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Introdução à Microbiologia Importâncias da microbiologia Microbiologia é uma ciência que estuda a vida dos seres microscópicos, os microrganismos geralmente chamados de germes ou micróbios. Os microrganismos pertencem principalmente as classes de: ▪ Bactérias; ▪ Vírus (acelulares); ▪ Protozoários; ▪ Algas microscópicas; ▪ Fungos (leveduras e bolores). Os microrganismos causam doenças tidas por infecções, como: Espinhas, infecções na garganta, infecções de feridas que levam a necrose do tecido, aides, lesões de pele, etc. Podem também causar inconveniências como: Contaminação de água, degradação de alimentos, etc. Contribuições para o bem-estar: ▪ Produção de alguns alimentos como queijos e iogurtes; ▪ Antibióticos, como a penicilina; ▪ Produção de cerveja e vinhos; ▪ Produção de insulina; ▪ Equilíbrio entre organismos vivos e os compostos químicos ambientais; ▪ Constituem a base da cadeia alimentar nos oceanos, lagos e rios; ▪ Os micróbios do solo auxiliam na degradação de detritos e na incorporação do nitrogênio da atmosfera em compostos orgânicos (reciclagem); ▪ Fotossíntese; ▪ Digestão e síntese de vitaminas do complexo B, K, etc (microbiota). Aplicações comerciais: ▪ Síntese de produtos químicos. Ex: acetona, ácidos orgânicos, enzimas, álcool, molho de soja, pães e drogas; ▪ Alimentos: vinagre, repolho azedo, bebidas alcoólicas, queijos, etc; ▪ Síntese de vitaminas, ácidos orgânicos, enzimas, álcoóis e muitos fármacos; ▪ Modificações genéticas: substâncias terapêuticas. Ex.: insulina. História da microbiologia ▪ 1665, Robert Hoooke descobriu as menores unidades vivas, as células (teoria celular); ▪ 1673, Antoni Van Leeuwenhoek foi, provavelmente, o primeiro a observar microrganismos vivos através de lentes de aumento, assim, ele identificou as primeiras bactérias, classificando como animálculos; ▪ 1796, Edward Jenner encontrou um meio de proteger as pessoas contra a varíola. Ele observou que os jovens que não contraiam a varíola já havia contraído a vacínia (forma branda da varíola). Então, decidiu coletar amostras das feridas de vacínia, inocular em uma pessoa sadia, que adoecia, se recuperava rapidamente, depois, injetava o vírus que causa a varíola e a pessoa não pegava a vacínia e nem a varíola – vacinação. Em 1880, Pasteur descobriu o funcionamento da vacinação. 1857-1914 – Idade de ouro da microbiologia: ▪ Fermentação (Pasteur) - descobriu porque o vinho e a cerveja azedavam. Naquele tempo, muitos cientistas acreditavam que o ar convertia açúcares desses fluidos em álcool. Pasteur descobriu, ao contrário, que microrganismos, chamados de leveduras, convertiam os açúcares em álcool na ausência de ar (fermentação). O azedamento e a deterioração são causados por organismos diferentes, chamados de bactérias. Na presença de ar, bactérias (presentes nas embalagens) transformam o álcool em vinagre (ácido acético). A solução de Pasteur foi o aquecimento da cerveja e do vinho o suficiente para matar a maioria das bactérias que causavam o estrago (pasteurização). Com isso, ele supôs que as bactérias poderiam causar doenças nos seres humanas – Teoria do Germe e da Doença; ▪ 1860, Joseph Lister realizou a primeira cirurgia asséptica, utilizando o fenol nas mãos reduzindo mortes por infecções em cirurgias; ▪ 1876, Robert Koch realizou a primeira prova que bactérias causam doença, descobrindo que a bactéria bacillus anthracis causava carbúnculo em rebanhos. Desse modo, ele cultivou a bactéria em meio de cultura, isolou e injetou amostras em animais sadios, observando que os animais ficavam doentes e morriam, depois da morte do animal, ele retirava uma amostra de sangue do animal e compara a bactéria encontrada no sangue com a bactéria injetada, descobrindo que as duas amostras continham a mesma bactéria – postulados de Koch. Nascimento da quimioterapia: Desenvolvimento de substância que matava a bactéria quando essa estava causando doenças. Os primeiros quimioterápicos foram drogas sintéticas produzidas a partir de produtos químicos, sendo elas tóxicas, depois