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Resumos de Microbiologia . L ÍV IA NASCIMENTO DE SOUZA 2020 Microbiologia 1 Introdução Bibliografia: Microbiologia, autor Gerard Tortora 12ª edição. Microbiologia = doença (comumente) Procarioto: associados a proteínas não histonas, unicelulares Eucarioto: uni ou multicelulares, associam-se a proteínas histonas. Estruturas das células procariota: material genético, Ribossomos, Parede celular de mureína ou peptideoglicano.; pode ter flagelo fimbrias, cápsulas. Estruturas das células eucariota: mais complexa, organelas, carioteca, pode ter parede celular, pode ter flagelos ou cílios. Bactérias Gram positivas e Gram negativas -> essa diferença se baseia na estrutura e composição química da parede celular. Negativas: parede celular muito complexa. Ao realizar uma técnica de coloração elas se diferenciam. Auxilia o profissional a saber qual é o melhor tratamento/remédio para se utilizar. Gram positiva: parede celular mais espessa. Métodos de esterilização no hospital: radiação, autoclave, luz UV, microfiltração Condições necessárias para o cultivo de microrganismos em laboratório: ph adequado, nutrientes, temperatura, umidade, condições osmóticas adequadas. Mecanismo de ação dos antibióticos sobre as células microbianas: ALVO IMPORTANTE -> destruição da parede celular ou impedir a síntese da parede celular. Inibição da síntese proteica, síntese de metabolitos essenciais, replicação do material genético. Conceito A microbiologia atua na medicina humana e veterinária. • Micoses • Anenceregonorreia • Herpes labial • Rubéola • Raiva Indústria de alimentos: • Cerveja • Vinho • Cachaça • Molho de soja • Pães • Queijos • Iogurtes • Cogumelos comestíveis Microbiologia Ambiental • Decompositores da matéria orgânica no solo. • Enriquecimento do solo; • Biorremediação; • Tratamento de Esgoto • Bioprospecção – isolam fungos da Antártica. Indústria farmacêutica: • Produção de remédios Importância biotecnológica • Produzir enzimas de interesse comercial: pectinase, celulase, amilase, lipase. | Lívia Nascimento FAMINAS-BH 2º/2020 Processo histórico Ø Teoria celular: todos os seres vivos são formados por células. Ø Teoria da abiogênese – geração espontânea. Ø Desenvolvimento do processo de vacinação – epidemia de varíola. Ø Pasteur – processo de fermentação. + biogênese. Ø Teoria germe-doença. Ø Postulados de Koch – um microrganismo específico causa uma doença específica (existem ressalvas). Ø 1928 – Descoberta da Penicilina Ø 1953 – Estrutura dupla hélice do DNA Ø 2000 – Genoma humano. Classificando os microrganismos TAXONOMIA: ciência que classifica os seres vivos – estabelece relações entre um grupo e outro, além de diferenciá-los. Ø 1866 - Reino Protista Ø 1932 – Microscopia eletrônica Ø 1959 – Reino Fungi Ø 1969 – Sistema de classificação em 5 reinos (Monera, Protista, Fungi, Plantae, Animalia) Ø 1978 – 3 dominíos: sequenciamento do RNA ribossomal (Archea, Bacteria, Eucarya). PROCARIOTOS Ø Unicelulares; Ø Ausência de membrana nucelar Ø Cromossomo único e circular Ø DNA não esta associado a histonas Ø Não possuem organelas revestidas por membranas Ø Parede celular composta de peptideoglicanos. Ø Reprodução simples (fissão binária) EUCARIOTOS Ø Uni (leveduras) ou multicelulares Ø Presença de membrana nuclear Ø DNA associado a histonas Ø Organelas revestidas por membranas Ø Cromossomo linear Ø Parede celular de quitina Nomenclatura Genêro: primeiro nome com letra maiúscula Epíteto específico: nome das espécies sempre em letra minúscula. Staphylococcus aureus = S. aureus Morfologia e Citologia Bacteriana A célula bacteriana: Ø Cromossomo único e circular Ø Presença de plasmídeo (tem menos genes) – pode carregar genes de resistência a antibióticos; vantagem competitiva. Ø Citoplasma (agua, proteínas, carboidratos, sais minerais) Ø Ribossomos Ø Inclusão (acúmulo de materiais de reserva dentro da célula – lipídeos, material orgânico, amido, carboidratos) Ø Membrana citoplasmática Ø Parede celular Ø Algumas bactérias podem apresentar uma capsula, estrutura externa a parede celular. Ø Pode ter flagelos (locomoção) Ø Pequenos apêndices – fímbrias (associadas com a troca de material genético). FORMAS: Ø Esféricas - cocos Ø Cilindricas – bacilos ou bastonetes Ø Espiraladas – espirilos