Introdução à Microbiologia

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Microbiologia
Bacteriologia
Prof. Dr. Tercio Lemos de Morais
E-mail: terciotms@gmail.com
História da Microbiologia
• No inicio da história da humanidade acreditava-se que as pessoas
ficavam doentes por um castigo divino, independente da religião da
pessoa. Depois de um tempo foi criada a:
• Teoria miasmática (ou teoria dos miasmas): termo utilizado para algo que
fica disperso no ar e fazendo mal para as pessoas, como se fosse “uma
poluição”, portanto, acreditava-se que seria isso que causava as doenças nas
pessoas.
• Anton Van Leevwenhoek (Século XVII) – 1º microscópio de luz (aumento de
aprox. 300x) – visualização de seres microscópicos (bactérias e células corpo
humano)
História da Microbiologia
• Século XVIII – Teoria dos germes
• Louis Pasteur – descobriu bactérias que eram responsáveis por azedar os
vinhos ou torna-lo pouco saboroso ou improprio para o consumo humano.
Portanto percebeu que aquecendo as bebidas até aproximadamente 48ºC
faziam com que as bactérias morressem, surgindo o processo de
pasteurização
• Robert Koch (bacteriologista alemão)– identificou os causadores do antraz
(1877) (Bacillus anthracis), da tuberculose, 1882 (Mycobacterium
tuberculosis) e da cólera, 1883 (Vibrio cholerae). Também desenvolveu meios
de cultura, utilizados para cultivar bactérias.
• Foi contemplado com o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1905.
História da Microbiologia
• Junto com a microbiologia também surgiu a EPIDEMIOLOGIA
• John Snow - Durante um surto de cólera em Londres conseguiu perceber que
todas as pessoas doentes estavam bebendo água de uma mesma fonte, e ele
supôs que ali tinha bactérias causadoras dos casos de cólera, solicitando que
essa fonte fosse fechada (pai da epidemiologia moderna).
• Ignaz Semmelweis (médico húngaro) - pioneiro dos procedimentos
antissépticos. Descobriu como evitar contágios apenas lavando as mãos.
Lançou um apelo para que as mulheres não parissem nos hospitais, pelo risco
de morrerem de febre puerperal, também conhecida como febre das
parturientes.
Microbiologia
• Conceitos gerais sobre microrganismos
• Existem aproximadamente 2000 espécies diferentes na natureza de
microrganismos patogênicos (causadores de doenças)
• A cada ano surgem aproximadamente 10 bilhões de novas infecções;
• E aproximadamente 12 milhões de mortes (incidência maior em países
subdesenvolvidos).
• Virulência: Capacidade infecciosa (causar doença) de um
microrganismo
• Fator de virulência: são estruturas, produtos ou estratégias que as
bactérias utilizam para “driblar” o sistema de defesa do hospedeiro e
causar uma infecção (doença).
Microbiologia 
• Conceitos gerais sobre microrganismos
• Vírus
• Menores partículas infecciosas 
• 16 a 600 nanômetros
• Contém RNA ou DNA (Citomegalovírus 
possui DNA e RNA)
• Cápsula proteica 
• Envelope (alguns tipos)
• Parasitas intracelulares obrigatórios
• Possuem tropismo
Microbiologia 
• Quando surge uma INFEÇÃO VIRAL, duas coisas podem acontecer:
• Replicação rápida e destruição celular 
• Ciclo lítico
• Incorporação do DNA/RNA viral no
genoma da célula infectada
• Doenças virais crônicas
• Retrovirais (ex. HIV)
• Ciclo lisogênico
Microbiologia 
• Conceitos gerais sobre microrganismos 
• Fungos
• Seres mais complexos a serem estudados 
• São eucariontes 
• Alguns são unicelulares (leveduras) e outros pluricelulares (bolores/ filamentosos)
• Reprodução sexuada e assexuada 
• São organismos oportunistas (maioria)
Microbiologia
• Bactérias
• São microrganismos unicelulares, procariontes (desprovidos de envoltório
nuclear e organelas membranosas) e em geral possuem um só cromossomo
(DNA bacteriano).
