Estudo dirigido individual de Biotecnologia ambiental

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Estudo dirigido individual de Biotecnologia ambiental - 2016
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1. Preparo de meio de cultura. Para o preparo de meio de cultura, os reagentes (constituídos principalmente por uma fonte de carbono, uma fonte de nitrogênio e uma fonte de microelementos) são dissolvidos em água e a solução resultante é submetida a um processo de esterilização, geralmente em autoclave. Porque há necessidade de se esterilizar o meio de cultura para a realização dos experimentos? [1]
Para obter precisão na análise de microorganismos, a esterilização de meios de cultura é fundamental porque remove totalmente a capacidade reprodutiva de todos os microrganismos indesejáveis para uma determinada análise, deixando o meio de cultura propício somente para o objeto de estudo.
2. Inoculação dos micro-organismos. Os micro-organismos são transferidos do frasco em que se encontram armazenados no ultrafreezer (-80 °C) para o meio de cultura previamente esterilizado e à temperatura ambiente. Qual o efeito do ultrafreezer na preservação de microorganismos? Porque não se pode inocular o micro-organismo no meio de cultura quente? O meio poderia ser inoculado se estivesse gelado? [2]
Um dos objetivos principais da conservação é evitar a formação excessiva de mutações que mudem as características do microrganismo podendo afetar a produtividade de um processo. Isso é atingido através da conservação devido ao baixo número de gerações filhas dos microrganismos conservados, não havendo grande variação da célula-mãe. Algumas vezes pode-se desejar conservar um microrganismo que foi selecionado e melhorado geneticamente de forma a evitar a perda dessa modificação feita. Mas o objetivo da preservação de uma linhagem não é somente conservar o estado inicial do microrganismo evitando mutações indesejáveis, também é a máxima preservação da vitalidade das células e o número de células viáveis. As células podem ser preservadas por um longo período de tempo através do congelamento a temperaturas de -60 a -80ºC. Essas temperaturas são obtidas em ultrafrezeers. 
Não se pode inocular o micro-organismo no meio de cultura quente porque, geralmente, temperaturas da ordem dos 70º C destroem a maioria das enzimas essenciais e causam morte celular.
A temperatura baixa permite somente a inativação das enzimas e o metabolismo celular diminui gradualmente levando consequentemente à inibição do crescimento celular, não ocorre morte celular neste caso. Assim o meio pode ser inoculado gelado e assim que a temperatura de crescimento do micro-organismo for atingida, a atividade celular é retomada.
3. Crescimento. O crescimento dos micro-organismos varia de acordo com o meio de cultura, o tempo de cultivo, a aeração que recebem durante o período. Caso se deseje fazer uma biorremediação com a biomassa do fungo, é necessário esperar que o cultivo atinja a fase de estabilização, mas não chegue à fase de decadência. Por quê? [3]
A biomassa da população aumenta às custas do substrato e a concentração deste diminui consideravelmente com a expansão da população microbiana. O esgotamento de nutrientes essenciais, acúmulo de produtos de excreção em concentrações inibitórias, alterações no pH gera a fase de estabilização do crescimento microbiano. Nessa fase, não há crescimento líquido da população, ou seja, o número de células que se divide é equivalente ao número de células que morrem. Após essa fase, o némero de células viáveis para o processo de biorremediação diminui inviabilizando o processo.
4. Biorremediação por interação química. Para se realizar uma biorremediação, pode-se usar a biomassa ou o caldo sem biomassa. A biorremediação pode ocorrer por interação química de grupos funcionais presentes na biomassa (ex, carboxilatos RCOO) com íons metálicos presentes como contaminantes (ex. lítio, chumbo, ferro, etc). Como se pode determinar a eficiência da retirada de determinado íon de uma solução aquosa pela biomassa fúngica? [2]
Alguns fatores podem influenciar na biossorção de íons metálicos e consequentemente sua eficiência de remoção, levando-se sempre em consideração o pH que afeta a química da solução dos metais, a atividade dos grupos funcionais da biomassa e da competição dos íons metálicos, a temperatura, concentração de metal, concentração de adsorvente, tempo, agitação, etc.
5. Biorremediação por enzimas. Este processo é usualmente utilizado para degradar um contaminante orgânico (pesticida, fármaco, explosivo, etc). Enzimas presentes dentro da célula, no exterior da célula ou liberadas para o meio de cultura tem o poder de degradar diversos contaminantes orgânicos. Faça um fluxograma para mostrar este processo e indique uma metodologia analítica que possa mensurar a eficiência deste processo. [2]
6. Biorremediação por enzimas. Apesar de um determinado processo de biorremediação enzimática poder ser eficiente, é necessário também averiguar a toxicidade do resíduo gerado após a ação enzimática. Por quê? [3]
A utilização de micro-organismos alóctones pode acarretar em riscos consideráveis ao meio ambiente. Desta maneira, em função dos riscos ambientais associados, por exemplo, ao emprego de produtos biotecnológicos, é de suma importância que tais produtos sejam devidamente avaliados antes de sua aplicação para, então, promover a degradação de poluentes em sistemas de tratamento de resíduos ou em locais contaminados.
7. Identificação do fungo. Fungos diferentes podem apresentar morfologias microscópicas idênticas. Desta forma, é necessário realizar a identificação diferencial da espécie em estudo e, sendo necessário, complementar com identificação por DNA. Nos quadrados abaixo, represente a visualização microscópica de 3 gêneros de fungos diferentes e explique quais características peculiares de cada um poderiam ser utilizadas para identificar cada espécie no microscópio. [4]
	
Gênero: Trichoderma 
A colônia apresenta conidióforo e conídios hialinos, muito ramificado, verticilado, com filíades isoladas ou em grupos, monocelular, ovóide. 
	
Gênero:Aspergillus
Aspergillus spp são fungos filamentosos ramificados, septados e termotolerantes são classificados segundo suas estruturas sexuadas, porém são distinguidos na prática clínica por suas estruturas assexuadas, incluindo a forma do conidióforo captado, as vesículas e fiálides de apoio e os conidiósporos. Eles possuem uma estrutura celular típica de um fungo eucariótico, com núcleo e inúmeras estruturas citoplasmáticas. 
	
Gênero:Candida
8. Os procedimentos de manuseio de micro-organismos devem ocorrer dentro de uma capela de fluxo laminar ou na proximidade de chama. Explique o efeito do fluxo laminar e da chama nos procedimentos. [2]
Devemos eliminar a contaminação que pode ocorrer durante o manuseio das amostras pelo ambiente, para assim obter a garantia de resultados confiáveis. As amostras são manuseadas ao lado de um bico de Bunsen aceso, que forma, ao redor da chama, uma área possível de expor a amostra sem risco de contaminação pelo ambiente. Outra forma de evitar contaminação pelo ambiente é a utilização da capela de fluxo laminar, no qual o ar ambiente é coletado, filtrado ou desinfetado e o ar estéril é injetado na região de trabalho. Sua função é carregar as partículas de trabalho para fora da capela sem que elas contaminem a amostra.