INTRODUÇÃO MICROBIOLOGIA 2018

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MICROBIOLOGIA
Princípios de Microbiologia
Prof. Dr. Julio A. Cardoso Filho
Microbiologia
microorganismos cultivo e controle
Utilização 
industrial
Agentes 
de 
doenças
-Descoberta dos “animálculos”. 
-Origem dos microorganismos. 
-
-Função dos microorganismos
-
-Controle dos microorganismos
-
-Emprego biotecnológico
1600
1800
1900
2000
tempo
Histórico da Microbiologia em cinco capítulos: 
PERÍODO 1 – DESCOBERTA (1674 – LEUWENHOEK)
PERÍODO 2 – QUAL A ORIGEM?
ABIOGÊNESE X BIOGÊNESE (1860)
PERÍODO 3 – QUAL A FUNÇÃO?
- TEORIA MICROBIANA DA FERMENTAÇÃO (1850)
- De BARY (1853)
- TEORIA MICROBIANA DA DOENÇA (1876)
- DESCOBERTA DO VÍRUS (1892)
PERÍODO 4 – COMO CONTROLÁ-LOS?
- ANTISEPSIA (1846 – SEMMELWEIS, SOL. CLORADAS)
- TÉCNICAS ASSÉPTICAS (1860 – LISTER, FENOL)
- IMUNIZAÇÃO (1885 – PASTEUR)
- PENICILINA (1928)
PERÍODO 5 – FASE GENÔMICA
- RECLASSIFICAÇÃO (1977 – CARL WOESE)
- BIOTECNOLOGIA
Koch
Pasteur
Fleming
Woese
Leuwenhoek
UM NOVO MUNDO
(O MUNDO DOS MICRÓBIOS)
Os promórdios da microbiologia
Manava dharma
shastra
Teoria do contágio 
- tuberculose
100-200 aC
Bhagavata Purana
Relação entre doenças 
de animais e o homem –
900 AC (peste bulbônica)
Vedas 1500 AC (Sanhitas, 
Brahmanas, Aranyakas 
Upanishads)- Hinos –
mantras escritos em 
sanscrito – primórdios da 
vacinação - varíola
http://hinduism.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http://about.pricegrabber.com/search_getprod.php/isbn=0140445404
http://www.metmuseum.org/Works_Of_Art/viewOnezoom.asp?dep=6&zoomFlag=1&viewmode=0&item=1985.34
Proibiu o beijo em Roma para 
evitar a herpes (teoria do 
contágio)
Syphilus Suffering from the
French Disease e About
contagion and Contagious
Diseases – Livros sobre a teoria 
do contágio – doenças 
transmitidas sexualmente -
Sífilis
Tiberius Claudius Nero Cæsar
(42 aC – 37 dC)
Girolamo Fracastoro
1478-1553 dC
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d7/Tiberius_palermo.jpg
Período 1: Descoberta
Antonny
Leeuwenhoek
(naturalista 
holandês) 
aperfeiçoou o 
microscópio, 
permitindo o 
descobrimento de 
um novo mundo: o 
mundo dos 
microorganismos. 
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)
lente
espécime
foco
suporte
Desenhos de 
Leeuwenhoek
Replica do 
microscópio de 
Leeuwenhoek
Antony Van Leewenhoek (1632-1723)
Período 2: origem dos microrganismos? 
Abiogênese versus Biogênese 
Aristóteles 
(384 - 322 aC) Thomas Aquinas
(1225-1274 dC) Empedocles de Agrigento
(494-434 aC)
Fase 2: Qual a origem dos microrganismos? 
Abiogênese = geração espontânea (1688 )
Francisco Redi
(1626-1698 dC)
Contra 
John Needham 
(1713-1781 dC)
A favor
Experimento de Redi
Fórmula para gerar ratos: misturar roupas íntimas usadas
com feixes de trigo e deixar
repousar em um frasco aberto
por aproximadamente 21 dias. 
Expontes da biogênese: Lazaro Spallanzani 
Theodor Schwann 
Louis Pasteur 
Fase 2: Qual a origem dos microrganismos? 
