Fisiologia Bacteriana

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MICROBIOLOGIA 
AULA 2 
Fisiologia Bacteriana 
 NUTRIÇÃO E CRESCIMENTO 
SUBSTÂNCIAS 
As bactérias necessitam de substâncias para seu 
crescimento e fornecimento de energia, a quantidade e 
tipo difere entre elas. As substâncias são: 
• Fonte de Carbono: CO2 e compostos orgânicos. 
→ Ex: Bactérias fotossintéticas (CO2). 
• Fonte de Nitrogênio: N2 , NH3 e proteínas. 
→ Ex: Rhyzobium (N2) e Nitrosomonas (NH3). 
• Fonte de Enxofre: S, H2S e aminoácidos sulfatados. 
• Íons: PO4 , SO4 , K, Mg, Na e Cl. 
• Oligo-elementos: Fe, Zn, Mn, Cu. 
• Fonte de Energia: Luz, compostos inorgânicos e 
glicose. 
• Água. 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À NUTRIÇÃO 
 
F. DE 
ENERGIA 
F. DE 
CARBONO 
AUTROTRÓFICOS 
Fotolitotróficos Luz CO2 
Quimiolitotróficos 
C. 
Inorgânicos 
CO2 
HETEROTRÓFICOS 
Foto-
organotróficos 
Luz 
C. 
Orgânicos 
Quimio-
organotróficos 
C. Orgânicos 
 
FATORES 
Além das substâncias, temos alguns fatores que 
influenciam no crescimento bacteriano, são eles: 
• Temperatura; 
• pH; 
• Pressão osmótica; 
• Concentração de oxigênio – Ar atmosférico e Eh 
(Potencial de oxirredução). 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À TEMPERATURA 
• Psicrófilo: Crescem em temperaturas baixas. 
→ Ex: Polaromonas vacuolata. 
• Psicrotófilos: 
→ Ex: 
• Mesófilos: Seres que crescem em temperaturas 
médias. 
→ Ex: Escherichia coli. 
• Termófilos: Seres que crescem em temperatura 
elevadas. 
→ Ex: Bacilus streatothermophilus. 
• Hipertermófilos: 
→ Ex: Thermococcus celor. 
 
 
 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO PH 
• Acidófilas: pH ácido (1,8 a 5). 
→ Ex: Bactérias fermentadoras (Lactobacillus 
acidophilus). 
• Neutrófilas: pH neutro (5 a 9). 
→ Ex: Escherichia coli; Staphylococcus aureus; 
Clostridium botulinum; Salmonella sp. 
• Alcalino: pH alcalino (9 a 11) 
→ Ex: Vibrio cholerae. 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO A OSMOLARIDADE 
Os microrganismos que necessitam de NaCl para 
seu crescimento podem ser: 
• Não-halófilos: Não necessitam de sal e não toleram 
a presença do meio. 
→ Ex: Escherichia coli. 
COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO 
Nitrogênio (78,08%); Oxigênio (20,94%); 
Argônio (0,93%); Dióxido de Carbono (0,035%) 
etc. 
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• Halófilos moderados: Necessitam de sal em uma 
concentração moderada. 
→ Ex: Vibrio fischeri. 
• Halófilos extremos: Necessitam de sal em altas 
concentrações. 
→ Ex: Halobacterium salinarum. 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO O2 
• Aeróbios estritos: Necessitam de O2 para viver. 
→ Ex: Mycobacterium tuberculosis. 
• Facultativos: Crescem com ou sem O2, mudando 
seu metabolismo de oxidativo para fermentativo. 
→ Ex: Escheria coli. 
• Anaeróbios estritos: Morrem na presença de O2. 
→ Ex: Clostridium tetani. 
• Microaerófilos: Crescem melhor em baixa 
concentração de O2. 
→ Ex: H.pylori. 
• Aerotolerantes: Anaeróbios que toleram breves 
exposições ao O2. 
→ Ex: Lactobacillus acidophilus. 
• Carnofílicos: Exigem alto teor de Ox2. 
→ Ex: Neisseria. 
 
As bactérias aeróbias ou as facultativas, 
apresentam um mecanismo de depuração dos radicais 
livres¸ que se formam a partir do mecanismo oxidativo. 
Esse processo de detoxificação é feito por 3 
enzimas: super-óxido dismutase, catalase e 
peroxidase. Elas transformam esses resíduos em 
produtos não tóxicos, como água e oxigênio. 
Já as bactérias anaeróbias, não possuem essas 
enzimas, ocorrendo o acúmulo desses resíduos tóxicos 
e a morte por oxidação. 
 
