Microbiologia 1

Prévia do material em texto

MICROBIOLOGIA GERAL 
A importância da microbiologia baseia-se em 
fatores como o ciclo da matéria orgânica, na 
produção de alimentos, na indústria de 
fármacos e vacinas, nos microorganismos como 
agentes de doenças em que envolvem a saúdes 
animal e pública, a clínica cirúrgica e a 
produção animal. 
 
OS TRÊS DOMÍNIOS: Eubactéria, Archaea e 
Eukarya 
O domínio eukarya envolve os protozoários e 
algas unicelulares (protistas) e bolores e 
leveduras (fungos). 
O domínio bactéria e Archaea envolve 
organismos do reino monera (bactérias). 
 
Microorganismos eucariotos e procariotos são 
todo aparato biológico para replicação e 
produção de energia (SERES VIVOS). 
Diferentemente, os vírus necessitam de células 
hospedeiras. 
 
ARCHAEA (Arqueobactérias) 
Difícil cultivo em laboratório pelas suas 
características bioquímicas diferenciadas. São 
divididas em: 
METANOGÊNICAS: respiração anaeróbia que 
origina metano. 
HALÓFILOS: exigem elevadas concentrações de 
sal. 
TERMOACIDÓFILOS: necessitam de 
temperatura e ou acidez elevada. 
Elas não são patogênicas. 
CARACTERÍSTICAS DOS PROTOZOÁRIOS: 
Eucarióticos unicelulares que ingerem 
partículas alimentares ( o que os aproximam 
dos animais) e não apresentam parede celular 
rígida. Não possuem clorofila e movem-se na 
água com auxílio de cílios ou flagelos; 
movimento amebóide (pseudópode)... 
CARACTERÍSTICAS DAS ALGAS: 
Eucarióticos unicelulares ou multicelulares que 
contém clorofila (o que as aproximam das 
plantas) e apresentam parede celular rígida... 
CARACTERÍSTICAS DOS FUNGOS: 
Eucarióticos unicelulares ou multicelulares que 
apresentam parede celular rígida e são micro 
ou macroscópicos. Absorvem os nutrientes 
dissolvidos no ambiente e são praticamente os 
bolores, os fungos macroscópicos e leveduras. 
 
DIFERENCIAÇÃO ENTRE PROCARIONTES E 
EUCARIONTES 
 
 
 
 
BACTÉRIAS 
Possuem três subgrupos fenotípicos: 
Gram-negativos com parede celular; 
Gram-positivos com parede celular; 
Microorganismos que carecem de parede 
celular: não sintetizam peptideoglicano, são 
pleomórficos e imóveis – micoplasmas. 
-Micoplasmas são menores microrganismos 
que conseguem ter vida livre na natureza e suas 
características são: ausência de parede celular: 
pleomórficos e resistentes a penicilina; 
Pleuropneumonia bovina (primeiro isolado); 
Agalactia de carneiros e cabras (mediterrâneo); 
Doenças respiratórias em aves domésticas. 
 
Espécies bacterianas: Conjunto de estirpes que 
compartilham propriedades estáveis que se 
diferem significativamente de outro grupo de 
estirpes. 
Estirpe, linhagem ou cepa: microrganismo que 
após ter sido isolado foi extensivamente 
caracterizado. Difere de outras estirpes 
pertencentes à mesma espécie. 
Espécie → sub-espécie → estirpe. 
 
Tipificação de espécies e subsespécies: 
Biotipos: diferenças bioquímicas e fisiológicas 
Fagotipos: tipificação por fagos (vírus que 
atacam bactérias) 
Patotipo: patogenicidade 
Morfotipo: diferenças morfológicas 
Genotipo: DNA 
Sorotipo: antígenos 
*Obs: antígenos são aqueles que induzem a 
formação de anticorpos. Podem ser 
classificados em: 
Antígenos Somáticos – representados pela 
letra O e são as bactérias gram negativo. 
Antígenos Flagelares – representados pela 
letra H 
Antígenos Capsulares – representados pela 
letra K 
Antígenos Pili 
(estruturas não essenciais) 
Exemplo: o antígeno O157:H7 é responsável 
pela morte em humanos; já o O157:H20 não. 
 