vibrios e espiroquetas. ARRANJOS: Pares: diplococos Cadeias: estreptococos Cachos: staphylococos | Lívia Nascimento FAMINAS-BH 2º/2020 A célula procariota ESTRUTURAS EXTERNAS A PAREDE CELULAR: Ø Glicolálice ou cápsula: polímero viscoso e gelatinoso externo a parede celular, composto de polissacarídeos, polipeptideos ou ambos. FUNÇÃO: - Proteção contra o meio externo no sentido de entrada de substancias na célula; - Proteger a bactéria contra fagocitose (fator de virulência) – os macrófagos não conseguem se conectar com os receptores; - Aderência a superfícies bióticas e abióticas; - Reserva nutritiva; - Protege de desidratação; - biofilme. FATOR DE VIRULÊNCIA; estruturas que aumentam a capacidade de o microrganismo infectar o hospedeiro. Ø Flagelos: feito de flagelina (proteina). FUNÇÃO: - Motilidade, - Antígeno H. ARRANJO: Monotriquio, Anfitriquio, Lofotriquio, Peritriquio Ø Endoflagelos Ø Fímbrias: estruturas constituídas de proteínas pilina. FUNÇÃO: - Aderência, - Transferência de DNA, - Sítio de recepção de bacteriófagos (sitio de adesão, vírus que infectam bacterias) A PAREDE CELULAR Ø Forma celular; Ø Rigidez Ø Proteção osmótica Ø Proteção mecânica Ø Ancoragem dos flagelos Composição: mureína ou peptideoglicano. As diferenças na parede célula diferenciam as bactérias em 2 grupos: GRAM positivas e GRAM negativas. As cadeias de tetrapeptideos se ligam através de ligações cruzadas, criando resistência mecânica a parede celular. ANTIBIÓTICOS -> inibe a formação das ligações cruzadas, assim a parede celular fica fragilizada e sofre lise BACTÉRIAS GRAM POSITIVAS Muito peptideoglicano (50% ou mais) BACTÉRIA GRAM NEGATIVAS Presença membrana externa; Pouco peptideoglicano (10%) POSITIVAS -> superfície carregada negativamente NEGATIVAS -> peptideoglicano (rigidez + proteção) mais membrana externa com lipídeos, proteínas, lipoproteínas, lipopolissacarideo. Ø Lipideo A = endotoxina, desencadeia o processo de febre + choque endotoxico no hospedeiro. Quando a bactéria morre esse lipídeo A é liberado. Ø Antígeno O = responsáveis pelas propriedades sorológicas de algumas bactérias, induz a produção de anticorpos. Conseguimos diferenciar bactérias da mesma espécie pelo tipo de antígeno O que ela produz. Ø Membrana externa: barreira seletiva, antigênica e evasão | Lívia Nascimento FAMINAS-BH 2º/2020 Paredes celulares atípicas Ø Mycoplasma e Ureaplasma: não possuem parede celular, sua MP é diferente das outras bactérias, pois tem que fazer o papel de parede celular. Membrana -> terá a presença de esteroides. Ø Arquibacterias: parede celular de pseudomureina, não se coram geralmente pelo Gram. Ø Parede celulares álcool-acido resistentes: Mycobacterium (tuberculose e hanseníase) e Nocardia.. - Composição: acido micólico que não se cora por gram. A coloração é feita por carbolfucsina (vermelha) + álcool acido. Estruturas internas à parede celular Membrana Citoplasmática Constituída de fosfolipídios e proteínas (periféricas e transmembrana). Fornecem caráter polar e apolar para a membrana. Modelo do mosaico fluido. FUNÇÃO: Ø Permeabilidade seletiva; através dos métodos de transporte – difusão, transporte ativo, etc; Ø Produção de energia: processo de respiração celular ocorre na MP (enzimas degradam nutrientes e produzem ATP) Ø Mesossomos: invaginações da MP, que estão associadoscom o processo de respiração celular. Citoplasma Substancia aquosa e viscosa presente no interior da MP dos procariotos Constituição: 80% agua, proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucleicos e íons inorgânicos Presença de DNA, ribossomos, inclusões (armazenamento). Nucleóide Região dento da célula onde encontra o material genético. Única molécula de DNA circular e de fita dupla = cromossomo bacteriano. Estrutura super enovelada (enovela-se com proteínas parecidas com as histonas) dispersa no citoplasma Não existe membrana nuclear, bem como histonas FUNÇÃO: armazenamento da informação genética. Plasmídeo Pequenas mole1culas de DNA de fita dupla, circulares que se replicam independentemente. Não codifica genes essenciais. Vantagens:: Ø Possuem genes de resistência a antibióticos; Ø Tolerância à metais; Ø Produção de toxinas; Ø Síntese de enzimas. RESISTÊNCIA: Um exemplo são bactérias que fazem produção de uma enzima beta-lactamase, que quebra