Resumo de metabolismo de crescimento microbiano

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Sophya de Almeida – S2 - MICROBIOLOGIA – 20/09/2019 
MICROBIOLOGIA – 20/09/2019 
METABOLISMO E CRESCIMENTO MICROBIANO 
METABOLISMO 
• Processo de síntese e degradação de nutrientes, 
base da vida, permite crescimento, reprodução, 
manutenção de estrutura e resposta ao meio. 
• Termo usado para referir a soma de todas as 
reações químicas dentro de um organismo vivo. 
• É visto como ato de balanceamento de energia, 
uma vez que reações químicas liberam ou 
requerem energia. 
• Divide-se em duas classes de reações químicas: 
catabólicas e anabólicas. 
 
CATABOLISMO 
• Quebra de compostos orgânicos complexos em 
compostos mais simples. 
• Reações catabólicas ou degradativas são reguladas 
por enzimas, e normalmente liberam energia. 
• Normalmente acontecem por hidrólise (reações 
que usam a água e nas quais ligações químicas são 
quebradas) e são exergônicas (produzem mais 
energia do que consomem). 
• Ex.: quando células quebram açucares em dióxido 
de carbono e água. 
ANABOLISMO 
• Construção de moléculas orgânicas complexas a 
partir de moléculas mais simples. 
• Reações anabólicas ou biossintéticas são reguladas 
por enzimas, e normalmente requerem energia. 
• Envolvem reações de síntese de desidratação 
(reações que liberam água) e são endergônicas 
(consomem mais energia do que produzem). 
• Essas reações geram os materiais para crescimento 
celular. 
• Ex.: formação de proteínas a partir de 
aminoácidos. 
REAÇÕES 
 
 
 
CATABOLISMO DE 
CARBOIDRATOS 
• Maioria dos microrganismos oxida carboidratos 
como sua fonte primaria de energia celular. 
• Glicose: fonte mais comum de energia de 
carboidratos utilizada pelas células. 
• Para produzir energia a partir de glicose, os 
microrganismos utilizam dois processos: 
respiração celular (glicose completamente 
quebrada) e fermentação (glicose parcialmente 
quebrada) (ambas iniciadas por glicólise). 
anabolismo
catabolismo
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RESPIRAÇÃO CELULAR 
• Processo bioquímico celular. Quebra as ligações 
entre as moléculas, o que libera energia. 
• Aeróbica: utiliza oxigênio. 
• Anaeróbica: não utiliza oxigênio e ainda pode ser 
morto por ele. 
Respiração aeróbica: 
𝐶6𝐻12𝑂6 + 6𝐻2𝑂 + 6𝑂2 → 6𝐶𝑂2 + 6𝐻2𝑂 +
𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 
Glicose + água + oxigênio > gás carbônico + água 
(sai 38 ATP de energia). 
Respiração anaeróbica: 
• O rendimento de ATP sempre é menor porque 
apenas uma parte do ciclo de Krebs funciona. 
• Desta forma, os anaeróbicos tendem a crescer 
mais lentamente que os anaeróbicos. 
𝐶6𝐻12𝑂6 + 4𝑁𝑂2 
→ 2𝐶𝑂2 + 6𝐻2𝑂 + 2𝑁2
+ 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 
Glicose + nitrato > gás carbônico + energia. 
Fermentação: 
• Liberam energia de açúcares ou moléculas 
orgânicas através da oxidação. 
• Não requer oxigênio, mas algumas vezes pode 
ocorrer na presença deles. 
• Não requer uso de uma cadeia de transporte de 
elétrons ou ciclo de Krebs. 
• Utiliza uma molécula orgânica como aceptor final 
de elétrons. 
• Produz pequenas quantidades de ATP. 
FERMENTEÇÃO ÁCIDO 
LÁCTICO 
• Homolácticos ou homofermentativos. 
• Uma molécula de glicose é oxidada em duas 
moléculas de ácido pirúvico e no final gera duas 
moléculas de ácido láctico. 
 
BIOFILME 
• Superfície. 
• População microbiana – estreptococos grupo 
mutans – S. mutans ou S. sobrinus. 
• Matriz de polissacarídeos. 
• Formação do biofilme dental cariogênico: 
 
CÁRIE 
 
• Desmineralização x remineralização do dente. 
 
MATRIZ DE 
POLISSACARÍDEOS 
• Propriedades viscoelásticas 
 
• Enzimas glicosiltransferase. 
matriz
sacar
ose
strepto
coccus 
mutans
enzimas 
glicosiltra
nsferase
glicanos 
issolúve
is
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• Papel na adesão e co-agregação de outras 
bactérias. 
 
ENZIMAS 
• São proteínas envolvidas em quase todas as 
reações químicas biologicamente importantes. 
• A via metabólica da célula é determinada pelas 
enzimas que por sua vez são determinadas pelas 
características genéticas da célula. 
 