• Características
• A palavra bactéria vem do Grego, significa “bakteria” – significa bastão.
• As bactérias são encontradas em todos os ambientes da Terra.
• As bactérias são seres microscópicos. A maioria apresenta reprodução
assexuada (divisão binária) e/ou reprodução sexuada (transferência de
material genético).
• Conjugação
• Transferência
• Transdução
BACTERIOLOGIA 
• Características bacterianas
• São unicelulares (unidade de medida é micrômetro)
• Procariontes (desprovidas de núcleo)
• Células desprovidas de organelas membranosas
• Única organela encontrada é o ribossomo
• Podem ser visualizadas na forma isolada ou em colônias
• Podem viver na presença de oxigênio (aeróbias) ou na ausência (anaeróbias)
ou ainda serem anaeróbias facultativas.
• São classificadas quanto a forma (morfologia), grau de agregação (arranjos) e
espessura da parede celular.
BACTERIOLOGIA 
• Citologia bacteriana
• Membrana plasmática 
• Parede celular 
• Cápsula 
• Cromossomo (DNA bacteriano)
• Plasmídeo (DNA extra-cromossômico)
• Ribossomos 
• Grânulos de reserva 
• Flagelos
• Fímbrias 
• Pili
• Esporos 
BACTERIOLOGIA 
• Membrana Citoplasmática (80% proteínas, 20% lipídios)
• Consiste principalmente de fosfolipídeos que são as substâncias químicas
mais abundantes na membrana, e proteínas. Não possuem esteróis, e por isso
são menos rígidas.
• Funções :
• Seletividade, digestão de nutrientes e na produção de energia – contêm enzimas capazes
de catalisar as reações químicas que degradam os nutrientes e produzem ATP.
• Algumas bactérias possuem invaginações na membrana plasmática (cromatóforos ou
tilacoides) que contém pigmentos e enzimas envolvidas na fotossíntese –
Fotossintetizantes.
• Mesossomos – invaginações grandes e irregulares (artefatos e não estrutura), pode
participar no processo de divisão celular e pode conter enzimas respiratórias.
BACTERIOLOGIA 
• Parede celular
• Estrutura complexa e semirrígida
• Funções:
• Da forma a célula bacteriana
• Circunda a membrana plasmática protegendo-a das alterações adversas do
meio externo
• Previne a ruptura da célula bacteriana quando a pressão da água dentro da
célula é maior que fora dela (principal função)
• Contribui para que algumas espécies causem doenças
• Local de ação de alguns antibióticos
• Sítio de reação com anticorpos e proteínas do complementos
• Sua composição química é usada para diferenciar os principais tipos de
bactérias
• Gram positivas e Gram negativas
BACTERIOLOGIA 
• Composição e características da parede celular
• Composta por peptideoglicanos ou também conhecida como
mureína;
• O peptideoglicano consiste em um dissacarídeo ligado por
polipeptídeos para formar a parede celular
• O dissacarídeo é composto por monossacarídeos denominados N-
acetilglicosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAM)
Dependendo da 
quantidade de 
camadas 
BACTERIOLOGIA 
• Parede celular de bactérias Gram-positivas
• Consiste em muitas camadas de peptideoglicanos,
formando uma estrutura espessa e rígida.
• Contêm duas classes de ácidos: Ácido teicóico da
parede e o ácido lipoteicóico que atravessa a parede
e liga-se a membrana.
• Funções:
• Se ligam e regulam o movimento de cátions (íons positivos) para dentro e para fora da célula.
• Também podem assumir um papel no crescimento celular, impedindo a ruptura extensa da
parede e a possível lise celular.