Morfologia e estrutura bacteriana 
Invisível ao olho humano – 0,5 a 1 nanômetro 
dependendo da espécie. 
Tempo de geração muito rápido: Escherichia 
coli = 20 min. 
Possuem três formas básicas: 
Esféricas: cocos (normalmente agrupados, 
podendo formas diplococos, estreptococos, 
estafilococos, tétrades e sarcina) 
Cilíndricas: bacilos (maioria isolados apenas um 
plano de divisão mas existem também 
paliçadas, diplobacilos e estreptobacilos) 
Espiraladas: espirilos e vibriões e espiroqueta 
(espiralados com corpo flexível). 
Importância da morfologia bacteriana: auxiliar 
na identificação. 
 
O plano de divisão celular da bactéria influencia 
muito nos movimentos pós-divisionais das 
células filhas (forma). 
 
 
 
ESTRUTURAS ESSENCIAIS: 
Parede celular; Membrana citoplasmática 
(mesossomos); citoplasma; ribossomos e 
nucleóide. 
ESTRUTURAS NÃO-ESSENCIAIS: 
Flagelo (motilidade); cápsula e glicocálice; 
plasmídeo; grânulos (reserva); pili/fímbria 
(aderência); esporos (resistência); plasmídeo 
(DNA extracelular). 
 
Parede celular: 
Estrutura rígida – mantém a forma celular 
Essencial para o desenvolvimento e divisão 
celular 
Identificação e classificação bacteriana: 
coloração de Gram 
Habilidade de causar doença 
Funções de barreira para substâncias que 
causariam danos às células e passagem livre 
para nutrientes líquidos necessários e 
manutenção da forma celular – rigidez. 
 
 
*MEMBRANA EXTERNA (só nas bactérias gram 
negativas) 
Apresenta porinas, moléculas de proteínas que 
permitem a difusão passiva de compostos 
hidrofílicos de baixo peso molecular (açúcares, 
aminoácidos..); Baixa permeabilidade aos 
antibióticos resistência, relativamente, altas 
das G negativas. 
Composição interna é semelhante à da 
membrana citoplasmática 
Externamente, os fosfolipídeos são 
substituídos por moléculas de 
lipopolissacarídeos (LPS) 
Permeabilidade variável de acordo com a 
espécie. 
 
LPS: endotoxia, extremamente tóxico para 
animais (liberado apenas quando a célula é 
lisada) 
Fração lipídica: lipídeo A (toxidade) 
Fração polissacarídeo: antígeno O 
Exemplo: mais de mil tipos antigênicos apenas 
em Salmonella. 
 
PAREDE CELULAR E MEMBRANA EXTERNA DE 
BACTÉRIA GRAM NEGATIVO 
 
 
Espaço periplasmático (bactérias Gram 
negativas) 
Entre as membranas externas e 
citoplasmáticas; Constitui cerca de 20-40% do 
volume celular. 
Apresenta: proteínas de ligação a substratos 
específicos; enzimas hidrolíticas e 
destoxificantes. 
Diferença na coloração de Gram deve-se a 
relativa resistência ao descoramento pelo 
álcool. 
Etapas: cristal violeta (corante primário); Iodo 
(mordente): complexo com o cristal violeta; 
etanol (diferenciação): dissolve e remove os 
lipídeos da membrana externa (rompe a 
membrana da gram negativa). Nas gram 
positivas os poros da parede celular 
(peptideoglicano) se contraem; Safranina ou 
fucsina (corante secundário): colore as Gram 
negativas. 
 