descobriu-se antibióticos que são substâncias químicas produzidas naturalmente por bactérias ou fungos. O sucesso da quimioterapia baseia-se no fato de que alguns compostos químicos são mais nocivos aos microrganismos do que ao hospedeiro infectado. Classificação dos seres vivos ▪ Os dois reinos de Linnaeus: em 1730 Carolus Linnaeus classificou os seres em apenas dois reinos: Animal e Vegetal; ▪ Os três reinos de Haeckel: em 1866 Ernst H. Haeckel classificou os seres em Animal, Vegetal e Protista; ▪ Em 1978, Carl Woese desenvolveu um sistema de classificação com base na organização celular dos organismos: Bactéria (as paredes celulares contêm peptideoglicano), Archaea (as paredes celulares, se presentes, não contêm peptideoglicano) e Eucarya (Protistas – fungos gelatinosos, protozoários e algumas algas, Fungi – leveduras unicelulares, bolores multicelulares e cogumelos, Plantae – musgos, samambaias, coníferas e plantas superiores, Animalia – esponjas, vermes, insetos e vertebrados). Tipos de microrganismos Bactérias: ▪ Unicelulares; ▪ Material genético não está envolto por membrana nuclear; ▪ Procariotos por não possuírem núcleo envolvido por carioteca; ▪ Pode ter várias formas: bacilos (semelhantes a bastões), cocos (esféricos ou ovoides), espirais (espiralados ou curvado), estrela e quadrada; ▪ Podem fazer agrupamentos (diplococos – duas bactérias, estreptococos – filas, estafilococos – cacho de uva, tétrade – quatro bactérias, sarcinas – oito bactérias); ▪ São envolvidas por parede celular de peptideoglicano; ▪ Reproduz-se por divisão binária que gera células-filhas idênticas; ▪ Podem ser heterotróficas (alimenta-se de compostos orgânicos encontrados na natureza, derivados de organismos vivos ou mortos) ou autotróficas (produzem o seu próprio nutriente por fotossíntese ou quimiossíntese); ▪ Algumas possuem apêndice móveis para a locomoção (flagelos ou cílios); ▪ Nas arquibactérias a parede celular não é composta de peptideoglicano e sim metanogênica (produzem metano como produto residual da reação), halófilas (vivem em ambientes extremamente salgados) ou termófilas (vivem em águas quentes sulforosas). Fungos ▪ Eucariotos (possuem núcleo definido); ▪ Unicelulares (leveduras – ovais e maiores do que as bactérias) ou pluricelulares (bolores – formam micélio composto de hifas). Os crescimentos cotonosos (semelhantes ao algodão), que algumas vezes são vistos sobre o pão e as frutas, são micélios de fungos; ▪ Fungos verdadeiros possuem parede celular de quitina; ▪ Reprodução sexuada ou assexuada; ▪ São heterotróficos (precisam dos nutrientes do meio). Protozoários: ▪ Unicelulares e eucarióticos; ▪ Possuem estruturas de locomoção: pseudópodes (vida livre), flagelos (flagelados) ou cílios (ciliados); ▪ Podem ser de vida livre (vivem no meio ambiente) ou parasitas (infectam outro organismo vivo para obter nutriente); ▪ Alguns são fotossintetizantes; ▪ Reproduzem sexuadamente ou assexuadamente. Algas unicelulares: ▪ Seres eucariotos fotossintéticos unicelulares; ▪ Possuem várias formas; ▪ Reproduzem sexuadamente ou assexuadamente; ▪ São abundantes em água doce e em água salgada, no solo e em associação com plantas; ▪ A parede celular é formada por celulose; ▪ Como fotossintetizadoras, necessitam de luz, água e dióxido de carbono para a produção de alimento e para o seu crescimento, mas geralmente não requerem compostos orgânicos do ambiente. Como resultado da fotossíntese, as algas produzem oxigênio e carboidratos, que são, então, utilizados por outros organismos, incluindoos animais. Dessa forma, possuem um papel importante no equilíbrio da natureza. Vírus: ▪ Seres acelulares (só se reproduzem se infectarem uma célula hospedeira); ▪ Na maioria das vezes, só pode ser visto com microscópio eletrônico; ▪ Contém uma estrutura nucleóide formada por um único tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA) envolto por material proteico – partícula viral; ▪ Algumas vezes a partícula viral é revestida por material lipídico (envelope), sendo designado de vírus envelopado.
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