Desenvolvimento bacteriano Microbiologia 4

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MICROBIOLOGIA GERAL 
 
DESENVOLVIMENTO BACTERIANO 
 
Desenvolvimento é diferente de crescimento. 
Aumento do número de bactérias: visível 
Colônias e turbidez 
Reprodução dos procariotos ocorre de forma 
assexuada: material celular se duplica; fissão 
binária – processo coordenado; eixo de divisão e 
movimentos após a divisão dão origem a arranjos 
característicos. 
 
Condições para a multiplicação: 
Nutrientes para síntese dos componentes 
celulares como DNA. 
Condições e tempo de geração (intervalo de 
tempo necessário para que uma célula se 
duplique; E.coli 12,5min; condições nutricionais e 
físicas). 
*Quando a reprodução é iniciada ela irá até o final. 
 
OBS: toda bactéria tem seu ambiente ideal de 
desenvolvimento. Uma população bacteriana é 
um SISTEMA DINÂMICO com células se dividindo 
e morrendo o tempo todo. 
DINÂMICA POPULACIONAL: 
Fase lag ou de adaptação ou de retardo: 
Duração depende das características das espécies 
e das condições do meio de origem e destino. 
Fase log ou exponencial: 
Número de bactérias crescerá para 2 com 
expoente n = número de duplicações. 
Fase estacionária: 
Nutrientes e substâncias tóxicas; adição de meio 
de cultura novo ou transferência dos 
microorganismos. 
 
Curva de desenvolvimento bacteriano: 
• Nº de células geradas = nº de células que 
morrem 
• Nº de células geradas > nº de células que 
morrem 
• Nº de células geradas < nº de células que 
morrem 
TEMPO: depende do microorganismo e interações 
e as condições do meio. 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE COLÔNIAS EM MEIO 
SÓLIDO: 
1 célula se divide exponencialmente formando 
uma colônia; células mais periféricas = 
desenvolvimento favorecido; células mais centrais 
= desenvolvimento lento ou mais mortes de 
células bacterianas. 
CULTURA: todas as fases simultaneamente 
 
CONDIÇÕES QUÍMICAS (nutrientes): água, 
macronutrientes, micronutrientes e fatores 
orgânicos de crescimento. 
CONDIÇÕES FÍSICAS (ambientais): temperatura, 
ph, atmosfera gasosa, pressão osmótica. 
 
CONDIÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS: 
Temperatura: desenvolvimento – reações 
químicas – temperatura 
Mamíferos: variação de temperatura pequena 
(37°C) 
Microrganismos: variação maior (alguns mais que 
outros). 
Temperatura mais favorável = maior a taxa de 
desenvolvimento 
Temperatura ótima – temperatura mínima e 
máxima = dependem das demais condições. 
 
 
TEMPERATURA PARA: 
MESÓFILOS: 20 a 45°C – ótimo: 30 a 40 
(patogênicos; febre pode inibir). 
PSICROTRÓFICO: 7°C ou menos – ótimo: 20 a 30°C 
(mesófilos que podem desenvolver em 
temperaturas de refrigeração). 
HIPERTERMÓFILOS: temperaturas extremas. 
TERMÓFILOS: 45°C ou mais – ótimo: 55 a 65°C. 
 
Extremos são letais – frio e calor. Temperatura 
máxima tolerada – termoestabilidade geral das 
proteínas de cada espécie. 
TEMPERATURA – resposta ao choque térmico: 
Súbita elevação da temperatura; síntese 
transitória de proteínas de choque térmico 
(termorresistentes); Estabilizam proteínas 
termossensíveis. 
Atmosfera gasosa: oxigênio, dióxido de carbono, 
nitrogênio e metano. 
AERÓBIOS: atmosfera padrão (21% O2 –aceptor 
final de elétrons) Ex: mycobacterium. 
Cultivo em superfície de meio sólido 
Cultivo em meio líquido – O2 dissolvido. 
ANAERÓBIOS FACULTATIVOS: presença ou não de 
O2: Anaerobiose: fermentação para obter 
energia. Ex: Listeria. 
ANAERÓBIOS ESTRITOS: O2 tóxico (compostos 
inorgânicos como aceptor final de elétrons). Ex: 
clostridium difficile. 
MICROAERÓFILOS: utilizam O2 para reações 
químicas que produzem energia, mas em 
concentrações menores, de 1 a 15%. Ex: 
campylobacter. 
 
