplicação desta metodologia permite que a bactéria seja 
concentrada sobre a superfície de uma membrana de filtro de poros muito pequenos após a 
passagem de um volume de 100 ml de água. Este filtro é então transferido para uma placa de 
Petri contendo um suporte embebido em meio líquido permitindo que as colônias bacterianas se 
desenvolvam sobre a membrana de filtro. Este método é rotineiramente utilizado na detecção de 
coliformes, considerados os indicadores de poluição fecal, em amostras de alimentos e águas 
expresso em UFC/mL (unidade formadora de colônia). 
Método do número mais provável – técnica estatística com base no seguinte princípio: 
quanto maior o número de bactérias em uma amostra maior será o número de diluições 
necessárias de cultura. Este método do NMP é muito utilizado com certo tipo de microrganismo 
que não é capaz de crescer em meio sólido para determinação de seu número. Quando os 
microrganismos a serem identificados devem crescer em meio líquido diferencial, o método do 
NMP pode também ser utilizado (determinação de coliformes em água – estas bactérias 
seletivamente fermentam lactose produzindo ácido). 
Turbidez – quando uma bactéria se multiplica em meio líquido este meio fica túrbido ou 
com alta densidade de células. O espectrofotômetro é o instrumento mais utilizado para se 
determinar a turbidez de uma amostra. Aplicado para ensaio microbiológico, estimativa de 
unidades de absorbância da massa de células em caldo ou outras suspensões. 
Peso Seco – método utilizado para analisar crescimento de fungos filamentosos. O 
fungo é removido do meio de cultura por filtração, para eliminar outros materiais, seco em 
dessecador para posterior pesagem. 
Produtos Metabólicos – método que considera a quantidade de um certo produto 
metabólico, como o ácido ou CO2, pode ser uma relação direta do número de células bacterianas 
presentes. Utilizadas em ensaios microbiológicos. 
 
 
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6. CULTURA CONTÍNUA 
 
 Técnica muito usada nos processos industriais de obtenção de produtos 
microbiológicos. Nestes casos, tem-se o interesse em manter as células em fase log ou 
estacionária. Utilizam-se fermentadores ou quimiostatos, que permitem um crescimento em 
equilíbrio dinâmico, havendo assim um controle da densidade populacional e da taxa de 
crescimento. Estes são respectivamente controlados pela concentração do nutriente limitante 
(fonte de C ou N) e pela taxa de fluxo (taxa de diluição). Em baixas concentrações do nutriente 
limitante, a taxa de crescimento é proporcional à concentração do nutriente (que é virtualmente 
zero). São utilizadas para imitar o habitat natural da espécie microbiana estudando a 
sua estabilidade genética em relação ao tempo. Estes sistemas abertos ou Culturas Contínuas 
podem ser obtidos assim: 
 
O quimiostato é usado para o crescimento contínuo dos microrganismos. 
 
UNIDADE V – CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO 
 
Ao discutir o controle do crescimento microbiano um termo bastante utilizado é a 
esterilização (destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo os endósporos, que 
são formas mais resistentes). O controle voltado para a destruição de microrganismos nocivos é 
denominado desinfecção. Normalmente se refere à destruição dos patógenos vegetativos, o que 
não é igual à esterilidade completa. A desinfecção pode fazer uso de substâncias químicas, 
radiação ultravioleta, água fervente ou vapor. 
Na prática, o termo é aplicado mais comumente ao uso de um produto químico (um 
desinfetante) para tratar uma superfície ou substância inerte. Quando este tratamento é dirigido 
 
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ao tecido vivo, é denominado anti-sepsia, e o produto químico é denominado um anti-séptico. 
Os nomes dos tratamentos que causam a morte direta dos micróbios possuem o sufixo - 
Cida, significando morte. Um germicida mata o microrganismo (não mata endosporos); um 
fungicida mata os fungos; um viricida inativa os vírus. A bacteriostase inibe o crescimento e 
multiplicação das bactérias. A assepsia é a ausência de contaminação significativa. 
 
1. A TAXA DE MORTE MICROBIANA 
 
A morte microbiana é um fato que ocorre de forma exponencial. A taxa de morte tornar-
se mais lenta, devido à sobrevivência de células mais resistentes. Vários fatores influenciam a 
efetividade dos tratamentos antimicrobianos: 
1- O número de micróbios: quanto mais micróbios existem no início, mais tempo leva 
para eliminar a maior população. 
2- As características microbianas: os endósporos são difíceis de matar, e mesmo os 
micróbios vegetativos exibem uma variação considerável em suas sensibilidades aos controles 
físicos e químicos. 
3 – Influências ambientais: a presença de matéria orgânica como sangue, saliva ou fezes 
frequentemente inibe a ação dos antimicrobianos químicos. Isto também é verdadeiro para o 
tratamento de calor. Um meio de suspensão que contém gorduras ou proteínas tende a proteger 
as bactérias, que terão uma maior taxa de sobrevivência. Além disso, o pH pode ser um fator 
importante. O calor é mensuravelmente mais eficiente quando os micróbios estão sob condições 
ácidas. 
4 – Tempo de exposição: em tratamentos com calor, umaexposição mais longa 
compensa uma temperatura inferior. Igualmente os outros fatores, os efeitos da irradiação são 
muito dependentes do tempo. Os antimicrobianos químicos frequentemente requerem exposição 
prolongada para que os micróbios ou endósporos mais resistentes sejam afetados. 
 