o anel beta-lactamico de certos antibióticos. Assim, o medicamento não tem a | Lívia Nascimento FAMINAS-BH 2º/2020 mesma estrutura, impedindo a ligação com a bactéria, e desse modo a bactéria fica resistente. Conjugação: processo no qual uma bactéria transfere um plasmídeo para outra bactéria. Ribossmos Composição: proteína + RNA ribossômico Ribossomo 70S (unidade Svedberg): 30S + 50S. - > Velocidade relativa de sedimentação durante centrifugação em alta velocidade. Relacionado ao processo de síntese de proteínas: são muito importantes para o funcionamento e metabolismo celular. Muitos antibióticos atuam no processo de síntese de proteínas. Inclusões Depósitos de reserva de substâncias. Pode ser matéria inorgânica (fosfato inorgânico), grânulos polissacarídeos (glicogênio e amido); inclusões lipídicas (armazenamento de lipídeos). Endosporos Estrutura de resistência quando o ambiente não é mais favorável a seu crescimento e reprodução. Bacillus e Clostridium Células desidratadas altamente resistentes à condições adversas. A célula duplica seu material genético e se acumula em uma região da célula, formando camadas para proteger esse material Ø Possuem paredes espessas e camadas adicionais. Presença de acido dipicolínico combinado com cálcio. (Resistência térmica) Ø Metabolicamente são inativos (apenas sobrevive) – não se reproduzem Ø Condições ambientais favoráveis – germinação -> células vegetativas (metabolicamente ativas). Quando esse endósporo encontra um ambiente favorável, ele absorve água e as enzimas o tornam uma célula metabolicamente ativa. Apresenta uma alta resistência térmica. A célula eucariota - Fungos Parede celular: Ø Ausência de peptidioglicano Ø Vegetais: celulose Ø Fungos filamentosos: PAREDE CELULAR -> quitina (exoesqueleto de insetos e crustáceos) Ø Leveduras: glicanas (polímeros de glicose) e mananas (polímeros de manose) Ø Glicocálice: adesão célula-célula, reforça a superfície celular e reconhecimento entre as células. Fator de virulência. - Crytococcus neoformans: levedura que apresenta capsula. Flagelos e cílios Ø Locomoção ou movimentação de substancias ao longo da superfície celular. Membrana Plasmática: Similar a MP dos procariotos, mas apresentam esteróis que conferem resistência à lise devido ao aumento da pressão osmótica. Ergosterol -> Citoplasma Apresenta uma rede de microtúbulos e microfilamentos, formando o citoesqueleto. Ribossomos 80S, com função de síntese proteica. | Lívia Nascimento FAMINAS-BH 2º/2020 Núcleo Envolvido por uma cariotec.a Cromossomo linear, associados com proteínas histonas, com vários cromossomos. Reticulo endoplasmático Rede de sacos membranosos. RE rugoso: síntese proteica REL: síntese e armazenamento de fosfolipídios. Complexo de Golgi Sacos membranosos achatados, com vesículas esféricas. Empacotamento e transporte de substancias para o exterior da célula. Lisossomos Contem enzimas digestivas Vacúolos Armazenamento de substancias, material de reserva. Mitocôndria: Ocorre o processo de respiração celular. Pode estar em grande quantidade dependendo da função da célula. Centrossomo: Conjunto de centríolos, com papel importante na divisão celular, com a formação do fuso mitótico. Alguns antifúngicos interferem na formação do fuso mitótico. | Lívia Nascimento FAMINAS-BH 2º/2020 Microbiologia 1 Metabolismo microbiano Nutrição e cultivo de microrganismos Importância: Porque podemos, em condições de laboratório, simular as regiões que o organismo está no ambiente, mantendo suas características e identificando-o. Se eu souber as melhores condições para desenvolver esse microrganismo, podemos produzi-los em grandes quantidades. ISOLAMENTO E CULTIVO IN VITRO Metabolismo Conjunto de todas as reações químicas dentro de uma célula. • A energia das reações CATABÓLICAS é utilizada para conduzir as reações ANABÓLICAS. • A energia para as reações químicas é armazenada em ATP. ________________________________ Classificação nutricional dos organismos - Quimio-heterótrofos -> usam compostos orgânicos (carboidratos) como fonte de carbono e energia para seus processos biossintéticos. Obtenção de energia: principais compostos utilizáveis. • Açúcares – glicose • Proteínas • Gorduras Processos de obtenção de energia: • Respiração aeróbica e anaeróbica -> apresenta um rendimento