Biogênese = vida gera vida
Lazaro Spallanzani
(1729-1799 dC) 
Theodor Schwann
(1804-1881 dC) 
Louis Pasteur
(1822 – 1895 dC) 
Fim da teoria da geração espontânea
(1668-1859) 
Ofereceu suporte 
as idéias de 
Pasteur
Thomas H. Huxley
(1825 -1895 dC ) 
Louis Pasteur
(1822 – 1895 dC)
A) Esterilização do conteúdo do frasco
B) No frasco em pé = sem crescimento
C) Se microrganismos retidos no gargalo do 
frasco alcançarem o líquido estéril, 
ocorria crescimento microbiano
SWAN- NECKED FLASK
O EXPERIMENTO DE PASTEUR
Bacillus
anthracis
Célula 
vegetativa
Formação de 
esporos
Lesão no homem
Fase 3: Qual a função dos microrganismos? 
Teoria Microbiana da Doença (1876) 
Robert Koch
Considerado o Pai da Bacteriologia (prêmio Nobel – 1905)
Descobriu agente causal do carbúnculo,hoje temível bactéria… 
Seus Postulados ficaram famosos e são usados até hoje.
- Fase inicia-se com a Teoria Microbiana da Fermentação, 1850
Robert Koch (1843-1910)
http://www.medport.de/lexikon/index.php/Bild:Milzbrand.jpg
Postulados de Koch
Fato importante: Epidemia da requeima da batata na Irlanda
Phytophthora infestans
Fase 3: Qual a função dos microrganismos? 
De Bary ( 1853) concluiu que doença é causada por fungo, 
Phytophthora infestans
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.redepapa.org/lesionesgotahoja.jpg&imgrefurl=http://www.redepapa.org/lesionesgotahoja.html&h=755&w=742&sz=160&hl=pt-BR&start=15&sig2=b3EHAbYkS6ZeXX2E6tD_jw&tbnid=GJEdVdn8Un2NRM:&tbnh=142&tbnw=140&ei=DnrqRt10mpx4kKz9yQY&prev=/images?q=phytophthora+infestans&gbv=2&svnum=10&hl=pt-BR
http://aggie-horticulture.tamu.edu/tomatoproblemsolver/stems/18blg.html
Nos séculos XVIII e XIX Nos séculos XVIII e XIX 
Os vilarejos abandonados da Irlanda 
Um povo inteiro obrigado a imigrar séculos XVIII 
e XIX
O bisavô do futuro presidente 
John F. Kennedy, que 
embarcou num coffin ships, 
num navio "tumbeiro", e chegou 
na América do Norte
A EPIDEMIA E A FOME
Gangues de Nova 
York
As Cinzas de Ângela
Frank McCourt
(1930-?)
“Coffin Ship”
Fase 4: Como controlar os microrganismos? 
Edward Jenner (1749 - 1823)
Edward Jenner, 1798 – trabalho pioneiro com varíola – vacina (vacca)
Pasteur – desvendou o princípio da vacinação 
- vacina da raiva – 1885.
Quimioterapia
Ignaz Semmelweiss – cloro – 1846 – febre puerperal 
Joseph Lister – ácido carbólico (fenol) , 1860 - Antissépticos
1818-1865
Fase 4: Como controlar os microrganismos? 
Joseph Lister (1827-1912 DC)Ignaz Semmelweiss
(1818-1865 DC
Aparato para 
aplicar 
antissépticos –
J.Lister
Quimioterapia
Paul Erlich – salvarsan – sífilis – 1909 
Alexander Fleming – penicilina - 1928
Fase 4: Como controlar os microrganismos? 
Alexander Fleming Nobel - 1955
(1881–1955 DC)
Penicillium notatum
Paul Erlich
(1854—1915 DC) 
-DNA recombinante:intensa utilização de 
microorganismos e seus genes 
(transgenia). Década de 1970 
-Genômica; transcriptômica; proteômica e metabolômica
- Descoberta de novo reino Archaea
-Re-classificação dos seres vivos. 
Fase 5: Fase contemporânea 
Carl Woese (1977)
Cavalier-Smith (1998). 
IDEALIZADOR DO MÉTODO DEOXI OU SANGER, 
QUE POSSIBILITOU O INÍCIO DA GENÔMICA
Frederick Sanger (1953 e 
1980) Prêmios Nobel em 
bioquímica)
Frederick Sanger
(1918-213)
Frederick Sanger
(1997)
Cromossomos 
bacterianos
Fragmentação dos cromossomos
Pedaços de cromossomos 
bacterianos Cada pedaço é então sequenciado
Computadores analisam as seqüências. 
