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Crescimento microbiano

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Crescimento microbiano 
As principais reações de síntese celular 
correspondem a reações de polimerização, processos pelos 
quais polímeros (macromoléculas) são originados a partir de 
monômeros. 
Fissão binária 
Processo pelo qual o crescimento de uma célula 
individual ocorre até que esta se divida, originando duas 
novas células; a partição de uma célula , referida como septo, 
é resultante do crescimento da membrana citoplasmática e 
da parede celular para o interior da célula, em direções 
opostas, até a individualização das células filha. 
 
Proteínas Fts e o plano de divisão 
celular (pág 129) 
As proteínas Fts ( filamentoso termossensível) são 
aquelas essenciais à divisão celular em procariotos. 
FtsZ, a proteína mais importante desse grupo 
apresenta também similaridades estruturais com a tubulina 
(importante na divisão de eucariontes), elas interagem e 
formam um aparelho de divisão na célula denominado 
divisomo. 
A formação do divisomo é iniciada pela ligação das moléculas 
de FtsZ, originando um anel ao redor do cilindro celular, 
localizado na região central da célula, as moléculas de FtsZ 
vão se polimerizar, dando origem a um anel intacto que passa 
a atrair outras proteínas Fts. 
 
A replicação do DNA ocorre antes da deposição do 
anel FtsZ. O término da síntese de DNA parece ser o sinal para 
a formação do anel FtsZ, situado no espaço entre os 
nucleóides duplicados. FtsZ apresenta atividade enzimática, 
hidrolisando guanosina trifosfato (GTP) e gerando energia; 
acredita-se que essa anergia promova a polimerização e 
despolimerização do anel FtsZ. 
Morfologia Celular e Actina em 
procariotos (pág 130) 
Procariotos possuem proteínas 
específicas que definem a forma celular. 
A proteína de maior importância na morfologia de uma célula 
denomina-se MreB; ela forma um citoesqueleto do tipo actina 
em espécies de Bacteria e, provavelmente, também de 
Archaea. MreB dá origem a faixas filamentosas espiraladas, 
localizadas internamente à célula e imediatamente abaixo da 
membrana citoplasmática. Bactérias em forma de coco são 
desprovidas de MreB e do gene que a codifica. 
OBS: Presença de FtsZ e MreB indica que as células 
procarióticas possuem proteínas estruturalmente similares 
à tubulina e actina, respectivamente. 
Síntese de peptideoglicano e 
divisão celular (pág 130) 
 Antes da divisão celular acontecer, os compostos da 
parede celular devem ser sintetizados. os novos materiais 
devem ser adicionados a parede preexistentes, sem que 
perca integridade estrutural. Autolisinas criam pequenas 
aberturas na parede, na região do anel FtsZ e os nossos 
componentes da parede são adicionados através dessa 
abertura. 
Biossíntese de peptídeoglicano (pág 131) 
A síntese do novo peptídeoglicano envolve clivagem 
controlada do preexistente por autolisinas e a inserção dos 
precursores desse polímero. O bactoprenol, importante 
lipídeo usado como molécula carreadora, transporta os 
blocos de peptideoglicano através da membrana, tornando-
os hidrofóbicos e permitindo sua passagem pelo interior da 
membrana citoplasmática. Ao atingir o periplasma, o 
bactoprenol interage com as enzimas responsáveis pela 
inserção dos precursores de crescimento da parede celular 
e pela catálise da formação de uma ligação glicosídica. 
Transpeptidação: o alvo da 
penicilina (pág 131) 
 Etapa final da síntese da parede celular é um 
processo conhecido como transpeptidação, onde ocorre 
formação das ligações peptídicas cruzadas entre os resíduos 
de ácido murâmico de cadeias adjacentes de glicano. A 
transpeptidação corresponde à reação inibida pelo 
antibiótico penicilina. 
 Proteínas, como a Fts, foram identificadas no 
periplasma de gram-negativas; quando a penicilina se liga a 
tais proteínas, estas perdem sua atividade catalítica, 
deixando de participar da síntese da nova parede celular. A 
ação contínua das autolisinas enfraquece a estrutura da 
parede, podendo provocar a lise celular. 
Crescimento populacional 
Taxa de crescimento =corresponde à variação do número de 
celular ou da massa celular por unidade de tempo 
Geração =Intervalo em que uma célula origina duas novas 
Tempo de geração =Tempo necessário para que uma célula 
origine duas novas, também conhecido como tempo de 
duplicação. 
Crescimento exponencial (pág 132) 
 Padrão de aumento populacional, em que o número 
de células é duplicado a cada período de tempo. O 
crescimento exponencial caracteriza-se por apresentar 
incialmente uma taxa lenta de aumento do número de células 
que, posteriormente, é acelerada. 
O ciclo do crescimento (pág 134) 
Fase lag 
Ocorre quando uma população microbiana é 
inoculada em um meio de cultura onde o crescimento não se 
inicia de imediato. 
Se uma cultura já em crescimento exponencial for 
inoculada em um mesmo meio, sob as mesmas condições, a 
fase lag não ocorre. 
Se um inóculo em fase estacionária for transferido 
para o mesmo meio de cultura, haverá uma fase lag, mesmo 
que todas as células do inóculo sejam viáveis. 
A fase lag tambem pode ser observada quando o 
inóculo sobre algum tipo de dano, mas ainda estão vivas, pois 
as células precisarão de algum tempo para recuperar os 
danos sofridos. 
Quando uma cultura de meio rico é transferida para 
uma cultura de meio pobre, observa-se uma fase lag, nesse 
caso as células precisam sintetizar enzimas necessárias à 
biossíntese de metabólitos essências não fornecidos pelo 
meio, 
Fase exponencial 
 A fase exponencial é a consequência da divisão 
celular, onde uma célula se divide em duas novas e assim por 
diante; células em crescimento exponencial geralmente se 
encontram nas condições mais saudáveis. 
Em geral, microrganismos procariontes crescem mais 
rapidamente que os eucariontes, sendo que os organismos 
eucariontes menores crescem mais rápido que os maiores. 
Fase estacionária (pág 135) 
A população microbiana não cresce 
indefinidamente, isso pode se dever a alguns fatores 
limitantes de crescimento como: consumo de nutrientes 
essenciais presentes no meio de cultura; presença de algum 
produto de excreção que atinge uma concentração inibitória 
e promove a interrupção do crescimento exponencial. 
Medidas diretas do 
crescimento microbiano 
O crescimento populacional pode ser analisado pelas 
variações referentes ao número de células, peso de algum 
componente celular ou peso seco total das próprias células. 
Contagem de células totais (pág 135) 
Podem ser realizados dois tipos de contagem microscópica 
direta: a partir de amostras secas em lâmina ou a partir de 
amostras liquidas (como na figura abaixo). 
 