Toxicidade do O2 resulta de sua redução: peróxido 
de H (H2O2), superóxido (O2-). 
Aeróbios e os anaeróbios tolerantes: 
Superóxido-dismutase: 
 
Catalase: 
 
Peroxidase: 
 
 
Peróxido: lesão no DNA: mutantes são 
extremamente sensíveis; mecanismos de reparo 
do DNA. 
*O sistema de reparo do DNA em E. coli é mais 
importante que a presença das enzimas dismutase 
e catalase. 
 
PH: manutenção do ph intracelular em torno de 
7,5 – independente do Ph do meio externo 
(característica específica). 
Manutenção do ph intracelular: sistemas de 
transporte de prótons da membrana 
citoplasmática. 
Ph ótimo próximo a neutralidade de 6,5 a 7,5 
Mínimo de 4 e máximo de 9 na maioria das vezes. 
Neutrófilos: em torno de 7 
Acidófilos: em torno de 3 
Alcalófilas: em torno de 10,5 
 
A alteração do ph do meio inibe o 
desenvolvimento. Prevenção é a adição de 
tampão ao meio de cultura. 
 
PRESSÃO OSMÓTICA: diferenças na concentração 
de solutos (meio externo e interno): células 
podem desidratar-se ou romper-se. 
Meios hipertônicos e hipotônicos: redução do 
desenvolvimento microbiano até morte celular. 
HALOFÍLICOS: necessitam de altas concentrações 
de sal. 
HALOFÍLICOS EXTREMOS: lagos salgados 32%. 
HALOTOLERANTES: toleram altas concentrações 
de sal – 10% 
OSMOFÍLICOS: necessitam de altas pressões 
osmóticas. 
 
Estimativas do número de células – número de 
organismos viáveis/ não viáveis. 
Diluição em série e contagem padrão da placa; 
contagem microscópica direta; número mais 
provável; filtração; turbidez. 
 
DILUIÇÃO EM SÉRIE E CONTAGEM PADRÃO EM 
PLACA: 
Princípio: 1 bactéria se dividirá e formará uma 
colônia visível (condições adequadas). 
Contagem deve ser viável: diluir a cultura e 
plaquear um volume conhecido. 
 
 
Precisão: dispersão homogênea dos organismo 
em cada diluição; agitar antes de retiras amostra; 
semear diversas placas por diluição; culturas 
jovens (fase log)- microrganismos que morreram 
não são contados. 
 
CONTÁGEM MICROSCÓPICA DIRETA: câmara de 
contagem de Petroff-Hausser: volume conhecido 
de uma suspensão bacterana; contagem das 
células em áreas específicas; cálculo do numero de 
células por volume da suspensão original. São 
contadas nos quadrados da grade. 
Precisão: presença de grande quantidade de 
bactérias por ML de cultura; requer que as 
bactérias estejam homogeneamente distribuídas. 
Desvantagem: não distingue células mortas de 
vivas. 
 
Número mais provável: amostra com poucos 
microrganismos (água, alimentos); baterias de 3 
ou de 5 tubos; número de microrganismos da 
cultura original é estimado: tabela de NMP – 
valores baseados em probabilidades estatísticas. 
 
FILTRAÇÃO: tamanho da população é pequeno; 
volume conhecido de água ou ar é filtrado (poros 
irão reter microrganismos); Filtro é colocado em 
meio sólido: cada colônia representa 
originalmente um microrganismo. 
TURBIDEZ: colorímetros ou espectrofotômetros; 
medida de crescimento sem interrupção da 
cultura; amostras com densidades bacterianas 
altas são diluías para aumentar a exatidão de 
leitura; turvação não diferencia células vivas de 
mortas. 
 
Outros métodos: 
Medida dos produtos metabólicos 
Contagem celular eletrônica, por exemplo: 
citometria de fluxo... 
 
CRESCIMENTO CONTÍNUO ideal para estudos: 
parâmetros constantes (cultura contínua); 
nutrientes adicionados continuamente e volume 
constante (retirada do meio já utilizado); 
constante: composição do meio, concentração de 
metabólitos e massa de células. 
 
APLICAÇÃO: 
 
Produção: etanol, ácido acético, cerveja, 
antibióticos, ácido lático, acetona, butanol... 
Processo biológico de tratamento de águas 
residuais.