Esta parte é chamada 
BIOINFORMÄTICA
Os Computadores montam os pedaços do 
cromossomo de volta…
E os cientistas começam a estudar o genoma
Sequenciamento genômico
Sequenciamento Método 
Sanger (Método Deoxi) 
MEGABACE 1000 
SEQUENCIAMENTO 
AUTOMÁTICO
Mamão papaia transgênico 
contendo gene de vírus
Tabacco sp. Com o 
gene da luciferase
Fase 5: Fase contemporânea 
SERES VIVOS CLASSIFICAÇÃO
A nova classificação
Aristóteles 
(384-322 AC) 
Carl Linnaeus
(1707-1778 DC)
séc. IV até meados do séc. XIX
Classificação em 2 Reinos
animais (Animalia) e plantas (Plantæ).
Gaspard Bauvhini 
(1560-1624 DC)
Pioneiro da 
nomenclatura 
binomial
Pinax Theatri Botanici
De Gaspari Bavhini
Species 
Plantarum
Primórdios da classificação dos seres vivos
Carolus Linnaeus (1707-1778) - Suécia
Nomenclatura binomial
Esquema compreensivo de toda natureza 
Antoine-Laurent de Jussieu 
(1748-1836) - França
Sub-divisões do Reino Plantae
Georges Léopold Cuvier 
(1769-1832) - França
Maiores ramificações (phyla)
do Reino Animalia
Ernst Haeckel (1834-1919) - Alemanha
Grande inovador do Reino Monera para 
muitos microrganismos
Herbert F. Copeland (1902-1968) - EUA
Reclassificou todos os microrganismos, 
reconhecendo o Reino Protista de Hoggs (1860) 
para todos os organismos nucleados, os 
eucariotos, exceto plantas e animais
Robert H. Whittaker (1924-1980) – EUA
Fundou o sistema de cinco reinos, reconhecendo 
o Reino Fungi
O Sistema de Haeckel (1866) 
- Protista (organismos unicelulares) 
- Plantae
- Animalia
O Sistema de Whittaker (1969) 
- Monera (Prokaryotae)- Protista 
- Fungi 
- Plantae 
- Animalia
O Sistema de Carl Woese (1990) 
- Archaea
- Bacteria
- Eucarya
domínios
Domínio Eucarya 
-Animalia 
-Fungi 
-Plantae 
-Protozoa 
-Chromista
Reinos
SISTEMAS DE CLASSIFICACÃO
Baseia-se principalmente na comparação da seqüência 
dos genes ribossomais 
Woese desenvolveu a idéia que 
O GENE RIBOSSOMAL É UM CRONÔMETRO EVOLUTIVO!!!
-está presente em todos os seres vivos
-é essencial para a vida
- é conservado do ponto de vista evolutivo
OS TRÊS DOMÍNIOS
O Sistema de Woese
ÁRVORE FILOGENÉTICA UNIVERSAL
small subunit ribosomal RNA (ssu rRNA)
O relógio evolucionário
Vários níveis de informação, do molecular ao 
ecológico 
Dr. Rita Colwell
TAXONOMIA POLIFÁSICA
Colwell (1970) Filogenia e Evolução:
Caracterização molecular requer foco 
multidisciplinar
Família Gênero Espécie Sub-
espécie
Isolado
Sequenciamento
16S rRNA
Reassociação DNA-DNA 
ARDRA
T-RNA PCR
ITS-PCR
AFLP
RADPs
Rep-PCR
Capacidade relativa de resolução dos métodos 
moleculares
Os Domínios e seus Reinos 
- Archaea – Korarchaeota; Euriarchaeota; Crenarchaeota 
-Bacteria – Proteobacteria; Gram-Positivas, Cyanobacteria 
Chlamydia, Spirochaeta, Verdes sulfurosas, etc. 
- Eucarya
-Animalia 
-Fungi 
-Plantae 
-Protozoa 
-Chromista
O Sistema de Woese
O Sistema de Cavalier-Smith 
(1998) 
SISTEMA DE SEIS REINOS
Cavalier-Smith, T (1998) A Revised Six-Kingdom
System of Life. Biological Reviews 73: 203–266.
Cavalier-Smith tenta um sistema 
mais estritamente filogenético, em 
que os grupos polifiléticos estão 
totalmente ausentes e os 
parafiléticos são evitados o 
máximo possível.
Thomas Cavalier-Smith
SISTEMA DE CAVALIER-SMITH (1998)
Proc. R. Soc. Lond. B (2004) 271, 1251–1262
Ruggiero MA, Gordon DP, Orrell TM, Bailly N, Bourgoin T, Brusca RC, et
al. (2015) A Higher Level Classification of All Living Organisms. PLoS
ONE 10(4): e0119248. doi:10.1371/journal.pone.0119248
ENDOSSIMBIOSE
Lynn Margulis
(1938-2011)
Gaia é a simbiose vista do espaço..
