Introdução, história, importância e nomenclatura da Microbiologia

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BRENDA RODRIGUES MICROBIOLOGIA 3° SEMESTRE 
 
 
• A Microbiologia estuda os organismos microscópicos 
e suas atividades biológicas, verificando as diversas 
formas, estruturas, reprodução, aspectos bioquímico-
fisiológicos e o seu relacionamento com o 
hospedeiro, podendo ser benéficas ou prejudiciais 
 
• Todas as células vivas são, basicamente, compostas 
de protoplasma, complexo orgânico coloidal 
constituído principalmente por proteínas, lipídeos e 
ácidos nucleicos, membranas ou paredes celulares, 
e um núcleo ou substância nuclear equivalente, e 
todos os sistemas biológicos possuem a habilidade 
de reprodução, ingestão, excreção. reagir ou se 
adaptar às alterações do meio ambiente, além de 
ser susceptível a mutações 
 
O que são os microrganismos? 
• São um conjunto de seres vivos que, em geral, são 
individualmente pequenos para serem visualizados 
a olho nu, capazes de existirem como uma célula 
única ou em agrupamentos, onde cada célula 
representa um único indivíduo por serem 
independentes em seus processos vitais 
 
• Os principais grupos de microrganismos estão 
distribuídos no Reino Protista, Reino Fungi e Reino 
Monera, além dos vírus que, apesar de não serem 
considerados organismos vivos e não possuírem 
partículas, são considerados o ‘’limite entre o vivo e 
o não vivo’’ 
 
• Alguns agentes infecciosos que, a depender do 
ponto de vista, não são considerados seres vivos, 
como os vírus, viróides, virusóides e príons são 
estudados na Microbiologia 
 
História da Microbiologia 
Os ancestrais bacterianos foram as primeiras células vivas a aparecem na Terra 
Ano Descobertas e observações 
Sem data 
especifica 
Egípcios: Protegiam tumbas com esporos de Aspergillus. 
(1000 a.C. 
– 600 a.C.) 
Bíblia: Descrição da lepra, proibição do consumo de certas carnes 
(~400aC) Grécia: Tucídides verificou que os pacientes que sobreviviam à praga ficavam protegidos e 
podiam cuidar dos doentes. 
(50 a.C.) China: uso de sandálias mofadas para o controle de infecções bacterianas nos pés. 
 
100 d.C Roma: Marcus Varro alertava que diminutas criaturas de certos ambientes entravam no corpo e 
causavam doenças. 
1665 Roobert Hooke observou uma fatia de cortiça em um microscópio rudimentar, e declarou que as 
menores unidades estruturais da vida eram pequenas caixas ou ‘’células’’ 
Início da teoria celular (todas as coisas vivas são compostas de células) após Hooke ter observado 
células individuais em um microscópio aprimorado 
1673 Anton van Leeuwenhoek foi o primeiro a observar microrganismos vivos (‘’animalículos’’) através de 
lentes de aumento; identificou como bactérias e protozoários 
Confeccionou o primeiro microscópio 
1668 Franscesco Redi demonstrou que as larvas 
não eram geradas espontaneamente 
através de um experimento utilizando jarras 
com carne em decomposição – refutou a 
abiogênese 
1° jarra: aberta, permitindo que as moscas 
postassem ovos que, posteriormente, 
desenvolveram—se em larvas 
2° jarra: fechada; as moscas não atingem o interior 
do frasco, consequentemente não surgem larvas 
Mikros (‘’pequeno’’); bios (‘’vida’’), logos (‘’ciência’’) 
introdução, história, importância e nomenclatura 
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Antagonistas de Redi argumentavam que o ar fresco era 
necessário para que ocorresse a geração espontânea 
(organismos vivos poderiam surgir de matéria inanimada) 
Redi realiza um 2° experimento utilizando uma jarra 
coberta com uma fina rede; nenhuma larva 
apareceu na jarra embora o ar estivesse presente 
1745 John Needham descobre que mesmo após ter aquecido caldos antes de armazená-los em frascos 
abertos, as soluções resfriadas em pouco tempo ficaram repletas de microrganismos; assim, 
Needham considerou que os micróbios se desenvolviam espontaneamente a partir de caldos 
Lazzaro Spallanzani sugeriu que os microrganismos no ar 
entraram nas soluções de Needham após a fervura, 
assim, os caldos aquecidos após serem lacrados em um 
frasco não apresentavam desenvolvimento microbiano 
 