 
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA – estrutura e 
composição 
Espessura: aproximadamente 7,5 nm 
Composição: bicamada fosfolipídica (porção 
polar voltada para o exterior e apolar para o 
interior) – proporção variável de acordo com a 
espécie e condições de cultio 
Fosfolipídeos (20-30%) 
Proteínas (50-70%): inseridas na bicamada- 
fluidez (modelo do mosaico fluido) – 
permeases 
Não apresenta esteróis, como o colesterol 
(presente na membrana de eucariotos) ou seja, 
são menos rígidas 
Exceção: micoplasmas que incorporam esteróis 
(quando disponíveis no meio). 
Barreira muito mais seletiva do que a parede 
celular. 
Permeases: transportam pequenas moléculas 
para o interior da célula 
Sítio de enzimas envolvidas na produção de 
energia e síntese da parede celular. 
Em algumas bactérias, especialmente 
GRAMpositivas, a membrana se estende para o 
citoplasma formando túbulos, os mesossomos, 
que podem ficar próximos a membrana ou mais 
profundos no citoplasma. 
Mesossomos profundos: são os septais, estão 
ligados ao material genético e envolvidos na 
replicação do DNA e divisão celular 
Mesossomos periféricos: envolvidos na 
secreção de enzimas. 
Membrana citoplasmática com permeabilidade 
seletiva e transporte de solutos; transporte de 
elétrons e fosforilação oxidativa em espécies 
aeróbias; Excreção de exoenzimas hidrolíticas. 
Sustentação de enzimas e moléculas 
relacionadas com a biossíntese do DNA, de 
polímeros da parede celular e lipídeosda 
membrana. Sustentação dos receptores e 
outras proteínas dos sistemas de transdução 
quimiotática. 
Difusão simples: movimento de soluto pela 
membrana do meio mais concentrado para o 
meio menos concentrado; processo passivo, 
sem gasto de energia; exemplos: O2 e CO2 
Osmose: transporte de solvente, de uma região 
com baixa concentração de soluto para uma 
região com alta concentração de soluto (diluir); 
força com que a solvente (água) se move é a 
pressão osmótica. 
Osmose possui três tipos de condições 
osmóticas: 
Meio isotônico: concentração de solutos é igual 
dos dois lados da membrana não há fluxo de 
líquido. 
Meio hipotônico: concentração de soluto no 
meio é mais baixa que o interior da célula, a 
água entra na célula. 
Meio hipertônico: concentração de soluto no 
meio é mais alta que no interior da célula, a 
água deixa a célula. 
Difusão facilitada: permeases específicas – 
facilitam a difusão de determinados solutos 
para dentro ou para fora da célula. 
Gram-negativas: transporte de nutrientes 
facilitado por proteínas de ligação específicas 
localizadas no espaço periplasmático. 
Sistema “sensível ao choque”: choque 
osmótico causa danos na membrana externa e 
permite o extravasamento das proteínas. 
Transporte ativo primário e secundário 
Primário (bombas): a energia metabólica (ATP) 
é utilizada para transportar os solutos através 
da membrana contra seus gradientes de 
concentração. 
Secundário: independe diretamente do ATP, 
seu movimento está associado à diferença de 
concentração de íons provocada pelo 
transporte ativo primário. 
Translocação de grupo: transporte de 
determinados açúcares (sistema 
fosfotransferase); com fosforilação do 
substrato durante o transporte; utilização 
eficiente da fonte de energia: acopla o 
transporte ao metabolismo. 
Citocromos e outras enzimas (componentes da 
cadeia respiratória) localizam-se na membrana 
citoplasmática; relacionado ao mecanismo de 
obtenção de energia. 
Membrana citoplasmática - excreção de 
exoenzimas hidrolíticas 
Importante para microorganismos que 
dependem de polímeros orgânicos 
(macromoléculas) como fonte de nutrientes 
(proteínas, polissacarídeos...); Muitas bactérias 
patogênica secretam enzimas e toxinas que são 
importantes fatores de virulência. 
Funções de biossíntese: apresente 
subunidades e enzimas para biossíntese da 
parede celular; enzimas para síntese de 
fosfolipídeos; algumas proteínas do complexo 
de replicação do DNA (provavelmente, nos 
mesossomas septais). 
Sistemas quimiotáticos: substâncias atrativas e 
repelentes ligam-se a receptores específicos na 
membrana citoplasmática. 
COLORAÇÃO DE GRAM: 
Utiliza-se qualquer solvente de lipídeos como o 
etanol para remover a camada lipídica das 
gram negativas e elas têm sua membrana 
externa lisada e voltam a ser incolores e depois 
rosa ou vermelhas; A gram positiva se contrai, 
se desidrata e aprisiona o corante, 
permanecendo roxa. 
 