• Fornecem especificidade antigênica da parede e, portanto, tornam possível identificar bactérias
gram-positivas utilizando determinados testes laboratoriais
BACTERIOLOGIA 
• Parede celular de bactérias Gram-negativas
• As paredes celulares das bactérias gram-negativas consistem em uma ou
poucas camadas de peptideoglicano e uma membrana externa;
• A camada de peptideoglicano liga-se a membrana externa através de
lipoproteínas (estão localizadas no espaço periplasmático).
• Periplasma: É semelhante a um gel, entre a
membrana externa e a membrana plasmática.
• Contém uma alta concentração de enzimas de
degradação e proteínas de transporte.
• BGN por possuírem somente uma pequena
quantidade de peptideoglicano, são mais
suscetíveis ao rompimento mecânico
• Membrana externa da célula gram-negativa: consiste em
lipopolissacarídeos (LPS), lipoproteínas e fosfolipídeos.
• Funções especializadas:
• Sua forte carga negativa é um fator importante na evasão
da fagocitosee nas ações do complemento (causa lise de
células e promove a fagocitose);
• Também fornece uma barreira para certos antibióticos (p.
ex., penicilina), enzimas digestivas como a lisozima,
detergentes, metais pesados, sais biliares e certos corantes;
• As porinas (proteínas transmembranares) permitem a
passagem de moléculas como nucleotídeos, dissacarídeos,
peptídeos, aminoácidos, vitamina B12 e ferro
• Lipopolissacarídeo (LPS): É uma molécula grande e complexa que contém lipídeos e carboidratos e que
consiste em três componentes:
• Lipídeo A – é a porção lipídica do LPS e está inserido na parede superior da membrana externa. Quando
bactérias gram-negativas morrem, elas liberam lipídeo A, que funciona como uma endotoxina.
responsável pelos sintomas associados a bactérias gram- -negativas, como febre, dilatação de vasos
venosos, choque e formação de coágulos sanguíneos.
• Cerne polissacarídico: Seu papel é estrutural – fornecer estabilidade.
• Polissacarídeo O: funciona como um antígeno, sendo útil para diferenciar espécies de bactérias gram-
negativas.
BACTERIOLOGIA 
• Paredes celulares atípicas
• Entre os procariotos, certos tipos de células não possuem paredes ou têm pouco
material de parede.
• Gênero Mycoplasma: são as menores bactérias conhecidas. Devido ao seu
tamanho e por não terem paredes celulares, passam através da maioria dos
filtros bacterianos, tendo sido inicialmente confundidos com vírus.
• São as únicas a possuírem na membrana plasmática lipídeos denominados de esteróis, os
quais podem protege-las da lise (ruptura);
• Arquibactérias: podem não ter a parede ou ter incomum – compostas de
polissacarídeos e proteínas (mas não de peptideoglicano), denominada de
pseudomureína.
• Geralmente não podem ser coradas pelo gram, mas aparentam ser gram-negativas por não
conterem peptideoglicano.
BACTERIOLOGIA 
• Cápsula/ Glicocálice
• Envoltório externo viscoso presente em algumas bactérias;
• Composta de polissacarídeos
• Dependendo da concentração (+ ou -)
• Funções:
• Antigênicas
• Protege contra dessecamento
• Reservatório de nutrientes
• Evita a lise celular e absorção de bacteriófagos
• Proteção contra a fagocitose
• Permite adesão bacteriana a superfícies
Cápsula: mais concentrada; polissacarídeo
gelatinoso acoplado firmemente na parede celular
Glicocálice: menos concentrada; material viscoso
frouxo que circunda algumas bactérias.
O glicocálice é um componente muito
importante dos biofilmes: podem crescer
em diversas superfícies, como pedras em
rios com correnteza rápida, raízes de
plantas, dentes humanos (S. mutans).
BACTERIOLOGIA 
• Cromossomo bacteriano ou nucleoide
• É uma grande fita de DNA circular e solto no citoplasma (sem carioteca)
• Carrega todos os dados necessários para as estruturas e as funções celulares
• O cromossomo está fixado à membrana plasmática
• Acredita-se que proteínas na membrana plasmática sejam responsáveis pela
replicação do DNA e pela segregação dos novos cromossomos para as
células-filhas, na divisão celular.