 
X 
Needham respondeu que a força vital necessária 
para a geração espontânea tinha sido destruída 
pelo calor e mantida fora dos frascos 
As observações de Spallanzani foram criticadas com o argumento de que não tinha oxigênio suficiente nos 
frascos lacrados para o desenvolvimento da vida microbiana 
1796 Edward Jenner elaborou a primeira vacina, a da 
varíola, causada pelo Orthopoxvirus variolae utilizando 
o Cowpow vírus inoculado; a proteção contra a 
doença fornecida pela vacinação é chamada de 
imunidade 
Pasteur define o termo ‘’vacina’’ (vacca 
significa vaca; o termo vacina é em 
homenagem ao trabalho de Jenner) – 
culturas de microrganismos avirulentos 
utilizados para inoculação preventiva 
1858 Rudolf Virchow introduziu o conceito de biogênese (células vivas somente podem surgir a partir de 
células preexistentes) 
A idade de ouro da Microbiologia 
1861 – 1864 Louis Pasteur 
derrubou a 
teoria da 
abiogênese 
(geração 
espontânea) 
Pasteur encheu frascos com abertura em forma de pescoço curto com 
caldo de carne e ferveu o conteúdo; 
Alguns esfriaram abertos e em poucos dias estavam contaminados com 
micróbios; outros frascos, lacrados após a fervura, estavam livres de microrganismos; 
esse experimento permitiu que Pasteur fundamentasse que os micróbios do ar eram 
os agentes responsáveis pela contaminação da matéria não viva; 
Em seguida, Pasteur colocou caldo em frascos de pescoço longo e abertura 
terminal, dobrou os pescoços formando curvas no formato de um S e, 
posteriormente, foram fervidos e resfriados 
O meio de cultura não apodreceu e não apresentou sinais de vida – o 
pescoço curvado capturou todos os microrganismos para que pudessem 
contaminar o meio de cultura. 
Pasteur mostrou que os microrganismos podem estar presentes na matéria 
não viva, e demonstrou que a vida microbiana pode ser destruída pelo calor, assim, 
o surgimento da vida ‘’espontânea’’ em soluções não vivas pode ser atribuída aos 
microrganismos que já estavam presentes no ar e nos próprios fluidos 
Estabeleceu os ‘’Fundamentos da teoria Microbiológica da doença’’ (toda doença infecciosa era 
causada por um microrganismo que pode ser isolado e cultivado, em cultura pura, no laboratório, 
podendo produzir uma doença quando inoculada em animal sensível e, posteriormente, sendo 
possível a recuperação dos animais experimentalmente infectados) 
Descobriu a vacina antirrábica (raiva) 
Introduziu medidas de assepsia em práticas médicas hospitalares 
Desenvolveu a pasteurização (processo de aquecimento usado para matar bactérias em algumas 
bebidas alcóolicas e no leite) a partir do questionamento sobre o por que o vinho e a cerveja 
azedavam; as leveduras fermentam açúcares a etanol na ausência de ar e que as bactérias 
podem oxidar o álcool a ácido acético (vinagre) na presença de ar. 
1867 Joseph Lister introduziu a cirurgia asséptica – utilizou uma solução de fenol como agente 
antisséptico; isso reduziu o número de mortes por infecções pós-operatórias 
1876 - 1882 Robert Koch apresentou a Teoria do germe da doença (Postulados de Koch) onde estabeleceu 4 
critérios para associar um determinado agente etiológico a causa de uma doença 
Koch descobriu bactérias em forma de bacilos (Bacillus anthracis) 
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1 – Associação 
constante patógeno-
hospedeiro 
O microrganismo deve 
estar associado com a 
doença em todas as 
plantas sintomáticas 
2 – Isolamento / 
cultivo 
O microrganismo 
deve ser isolado 
da planta 
doente e 
cultivado em 
cultura pura 
 