 
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2. AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO 
 
Os agentes de controle microbiano provocam efeitos sobre as estruturas celulares dos 
microrganismos como alteração da permeabilidade de membrana ou danos às proteínas e aos 
ácidos nucléicos. 
A membrana plasmática de um microrganismo, localizado imediatamente no interior da 
parede celular, é o alvo de muitos agentes de controle microbiano. Esta membrana regula 
ativamente a passagem de nutrientes para dentro da célula e a eliminação de dejetos da mesma. A 
lesão aos lipídeos ou proteínas da membrana plasmática por agentes antimicrobianos, como os 
compostos de amônio quaternário, causa tipicamente o vazamento do conteúdo celular no meio 
circundante, e interfere com o crescimento da célula. Vários tipos de agentes químicos e 
antibióticos atuam ao menos parcialmente deste modo. 
As bactérias algumas vezes são encaradas como “pequenos sacos de enzimas”. As 
enzimas, que são primariamente proteínas, são vitais para todas as atividades celulares. Lembre-
se de que as propriedades funcionais das proteínas resultam de sua forma tridimensional. Esta 
forma é mantida por ligações químicas que unem as porções adjacentes da cadeia de 
aminoácidos onde ela se dobra sobre si mesma. Algumas destas ligações são pontes de 
hidrogênio, que são suscetíveis ao rompimento pelo calor ou certos produtos químicos; o 
rompimento resulta em desnaturação da proteína. As ligações covalentes, que são mais fortes, 
também estão sujeitas ao ataque. 
 
3. CONTROLE MICROBIANO POR AGENTES FÍSICOS 
 
Os agentes físicos principais que ocasionam o controle microbiano são: Calor (úmido e 
seco), Pasteurização, Baixas temperaturas, Filtração, Ressecamento, Pressão Osmótica e 
Radiações. 
Calor: parece matar os microrganismos desnaturando suas enzimas. O calor usado na 
esterilização pode ser aplicado em forma de calor úmido 
Calor úmido: mata os microrganismos primariamente pela coagulação das proteínas, 
que é causada pela ruptura das pontes de hidrogênio que mantém as proteínas em sua estrutura 
 
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tridimensional. 
Fervura – mata as formas vegetativas dos patógenos bacterianos, quase todos os vírus, e 
os fungos e seus esporos dentro de aproximadamente 10 minutos. Processo de desinfecção da 
larga utilização caseira. 
Autoclave – utiliza temperatura elevadas comumente obtida por vapor sob pressão. 
Método eficaz de esterilização, todas as células vegetativas e seus endosporos são mortos em 
cerca de 20 minutos. É usado para esterilizar meios de cultura, instrumentos, bandagens, 
equipamento intravenoso, aplicadores, soluções, seringas, equipamento, de transfusão e 
numerosos outros itens que podem suportar altas temperaturas e pressões. 
Pasteurização – aplicado ao tratamento do leite para eliminar possíveis patógenos 
veiculados por este alimento. Consiste em aquecer o produto a uma dada temperatura, num dado 
tempo, e a seguir resfriar bruscamente. 
Calor Seco: mata os microrganismos por efeitos de oxidação. 
Chama direta - utilizado em laboratório de microbiologia, quando esterilizar alças de 
inoculação. Queimam os contaminantes até se tornarem cinzas. 
Incineração – uma forma de esterilização empregando calor seco, usado para queimar 
sacos e copos de papel, plástico, carcaça de animais, materiais descartáveis utilizados. 
Esterilização com ar quente – os itens a serem esterilizados são colocados em um forno. 
Uma temperatura de cerca de 1700C mantida por aproximadamente 2 horas assegura a 
esterilização. 
Filtração: separa as bactérias do líquido de suspensão. Utilizado para esterilização de 
materiais termolábeis, líquidos e gases. O diâmetro dos poros utilizados é de 0,2 µm, os quais 
removem os microrganismos do ar e das soluções. Principais tipos de filtros: 
Filtro de profundidade – são os filtros mais antigos, de malha fibrosa ou granular. 
Usados como pré-filtros, para remoção de partículas maiores. 
Membranas Filtrantes – em microbiologia, é o tipo mais comum de filtro esterilizante. 
São membranas porosas de policarbonato, nitrocelulose ou acetato de celulose. 
Filtros Isopore® (nucleopore) – é muito usado na preparação de amostra para 
microscopia de varredura. 
Baixas Temperaturas: o efeito das baixas temperaturas sobre os microrganismos 
 
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depende do micróbio em particular e da intensidade de aplicação. 
Refrigeração: tem efeito bacteriostático, a taxa metabólica da maioria dos micróbios é 
tão reduzida que eles não podem se reproduzir ou sintetizar toxinas. 
Congelamento profundo: método efetivo para conservação de culturas microbianas, em 
que as culturas são congeladas rapidamente a -50 e -950C. Utilizada na conservação dos 
alimentos, drogas e culturas. 
Liofilização: método mais efetivo para conservação prolongada de culturas 
microbianas; a água é removida por alto vácuo em baixa temperatura. 
Ressecamento: na ausência de água, os microrganismos não podem crescer ou se 
reproduzir, mas podem permanecer viáveis por anos. Então, quando a água é oferecida a eles, 
podem retomar seu crescimento e divisão. Esta capacidade é usada no em laboratório quando os 
micróbios são preservados por liofilização. A resistência das células ao ressecamento varia com a 
espécie e o ambiente do organismo. Por exemplo, a bactéria da gonorréia pode suportar o 
ressecamento somente por cerca de uma hora, mas a bactéria da tuberculose pode permanecer 
viável por meses. 
Pressão Osmótica: uso de altas concentrações de sais e açúcares para conservar os 
alimentos. Altas concentrações destas substâncias criam um ambiente hipertônico que ocasiona a 
saída da água da célula microbiana. Utilizada para conservação dos alimentos. 
Radiação: tem vários efeitos sobre as células, dependendo do seu comprimento de 
onda, intensidade e duração. Existem dois tipos de radiação que mata microrganismos, ou 
radiação esterilizante- ionizante e não-ionizante. 
Ionizante: os principais tipos de radiação são a gama e os Raios X, são bastante 
eficientes, de altíssima energia e penetrabilidade. São utilizadas me produtos termolábeis, como 
alimentos e plásticos 
Não-ionizante: conhecida como radiação ultravioleta é bastante letal, com baixa 
penetrabilidade, bastante eficiente na eliminação de microrganismos presentes em superfícies. 
 