BACTERIOLOGIA 
• Plasmídeo
• Pequena fita de DNA circular (Extracromossômico)
• Replicam-se independentemente do cromossomo bacteriano 
• Não determinam características essenciais para a sobrevivência da bactéria
• Confere vantagens a bactéria dependendo do tipo
• Podem ser adquiridos ou perdidos sem causar dano à célula.
• Tipos de plasmídeo e funções:
• Plasmídeo R: resistência a antibióticos e metais pesados
• Plasmídeo F: fertilidade bacteriana (conjugação)
• Plasmídeos de virulência
• Produção de toxinas 
• Síntese de enzimas
BACTERIOLOGIA 
• Ribossomos
• Todas as células eucarióticas e procarióticas contêm.
• Função: Síntese de proteínas.
• São compostos de duas subunidades (30s e 50s – denominados ribossomos 70S ), cada qual
consistindo de proteína e de RNA ribossômico (rRNA). Células eucariontes – ribossomos
80s.
• Vários antibióticos atuam inibindo a síntese proteica nos ribossomos
procarióticos
• Estreptomicina e a gentamicina fixam-se à subunidade 30S e interferem com a síntese
proteica.
• Eritromicina e o cloranfenicol, interferem na síntese proteica pela fixação à subunidade 50S.
Devido às diferenças nos ribossomos procarióticos e eucarióticos, a célula microbiana pode ser morta pelo antibiótico 
enquanto a célula do hospedeiro eucariótico permanece intacta.
BACTERIOLOGIA 
• Grânulos de reserva/ Inclusões
• No citoplasma bacteriano existe varias inclusões (depósitos de reserva). As células podem acumular
certos nutrientes quando eles são abundantes e usá-los quando estão escassos no ambiente
• Grânulos metacromáticos: reserva de fosfato inorgânico que pode ser usada na síntese de
ATP. São encontrados em algas, fungos e protozoários, bem como em bactérias.
• Corynebacterium diphtheriae: agente causador da difteria.
• Grânulos polissacarídico: compostas de glicogênio e amido.
• Inclusões lipídicas: armazenamento de lipídeos (Mycobacterium, Bacillus, Azotobacter).
• Grânulos de enxofre: Gênero Thiobacillus – obtêm energia oxidando o enxofre e compostos
contendo enxofre.
• Carboxissomos: inclusões que contêm a enzima ribulose-1,5-difosfato-carboxilase, enzima
importante para as bactérias que fazem fixação de dióxido de carbono durante a
fotossíntese.
• Magnetossomos: são inclusões de óxido de ferro (Fe3O4).
BACTERIOLOGIA 
• Flagelo bacteriano
• Filamentos finos, proteicos e longos
• Motilidade celular 
• Gira como o motor de um barco (360º)
• Respostas flagelares:
• Quimiotática – fugir de antibióticos 
• Fototática – fugir da luz ou ir ate a luz
Esta ancorado à membrana citoplasmática e à parede 
celular por uma estrutura denominada de corpo basal, 
composta por:
• 2 anéis – Bactérias Gram positivas 
• Parede celular 
• Membrana celular
• 4 anéis – Bactérias Gram negativas
• Anel C – Citoplasma 
• Anel MS – membrana plasmática 
• Anel P – parede celular 
• Anel L – Membrana Externa
• Composição do flagelo: 
• Constituído por subunidades de flagelina
(proteína), dispostas de maneira a formar uma
estrutura cilíndrica.
A proteína flagelar (antígeno H) é útil para diferenciar as variações dentro de 
uma espécie de bactérias gram- negativas. Por exemplo, existem no mínimo 
50 antígenos H diferentes para a E. coli.
BACTERIOLOGIA 
• Fímbrias
• Apêndices semelhantes a pelos que são mais curtos, retos e finos que os
flagelos (consistem em uma proteína denominada pilina).