3 – Inoculação do 
organismo em plantas 
sadias 
O microrganismo em 
cultura pura deve ser 
inoculado sobre 
plantas sadias 
(mesma espécie ou 
variedade) e produzir 
a mesma doença nas 
plantas inoculadas 
4 – Reisolamento do 
patógeno 
O microrganismo deve ser 
reisolado da planta 
inoculadaartificialmente e 
corresponder, em todas as 
suas características, com o 
isolado das lesões 
Limitações 
atuais dos 
postulados de 
Koch 
Algumas bactérias especificas não podem ser ‘’cultivadas em cultura pura’’ 
O agente etiológico aparece tanto em pessoas saudáveis quanto em pessoas 
doentes – invalida o 1° postulado, por exemplo, ainda não haviam sido 
descobertas doenças víricas, pois nem todos os vírus provocavam doenças em 
todos os indivíduos infectados 
Não há modelo animal da infecção por algumas bactérias em particular 
Descobriu o agente etiológico da tuberculose, o Bacilo de Koch (Mycobacterium tuberculosis) 
Denominou e descreveu as células 
Desenvolveu o primeiro microscópio composto (múltiplas lentes) 
 Crescimento de bactérias em meios sólidos (meios de cultura) 
 Robert Koch anunciou o uso de ágar sólido como meio de cultura 
1879 – 1982 Neisser descreveu o organismo e Leistikow e Loeffler o cultivaram em 1982, quando recebeu a 
denominação de Neisseria gonorrhoea 
1880 Martinus Beijerinck e 
Sergei Winogradsky 
demonstram como as 
bactérias ajudam a 
reciclar os elementos 
vitais do solo e da 
atmosfera 
Dá origem ao termo ‘’ecologia microbiana’’ – estudos das relacões entre 
microrganismos e seu ambiente 
Apresenta vários ramos, 
incluindo os estudos de 
como as populações 
microbianas interagem 
com plantas e animais 
nos diferentes 
ambientes, a 
preocupação com a 
poluição das águas e a 
presença dos compostos 
tóxicos no ambiente 
Os microrganismos são os principais 
responsáveis pela conversão do carbono, 
nitrogênio, oxigênio, enxofre e fósforo em 
formas utilizáveis por plantas e animais, além 
de devolverem o dióxido de carbono para 
atmosfera através da decomposição, além 
de permitir o uso pelas algas, cianobactérias e 
plantas superiores na fotossíntese para 
produzir carboidratos; também são utilizados 
no tratamento de esgoto convertendo líquidos 
e materiais orgânicos em produtos 
secundários 
1881 Juan Carlos Finlay descobriu que o mosquito Aedes aegypti era o hospedeiro intermediário do 
parasito da febre amarela 
1883 – 1884 Robert Koch descobriu o Vibrio cholerae, agente etiológico da cólera 
1884 Desenvolvimento do método de Coloração de Gram por Christian Gram 
Macrófago como modelo para o ensino da fagocitose descrito por Metchnikoff 
Escherichia coli descoberta por Theodor Escherich ao investigar microrganismos intestinais de bebês 
e crianças 
1887 Placa de Petri (peça de vidro/plástico utilizada em laboratórios para desenvolver meios de cultura e 
realizar reações em escala reduzida) 
1889 Kitasato Shibasaburo o Clostridium tetani de um paciente com tétano 
1890 Emil Adolf von Behring descobriu que a imunidade à difteria poderia ser produzida injetando-se em 
animais a toxina da difteria neutralizada por antitoxinas 
Paul Ehrlich fomentou a Teoria da Imunidade a partir 
da investigação sobre a formação de anticorpos no 
organismo levando a descoberta da imunidade de 
cadeia lateral, baseada na idéia de que as células 
sanguíneas possuem cadeias laterais (grupos 
’Balas mágicas’’ – substâncias que se 
ligassem a "receptores específicos" na 
superfície de germes importantes e que, 
ao serem administradas, matariam 
apenas os germes aos quais se ligam, 