CITOPLASMA 
Formado pelo hialoplasma e pelos ribossomos; 
ausência de organelas membranosas; 
corresponde a totalidade da área intracelular; 
sítio de muitas reações químicas; 
COMPOSIÇÃO: 80% água, ácidos nucléicos, 
aminoácidos, carboidratos, lipídeos, íons 
inorgânicos, compostos de baixo peso 
molecular e partículas com várias funções. 
INCLUSÕES: 
-Grânulos de reserva: polímeros insolúveis, os 
mais comuns são de glicose, fosfato inorgânico 
e lipídeos, são osmoticamente inertes. 
-Grânulos de volutina ou metacromáticos: 
grânulos de polifosfato, ou seja, reserva de 
fosfato inorgânico passível de ser utilizado na 
síntese de ATP. 
-Carboxissomas: reservatórios da enzima 
carboxilase (mecanismo bioquímico de fixação 
do CO2) – muitas cianobactérias e bactérias 
nitrificantes. 
-Magnetossomas: proporcionam orientação no 
campo magnético terrestre (partículas de 
magnetite – Fe3O4; magnetotaxia) – bactérias 
aquáticas. 
Funções do citoplasma: importante papel 
estrutural, auxiliando na consistência e na 
forma das células; local de armazenamento de 
substâncias; sítio de reações. 
ESTRUTURAS CELULARES INTERNAS 
-Ribossomos: partículas dispersas o citoplasma 
e sítio da síntese de proteínas. 
Estruturas pequenas e complexas, com 20 a 
30nm de diâmetro. 
Ribossomos (70S): 
Constituído de duas subunidades de diferentes 
tamanhos; Subunidades: 50S + 30S. Até 10 mil 
por célula 
Composição: RNA (60%) e proteínas (40%). 
Função: síntese protéica 
Quando não estão sintetizando proteínas, 
normalmente estão dissociados em suas 
subunidades; 
Durante a síntese as subunidades se juntam e 
no final da tradução se dissociam novamente. 
Estruturas celulares internas – área nuclear 
Nucleóide: é a região, normalmente central, 
onde se localiza o cromossomo bacteriano. 
Cromossomo bacteriano- características: é 
unido, circular, constituído por uma molécula 
de DNA, possui todas as informações 
necessárias à sobrevivência; é capaz de 
autoduplicar; apresenta aproximadamente 
1nm quando desdobrado; é haplóide: uma 
cópia de cada gene; 
No momento que precede a divisão celular é 
possível evidenciar mais de um cromossomo; 
A célula bacteriana pode conter moléculas 
adicionas de DNA: plasmídeos 
PLASMÍDEOS: 
Moléculas menores de DNA, também circulares 
e extra cromossômicos; não codificam para 
características essenciais, conferem vantagens 
seletivas (resistência aos antimicrobianos). 
São autônomo: capazes de autoduplicação 
independente da replicação do cromossomo; 
Podem existir em número variável – não se 
repetem; informações podem ser trocadas por 
conjugação; 
ESPOROS (ENDÓSPOROS): 
Produzidos por alguns gêneros bacterianos – 
um por célula (Ex. Bacilos G+ Bacillus e 
Clostridium) 
São estruturas de resistência, para que possam 
sobreviver em condições desfavoráveis; são 
metabolicamente inativos; 
Sob condições ambientais favoráveis podem 
germinar e tornar-se células vegetativas 
(metabolicamente ativas); 
Possuem parede celular espessa e são 
altamente resistentes a agentes físicos 
(dissecação, aquecimento) e químicos 
(antissépticos). 
 