James Lovelock
1997 
(Nascido
em 1919)
James 
Lovelock
O NOSSO PLANETA 
PODE SER VISTO COMO 
UM GRANDE SER SIMBIÓTICO… 
(Teoria “Gaia” de J. Lovelock)
Experimento de Stanley Miller - 1953 
(Tese de doutorado)
Stanley Miller 
Atmosfera nos primórdios do nosso planeta
Cellular Origin, Life in Extreme Habitats and 
Astrobiology 
Space has been touted as “The Final Frontier,”
Atmosfera nos primórdios do nosso planeta
Panspermia
Hermann von 
Helmholtz 
(1821-1894)
Arrhenius Svante
Augustus (1859-1927) 
Chemistry Nobel Prize
1903 
FÓSSEIS DE 
BACTÉRIAS EM 
METEORITO 
(ANTÁRTIDA, 1984)
O mundo do RNA (Francis Crick) e 
outros (1960), HIPÓTESE ATRATIVA
N. Vaidya et al., “Recycling of informational units leads to selection of replicators in a 
prebiotic soup,” Chem. Biol., v.20, p.241-52, 2013.
Francis Harry Compton Crick (1916-2004)
BIODIVERSIDADE AO LONGO DE 5 BILHÕES DE ANOS
The Emergence of Three DomainsA emergência dos três domínios
Primeira época= Pre-cellular
Secunda época= Pre-LUCA Mundo Celular
Terceira época = Post-LUCA Mundo Celular
Primeira Célula
Origens da vida
LUCA = ÚLTIMO ANCESTRAL COMUM
Primeiros três bilhões de anos
Três domínios da VidaArchaea, Bacteria and Eucarya
LUCA
ESTROMATOLITES
van Wolferen M, Ajon M, Driessen AJ, Albers SV. (2013). How
hyperthermophiles adapt to change their lives: DNA exchange in 
extreme conditions. Extremophiles 17(4):545-63. doi: 
10.1007/s00792-013-0552-6.
Westall F, Foucher F, Cavalazzi B, de Vries ST, Nijman W, Pearson V,
Watson J, Verchovsky A, Wright I, Rouzaud JN, Marchesini D,
Anne S (2011a) Early life on Earth and Mars: a case study from
~3.5 Ga-old rocks from the Pilbara, Australia. Planet Space Sci
59:1093–1106
Octopus Springs, Yellowstone National Park, WY, USA, has 
been found to contain a wide
variety of thermophiles.
Life in Hypersaline Environments
Strategies of Osmotic Adaptation in the Microbial World
The Dead Sea is a salt lake bordered by Jordan to the east and Israel 
and Palestine to the west. It is 304 m (997 ft) deep, the 
deepest hypersaline lake in the world. With a salinity of 342 g/kg, or 
34.2%, (in 2011), it is 9.6 times as salty as the ocean and one of 
the world’s saltiest bodies of water
Duckworth AW, Grant WD, Jones BE, van Steenberg R (1996) Phylogenetic
diversity of soda lake alkaliphiles. FEMS Microbiol Ecol 19:181–191
East African Rift Valley - Kenyan-Tanzanian border. 
Microbiology of the Deep Continental Biosphere
The Snotty and the Stringy: Energy for Subsurface Life 
in Caves
Snottite
Microbial Diversity of Endolithic Habitats
The Atacama Desert (North Chile)
Credit: NASA/JPL (left); Henry Bortman (right)
International Space Station (ISS)
Spores, Cell Dormancy, and Death
Novikova, N (2009) Mirobiological research onboard the ISS, Planetary 
Protection. The Microbiological Factor of Space Flight. Institute for 
Biomedical Problems, Moscow, Russia.
Vesper, S.J., W. Wong, C.M. Kuo and D.L. Pierson. (2008). Mold species in dust 
from the International Space Station identified and quantified by mold-specific 
quantitative PCR. Research in Microbiology. 159: 432-435.
The Smallest Known Cellular 
Genome
psyllid, Hemiptera insects Carsonella ruddii
REFERÊNCIAS
Prof.Dr. Julio A. Cardoso Filho
julioalvescardosofilho@hotmail.com
UFAL/CECA/CLÍNICA DE DIAGNOSE VEGETAL
https://igeahub.com/2017/03/14/top-10-pharmaceutical-companies-2017/