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químicos) que se unem a certos grupos químicos dos 
agentes malignos 
deixando intactas as células do 
organismo hospedeiro. 
1892 Sergei Winogradsky isolou e estudou as bactérias do ciclo do enxofre 
1898 O género Shigella foi descoberto como sendo o responsável pela disenteria bacilar por Kiyoshi 
Shiga 
1910 Descoberta do salvarsan, agente quimioterápico 
derivado de arsênico, efetivo contra a sífilis 
Antes da descoberta do salvarsan o 
único químico conhecido era o quinino, 
usado no tratamento da malária 
1928 Descoberta da Penicilina por Alexander Fleming, o primeiro antibiótico usado em humanos 
produzido pelo fungo Penicillium chrysogenum 
1944 Avery, MacLeod e McCarty: identificaram o princípio transformante de Griffith; o DNA é o material 
genético 
1950 
(década) 
Estreptomicina 
Etapas químicas do ciclo de Krebs 
Cultivo de poliovírus em culturas celulares 
Controle genético de reacões bioquímicas 
1953 Descoberta da estrutura do DNA (dupla-hélice) por Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins 
1960 
(década) 
Tolerância imune adquirida 
1962 Edelman e seus colegas e Rodney Robert Porter produziram avanços fundamentais na 
compreensão da estrutura química do anticorpo 
1980 
(década) 
Técnica para a producão de anticorpos monoclonais (único puro) 
Genética da producão de anticorpos 
Genes causadores de câncer (oncogenes) 
1981 Teoria endossimbiótica foi proposta por Lynn Margulis e admite que algumas organelas 
(mitocôndrias e cloroplastos) existentes nas células eucarióticas surgiram graças a uma associação 
simbiótica (interação entre duas espécies que vivem juntas) 
1982 Dmitri Iwanowski relatou que o organismo que causava a doença do mosaico no tabaco era tão 
pequeno que podia atravessar filtros finos o bastante para reter todas as bactérias – descoberta da 
Virologia 
1983 Criação da técnica da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR em tempo real ou Qpcr) por Kary 
Mullis 
1988 Biorremedição – cientistas utilizam 
micróbios para limpar poluentes e 
resíduos tóxicos produzidos por 
processos industriais, podendo utilizar os 
poluentes como fontes de energia, na 
produção de enzimas que quebram 
toxinas em substancias menos nocivas 
Os micróbios mais utilizados são as espécies dos gêneros 
Pseudomonas e Bacillus (usados em detergentes 
domésticos para remoção de manchas) 
A bactéria Bacillus thuringiensis tem sido utilizada no 
controle de pragas sendo pulverizada sobre as 
plantações, consequentemente produzindo cristais 
proteicos tóxicos para o sistema digestório dos insetos 
1909 Carlos Chagas descreveu o Trypanosoma Cruzi, protozoário causador da Doença de Chagas 
1910 Anunciada a cura da Sífilis por Paul Ehrlich 
1911 Peyton Rous induziu a geração de tumores sólidos em galinhas utilizando um extrato livre de células 
provenientes de um sarcoma dessas aves; descoberta do Vírus de Sarcoma de Rous (Prêmio Nobel 
1966) 
1933 Rebecca Lancefield propôs que os estreptococos fossem classificados de acordo com sorotipos 
(variantes dentro de uma espécie) com base em componentes presentes nas paredes celulares 
das bactérias 
1935 Wendell Stanley demonstra que o vírus do mosaico do tabaco (TMV – tobacco mosaic vírus) era 
diferente dos outros micróbios, simples e homogêneo, e que poderia ser cristalizado como um 
composto químico – facilitou o estudo da estrutura e da química viral 
1940 
(década) 
George W. Beadle e Edward L. Tatum demonstraram a relacão entre genes e enzimas; 
