Microbiologia - Nutrição, Metabolismo e Crescimento Microbiano

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Microbiologia 
Nutrição, metabolismo e crescimento 
microbiano 
Conceitos 
• Reações: catabólicas e anabólicas – necessárias para 
manter a homeostasia dos sistemas biológicos; 
 
• Nas reações catabólicas, moléculas mais complexas 
são transformadas em moléculas mais simples, 
liberando energia; 
 
• Em reações anabólicas moléculas mais simples 
formam moléculas mais complexas, com o consumo 
de energia; 
 
Enzimas e reações químicas 
• Atua como catalisadora de reações químicas, 
reduzindo a energia de ativação para que o processo 
seja mais fácil; 
 
• Podem ser classificadas de acordo com o tipo de 
reação química que realizam; 
Classe Tipo de 
reação 
Exemplos 
química 
catalisada 
Oxidorredutase Reações de 
oxidação-
redução 
Lactato 
desidrogenase 
Transferase Transferência 
de grupos 
funcionais como 
amino, acetil, 
fosfato 
Acetato quinase 
Hidrolase Hidrólise – 
adição de água 
Lipase, sacarase 
Liase Remoção de 
átomos/grupos 
sem ação da 
água 
Oxalato 
descarboxilase, 
isocitrato liase 
Isomerase Reformulação 
de átomos 
dentro de uma 
molécula 
Glicose-fosfato 
isomerase 
Ligase União de duas 
moléculas, 
através de 
energia derivada 
da quebra de 
ATP 
Acetil-CoA 
sintetase, DNA 
ligase; 
• Composição: 
 
 
 
 
- Sítio ativo: onde o substrato se liga; 
 
• Mecanismo de ação enzimática – modelo chave e 
fechadura: 
 
 
 
• Fatores que influenciam a atividade enzimática: 
- Temperatura – à medida que a temperatura aumenta 
a atividade enzimática aumenta até chegar a um valor 
ótimo. Mas, ao ultrapassar essa marca, a enzima pode 
desnaturar, diminuindo sua atividade, pois há destruição do 
sítio ativo; 
- pH: cada enzima tem um pH ótimo para trabalhar; 
- Concentração do substrato: à medida que ele aumenta, 
aumenta a probabilidade do substrato se ligar ao sítio ativo 
dessa enzima. Mas, quando todas já estão com o 
substrato no seu sítio ativo, a sua atividade permanece 
constante, pois há uma quantidade limite de enzimas 
dentro de células (efeito platô, obedecendo a lei de ação 
das massas); 
- Presença de inibidores: competitivos (liga-se no local do 
substrato), não-competitivos (liga-se em outro local que 
não o sítio ativo, porém ao ligar desativa a ação da outra 
enzima) e retroalimentação (cascata enzimática, na qual o 
produto final inibe o processo); 
Metabolismo microbiano 
• Participam dele elementos plásticos (fontes de 
carbono, nitrogênio, enxofre e fosfato), elementos 
traço (Ca, K, Fe, Mo, Mg, Mn, Zn, Co) e fatores de 
crescimento; 
 
• Divisão dos microrganismos: 
- Autótrofos: aqueles que se desenvolvem em meios de 
cultivo constituídos por compostos inorgânicos simples 
(nesse caso, a fonte de carbono vem do CO2); 
- Heterótrofos: os que para se desenvolverem precisam 
da presença de compostos orgânicos do meio de cultivo 
(fonte de carbono através do composto orgânico); 
- Auxotrófico: aqueles que sofreram um processo de 
mutação genética, passando a exigir um fator de 
crescimento que não era exigido na sua célula parental; 
- Fotoautotróficos: fonte de energia é a luz e a de 
carbono o CO2; 
- Foto-heterotróficas: fonte de energia a luz e a fonte de 
carbono são substâncias orgânicas; 
- Quimioautotróficas: fonte de energia é a oxidação de 
substâncias inorgânicas e a fonte de carbono o CO2; 
- Quimio-heterotróficas: fonte de energia é a oxidação de 
substâncias orgânicas e a fonte de carbono são 
substâncias orgânicas; 
Fontes de energia 
• Sol e moléculas orgânicas; 
 