maior • Fermentação -> processos que tem um rendimento menor. FATORES DE “ESCOLHA”: è Disponibilidade de oxigênio; è Concentração de glicose – alta concentração = fermentação, pois esse alto teor do carboidrato compensa o baixo rendimento energético, visto que a via é mais curta. A alta concentração de glicose também pode inibir determinadas enzimas da via aeróbica. Células procariotas aeróbico -> 36 a 38 ATPs Células procariotas fermentação -> 2 ATPs RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA: ocorre na ausência de oxigênio. è Energia é gerada a partir da cadeia transportadora de elétrons; | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 è Aceptor final de elétrons são compostos inorgânicos (íons nitrato, sulfato). __________________________________ Fatores necessários ao crescimento microbiano FATORES FÍSICOS OU ABIÓTICOS • Temperatura • pH • Pressão osmótica • Atmosfera gasosa FATORES QUÍMICOS • Água • Carbono, nitrogênio, enxofre e fosforo (CHONP). • Elementos traço -> necessário em pequenas quantidades – ferro, zinco, cálcio. • Fatores de crescimento – compostos que a célula não é capaz de sintetizar. • Oxigênio Temperatura Está relacionada com a velocidade das reações químicas dentro de um sistema. Temperaturas muito baixas limitam o crescimento dos organismos, diminuindo o metabolismo dessas células. Ficam no metabolismo basal. Alguns conseguem crescer lentamente em baixas temperaturas. Existem microrganismos que crescem em temperaturas baixas, moderadas e altas. Eles têm uma temperatura mínima e máxima de crescimento. • A medida que a T aumenta, a velocidade de crescimento aumenta junto. Porém, existe um pico máximo onde a velocidade de crescimento atingiu seu máximo é chamada de TEMPERATURA ÓTIMA DE CRESCIMENTO (se multiplica mais rapidamente). • O Tmax é onde o crescimento microbiano ainda é possível, acima disso não é mais possível o crescimento desses organismos. • T acima dessa temperatura ótima diminuem a atividade dacélula, pois assim tem-se a desnaturação proteica das enzimas, e a velocidade de crescimento cai. Psicrófilos -> crescem em baixas temperaturas; | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 Psicrotróficos -> são bactérias capazes de se desenvolver em temperaturas abaixo de 7°C, sendo os principais agentes de deterioração de leite cru refrigerado e de seus derivados. Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas, de 10 a 50ºC (ótima 25 a 40ºC) – patogênicos e deteriorantes de alimentos. Os organismos patogênicos têm sua velocidade máxima na temperatura do ser humano, e por esse motivo, podem nos causar doenças. Termófilos: crescem em altas temperaturas -> encontrados em solos quentes e aguas termais. Termófilos extremos ou hipertermófilos: encontradas em fontes de água quente associadas à atividade vulcânica. pH Refere-se a acidez ou a alcalinidade de uma solução, escala varia de 0 a 14. • Bactérias -> próximo a neutralidade pH 6,5 -7,5. Poucas bactérias são capazes de crescer em ambientes ácidos. • Bactérias acidófilas: alto grau de tolerância à acidez. • Bactérias alcalifílicas • Fungos filamentos e leveduras: tendem a ser mais acidófilos. Em laboratório: durante a multiplicação a produção de ácidos utiliza-se tampões para evitar variações bruscas de pH. Pressão Osmótica Microrganismos obtém a maioria dos nutrientes necessários da água presente no ambiente. A parede celular é muito importante para que a célula suporte o aumento de pressão interna. Em ambiente hipotônico, a célula tende a ganhar água. Em ambiente hipertônico, a célula tende a perder agua. Assim, ocorre a plasmólise, e a parede celular continua tentando manter a forma da bactéria. è Halófilos extremos e obrigatórios: precisam de sal para crescer e se multiplicar. è Halófilos facultativos ou halotolerantes: gostam de ambiente com alta concentração salina, mas não é fundamental para seu desenvolvimento e multiplicação. | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 ____________________________________ Água • Essencial para microrganismos. • Disponibilidade variável no ambiente • Utilizada em muitas reações químicas dentro das células. • Ambiente com baixa concentração de água -> desenvolvem mecanismo para obter agua através do aumento da concentração de solutos internos seja pelo