 
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4. CONTROLE DE MICRORGANISMOS POR AGENTES QUÍMICOS 
 
Infelizmente, com poucos agentes químicos se obtêm a esterilidade; a maioria deles 
meramente reduz as populações microbianas em níveis seguros ou removem as formas 
vegetativas dos patógenos de objeto. Um problema comum na desinfecção é a seleção de um 
agente. Um agente químico ideal apresenta algumas características como: estabilidade, boa 
atividade microbiana, solubilidade, toxicidade seletiva, sem poder corrosivo ou tintorial, 
temperatura de ação adequada, alto poder de penetração. 
1 – Fenol e Compostos Fenólicos: não são mais usados como anti-séptico ou 
desinfetante devido a toxicidade para os tecidos. O hexaclorofeno, hexilresorcinol (derivados 
fenólicos)são utilizados como desinfetantes hospitalares, atuam desnaturando proteínas e 
rompem as membranas dos microrganismos. 
2 – Biguanidas: usado no controle microbiano da pele e das membranas mucosas. 
Combinado a um detergente ou álcool, também é usado no controle microbiano da pele e das 
membranas mucosas. Combinado a um detergente ou álcool, é também usada para escovação 
cirúrgica das mãos e preparo pré-operatório da pele em pacientes. 
3 – Halogênios: particularmente o iodo e o cloro, são agentes antimicrobianos efetivos, 
tanto isoladamente quanto como constituintes de compostos inorgânicos ou orgânicos. O Iodo é 
anti-séptico utilizado na pele a 2%, eficiente contra fungos, vírus, bactérias e protozoários. Pode 
eliminar esporos em concentração elevadas. O Iodóforo é uma combinação de iodo e uma 
molécula orgânica, da qual o iodo é liberado lentamente. Possuem a atividade antimicrobiana do 
iodo, mas não mancham e são menos irritantes. O cloro também é utilizado no tratamento de água. 
4 – Alcoóis: matam efetivamente as bactérias e os fungos, mas não os endósporos e os 
vírus não-envelopados. O mecanismo de ação é desnaturação das proteínas e dissolução dos 
lipídios. As mais utilizadas são isopropanol e etanol, nas concentrações entre 70 e 80%. Uso 
preferencial em termômetros e outros instrumentos ou esfregar a pele antes de uma injeção. 
5 – Metais Pesados e seus Compostos: atualmente são substituídos por compostos 
menos tóxicos, como mercúrio, prata, cobre e zinco. O Nitrato de Prata é usado em solução 1%, 
prevenindo a oftalmia gonorréica neonatal, podendo ser substituída por eritromicina. O 
mertiolate e Mercurocromo são usados somo preservantes de vacinas e soros. O sulfato de cobre 
é utilizado na desinfecção de águas, especialmente contra algas. 
 
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6 – Compostos de Amônio Quarternário: detergentes catiônicos atuam como 
emulsificadores e umectantes. São fortemente bactericidas contra as bactérias gram-positivas e 
um pouco menos ativos contra as bactérias gram-negativas, também são fungicidas, amebicidas, 
e viricidas contra os vírus envelopados. Eles não matam os endósporos ou as bactérias de 
tuberculose. 
7 – Agentes de Superfície: reduz a tensão da superfície entre as moléculas de um 
líquido. Estes agentes incluem os sabões e os detergentes. A ação está ligada a remoção mecânica 
dos micróbios através da escovação. Utilizado para a degerminação da pele e remoção de 
resíduos. Os detergentes ácido-aniônios é utilizado na sanitização em indústrias de 
processamento de laticínios e alimentos, não são tóxicos nem corrosivos. Pode envolver a 
inativação ou ruptura das enzimas da membrana. 
8 – Ácidos Orgânicos: adicionados aos alimentos para retardar a deterioração. Os mais 
comuns estão o benzoato de sódio, o ácido sórbico e o propionato de cálcio, estes ácidos são 
metabolizados pelo corpo por isso podem ser usados em alimentos para controlar bolores e 
algumas bactérias em alimentos e cosméticos. 
9 – Aldeídos: estão entre os antimicrobianos mais efetivos. Formaldeído e 
Glutaraldeído, são muito reativas ao combinarem com proteínas inativam-as. Formaldeído 8% ao 
ser dissolvido em água ou álcool irrita e deixa resíduos e glutaraldeído 2% (menos irritante e é 
usado para a desinfecção de equipamentos médicos). Em 12 horas, destroem esporos. 
10 – Esterilizantes Gasosos: são substâncias químicas que esterilizam em uma câmara 
fechada. Um gás aceitável para este método é o óxido de etileno. Sua atividade depende da 
desnaturação das proteínas, mata todos os micróbios e endósporos, mas requer um período de 
exposição prolongada. Excelente agente esterilizante, especialmente para objetos que seriam 
danificados pelo calor. 
11 – Peroxigênios: exercem atividade antimicrobiana oxidando os componentes 
celulares dos micróbios tratados. Os exemplos são o ozônio, o peróxido de hidrogênio e o ácido 
peracético. O ozônio é amplamente usado como suplemento para a cloração; o peróxido de 
hidrogênio é um anti-séptico fraco, mas bom desinfetante. O ácido peracético é especialmente 
efetivo. Utilizados em superfícies contaminadas; alguns ferimentos profundos, em que eles são 
muito efetivos contra os aneróbios sensíveis ao oxigênio. 
 