 
 
 
 REPRODUÇÃO 
DIVISÃO BINÁRIA 
O processo se dá através de uma célula mãe, a qual 
duplica seu material genético gerando duas células-
filhas idênticas a célula mãe (clones). 
O tempo de geração, em geral, de cerca de 15 a 
30 minutos. Com exceção de algumas bactérias: M. 
tuberculosis (15h); T. pallidum (30h) e M. leprae (21d). 
1. Duplicação do material genético; 
2. A parede e a membrana celular começam a forma o septo 
transversal; 
3. O septo transversal torna-se completo e as células-filhas 
se separam. 
 
O aumento da população bacteriana se dá em 
progressão geométrica. Sendo assim, temos a 
formação de grandes populações em um curto espaço 
de tempo. 
 
 METABOLISMO 
MECANISMOS DE PRODUÇÃO DE ATP 
• Fotofosforilação 
• Fosforilação oxidativa: Respiração (completa) ou 
fermentação (incompleta). 
 
RESPIRAÇÃO AERÓBICA 
O receptor final de elétrons é o oxigênio, tendo 
como produto o CO2+H2O. No final do processo, temos 
um rendimento energético de 38 ATPs. 
• Glicólise: Uma molécula de glicose é oxidada com o 
uso de 2 ATPs, produzindo duas moléculas de 
piruvato e 4 ATPs, e liberando 2 NADH2+. 
• Ciclo de Krebs: O piruvato passa para dentro das 
mitocôndrias, onde é oxidado pela piruvato 
desidrogense, formando Acetil CoA e liberando 2 
CO2 e 2 NADH. O Acetil CoA adentra o Ciclo de Krebs 
sendo transformado em ácido cítrico. No final do 
ciclo, temos a formação de ácido oxalacético, o qual 
será reincorporado no ciclo, e a liberação de 2 GTP, 
6 NADH, 2 FADH2 e 4 CO2. 
BACTÉRIAS ANAERÓBIAS 
As bactérias anaeróbias podem ser cultivadas 
em jarra de anaerobiose (consumo de oxigênio) ou 
em câmara de anaerobiose (troca de atmosfera). 
Elas fazem parte da microbiota de sítios 
anatômico com baixo potencial de oxirredução, 
como cavidade bucal, mucosa intestinal e a mucosa 
vaginal. 
Além disso, participam de processos 
infecciosos associados a tecido necrosado ou 
isquêmico (baixa perfusão sanguínea). 
 
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• Cadeia respiratória: Um conjunto de enzimas 
transportadoras de elétrons oxidam as moléculas de 
NADH e FADH2. No final desse processo temos 34 
ATPs e a liberação de 6 H2O. 
 
A respiração aeróbica possui um alto rendimento 
energético, produzindo muito ATP e provocando o 
rápido aumento da população. É um processo que exige 
a presença de O2 livre, ocorrendo apenas em 
aerobiose. Além disso, os produtos não alteram o 
meio, fazendo a população cresce rapidamente. 
 
RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA 
A respiração anaeróbica possui baixo rendimento 
energético, produzindo entre 2 a 38 ATPs. É um 
processo que exige a ausência de O2 livre, ocorrendo 
apenas em anaerobiose. O aceptor final de elétrons 
pode ser um nitrato, sulfato ou carbonato. Além disso, 
o acúmulo final de produtos, como nitrito, H2S e 
metano, afetam o meio. 
 
FERMENTAÇÃO 
A fermentação possui baixo rendimento 
energético, produzindo apenas 2 ATPs e tendo um alto 
consumo de substrato, provocando um aumento lento 
da população. É um processo que exige a ausência de 
O2 livre, ocorrendo apenas em anaerobiose. 
O processo de fermentação se dá início a partir da 
molécula de ácido pirúvico obtido da glicólise. 
Os receptores finais de elétrons são compostos 
orgânicos, tendo como produtos compostos orgânicos 
ricos em energia, como o ácido lático e o álcool etílico. 
O acúmulo de produto no meio causa o rápido 
consumo do substrato e alterações, as quais limitam o 
crescimento da população bacteriana.