• Podem estar nos polos da célula bacteriana ou em toda sua superfície;
• Elas podem variar em número, de algumas unidades a muitas centenas por
célula.
• Se aderem a superfícies (envolvidas na formação de
biofilmes)
• Estrutura fundamental no processo de adesão.
• Ex. Neisseria gonorrhoeae, o agente causador da
gonorreia, auxiliam a bactéria a colonizar as
mucosas.
BACTERIOLOGIA 
• Pili sexual
• São mais longos que as fímbrias, e há apenas um ou dois por célula;
• Estão envolvidos na mobilidade celular (translocação bacteriana)
• Transferência de DNA: Conjugação
• Nesse processo, o pili sexual de conjugação de uma bactéria chamada de célula F+ conecta-
se ao receptor na superfície de outra bactéria (F-) de sua própria espécie ou de espécies
diferentes. As duas células fazem contato físico, e o DNA da célula F+ é transferido para a
outra célula (F-).
• O DNA compartilhado pode adicionar uma nova função à célula receptora, como a
resistência a um antibiótico ou a habilidade de degradar o seu meio com mais eficiência.
BACTERIOLOGIA 
• Endosporos
• Quando os nutrientes essenciais se esgotam (nutrientes chaves – fontes de
carbono ou nitrogênio), certas bactérias gram-positivas como as dos gêneros
Clostridium e Bacillus formam células especializadas de “repouso”,
denominadas endosporos.
• Os endósporos são células desidratadas altamente duráveis, com paredes
espessas e camadas adicionais. Eles são formados dentro da membrana
celular bacteriana.
• Podem sobreviver a temperaturas extremas, falta de água e exposição a
muitas substâncias químicas tóxicas e radiação
• Formaçãodo endosporo: denominado de esporulação ou esporogênese,
podendo levar varias horas.
Capa de proteína se forma em torno
de toda a membrana externa. Esse
revestimento é responsável pela
resistência dos endosporos a muitas
substâncias químicas agressivas
BACTERIOLOGIA 
A maioria das bactérias varia de 0,2 a 2,0 μm de diâmetro e de 2 a 8 μm de
comprimento.
BACTERIOLOGIA 
• Coloração de Gram
• Foi desenvolvida em 1884 pelo bacteriologista dinamarquês Hans Christian
Gram. Ela é um dos procedimentos de coloração mais úteis, pois classifica as
bactérias em dois grandes grupos: gram-positivas e gram-negativas.
• Corantes:
• Cristal violeta
• Iodo/lugol
• Álcool
• Safranina/ Fucsina
• Lâmina de vidro – esfregaço
BACTERIOLOGIA 
O cristal violeta e o iodo penetram facilmente as células gram-positivas e gram-negativas (ambas coram de roxo) . Dentro
das mesmas, o cristal violeta e o iodo se combinam para formar o complexo CV-Iodo. Esse complexo é maior que a
molécula de cristal violeta, e devido a isso não é removido pelo álcool nas bactérias GRAM POSITIVA.
GRAM NEGATIVA: o álcool rompe a camada externa de lipopolissacarídeo, e o complexo CV-I é removido através da
camada delgada de peptideoglicano. Ficando incolores e posteriormente sendo coradas pela Safranina/ Fucsina de ROSA.
BACTERIOLOGIA 
BACTERIOLOGIA 
• Coloração de Ziehl-Neelsen/ Coloração álcool-ácido resistente
• Utilizada para identificar todas as bactérias do gênero Mycobacterium
• Mycobacterium tuberculosis, o agente causador da tuberculose, e 
• Mycobacterium leprae, o agente causador da lepra.
• Gênero Nocardia sp.
• Micobactérias:
• Bacilos finos
• Possuem grande quantidade ácidos
graxos (chamados de ácido micólico)
• Bactérias intracelulares obrigatórias.
Corante vermelho carbolfucsina
FIM