 
Contagem de viáveis (pág 136) 
 Uma célula viável é definida como aquela capaz de 
se duplicar. A contagem de viáveis normalmente é realizada 
pela determinação do número de células capazes de formar 
colônias em um meio sólido adequado. 
A metodologia usada é denominada contagem em placa ou 
contagem de colônias. Podendo ser realizada de duas 
maneiras: 
• Semeadura por espalhamento: um pequeno volume 
da cultura previamente diluída, não ultrapassa 
0,1mL, é espalhada na superfície de um meio sólido 
com o auxílio de uma alça estéril. A placa é incubada 
até que haja o surgimento das colônias, que são 
contadas. 
• Semeadura em profundidade: um volume conhecido 
da cultura é pipetado em uma placa de Petri estéril, 
á qual se adiciona o meio de cultura ainda fundido, 
promovendo-se sua homogeneização com a 
amostra. 
Diluição das suspensões celulares 
antes do plaqueamento (pág 136) 
 É importante que nos métodos de semeadura o 
número de colônias formadas não seja muito grande, 
pois em placas muito populosas, algumas células podem 
não formar colônias ou estas podem fundir-se, levando 
a erros de contagem. O número também não pode ser 
muito pequeno pois poderá comprometer a significância 
estatística da contagem. 
Normalmente o número de colônias em uma placa deveestar entre 30 e 300. 
Erros na contagem (pág 137) 
 Se o período de incubação for pequeno as células 
depositadas no meio sólido não originarão colônias a 
uma mesma velocidade, gerando um número abaixo do 
real. 
OBS: a contagem de viáveis é frequentemente expressa 
em termos de unidades formadoras de colônia, obtidas 
em vez de número de células viáveis 
(uma unidade formadora de colônias pode conter uma ou 
mais células). 
Medidas indiretas do 
crescimento microbiano: 
turbidez (pág 138) 
 Uma suspensão celular tem aspecto turvo porque 
as células dispersam a luz que atravessa a suspensão. 
Quanto maior o número de células presentes, maior a 
quantidade de luz dispersa, portanto mais turva a 
suspensão. A turbidez pode ser medida com o auxílio de 
um fotômetro ou de um espectrofotômetro. 
Cultura contínua: o 
quimiostato (pág 138) 
 O quimiostato é um dos equipamentos mais usados 
para obtenção de culturas contínuas; controla a 
densidade populacional e a taxa de crescimento da 
cultura. 
Dois fatores são importantes no controle de um 
quimiostato: a taxa de diluição e a concentração de um 
nutriente limitante. 
A taxa e a eficiência de crescimento podem ser 
controladas de como independente em um quimiostato, 
pelo ajuste da taxa de diluição e pela variação da 
concentração limitantes, respectivamente. 
Usos experimentais de um 
quimiostato (pág 140) 
Uma vantagem prática do quimiostato é o fato de a 
população poder ser mantida na fase exponencial de 
crescimento por longos períodos; uma vez que células 
em fase exponencial são desejáveis em experimentos 
fisiológicos, a utilização do quimiostato permite a 
obtenção desse tipo de célula a qualquer momento. 
Efeitos ambientais no 
Crescimento microbiano 
Temperaturas cardeais (pág 141) 
Cada organismo apresenta uma temperatura mínima (abaixo 
da qual é incapaz de crescer), ótima (em que o crescimento 
ocorre rapidamente) e uma temperatura máxima (acima da 
qual o crescimento torna-se impossível). A essas três 
temperaturas damos o nome de temperaturas cardeais, 
geralmente características de cada tipo de organismo. 
Classes térmicas de organismos (pág 142) 
 Refere-se a temperaturas ótimas de crescimento: 
Psicrófilos =om ótimo situado em baixas temperaturas 
Mesófilos =com ótimo em temperaturas medianas 
Termófilos = com ótimo em altas temperaturas 
Hipertermófilos =com ótimo correspondendo a T muito 
elevadas. 
 