bombardeamento de íon para o interior celular ou pela síntese de solutos orgânicos (açúcares, álcoois ou aminoácidos). Carbono Essencial para a síntese de todos os compostos orgânicos necessários para a viabilidade celular – elemento estrutural básico dos seres vivos. Nitrogênio Utilizado para sintetizar aminoácidos e proteínas; Síntese de ácidos nucleicos (DNA e RNA) Fonte de N -> decomposição de proteínas, amônia (NH4) e nitrato (NO3-). Enxofre Utilizado na síntese de AA contendo enxofre Síntese de vitaminas Fonte de S Fósforo Síntese dos ácidos nucleicos – DNA e RNA Síntese de atp Síntese de fosfolipídios da MP Fatores de crescimento Compostos orgânicos específicos, necessários em pequenas quantidades devido a incapacidade de as células sintetizarem. Vitaminas, aminoácidos -> fornecidos como componentes dos meios de cultura utilizados para o crescimento in vitro de micro-organismos. Oxigênio Extremamente importante no desenvolvimento microbiano, mas pode ser toxico para alguns microrganismos. CLASSIFICAÇÃO • Aeróbios - Estritos ou obrigatórios: necessitam de oxigênio -Microaerófilo: necessitam de oxigênio, mas em níveis menores do que a presente na atmosfera. • Anaeróbios - Facultativos: não necessitam de oxigênio, mas crescem melhor na presença de oxigênio - Aerotolerantes: não utiliza o oxigênio, mas toleram bem a presença deste -Estritos ou obrigatórios: não toleram o oxigênio (letal) TOXICIDADE DO OXIGÊNIO Produção de água a partir do oxigênio. O ânion superóxido rouba elétrons de formas celulares. Esse ânion então é transformado em | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 peroxido de hidrogênio, por ação de enzimas. Esse peroxido pode ser decomposto. A célula sempre vai tentar eliminar essas formar toxicas de oxigênio, através da ação de enzimas. Uma bactéria que é aeróbia tem as enzimas para transformar as formas toxicas do oxigênio em formas menos toxicas. As bactérias anaeróbias estritas não apresentam essas enzimas, logo ele morre na presença do oxigênio. RADICAIS LIVRES LETAIS Sub-produtos do metabolismo bacteriano que oxidam protei ́nas, lipi ́deos e DNA: • Anion supero ́xido: O 2 • Radical hidroxila: OH Pero ́xido de hidroge ̂nio: H2O2 • O ́xido ni ́trico: NO | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 Microbiologia 1 Continuação da última aula Oxigênio é muito reativo, reage com elétrons e forma o ânion superóxido. Este atua como radical livre, e o acumulo do superóxido é toxico para a célula. As células então apresentam enzimas para transformar essas formas tóxicas de oxigênio em uma forma não tóxica. Aeróbias: apresentam a enzima superóxido dismutase, catalase ou peroxidase. Já os organismos anaeróbios não apresentam essas enzimas, logo o oxigênio é letal para eles. TESTE DA CATALASE Lamina de vidro, coloca a colônia da bactéria que vc quer saber se é catalase positiva ou negativa. Coloca uma gotinha de peroxido de hidrogênio. Se não tem reação nenhuma, considera-se que é catalase negativa. Se ocorre o borbulhamento, considera que a bactéria é catalase positiva. Identificação dessa bactéria; Pode ser fator de virulência MEIO DE CULTURA Material nutriente preparado em laboratório para o crescimento de microrganismos. Contém: C, N, S, P e outros componentes. - Os meios de cultura tentam simular o ambiente natural. Classificação: • Meios de cultura líquidos: também chamados de caldos. Sem agente solidificador. Crescimento -> turvação do meio, ou seja, não forma colônias. Os organismos ficam dispersos no liquido. • Meios de cultura semi-sólidos: 0,75% ágar. Diferencia o meio se a bactéria for móvel e estática. Se for móvel ele fica disperso por todo o recipiente, mas se for imóvel ele se desenvolve no local em que foi inoculado. • Meios de cultura sólidos: uso de agente solidificador: ágar bacteriológico, funde-se a 100ºC e solidifica-se à 40ºC. Crescimento de colônias. Não é composto de nutrientes, então pode ser usado no meio de cultura. Qual o melhor? Depende: Se você quer ver o aspecto da colônia, cor, textura, contar o numero de colônias -> meio sólido. Se você precisa só quantificar, você pode coloca- lo no meio liquido. Meio quimicamente definido -> sei exatamente os ingredientes que formam o meio e qual a formulação química deles. | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 