AULA 01 MICROBIOLOGIA

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HISTÓRICO DA MICROBIOLOGIA
“Meu Deus, que maravilhas
existem em uma criatura tão
pequena”
( Leewenhooek, Londres 1693 )
• Os Microrganismos (MO) participam de
quase todos os aspectos da vida
humana com efeitos benéficos ou
maléficos;
• Toda a vida no planeta depende das
atividades dos MO;
• Contribuem no melhoramento na
produção de alimentos, exploração de
minérios, etc;
• Engenharia genética e biologia
molecular: MO “ feitos sob medida”
para produzir medicamentos,
compostos industriais, vacinas,
Microbiologia : estudo de MO
(Organismos microscópios)
– Mikros: pequeno bios: vida logos: ciência
• MO: se originaram à 4 milhões de ano (são os
ancestrais de todas as formas de vida);
• MO: foram observados pela primeira vez à 300
anos e à 200 anos foi reconhecida a sua
importância;
• Descobriu-se que os microrganismos surgiam
de seres como eles e não de causas
sobrenaturais ou de organismos em putrefação
• Descobriu-se que eles eram a causa e não o
resultado da fermentação
• MO: realizam uma grande variedade de
reações bioquímicas semelhantes às dos
organismos superiores
• Benefícios para a sociedade:
– produção de álcool,
– medicamentos (penicilina),
– insulina humana (bactéria geneticamente
construída),
– decomposição de componentes do petróleo
em derramamento de óleos,
– decomposição de herbicidas, etc
• Biotecnologia: construção de MO
HISTÓRIA:
• Leeuwenhoek:
– “Pai” dos Microscópios
– Animálculos (protozoários de vida livre)
– Examinou águas de rios, saliva, fezes, etc;
Leeuwenhoek mostrando seus microscópios à rainha
Catherine da Inglaterra
Réplica de um
microscópio feito em
1673 por Leeuwenhoek
Construção do microscópio
de Leeuwenhoek:
(1) lentes;
(2) pino para colocar os
espécimes;
(3, 4) botão para focalizar
Esboços de bactérias
da cavidade oral
humana, observadas
por Leeuwenhoek.
• Esses desenhos
mostram que ele
observou bacilos, cocos
e bactérias espiraladas.
• Também demonstrou a
motilidade de algumas
bactérias, isto é, o
traçado de C a D.
Teorias:
ABIOGÊNESE X BIOGÊNESE
• Teoria da abiogênese: seres surgiam
de objetos inanimados
• Teoria da biogênese: Seres surgiam de
seres semelhantes a eles
Schulze passou ar
através de soluções de
ácido forte antes de
inserí-lo no frasco
contendo infusão de carne
previamente fervida
Schuwann passou ar
através de um tubo
aquecido ao rubro antes de
inserí-lo em um frasco
contendo caldo estéril
Schröeder e von Dusch
permitiram o contato de
um caldo nutritivo estéril
contido em um frasco
com ar previamente
filtrado com algodão
existente no tubo de
entrada do frasco
Louis Pasteur:
– Defendia a biogênese
– Preparou um experimento com frascos de
colo longo e curvado (semelhante a um
pescoço de cisne) onde o ar passava
livremente, mais os MO ficavam retidos
na parte mais baixa e o caldo de carne
não deteriorava
Louis Pasteur
em seu
laboratório
Frasco em pescoço de cisne de Pasteur que foi utilizado nos experimentos para
refutar a teoria da geração espontânea.
• As partículas de poeira sedimentavam na região encurvada inferior do pescoço
do frasco, assim os microrganismos não contaminavam o caldo no frasco.
• Este frasco está preservado no museu Pasteur.
Tyndall:
– Fez experimentos que ajudaram na
confirmação da teoria biogênese
Caixa de Tyndall livre de poeira. Uma vez que a caixa estava livre de
poeira (o que podia ser constatado através da observação do feixe de luz
que passava no centro da caixa), os tubos contendo caldo nutritivo estéril
permaneceriam estéreis, mesmo que o ar na caixa estivesse em contato
direto com o exterior por meio da abertura dos tubos contorcidos.