ENZIMAS E REAÇÕES 
QUÍMICAS 
• As enzimas servem de catalisadores (substâncias 
que apressam uma reação química sem que seja 
permanentemente alterada) biológicos. 
• Como catalisadores, as enzimas são especificas, 
atuando em uma substância específica, chamada 
substrato de enzimas ou substratos (quando há 
dois ou mais reagentes). 
• Ex.: sacarose é o substrato da enzima sacarase, 
que catalisa a hidrólise da sacarose à glicose e à 
frutose. 
• Substrato entra em contato som sítio ativo da 
enzima (forma complexo enzima-substrato). 
• A molécula do substrato é transformada pelo 
rearranjo dos átomos, pela quebra da molécula do 
substrato ou em combinação com uma outra 
molécula de substrato. 
• As moléculas de substrato transformadas são 
liberadas. 
• A enzima não carregada fica livre para nova 
reação. 
MECANISMOS DE AÇÃO 
ENZIMÁTICA 
 
FATORES QUE 
INFLUENCIAM A ATIVIDADE 
ENZIMÁTICA 
• Temperatura: velocidade aumenta com o aumento 
da temperatura (porém, existe o limite, acima 
disso ocorre desnaturação). 
• PH: o PH e que a atividade enzimática é máxima é 
conhecido como PH ótimo. 
• Concentração do substrato. 
• Inibidores: (competitivos – ocupam o sítio ativo do 
substrato; não competitivo – se ligam a outra 
região da enzima, o sítio alostérico, inibindo assim, 
o sitio ativo.) 
 
CRESCIMENTO MICROBIANO 
• Crescimento de uma população é o aumento do 
número de células. 
• Fatores necessários para o crescimento 
microbiano são divididos em duas categorias: 
• Físicos: temperatura, PH e pressão osmótica; 
• Químicos: fontes de carbono e nitrogênio, enxofre, 
fósforo, oligoelementos, oxigênio e fatores 
orgânicos de crescimento. 
MEIOS DE CULTURA 
• Material nutriente preparado no laboratório para 
crescimento microbiano; 
• Associação quantitativa e qualitativa de nutrientes. 
glica
nos
ade
são
agregaç
ão das 
demais 
células 
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• Existem vários tipos de meios de cultura para 
satisfazer as necessidades nutricionais de uma 
ampla diversidade dos microrganismos. 
• Inóculo: microrganismos são colocados em um 
meio de cultura para iniciar o crescimento. 
• Cultura: microrganismos que crescem e se 
multiplicam nos meios de cultura. 
• Classificação – finalidade bacteriológica: ricos, 
seletivos, diferencial. 
• Ricos: contém substâncias que permitem o 
crescimento de diversos microrganismos ao 
mesmo tempo. 
• Seletivos: contém substâncias que inibem o 
desenvolvimento de determinados grupos de 
microrganismos. São elaborados com o objetivo de 
favorecer o crescimento de bactérias de interesse. 
• Diferencial: contém substâncias que permitem 
estabelecer diferenças entre bactérias parecidas. 
• Classificação – estado físico: sólidos, semi-sólidos e 
líquidos, redutor, enriquecido. 
• Sólidos: contém agentes solidificantes. Agar (1-2%) 
é agente solidificante (polissacarídeo extraído de 
algas marinhas) utilizados nos meios de cultura. 
• Semi-sólidos: consistência intermediaria. Agar 
(0,5%). Verificação de mortalidade. 
• Líquidos: sem agentes solidificantes. Ativação 
cultural. 
• Redutor: contém reagentes capazes de reagir com 
oxigênio removendo-o. Ex.: tioglicolato de sódio. 
• Enriquecido: isolamento de bactérias presentes 
em pequeno número unto com outras que estão 
em grande quantidade. 
TEMPERATURA 
• Psicotrófilos: crescem em baixa temperatura. 
• Mesófilos: temperaturas moderadas. 
• Termófilos: altas temperaturas. 
• Hipertermófilos: temperaturas extremamente 
altas. 
 
PH 
• Maioria das bactérias crescem em PH dentro de 
pequenas variações, entre 6,5 e 7,5. 
• Bactérias acidófilas: alto grau de tolerância e 
acidez. 
• Neutrófilos. 
• Alcalófitos: PH alcalino. 
PRESSÃO OSMÓTICA 
• Depende da quantidade de água no meio e de 
substâncias dissolvidas – pressão. 
• Resistência a pressão devido à parece celular.• Plasmólise: perda de água por osmose, causando a 
diminuição (encolhimento) do citoplasma – meio 
hipertônico. 
• Organismos halofílicos toleram elevadas 
concentrações de sais. 
• Enzimas só trabalham em um meio aquoso. 
Desidratação mata. 
• Reações enzimáticas não acontecem – 
metabolismo para.