Meios complexos: são adicionadas substâncias químicas que não tem composição química exata.. São os mais usados nos laboratórios. Meios com finalidades especiais Meio redutor Adicionados de agentes redutores (tioglicolato de sódio, cisteína) que se combina com o oxigênio, eliminando-o do meio de cultivo. - Incubação em anaerobiose. Meios seletivos Impedir o crescimento de microrganismos indesejáveis e favorecer o crescimento dos microrganismos de interesse. Exemplo 1: ágar Sabouraud: fungos -> apresenta pH ácido e alta concentração de glicose. Impede o crescimento das bactérias e favorece o crescimento dos fungos. Exemplo2: Ágar + antibióticos: resistentes Só cresce bactérias resistentes. Meios diferenciais Diferenciação das colônias do microrganismo desejado em relação aos outros que crescem na mesma placa. Permite observar colônias que crescem com características diferentes. Capacidade dela de usar um substrato presente no meio Ex: a1gar sangue: bactérias hemolíticas x não hemolíticas V -> não hemolítica Alfa hemolítica Beta hemolítica Meio seletivo e diferencial Mistura os dois meios. Ágar hipertônico manitol: • Porção diferencial: diferenciação das espécies de Staphylococcus. • Seletivo: porque só deixa o desenvolvimento de Staphylococcus. Ágar eosina azul de metileno: • Seletivo: seleciona apenas gram-negativas • Diferencial: por apresentar lactose, você pode observar as bactérias que fermentam | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 ou não a lactose através da diferença na cor. Meio de Transporte Meio isento de nutrientes, utilizadas para o transporte e conservação de um material biológico a partir do qual se propõe isolar um ou mais microrganismos. O papel principal deste meio é manter os microrganismos vivos. • Mantém/ preserva as características da amostra a partir do momento que ela foi coletada. • Mantem as bactérias viáveis, mas n permitem a proliferação por exemplo. Ex: meio de Stuart, meio de Cary-Blair. Meio de Enriquecimento São meios liquido que favorecem o crescimento de determinadas espécies, aumentando a sua quantidade em relação a outras, facilitando o isolamente de um microrganismo de interesse. Recuperar organismos que estão em baixa população. Ex: caldo de selenito de sódio -> permite enriquecimento de Salmonella e Shigella nas fezes. Isso porque a E. coli está em maior quantidade e se multiplica mais rápido do que a Salmonella, por exemplo. Então utiliza-se o caldo para que a Salmonella cresca mais. TÉCNICAS DE SEMEADURA E ISOLAMENTO DE MICRORGANISMOS Semeadura ou inoculação: transferir o microrganismo de um meio de cultura para outro, introduzir o MO em um meio de cultura. Flamba a alça de inoculação, esterilizando-a. Abre o vidro, flamba a entrada do vidro. Abre a placa de petri sempre perto do bico de Bunsen. Técnica de esgotamento por estrias: obtenção de culturas puras e colônias isoladas. Saber se é pura: 1 tipo de MO ou não: mais de 1 tipo. Puxar a estria: diminuir cada vez mais a quantidade de células depositadas na superfície do meio de cultura, para conseguir identificar as diferentes colônias. MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO Refrigeração: curtos períodos de tempo (meios de cultura em placas ou tubos de ensaio). Com a passagem do tempo o ágar pode desidratar, por exemplo, a bactéria não conseguira mais se desenvolver. Congelamento: preserva as características da sua amostra, principalmente gene1ticas, previne mutações. Adição de crioprotetor à cultura microbiana: glicerol -> não vai formar cristais de gelo, o que romperia a célula. Ultrafreezer: -86ºC Também pode acontecer no nitrogênio liquido: - 196ºC. | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 Liofilização: congelamento e dessecação. • Congelamento rápido: -60ºC • Sublimação: remoção da agua por vácuo. Cultura seca, desidratada A cultura pode ser mantida assim por anos e anos. Fica reservada em temperatura ambiente. Para recuperar, deve-se adicionar um meio de cultura, encontrado nutrientes, umidade, Ph. _________________________________ Crescimento microbiano: aumento do número de células, e não ao aumento das dimensões celulares. BACTÉRIAS -> FISSÃO BINÁRIA Colônia = proveniente de um único esporo ou uma ÚNICA célula vegetativa. Também é um tipo de crescimento