A= Esporos ovais: localização central (Bacillus 
cereus) 
B= esporos esféricos: localização terminal 
(clostridium tetani) 
C= esporos ovais: localização subterminal 
(clostridium subterminale) 
 
Esporulação ou esporogênese (+- 6h): 
condições nutricionais desfavoráveis, 
principalmente ausência de fonte de N e C. 
Germinação: ativada por lesão física ou química 
ao revestimento do esporo com liberação de 
enzimas e rompimento das camadas externas 
com entrada de água; recomeça o 
metabolismo. 
ESPOROS: 
-Bacillus –B. anthracis: doença fatal em bovinos 
-Clostridium –C. tetani: tétano; C. perfringens: 
gangrena gasosa; C. botulinum: botulismo 
Sporosarcina 
Streptomyces (esporos com função de 
reprodução; semelhante aos fungos) 
 
FLAGELOS: 
Proporcionam movimentação às bactérias – 
propulsionam a bactéria através do meio 
líquido; 
Finos filamentos compostos totalmente de 
proteína (flagelina) de forma helicoidal; 
São altamente antigênicos (antígenos H) – 
diferenças na estrutura primária da proteína; 
Estrutura bastante complexa; corpo basal 
(motor) composto por pares de anéis: 1 par em 
G+ e 2 pares nas G-; 
Gancho: articulação entre o motor e o 
filamento; 
Se movem em resposta às substâncias: 
Quimiotaxia – substâncias atraentes (taxia+) ou 
se afastam de substâncias inibitórias (taxia-); 
Só podem ser visualizados por ME. 
Cocos: raramente possuem flagelos 
Bacilos: 
-Monotríquio (A) 
-Lofotríquios (B) 
-Anfitríquio (C) 
-Peritríquios (D) 
 
 
PILI (FÍMBRIAS) 
Acessórios presentes em muitas bactérias, 
particularmente nas G-; 
Não estão relacionados com o movimento; São 
mais curtos e mais finos que os flagelos, mas 
também são compostos por proteínas, as 
pilinas. 
PILICOMUNS: relacionados com a aderência 
das bactérias; 
PILI SEXUAIS: responsáveispela fixação das 
células doadoras e receptoras na conjugação 
bacteriana. 
PILI de diferentes bactérias são 
antigenicamente distintos. 
 
 
CÁPSULA E GLICOCÁLICE: camada de material 
viscoso que circunda algumas bactérias 
externamente; 
Composto de polímeros – glicoproteínas ou 
polissacarídeos; 
CÁPSULA: material viscoso organizado de 
maneira definida e acoplado firmemente à 
parede celular 
GLICOCÁLICE: material viscoso forma uma rede 
frouxa de fibrilas que se estendem para fora da 
célula 
CAMADA DE MUCO: material viscoso forma 
uma massa que parece estar afastada da célula. 
Glicocálice e cápsula: polímero sintetizado por 
enzimas localizadas na superfície da célula 
bacteriana. 
Cápsulas constituídas de polipeptídeos – ex. 
Bacillus anthracis é um polímero de ácido 
glutâmico. 
Funções: reservatório de água e nutrientes; 
aumento de resistência microbiana e biocidas; 
Produção industrial: polissacarídeos como 
espessantes de alimentos; 
Homopolímeros: um único tipo de açúcar; 
Heteropolímeros; 
 
CÁPSULA FUNÇÕES: contribui para a 
capacidade de invasão das bactérias: células 
encapsuladas são proteínas de fagocitose. 
GLICOCÁLICE FUNÇÕES: desempenha papel na 
aderência das bactérias às superfícies, inclusive 
células vegetais e animais – biofilme.