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Professor Luciel Macêdo Licenciado e Bacharel em Biologia (UFPa) Mestre em Motricidade Humana(UCB) Doutorando em Educação em Ciências (UFPa) Interações entre os seres vivos Habilidade 29: Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias primas ou produtos industriais. Biotecnologia e tecnologia ambiental Aspectos metabólicos dos microorganismos Graças ao desenvolvimento da biotecnologia, hoje é possível produzir conhecimentos que permitam ao homem a utilização de agentes biológicos, como microorganismos, para obter bens e assegurar serviços. Apropriar-se do conhecimento desses microorganismos e das relações dos seres vivos em geral com o meio, para melhor planejar intervenções científico tecnológicas, é o que se pretende alcançar com o desenvolvimento desta habilidade. (ENEM 2018) Companhias que fabricam jeans usam cloro para clareamento, seguido de lavagem. Algumas estão substituindo o cloro por substâncias ambientalmente mais seguras como peróxidos, que podem ser degradados por enzimas chamadas peroxidases. Pensando nisso, pesquisadores inseriram genes codificadores de peroxidases em leveduras cultivadas nas condições de clareamento e lavagem dos jeans e selecionaram as sobreviventes para a produção dessas enzimas. Nesse caso, o uso dessas leveduras modificadas objetiva a) reduzir a quantidade de resíduos tóxicos nos efluentes dessa lavagem b) eliminar a necessidade de tratamento da água consumida c) elevar a capacidade de clareamento do jeans d) aumentar a resistência dos jeans a peróxidos e) associar ação bactericida ao clareamento Implicações para a saúde Implicações para a produção de alimentos Microorga nismos Implicações para o ambiente Um meio de cultura deve conter condições abióticas e/ou bióticas, que favoreçam o crescimento do microorganismo que se pretende cultivar. Microrganismos celulares, como bactérias, protozoários e fungos, necessitam de condições abióticas para sua reprodução, enquanto microrganismos como os vírus, necessitam de um meio biótico (celular). CULTURA DE MICRORGANISMOS Anaeré[mio OBSERVE QUE O VIRUS (FAGO) NECESSITA DA BACTÉRIA PARA SUA REPRODUÇÃO 0 caSiDndiñ1efit9, 0 gf0(dgO SDltd-S9 d0 cr0mDssomo bacteriano e inlCld UM CICIO IItICO popuIa;âo de ba‹tirias p0rtadoras d0 pr0fag0 liberando as fagos /?iGlO lItI5O Ou Iis0gtnico normalmente, topiando o '-*, ' ,:" 0 Iago multiplica-se na ' bacteria hosped«ira —>,-;, profag e transmitindo-a Em função de suas características reprodutoras, os vírus podem ser utilizados no controle biológico de bactérias patogênicas, na identificação e destruição de células cancerosas e como vetores de genes de interesse humano (terapia genética) Não promovem seleção de bactérias resistentes, como ocorre com o uso de antibióticos. Não atuam sobre bactérias da microbiota intestinal, pois os vírus possuem especificidade celular. Vantagens do uso de fagos no controle biológico de bactérias O USO DOS MICROORGANISMOS E AS IMPLICAÇÕES PARA A SAÚDE HUMANA Percebam a semelhança desta placa, com os antibiogramas atuais ANTIBIOGRAMA. Técnica utilizada para identificar a eficácia de antibióticos, especialmente no combate às bactérias resistentes interpretação de um antibiograma Que tecnologia o homem pode produzir a partir da mobilização de conhecimentos relativos a reprodução bacteriana? Clones As bactérias reproduzem-se assexuadamente, o que lhes confere alto potencial biótico. A penicilina e outros fármacos sintéticos, bloqueiam esse potencial e por isso denominam-se antibióticos. 95 (ENEM) Os medicamentos são rotineiramente utilizados pelo ser humano com o intuito de diminuir ou, por muitas vezes, curar possíveis transtornos de saúde. Os antibióticos são grupos de fármacos inseridos no tratamento de doenças causadas por bactérias. Na terapêutica das doenças mencionadas, alguns desses fármacos atuam: a) ativando o sistema imunológico do hospedeiro. b) interferindo na cascata bioquímica da inflamação c) removendo as toxinas sintetizadas pelas bactérias. d) combatendo as células hospedeiras das bactérias. e) danificando estruturas específicas da célula bacteriana. ATENTE PARA O SEGUINTE! Embora fundamental no combate as infecções bacterianas, os antibióticos podem ocasionar alguns problemas: podem apresentar efeito seletivo sobre bactérias resistentes e ainda reduzir drasticamente a microbiota do corpo humano. A resistência bacteriana, à determinados antibióticos, origina- se de duas formas naturais: por mutação, o que nada tem haver com o uso do antibiótico, e por recombinação gênica, quando adquirem plasmídeos de bactérias que o possuem . ORIGEM DA RESISTÊNCIA BACTERIANA! DNA cromossômico da bactéria DNA extra cromossômico bacteriano (PLASMÍDEO) Genes plasmidiais que conferem resistência bacteriana a antibióticos transferência de genes plasmidiais por meio de conjugação Benefícios dos probióticos e prebióticos na constituição da microbiota e no funcionamento sistêmico do corpo O USO DOS MICROORGANISMOS E AS IMPLICAÇÕES PARA A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS A diversidade metabólica dos microorganismos, especialmente dos microorganismos heterotróficos, possibilita a produção de catabólitos que podem ser utilizados pelo homem. Neste contexto, destacam-se os microrganismos anaeróbicos facultativos, ou seja, aqueles que na ausência do oxigênio, promovem a fermentação como processo de produção de ATP. Metabolismo energético de microrganismos heterotróficos Metabolismo anaeróbico dos microorganismos. A fermentação é um processo biológico anaeróbico em que moléculas orgânicas são degradadas parcialmente, com liberação de menor quantidade de energia que a respiração (2ATP). Produtos da fermentação utilizados pelo homem Para o microorganismo Para a indústria Bebidas alcoólicas, pães, combustível, iogurtes, queijos, vinagres ... Produção de energia (ATP) IMPORTÂNCIA DA FERMENTAÇÃO Fermentação láctica por bactérias anaeróbicas. Fermentação alcoólica por fungos anaeróbicos. O USO DOS MICROORGANISMOS E AS IMPLICAÇÕES PARA O AMBIENTE Bioremediação, a redução de impactos ambientais, pela ação de microorganismos heterotróficos. Bioremediação de herbicidas organoclorado por bactérias aeróbicas. Produção de biogás e fertilizante produzidos pela decomposição anaeróbica as arqueas metanogênicas A fertilização do solo por bactérias fixadoras de N2. Ah go6 um BactAria Arrsonificante BactAria NitrosO¥°F¥Of3% A produção de biopolímeros por bactérias heterotróficas. Além do suprimento de necessidades energéticas, a segunda maior demanda pelo uso de derivados de petróleo como matéria-prima consiste na produção de polímeros. Os biopolímeros, por serem biodegradáveis, e poder ser sintetizados a partir de matérias-primas renováveis pela agricultura, permitem que sejam utilizados como substitutos dos plásticos convencionais, de origem petroquímica. A importância do uso dos biopolímeros. A UTILIZAÇÃO DE SERES VIVOSNO CONTROLE BIOLÓGICO O controle biológico foi definido por De Bach (1968) como “a ação de parasitóides, predadores e patógenos na manutenção da densidade de outro organismo a um nível mais baixo do que aquele que normalmente ocorreria nas suas ausências”. O Controle Biológico natural. O Controle Biológico aplicado com entomófago (parasitóide e predadores).
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