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5. ANTIMICROBIANOS 
 
Os antibióticos são produtos de enorme importância não apenas na área de saúde, como 
também na economia, visto que apenas nos Estados Unidos, cerca de 100.000 toneladas são 
produzidas anualmente. Vários são os possíveis alvos para os agentes antimicrobianos. O 
conhecimento dos mecanismos de ação destes agentes permite entender sua natureza e o grau de 
toxicidade seletiva de cada droga. 
- Inibição da síntese da parede celular: estes agentes antimicrobianos correspondem aos 
mais seletivos, apresentando um elevado índice terapêutico (penicilinas, ampicilina, cefelosporinas). 
- Ligação à membrana citoplasmática: são agentes antimicrobianos que muitas vezes 
exibem menor grau de toxicidade seletiva (polimixinas, ionóforos). 
- Inibição da síntese de ácidos nucléicos: seletividade variável (novobiocina, 
quinolonas, rifampicina). 
- Inibição da tradução: são geralmente bastante seletivos. Correspondem a um dos 
principais grupos de agentes antimicrobianos, uma vez que a síntese protéica corresponde a 
processo altamente complexo, envolvendo várias etapas e diversas moléculas e estruturas 
(estreptomicina e gentamicina, tetraciclina, cloranfenicol, eritromicina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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UNIDADE VI – GENÉTICA MICROBIANA 
 
A genética é a ciência da hereditariedade; ela inclui o estudo do são genes, como eles 
transportam informação, como são replicados e passados para gerações subsequentes de células 
ou transmitidos entre organismos, e como a expressão da sua informação dentro de um 
organismo determina as características particulares daquele organismo. Em se tratando de 
cromossomos de células procarióticas e eucarióticas, sabe-se que estes são estruturas densas no 
interior da célula que carregam fisicamente informações hereditárias de uma geração para 
outra, os cromossomos contêm os genes. Os genes são segmentos de DNA que codificam os 
produtos finais. As diferenças entre os cromossomos de células procarióticas e eucarióticas 
podem ser vistas na tabela abaixo: 
 
Células Procarióticas Células Eucarióticas 
 - contém somente um cromossomo 
 - consiste de uma única molécula de DNA de fita 
dupla na forma circular 
 - não possui membrana nuclear 
 - é enrolado, espiralado e de forma altamente 
compacta, é cerca de 1200 vezes maior que o 
tamanho da célula 
 - há mais do que um cromossomo por célula 
 -cada cromossomo consiste em uma única molécula 
longa de DNA de fita dupla enrolado em agregados de 
proteínas histonas em intervalos regulares 
 - possui membrana nuclear 
 - apresenta forma linear, e a molécula de DNA é cerca 
de 10 vezes mais longa 
 
 Além do cromossomo uma célula bacteriana pode conter uma ou mais estrutura de 
DNA chamados plasmídios. O plasmídio é uma pequena molécula de DNA normalmente 
circular, auto-replicativa, que não faz parte do cromossomo bacteriana. Alguns carregam 
genes para resistência a antibióticos, ou para enzimas que degradam substâncias químicas 
complexas, ou ainda são bacteriocinogênicos. 
 Uma célula que contém somente um de cada tipo de cromossomo é um organismo 
chamado haplóide. Já que as bactérias têm um único cromossomo, elas necessariamente são 
haplóides.Já a maioria das células eucarióticas são diplóides - contém 2 de cada tipo de 
cromossomo. 
 
 
 
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1. REPLICAÇÃO DO DNA 
 
Nas Bactérias: estes microrganismos apresentam cromossomo circular (molécula de 
DNA de dupla fita). As duas fitas são desenroladas pela enzima DNA girase (em um local 
específico da molécula de DNA) formando duas forquilhas de replicação. Cada fita 
(separada) serve de modelo para a fita nova, que se forma em complementariedade com a célula 
parental: Adenina com Timina (A-T); Guanina com Citosina (G-C). A enzima DNA polimerase 
assegura esta complementariedade pela adição de nucleotídeos à fita nova complementar à 
parental. A medida que vai desenrolando vai formando as outras fitas. As duas fitas novas já 
estão quase separadas e culminam com a separação por completo. 
Nos Eucariotos: a diferença é que a replicação do DNA se inicia em vários pontos do 
DNA linear. O gene pode ser definido como um segmento de DNA que contém a 
seqüência de nucleotídeos para a produção de uma determinada proteína. Uma vez que as 
células produzem milhares de proteínas, uma molécula de DNA contém milhares de genes, 
um para cada proteína - um gene uma enzima. A forma pela qual as células usam a 
informação no gene para produzir uma determinada proteína: 
- a informação no gene (DNA) é copiada para uma molécula de ácido 
ribonucléico (RNA mensageiro - mRNA) por um processo chamado transcrição; 
- o mRNA carrega as informações transcritas da região nuclear da célula para os 
ribossomos no citoplasma; 
- os ribossomos então executam a tradução, um processo em que a informação no 
mRNA é utilizada para sintetizar uma proteína correspondente a partir de aminoácidos. 
 
2. REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA 
 
A célula bacteriana realiza um número enorme de reações metabólicas. A característica 
comum de todas as reações metabólicas é que elas são catalisadas por enzimas. A inibição por 
retroalimentação impede uma célula de fazer reações químicas desnecessárias. Uma célula 
contém mais de 1000 enzimas diferentes, e cada uma com efetiva atividade catalítica para 
algumas reações químicas. O controle próprio do metabolismo celular é acompanhado pela 
 
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regulação das enzimas, regulando a atividade das enzimas ou a síntese delas. 
 Dois mecanismos de controle genético, conhecidos como repressão e indução, regulam a 
transcrição do mRNA e, consequentemente, a síntese de enzimas a partir dele. Estes mecanismos 
controlam a formação e as quantidades de enzimas na célula, e não a atividade das enzimas. 
Repressão é o mecanismo regulador que inibe a expressão gênica e diminui a síntese 
das enzimas. A repressão usualmente é uma resposta à abundância de um produto final de uma 
rota metabólica; ela causa uma redução na velocidade da síntese das enzimas que levam à 
formação daquele produto. É mediada por proteínas reguladoras denominadas repressoras, 
que bloqueiam a capacidade da RNA polimerase de iniciar a transcrição dos genes reprimidos. 
 A Indução é o processo que ativa a transcrição de um gene ou genes. Uma substância que 
atua induzindo a transcrição de um gene é denominada indutora, e as enzimas que são 
sintetizadas na presença de indutores são enzimas induzíveis. Os genes requeridos para o 
metabolismo da lactose na E. Coli é um exemplo de sistema indutível. Um destes genes codifica 
a enzima beta-galactosidase, que divide o substrato lactose em dois açúcares simples, glicose e 
galactose. Na célula, a lactose é convertida no composto alolactose, que é indutor destes genes; 
assim a presença de lactose induz indiretamente a célula a sintetizar mais enzima. Esta resposta, 
que está sob controle genético, é denominada indução enzimática. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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UNIDADE VII – VÍRUS 
 
Os vírus são entidades infecciosas não acelulares, 100 vezes menores que as bactérias 
(0,02-0,03µm), caracterizado como um parasita intracelular obrigatório, cujo genoma é 
constituído por um só tipo de ácido nucléico e que utiliza os sistemas enzimáticos celulares para 
a síntese de elementos especializados que fazem parte de sua estrutura. 
Consistem de um núcleo de ácido nucléico (DNA, ácido desoxirribonucleico, ou RNA, 
ácido ribonucleico), envolto por uma cápsula externa proteica denominada capsídeo. A 
estrutura do capsídeo é determinada, basicamente, pelo genoma viral e constitui a maior parte da 
massa viral, especialmente nos vírus pequenos. O capsídeo é formado por subunidades proteicas 
chamadas de capsômeros. Em alguns, as proteínas que compõem os capsômeros são de um tipo; 
em outros podem estar presentes vários tipos de proteínas. Os capsômeros são, frequentemente, 
visíveis nas microfotografias eletrônicas. A organização dos capsômeros é característica para 
cada tipo de vírus. Em alguns vírus, o capsídeo é coberto por um envelope que, normalmente 
consiste de uma combinação de lipídeos, proteínas e carboidratos. O ácido nucléico contém o 
genoma do vírus - sua coleção de genes -, enquanto o capsídeo o protege e pode apresentar 
moléculas que facilitam a invasão da célula hospedeira. 
Os vírus podem ser classificados em vários tipos morfológicos diferentes, com base na 
arquitetura do capsídeo. Podem ser: 
Vírus helicoidais que lembram longos bastões, que podem ser rígidos ou flexíveis. O 
genoma viral está no interior de um capsídeo cilíndrico oco com estrutura helicoidal. Os vírus 
da raiva e EHF são helicoidais. 
Vírus Poliédricos o capsídeo da maioria deles tem a forma de um icosaedro. O 
adenovírus é um exemplo de vírus poliédrico com a forma de icosaedro. O polivírus também é 
icosaédrico. 
Vírus Envelopados o capsídeo de alguns vírus é coberto por um envelope, são 
aproximadamente esféricos. O vírus da gripe é um exemplo de vírus helicoidal envelopado. O 
vírus da herpes é um vírus poliédrico envelopado. 
Vírus Complexos possuem estruturas complicadas. Um bacteriófago é um exemplo de 
vírus complexo, possui capsídeo poliédrico e a bainha é helicoidal. 
 
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Em virtude de sua simplicidade, os vírus foram inicialmente considerados formas de 
vida primitivas. Esse conceito é tido como incorreto porque os vírus, destituídos das estruturas 
responsáveis pelo exercício das funções vitais, não sobreviveriam à ausência de células 
hospedeiras. É então mais provável que os vírus tenham evoluído a partir das células e não o 
contrário. 
 
 
1. CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS 
 
Os vírus classificam-se de acordo com várias características: o tipo de ácido 
nucléico que apresentam, seu tamanho, a forma do capsídeo ou a presença de um envelope 
lipoprotéico em sua estrutura. A divisão taxionômica primária se faz em duas classes: vírus 
DNA e vírus RNA. Os vírus DNA dividem-se em seis famílias: poxvírus (que inclui o agente 
causador da varíola), adenovírus, herpesvírus, iridovírus, papovavírus (entre os quais os 
papilomavírus, que causam as verrugas simples, genitais e carcinomas de pele, de vulva e 
de pênis) e parvovírus. 
 Já os vírus RNA classificam-se nas famílias picornavírus (resfriados, poliomielite e 
 
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hepatite A), calicivírus,togavírus (rubéola), flavivírus (dengue e febre amarela), 
coronavírus, ortomixovírus (gripe), paramixovírus (sarampo e caxumba), rabdovírus (raiva), 
arenavírus (febre hemorrágica), buniavírus, retrovírus (AIDS, leucemia e câncer de pele) e 
reovírus. Os arbovírus não chegam a constituir uma família. Agrupam-se nessa classificação 
todos os vírus transmitidos por artrópodes, principalmente mosquitos. Como exemplos de 
arbovírus citam-se os vírus transmissores da dengue, da febre amarela e da encefalite 
eqüina. 
 