DNA foi estabelecido como o material hereditário por Oswald Avery, Colin MacLeod e Maclyn 
McCarty 
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Joshua Lederberg e Edward L. Tatum descobriram que o material genético pode ser transferido de 
uma bactéria a outra por meio de um processo chamado de conjugação 
1950 James Watson e Francis Crick propuseram um modelo para a estrutura e replicacão do DNA 
1960 Descoberta dos interferons, substâncias geradas pelo sistema imune do próprio corpo e que inibem 
a replicação viral 
Paul Berg demonstrou 
que fragmentos do 
DNA (genes) que 
codificam proteínas 
podem ser ligados ao 
DNA bacteriano; o 
híbrido resultante foi o 
primeiro DNA 
recombinante (rDNA) 
A tecnologia do rDNA insere DNA recombinante em micróbios para a 
produção de grandes quantidades de uma proteína desejada 
 Francois Jacob e 
Jacques Monod 
descobriram o RNA 
mensageiro e, 
posteriormente, fizeram 
as principais 
descobertas sobre a 
regulacão da funcão 
dos genes em 
bactérias. 
Desvendaram o código genético – possibilitou a compreensão de comoa informacão para a síntese proteica no RNA mensageiro era traduzida 
nas sequencias de aminoácidos para produzir as proteínas 
1990 
(década) 
Terapia gênica – inserção 
de um gene ausente ou 
substituição de um gene 
defeituoso em células 
humanas utilizando um 
vírus inofensivo para 
transportar o gene 
ausente ou um novo gene 
para o interior de certas 
células hospedeiras 
Tem sido usada para tratar pacientes com deficiência de adenosina 
desaminase (ASA), uma das causas da imunodeficiência combinada 
grave (SCID, severe combined immunodeficiency disease) em que as 
células do sistema imune são inativadas ou perdidas, além da distrofia 
muscular de Duchenne, fibrose cística e a deficiência do receptor LDL 
Também é utilizada na agricultura, para melhorar a aparência, o 
sabor e aumentar a durabilidade de frutos e vegetais, resistência a 
seca,ao ataque de insetos, a doenças microbianas e ao aumento da 
tolerância a altas temperaturas de plantas cultivadas 
Primeiros transplantes bem-sucedidos utilizando fármacos imunossupressores 
Enzimas que regulam o crescimento vegetal (proteínas-cinase) 
Separação de genes em diferentes segmentos de DNA 
Reacões em cadeia da polimerase que amplificam (produzem múltiplas cópias) o DNA 
Reconhecimento de células T citotóxicas de células infectadas por vírus antes de sua destruicão 
1997 Heide Schulz descobre a bactéria Thiomargarita namibiensis no lodo, na costa africana, grade o 
bastante (0,2mm) para ser vista a olho nú 
2000 
(década) 
Canais de água e íons nas membranas plasmáticas 
Helicobacter pylori como a causa de úlceras pépticas 
Mecanismo do RNA de interferência (RNAi), ou silenciamento gênico pelo RNA 
Medicamentos sintéticos e modernidade 
 ‘’Quimioterapia’’ – tratamento 
de uma doença através da 
utilização de substancias 
químicas produzidas 
naturalmente 
 ‘’Antibióticos’’ – substâncias 
químicas produzidas 
naturalmente por bactérias e 
fungos para atuar contra outros 
organismos 
‘’Medicamentos sintéticos’’ – 
agentes quimioterápicos 
preparados a partir de 
compostos químicos em 
laboratório 
Importância dos microrganismos, 
benefícios e malefícios 
• Os microrganismos desempenham diversos papéis 
importantes e estão presentes em diversos processos, 
como: 
• São componentes da microbiota presente em 
animais e plantas, auxiliando no equilíbrio do 
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funcionamento corpóreo, além de estar associado 
às funções cognitivas, sistema imunológico, etc. 
 