Metabolismo microbiano 
• Carboidratos: 
 
- Possui três destinos, dependerá da presença ou não de 
oxigênio, podendo realizar fermentação lática, alcoólica ou 
Acetil-CoA, na presença de energia; 
- Na célula procariótica, não há gasto de energia para o 
transporte para mitocôndria, pois essas células não 
possuem está organela, assim, todo processo é realizado 
no citosol. Resultado final: 38ATP (procariótica) e 36ATP 
(eucariótica, pois gasta 2ATP no transporte para 
mitocôndria); 
• Testes bioquímicos laboratoriais são importantes 
para identificação bacteriana; 
 
• Todas as vias, anabólicas e catabólicas são integradas; 
 
• Esse processo favorece a reprodução, ou seja, o 
crescimento dos microrganismos; 
 
Crescimento microbiano 
• Se reproduzem através de divisão binária, o que dura 
de 15 minutos, gerando células filhas idênticas as 
células-mães (clones); 
 
• O aumento da população bacteriana ocorre em 
progressão geométrica (crescimento exponencial, 
logarítmico) – possibilitando populações elevadas em 
um curto espaço de tempo; 
 
• Fatores que influenciam o crescimento: 
- Presença de nutrientes essenciais; 
- Temperatura ideal; 
- Eh (atmosfera, O2 ou CO2); 
- pH; 
- Osmolaridade (concentração de sal no meio); 
Classificação segundo a temperatura de 
crescimento 
- Mesófilas mais importantes do ponto de vista médico; 
Classificação segundo o tipo respiratório 
• No caso de bactérias que não toleram oxigênio, temos que criar um ambiente no laboratório para o seu cultivo; 
Aeróbias 
obrigatórias 
Anaeróbias 
facultativas 
Anaeróbias 
obrigatórias 
Anaeróbias 
aerotolerantes 
Microaerófilas 
Somente 
crescimento 
aeróbico, com 
necessidade de O2 
– (crescimento na 
superfície) 
Crescimento 
aeróbico e 
anaeróbico, 
aumentando na 
presença de O2 – 
(crescimento em 
todo tubo) 
Somente 
crescimento 
anaeróbico, não 
havendo 
crescimento na 
presença de O2 – 
(crescimento na 
parte de baixo do 
tubo) 
Somente crescimento 
anaeróbico, 
continuando na 
presença de O2 – 
(crescimento em todo 
tubo) 
Somente crescimento 
aeróbico, necessitando 
de O2 em baixas 
concentrações – 
(crescimento no ponto 
médio) 
 
Classificação segundo o pH 
 
Classificação segundo a Osmolaridade 
• Não-halófilos: não toleram grandes concentrações 
de sal; 
 
• Halófilos moderadas (organismos marinhos): toleram 
alguma concentração de sal; 
 
• Halófilos extremos (Halobacterium): crescem em 
altíssima concentração de sal. Esse tipo de bactéria 
geralmente produz pigmentos; 
Meios de cultura 
• Local propício para o cultivo/crescimento dos 
microrganismos; 
 
• Quimicamente definido: crescimento de 
quimioautotróficos e autotróficos e análises 
microbiológicas; 
 
• Complexo: crescimento da maioria dos organismos 
quimio-heterotróficos; 
 
• Redutor: crescimento de anaeróbicos obrigatórios; 
 
• Seletivo: impedir o crescimento de microrganismos 
não desejados, favorecendo o crescimento do 
organismo de interesse; 
 
• Diferencial: diferenciar as colônias do organismo 
desinteresse dos outros organismos; 
 
• Enriquecido: semelhante ao seletivo, mas com 
característica importante, de aumentar de número 
da bactéria de interesse a tornando detectável; 
 
Métodos para quantificar o crescimento 
microbiano 
• Método das diluições seriadas e contagem em 
placa; 
 
• Método de contagem em placa; 
 
• Método de filtração; 
 
• Método de contagem direta ao microscópio; 
 
• Método da turbidimetria (método indireto);