2. CICLO DE INFECÇÃO 
 
A injeção do ácido nucléico viral no interior de uma célula hospedeira é o início do 
ciclo de desenvolvimento do vírus. Vírus bacteriófagos (que invadem as células bacterianas) 
acoplam-se à superfície do microrganismo e perfuram sua rígida membrana celular, 
transmitindo assim o ácido nucléico viral para o hospedeiro. Os vírus de animais entram nas 
células hospedeiras mediante um processo chamado endocitose (invaginação da membrana da 
célula), enquanto os vírus de vegetais penetram em corrosões nas folhas das plantas. Uma vez 
no interior do hospedeiro, o genoma viral comanda a síntese de novos componentes virais -- 
ácidos nucléicos e proteínas. Esses componentes são então montados para formar novos vírus, 
que, ao romperem a membrana da célula, estão prontos para infectar novas células, denominado 
Ciclo Lítico. 
Há outro tipo de infecção viral, na qual o genoma viral forma uma associação estável 
com o cromossomo da célula hospedeira e junto com ele se replica, antes da divisão celular. 
Cada nova geração de células herda o genoma do vírus, que nesse caso não produzem 
descendentes. Em algum momento, um fator qualquer pode induzir o genoma viral latente a 
comandar a replicação viral, com a subsequente ruptura da célula hospedeira e a liberação de 
novos vírus – Ciclo Lisogênico. 
 
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O ciclo lisogênico do bacteriófago ʎ em E. Coli. 
 
3. RESPOSTA IMUNOLÓGICA 
 
 O animal pode responder de numerosas formas a uma infecção viral. A febre é uma 
resposta: muitos vírus são inativados a temperaturas ligeiramente acima da temperatura 
normal do hospedeiro. A secreção de interferon pelas células do animal infectado é outra 
resposta comum. O interferon inibe a multiplicação de vírus em células não-infectadas. Os 
seres humanos e outros vertebrados são capazes ainda de organizar um ataque imunológico 
contra vírus específicos, com anticorpos e células imunológicos especialmente produzidos para 
neutralizá-los. 
 
4. PREVENÇÃO E TRATAMENTO 
 
 O tratamento de uma infecção viral se restringe normalmente ao alívio dos sintomas: 
por exemplo, a ingestão de líquidos controla a desidratação, a aspirina alivia dores e diminui a 
febre. Há poucas drogas que podem ser usadas para combater diretamente o vírus, uma vez 
que esses organismos empregam a energia e o equipamento bioquímico das células vivas para 
realizarem sua própria replicação. Portanto, os medicamentos que inibem a replicação viral 
 
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também inibem as funções das células hospedeiras. Existe um reduzido número de drogas 
antivirais, porém, que combatem infecções específicas. O controle epidemiológico é a medida de 
maior êxito contra as doenças viróticas. Programas de imunização ativa em larga escala, por 
exemplo, podem quebrar a cadeia de transmissão de uma doença virótica e até erradicá-la, 
como ocorreu com a varíola. O controle de insetos e a higiene na manipulação dos alimentos são 
outras medidas que podem ajudar a eliminar alguns vírus do interior de populações específicas. 
 
5. PRIONS 
 
Determinadas doenças infecciosas, cujas causas não foram identificadas como sendo de 
origem viral, poderiam ser causadas por prions, partícula protéica infecciosa. Existem, 
atualmente, nove doenças animais incluídas nessa categoria, entre elas, a doença da vaca louca 
que tem atormentado a Grã-Bretanha desde 1987. Todas são doenças neurológicas denominadas 
encefalopatias espongiformes devido ao desenvolvimento de grandes vacúolos no cérebro. As 
doenças humanas são Kuru, doença de Creutzfeldt-Jakob, síndrome de Gerstmann-Straussler-
Scheinker e insônia familiar fatal. 
 
6. VÍRUS DE PLANTAS E VIRÓIDES 
 
Os vírus de plantas lembram, em muitos aspectos, os vírus animais: os vírus de plantas 
são, morfologicamente, semelhantes aos vírus animais e possuem ácidos nucléicos de tipos 
similares. De fato, alguns vírus de plantas podem-se multiplicar dentro de células de insetos. 
Causam muitas doenças em culturas de importância econômica como, por exemplo, no feijão 
(vírus do mosaico do feijão), milho e cana-de-açúcar e, na batata (vírus do mosaico do feijão), 
milho e cana-de-açúcar e, na batata. Os vírus podem causar mudança de coloração, crescimento 
deformado, fazendo também definhar e parar o crescimento das hospedeiras. 
Algumas doenças de plantas são causadas por viroides, pequenos fragmentos de RNA, 
com comprimento de 300 a 400 nucleotídeos, sem capa de proteína. Os nucleotídeos são, 
frequentemente, pareados internamente, de forma que a molécula possui uma estrutura 
tridimensional fechada e dobrada o que, provavelmente, a protege do ataque por enzimas 
celulares. 
 
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UNIDADE VIII – IMUNOLOGIA 
 
Imunologia é a ciência que estuda a imunidade, capacidade que tem o organismo 
de resistir ao ataque de microrganismos invasores como forma de se proteger de infecções e 
reagir contra toxinas produzidas por esses microrganismos ou contra substâncias nocivas que 
nele penetre. 
A barreira física da pele é a primeira e mais imediata proteção do organismo contra 
agentes patológicos presentes no ar, no solo e na água. Quando essa barreira se rompe - devido a 
uma ferida, por exemplo - entram em ação mecanismos de defesa que, em conjunto, constituem o 
sistema imunológico. 
 