• Síntese de vitaminas, incluindo as do complexo B 
para o metabolismo e as do complexo K para a 
coagulação do sangue 
 
• Presentes em produtos microbiológicos ‘’naturais’’, 
como as bebidas alcoólicas, queijo, vinagre, pães, 
iogurte; além disso, as enzimas dos micróbios podem 
ser manipuladas de forma com que esses 
microrganismos produzam substâncias que 
normalmente não sintetizam, incluindo celulose, 
substancias que auxiliam a digestão e outras que 
favorecem a limpeza de drenos, além de produtos 
terapêuticos importantes 
 
• Manutenção do equilíbrio ambiental por estarem 
presentes em uma série de processos geoquímicos, 
como o ciclo do carbono e do nitrogênio através da 
realização da reciclagem de restos mortais através 
da decomposição; 
 
• Produção de oxigênio através dos organismos 
aquáticos fotossintetizantes, os fitoplânctons, que 
formam a base de toda a cadeia alimentar nos 
sistemas aquáticos; 
 
• Processos biotecnológicos, como a engenharia 
genética, a qual permite a ‘’criação’’ de novos 
microrganismos de variáveis capacidades 
metabólicas e auxiliar na pesquisa genética ou 
transgênica; 
 
• Além dos que naturalmente habitam o corpo, 
existem os que são manipulados para a produção de 
remédios e vacinas e que atuam na prevenção e 
tratamento de doenças. 
 
• Presentes em aplicações comerciais, como a síntese 
de produtos químicos como vitaminas, ácidos 
orgânicos, enzimas, álcoois e fármacos 
 
• Porém apesar de tantos benefícios, os 
microrganismos podem trazer prejuízos para o ser 
humano, como é o caso das doenças causadas 
bactérias, fungos e/ou por protozoários, além das 
pragas que podem atingir a pecuária e a agricultura, 
causando prejuízo econômico, e a resistência 
antimicrobiana, relacionada principalmente ao uso 
indevido de antibióticos, considerada uma 
preocupação crescente da saúde pública mundial. 
 
Nomenclatura 
• Foi estabelecido em 1735 por Carolus Linnaeus 
 
• Designa para cada organismo dois nomes, o gênero 
– primeiro nome, sempre iniciado com a letra 
maiúscula – e o epiteto especifico – segundo nome, 
designa o nome das espécies com letra minúscula – 
ambos escritos em itálico e sublinhados 
o Após um nome cientifico ter sido mencionado uma 
vez, ele pode ser abreviado com a inicial do 
gênero seguida pelo epiteto especifico 
o Além de designar o organismo, o nome científico 
pode descreve-lo, homenagear um pesquisador 
ou identificar o habitat de uma espécie 
 
Exemplo: Staphylococcus aureus; 
• Staphylo- descreve o arranjo em cacho das células 
destas bactérias; -coccus indica que as células tem 
a forma semelhante a esferas; aureus é o epiteto 
especifico, significa ouro, em latim, a cor de muitas 
colônias dessa bactéria 
 
Exemplo: Escherichia coli 
• O gênero dessa bactéria recebeu esse nome em 
homenagem ao cientista Theodor Escherich; seu 
epiteto específico, coli, está relacionado ao fato de 
a E. coli habitar o colo, ou o intestino grosso 
 
Exemplo: Streptococcus pyogenes 
• Strepto- descreve o arranjo das células em cadeias; 
pyo- é o epiteto especifico, significa que produz 
pus