Microrganismos psicrófilos e 
psicrotolerantes (pág 143) 
 Os psicrófilos correspondem a um grupo de 
organismos cuja T ótima de crescimento situa-se de 15oC ou 
inferior, temperatura máxima situada abaixo de 20oC e 
mínima de 0oC. 
Os psicrotolerantes são capazes de crescer a 0oC, 
mas com ótimo entre 20oC e 40oC. 
Crescimento microbiano em altas 
temperaturas 
(pág 145) 
A vida microbiana acontece muito facilmente em ambientes 
de altas temperaturas, inclusive em água fervente, acima de 
650C, apenas as formas de vida procarióticas sobrevivem, 
mas mesmo nessa T, uma enorme diversidade de bactéria e 
Archea é encontrada. 
Crescimento microbiano em 
pH baixo ou alto (pág 147) 
 A maioria dos ambientes naturais apresenta valores 
de pH variando entre 5 e 9, sendo os organismos cuja faixa 
de pH corresponde a esses valores os maus comuns. Apenas 
algumas espécies são capazes de crescer em pHs inferiores 
a 2 ou superiores a 10. 
Organismos que crescem em pHs baixos são considerados 
extremófilos, sendo denominados acidófilos; os fungos 
tendem a ser mais tolerantes que as bactérias. 
Existem bactérias que são acidófilas obrigatórias, 
porem o grande problema desse tipo de organismo é que se 
levado a um pH próximo a neutralidade, a membrana 
citoplasmática se dissolve e as células morrem em 
decorrência de sua lise, sugerindo que altas concentrações 
de íons hidrogênio são necessárias à estabilidade. 
pH intracelular (pág 148) 
Embora alguns microrganismos necessitem de 
valores de pH específicos para seu crescimento, o pH ótimo 
representa apenas o meio externo, o pH intracelular deve 
permanecer próximo a neutralidade, evitando a destruição de 
macromoléculas sensíveis aos ácidos ou bases. 
Efeitos osmóticos no 
crescimento microbiano 
Atividade de água, osmose e 
halófilos(pág 148) 
A atividade de água (aw) corresponde à razão entre a pressão 
de vapor do ar em equilíbrio com uma substancia ou solução 
em relação à pressão de valor da água pura. 
No processo de osmose, a água se difunde a partir de uma 
região onde está em alta concentração (baixa concentração 
de soluto) para uma região de menos concentração (maior 
concentração de soluto). Na maioria dos casos, o citoplasma 
apresenta concentrações de soluto superiores às do meio 
externo, um estado chamado equilíbrio aquoso positivo, com 
a água tendendo a entrar na célula. 
Organismos halotolerantes suportam certo grau de redução 
na aw ambiental. 
Solutos compatíveis (pág 149) 
Quando um organismo cresce em um meio com 
baixa aw , esta pode ser obtida do meio ambiente ou pelo 
aumento da concentração de solutos internos. 
O soluto utilizado no interior da célula, para o ajuste da 
atividade de água citoplasmática, não deve ser inibitório aos 
processos químicos intracelulares, tais compostos são 
denominados solutos compatíveis. 
Oxigênio e crescimento 
microbiano (pág151) 
• Aeróbios: capazes de crescer em grandes 
tensões de oxigênio 
• Microaerófilos: são aeróbios que utilizam 
o O2 apenas quando este se encontra em 
níveis inferiores ao do ar, devido a sua 
capacidade limitada de respirar. 
• Aeróbio facultativo: podem crescer tanto 
na presença quanto na ausência de 
oxigênio. 
• Anaeróbios: não são capazes de respirar 
oxigênio. 
• Anaeróbios aerotolerantes: toleram e 
crescem na presença de O2 embora sem 
utilizá-lo. 
• Anaeróbios obrigatórios: são inibidos ou 
mortos na presença de O2. 
 
Formas tóxicas do oxigênio (pág 152) 
O oxigênio é um poderoso oxidante e um excelente 
aceptor de elétrons durante a respiração. Em seu estado 
normal, o O2 é referido oxigênio tripleto(3O2). 
Uma das principais formas tóxicas é denominada 
oxigênio singleto (1O2); outras formas tóxicas incluem o ânion 
superóxido (O2-) o peróxido de hidrogênio (H2O22) e o radical 
hidroxil (OH). 
Enzimas que destroem o 
oxigênio tóxico (pág 153)

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