1. A IMUNIDADE 
 
A imunidade envolve uma resposta defensiva específica, quando um hospedeiro é 
invadido por organismos ou outras substâncias estranhas. O sistema imune humano reconhece as 
substâncias estranhas como não pertencentes ao corpo e desenvolve uma resposta imune contra 
elas. Os organismos ou substâncias que provocam este tipo de resposta são denominadas 
antígenos. Esta resposta imune envolve a produção de proteínas denominadas anticorpos e 
linfócitos especializados. Tanto os linfócitos especializados quanto os anticorpos visam 
especificamente os antígenos que causaram sua formação, e podem destruir ou inativar estes 
antígenos quando os encontrarem novamente. 
 O próprio organismo desenvolve imunidade natural a certas infecções, graças à 
presença, no sangue e nos líquidos orgânicos, de elementos que anulam a ação patogênica de 
algumas bactérias. É o caso, por exemplo, da lisozima, agente antibacteriano existente na 
lágrima. Em função desses elementos, um organismo pode estar imune a algumas doenças 
infecciosas, mesmo sem ter tido contato anterior com o agente patogênico. 
 A imunidade adquirida pode ser resultado de mecanismos naturais; pelos quais o próprio 
organismo, ao enfrentar um agente infeccioso, elabora uma substância específica para 
neutralizar as toxinas; ou artificiais, que ocorrem quando os processos imunológicos são 
estimulados ou induzidos intencionalmente. A imunidade artificial pode ser passiva, pela injeção 
 
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de substâncias específicas na corrente sanguínea, ou ativa, por inoculação de toxinas diluídas ou 
microrganismos cuja virulência tenha sido atenuada, o que provoca uma reação orgânica 
capaz de fazer frente à infecção e a outras invasões do mesmo agente patogênico. A imunidade 
artificial ativa corresponde à vacinação, técnica experimentada pela primeira vez pelo médico 
inglês Edward Jenner, no século XVIII. 
 Mais eficaz e duradoura que a imunidade passiva, a vacinação é muito utilizada na 
prevenção de epidemias. Em quadros clínicos como na difteria e na peste, combinam-se as 
imunizações ativa e passiva e administram-se, ao mesmo tempo, a antitoxina e a vacina ao 
paciente que corre risco de contrair a doença. Enquanto a primeira combate o perigo imediato, 
a segunda estimula o organismo a produzir suas próprias antitoxinas. 
Nos animais unicelulares e nos pluricelulares invertebrados, a defesa do organismo 
se fundamenta, sobretudo na fagocitose, ingestão celular de corpos estranhos. Os 
vertebrados dispõem de um sistema imunológico cuja principal característica é a 
especificidade: enquanto a fagocitose captura todo e qualquer tipo de substância, o sistema 
imunológico "reconhece" o corpo estranho e desenvolve meios adequados para neutralizar sua 
ação. Nesses animais, o papel fagocitário é desempenhado pelos macrófagos, células que 
ingerem bactérias e corpúsculos. 
 
2. SISTEMA IMUNOLÓGICO 
 
Nos animais superiores, o conjunto de órgãos relacionados aos processos 
imunológicos e à diferenciação e maturação das células encarregadas da resposta imunitária 
denomina-se sistema imunológico. No homem, ele se constitui de órgãos primários, em que as 
células imunológicas, ou linfócitos, adquirem a capacidade de imunizar; e de órgãos 
secundários, nos quais ocorre a reação às substâncias estranhas introduzidas no organismo. A 
medula óssea (substância interior dos ossos) e o timo (situado no tórax) são órgãos primários, 
enquanto o baço (situado no lado esquerdo do abdome) e os gânglios linfáticos (nos quais se 
produzem os linfócitos) são órgãos secundários. 
 
 
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3. MANIFESTAÇÕES DAS REAÇÕES IMUNOLÓGICAS 
 
Com repercussão em todo organismo, as manifestações das reações imunológicas 
variam de acordo com sua expressão e localização. A resposta humoral ou imunidade humoral 
envolve a produção de anticorpos que agem contra organismos e substâncias estranhos. Estes 
anticorpos são encontrados nos líquidos extracelulares, como o plasma, a linfa, e as secreções 
mucosas. 
Em geral, o processo de elaboração dos anticorpos se conclui dias depois que os 
antígenos penetraram no organismo. Passado esse período, começa a síntese das 
imunoglobulinas, que, depois de atingir o nível máximo, se reduz gradativamente até acabar. 
Se o mesmo antígeno é inoculado semanas depois, a resposta provocada, ou resposta 
secundária, é mais intensa e duradoura. Deduz-se, portanto, que o contato inicial com as 
substâncias antigênicas determina a transformação de algumas populações de linfócitos de 
vida longa, denominados por essa razão "células de memória". As células denominadas células B 
(ou linfócitos B) são responsáveis pela produção de anticorpos. A resposta imune humoral 
defende primariamente contra bactérias, toxinas bacterianas e vírus que estão circulando 
livremente nos líquidos corporais. Ela também é um fator em algumas reações contra o tecido 
transplantado. 
A resposta celular ou imunidade mediada por célula é aquela em que não há intervenção 
de anticorpos, mas sim a que se produz, em muitos casos, pelo contato entre células, como 
ocorre nos fenômenos de rejeição a transplantes. Envolve linfócitos especializados denominados 
células T (pu linfócitos T) que agem contra organismos ou tecidos estranhos. As células T 
também regulam a ativação e proliferação de outras células do sistema imune, como os 
macrófagos, neutrófilos, eosinófilos, células NK e o complemento. 
A resposta imune mediada por células é mais efetiva contra bactérias e vírus localizados 
dentro das células fagocíticas ou células infectadas do hospedeiro, e contra fungos, protozoários 
e helmintos. Este sistema fornece a resposta primária ao tecido transplantado, como um enxerto 
de pele estranha, monta uma resposta para rejeitar o tecido estranho. Ela também é um fator 
importante em nossa defesa contra o câncer. 
 