TEORIA DA FERMENTAÇÃO:
(Louis Pasteur)
– Transformação do suco da uva em vinho,
feita por microrganismos
Açúcar da Uva (Suco) MO (reações
bioquímicas)
Vinho
• Alguns produtos antigos fermentados: saquê,
soyu, leite fermentado, etc
Louis Pasteur verificou
que:
• Vinhos bons e ruins tinham MO diferentes (MO
produtores de vinho e MO deterioradores do vinho);
– Ele aqueceu o suco de uva destruindo os MO já
existentes (bons ou ruins)
– Depois colocou o vinho bom neste suco
previamente aquecido.
– RESULTADO: o vinho ficou bom.
– E para conservar:
• Ele aqueceu o vinho à 50oC – 60oC por alguns
minutos - o produto não se alterou
(pasteurização)
TEORIA MICROBIANA DA DOENÇA:
• Pasteur e col. descobriram vários
agentes etiológicos de doenças;
• Antes acreditava-se que as doenças
eram causadas por sangue ou ar ruim;
• Koch: descobriu o MO que causa o
carbúnculo:
– Inoculou em camundongos a bactéria e
neles se desenvolveu o carbúnculo (as
bactérias eram idênticas)
Koch ainda:
• Demonstrou que esporos bacterianos
sobreviviam por muito mais tempo em
produtos contaminados;
• Provou que um tipo específico de MO causa
uma determinada doença
• Descobriu bactérias causadoras da cólera e
tuberculose (bacilo de Koch)
Robert Koch (1843 – 1910)
observando uma espécime em
um microscópio.
• Koch e seus assistentes
contribuíram com vários
procedimentos laboratoriais de
significado fundamental que são
usados até os dias atuais.
DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICAS LABORATORIAIS
PARA O ESTUDO DE MICRORGANISMOS:
• Coloração: Koch e colaboradores;
• Técnica da cultura pura: desenvolvimento de
meios de cultura (substâncias que satisfazem
as necessidades nutricionais dos MO);
• Koch descobriu que o ágar (substância retirada
de algas) solidificava o meio de cultura, e com
isto conseguiu-se isolar colônias de MO em
culturas puras
• Richard J. Petri inventou uma placa para
depositar o meio de cultura sólido (com ágar):
placa de Petri que é utilizada até hoje.
• Outros cientistas descobriram os vírus
(latim = veneno) através de estudos em
doenças de plantas (vírus do mosaico do
tabaco)
• Descobriu-se que a ferrugem era
causada por uma bactéria
• Depois foi descoberto os protozoários
• Pasteur descobriu a imunização através de
um experimento em galinhas e a bactéria da
cólera aviária.
– Denominou as culturas avirulentas de vacina.
– Descobriu as vacinas contra a varíola e a raiva.
O princípio da
imunização
demonstrado por Pasteur:
• Inicialmente Pasteur inoculou as
galinhas com uma cultura velha de
bactérias que causam a cólera aviária;
essas galinhas permaneceram sadias.
• Várias semanas mais tarde, ele
inoculou as mesmas galinhas com
uma cultura jovem das bactérias.
• Esta cultura virulenta foi inócua às
galinhas previamente inoculadas, mais
foi fatal para as galinhas não
inoculadas.
• Esse experimento mostrou que as
culturas velhas de bactérias da cólera
aviária, embora incapazes de produzir
doença, eram capazes de produzir
substâncias protetoras no sangue,
denominadas “anticorpos”.
MICROBIOLOGIA DO SOLO:
• Iniciou-se no final do século XIX com o
microbiologista Sergei Winogradski
que descobriu que certas bactérias do
solo podiam absorver o nitrogênio
atmosférico e convertê-lo em nutrientes
para as plantas.
MICROBIOLOGIA E BIOQUÍMICA:
• Reações bioquímicas dos MO
– Graças às enzimas microbianas, os MO
decompõem ou produzem inúmeras
substâncias, através de reações
bioquímicas em suas células
Substrato Decomposição por enzimas
microbianas
(Microrganismos)
Produto
final ex.
álcool
Substrato Produção ou síntese por enzimas
microbianas (Microrganismos)
Produto final
ex.
Antibióticos
MICROBIOLOGIA E GENÉTICA
Biologia molecular:
• A molécula de DNA de um MO pode ser
“cortada e emendada” para incorporar
um novo fragmento de DNA, que
confere ao MO receptor uma nova
capacidade bioquímica
“Tecnologia do DNA Recombinante ou
Engenharia Genética”.
“Os microrganismos são
mais poderosos que as
armas”