 
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Antígenos e Anticorpos 
Os antígenos e anticorpos desempenham papéis-chave na resposta do sistema imune. Os 
antígenos (algumas vezes mais descritivamente denominados imunógenos) provocam uma 
resposta imune altamente específica em um organismo. Os corpos estranhos que penetram no 
organismo e desencadeiam resposta imunológica recebem o nome de antígenos. Entre os mais 
comuns estão as proteínas e os polissacarídeos, carboidratos complexos constituídos de cadeias 
de glicose e açúcares simples. As substâncias gordurosas não desencadeiam resposta 
imunológica. Os compostos antigênicos frequentemente são componentes dos micróbios 
invasores, como as cápsulas, parede celular, flagelos, fímbrias e toxinas de bactérias; os 
revestimentos dos vírus; ou as superfícies de outros tipos de micróbios. 
No interior do organismo, os antígenos se associam a substâncias denominadas 
anticorpos, que com eles reagem de forma específica. Os anticorpos são proteínas sintetizadas 
em resposta a um antígeno, que podem reconhecer e ligar-se àquele antígeno. São do grupo das 
globulinas, chamados genericamente imunoglobulinas. Existem vários tipos de 
imunoglobulinas, entre as quais as imunoglobulinas G (designadas pela abreviatura IgG), M 
(IgM), A (ou IgA), D (IgD) e E (IgE). As imunoglobulinas G são as mais abundantes e 
conhecidas. Têm forma de Y e se compõem de duas cadeias de aminoácidos longas e duas 
curtas. A composição dessas cadeias é variável, o que explica o fenômeno da especificidade, 
propriedade que essas moléculas têm de reagir com determinados antígenos, e não com 
outros, em função de uma configuração que propicia o estabelecimento das ligações com a 
molécula do antígeno. 
 A ação dos anticorpos sobre as substâncias estranhas ao organismo consiste, 
principalmente, em provocar a aglutinação dessas substâncias por ligação com os anticorpos. 
Esse processo dá origem a agregados relativamente grandes, que estimulam o mecanismo da 
fagocitose e são ingeridos pelos macrófagos. Outras vezes, as toxinas são neutralizadas quando 
um anticorpo se liga a elas, ou as bactérias invasoras são destruídas e seu conteúdo celular se 
dispersa no meio exterior (fenômeno conhecido como lise). 
 
 
 
 
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4. TOLERÂNCIA E DEFICIÊNCIA IMUNOLÓGICA 
 
 A tolerância imunológica consiste na ausência de resposta imunitária a 
determinados antígenos. Esse efeito pode ser conseguido por meio da inoculação de doses 
maciças do antígeno ou de quantidades mínimas, quase desprezíveis, do mesmo. A 
importância desse fenômeno está em sua aplicação no combate a problemas de rejeição a 
tecidos e órgãos transplantados. 
De acordo com suas proporções, as deficiências imunológicas podem tornar os 
indivíduos vulneráveis a infecções, em maior ou menor grau. Atualmente, a mais séria dessas 
deficiências é a AIDS (síndrome da imunodeficiência adquirida). Provocada pelo retrovírus 
HIV, que é transmitido pelos fluidos corpóreos, a AIDS deprime o sistema imunológico 
humano e abre caminho para infecçõesoportunistas, que acabam por provocar a morte do 
doente. O HIV danifica o sistema imunológico principalmente pela destruição de um tipo de 
linfócito (glóbulo branco), chamado célula T. Esse linfócito é fundamental no controle da 
atividade de vários outros tipos de linfócitos. Ao eliminar as células T, o HIV reduz 
drasticamente a capacidade de combate aos microrganismos que invadem a corrente sanguínea, 
o que deixa o aidético vulnerável a diversos tipos de doenças. 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
BÁSICA 
TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 8 ed. Curitiba: Artmed, 2005. 
920p. 
 
COMPLEMENTAR 
BLACK, J. Microbiologia: Fundamentos e Perspectivas. 4 ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2002. 856 p. 
BROOKS, G.F.; BUTEL, J.S.; MORSE, S.A. Microbiologia Médica. 22 ed. São Paulo: 
McGraw-Hill, 2004. 653 p. 
ENGELKIRK, P.G.; BURTON, G.R.W. Microbiologia para as Ciências da Saúde. 7 ed. Rio 
de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 289 p. 
MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; PARKER, J. Microbiologia de Brock. 10 ed., São 
Paulo: Prentice-Hall, 2004. 624 p. 
MIMS, C. et al. Microbiologia Médica. 3 ed. São Paulo: Elsevier, 2005. 584 p. MURRAY, P.R.; 
ROSENTHAL, K.S.; PFALLER, M.A. Microbiologia Médica. 5 ed. São Paulo: Elsevier, 2006. 
1072 p. 
SCHAECHTER, M.; ENGLEBERG, C.N.; EISENSTEIN, B.I.; MEDOFF, G. Microbiologia: 
Mecanismos das Doenças Infecciosas. 3.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. 664 
p. 
TRABULSI, L.R.; ALTERTHUM, F. Microbiologia. 4.ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 
2004.718p.