microbiano. Tempo de geração: o quanto uma bactéria demora para se dividir. | Lívia Nascimento – FAMINAS BH 2/2020 Microbiologia 1 Reprodução Bacteriana A maioria das bactérias se multiplica pelo processo de reprodução assexuada, chamada de fissão binária. Fungo se multiplica pelo processo de mitose, e pode produzir esporos. TEMPO DE GERAÇÃO É o intervalo de tempo necessário para que uma célula se divida (dobre em número), varia de acordo com sua constituição genética do meio. O tempo de geração é diferente para cada espécie de microrganismo. Depende de alguns fatores: • Condições ambientais; temperatura, ph, umidade • Fatores nutricionais: carbono, elementos traços, fatores de crescimento; • Tipo de microrganismo Exemplos: • Escherichia coli se divide a cada 20 minutos em caldo em laboratório, e a cada 2-3 dias no colon. • Mycobacerium tuberculosis – 13 a 15 horas. • Maioria das bactérias: 1 a 3 horas. CRESCIMENTO BACTERIANO Cálculo do número de célula a cada geração: notação exponencial.; Número de células é expresso na potência de 2, o expoente reflete o numero de gerações Quantas células tenho em um determinado período de tempo? (População total = população inicial x 2n) Número inicial: 1 célula; 20 minutos = tempo de geração. Quantas bactérias depois de uma hora? 23 = 8 Depois de 6h de crescimento? 218 FASES DE CRESCIMENTO Curva de crescimento: representação gráfica do crescimento das células bacterianas durante um período de tempo. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 FASES DO CRESCIMENTO MICROBIANO Fase Lag: não há um aumento do número de células, mas apresenta uma intensa atividade metabólica relacionada à adaptação desse microrganismo no meio. Sintetiza novas enzimas para se adaptar aos novos nutrientes disponíveis no meio. Fase Log: fase de multiplicação acelerada. A bactéria se divide bastante, consumindo todos os nutrientes presentes ali. Fase Estacionária: há muito microrganismo no local, assim o ambiente não fica mais tão favorável para dar continuidade ao seu desenvolvimento. O numero de bactérias que se divide é o mesmo numero de bactérias que estão morrendo. • Poucos nutrientes; • Presença de metabolitos tóxicos; Fase de morte celular: não tem condições de o microrganismo sobreviver nesse ambiente. Todas começam a morrer. • Esgotou nutrientes; • Excesso de metabólitos tóxicos. Muitos microrganismos produzem produtos de interesse em alguma dessas fases. Logo, é preciso entender em qual fase do crescimento há produção máxima dessas substâncias, para manter a cultura nessa condição, permitindo que o microrganismo produza mais esse produto de interesse. No caso da penicilina, por exemplo, há maior quantidade produzida pelo fungo no fim da fase log e inicio da fase estacionária. (Dentro de indústria). MÉTODOS DE QUANTIFICAÇÃO DO CRESCIMENTO MICROBIANO Medidas diretas: contagem do n° de cél. (mL ou g), contagem em placas, diluição seriada, filtração, Técnica do Número Mais Provável, contagem microscópica. Medidas indiretas: turbidimetria, atividade metabólica e peso seco. MEDIDAS DIRETAS UFC – unidades formadoras de colônia. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Pour plate: incorporação – da uma condição de baixa condição de oxigênio, ou seja, oferece um bom ambiente para bactérias microareofilas, anaeróbias facultativas, etc. Spread plate: espalhamento em superfície – consegue isolar as colônias porque as colônias crescem na superfície do ágar. Tamanho do poro: 0,22 micrometros, isso retém a maioria das bactérias e dos fungos. MEDIDAS INDIRETAS O meio de cultura é límpido, então o crescimento microbiano trará turbidez para a amostra. Ø Tubo límpido:100% de transmitância da luz e 0% de absorbância. Ø Tubo com cultura: diminui a transmitância e aumenta a absorbância. Atividade metabólica: estima o numero de células a partir da dosagem do produto do metabolismo de uma célula. Peso seco: não conseguimos isolar perfeitamente. Então, pesa-se a massa de fungos. Consegue ver se com o passar do tempo a biomassa aumentou ou não. Só tem a ideia de que cresceu o numero, mas não conseguimos quantificar. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Controle do Crescimento Microbiano Métodos físicos e químicos Esterilização: termo usado erroneamente. O certo é: a esterilização é um processo que pode ser físico ou pelo uso de um produto químico que elimina a presença de todas as formas de vida, inclusive endósporos. LIVRE DE CONTAMINAÇÃO Processo pelo qual os microrganismos são mortos a tal ponto que não seja mais possível detecta-los nos meios de cultura-padrão onde previamente haviam proliferado. Esterilização comercial: matar os endósporos de Clostridium botulinum em enlatados. CONCEITOS Desinfecção: inativação ou redução dos microrganismos presentes em um material inanimado ou em superfícies. Remove células vegetativas, não necessariamente os endósporos e vírus. Pode matar, mas não elimina 100% dos microrganismos. Pode ser afetado por vários fatores: Ø Limpeza previa do material; Ø Período de exposição ao germicida; Ø Concentração da solução germicida; Ø Temperatura e o pH do processo de desinfecção. Antissepsia: desinfecção na pele. Redução da contaminação no tecido vivo – pele. Desinfecção e baixo nível: processo físico ou químico que elimina bactérias vegetativas (metabolicamente ativa), alguns vírus e fungos, de objetos inanimados e superfícies, sem atividade contra micobacterias ou endósporos bacterianos. Ex: álcool etílico e isopropílico, hipoclorito de M. tuberculosis; Endosporos bacterianos; Vírus hepatite B -> sobrevivem Desinfecção de nível intermediário: destrói microrganismos patogênicos na forma vegetativa, micobacterias, a maioria dos vírus e fungos de objetios inanimados e fungos. Exemplo: Álcool etílico e isopropílico 70 à 90%, Fenólicos, Hipoclorito. Mycobacterium intracelulares; Endósporos bacteriano; Alguns Vírus -> sobrevivem Desinfecção de alto nível: destrói a maioria dos microrganismos de artigos semicriticos, inclusive micobacterias e fungos, exceto um numero elevado de endósporos bacterianos. Exemplo: Gluteraldeído 2%, ácido peracético, hipoclorito de sódio, cloro e compostos clorados. Endósporos bacterianos resistentes. Vírus -> sobrevivem CLASSIFICAÇÃO DOS ARTIGOS SEGUNDO RISCO POTENCIAL DE INFECÇÃO Artigo critico: utilizados em procedimentos de alto risco, confere alto risco de transmissão de infecções, por isso deve passar pelo processo de esterilização. Ex: agulha, bisturi. Artigo semi-crítico: entra em contato com a pele não integra ou com mucosa integras colonizadas. Então pode passar por desinfecção de alto nível ou esterilização para o uso. Sondas de endoscopia, Artigo não-crítico: esta em contato com pele íntegra, apresenta baixo risco de desenvolvimento de infecções. Exemplo: termômetro, esfigmomanometro. CONCEITOS Ø Degerminação: reduz contaminação na pele por processos mecânicos. Ø Sanitização: redução da contaminação aplicado mais na área de alimentos, níveis seguros de saúde publica. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Ø Asséptico: algo que esta livre de contaminação. Reduzi, prevenir ou manter o local livre da contaminação. Ø Séptico: refere-se à contaminação. Ø Microbicida: morte, mata esses microrganismos. Ø Microbiostático: inibe o crescimento do microrganismo. Ex: bloqueio temporário da síntese proteica do microrganismo. TAXA DE MORTE DE UMA POPULAÇÃO MICROBIANA Morte microbiana: perda da capacidade de reprodução/ morte exponencial e constante. Morte por contato com o agente microbiano. A morte é não ser capaz mais de ser reproduzir Ø Dano na membrana; Ø Desnaturação de enzimas. FATORES QUE INFLUENCIAM A ATIVIDADE ANTIMICROBIANA 1) Tamanho da população – população alta, maior será o tempo gasto para eliminar esses microrganismos; 2) Natureza do material que contem os microrganismos (influencias ambientais) – interfere na atividade da substancia química. 3) Tempo de exposição do agente; 4) Intensidade ou concentração do agente microbicida; 5) Características dos microrganismos presentes. Príons: proteína infecciosa, não tem material genético. Doença da vaca louca. Ø Incineração; Ø Ação de proteases. Micobacteria: resistente a vários antibióticos; sempre tem que usar associações de antibióticos, pois a parede celular dessa bactéria é diferente, bloqueando a entrada de substancias químicas. Fungo produz esporo como estrutura de reprodução, e não como estrutura de resistência. Vírus: apresenta na sua superfície algumas glicoproteínas, que interajam com a superfície da célula hospedeira. Ø Se o vírus é não envelopado, essas glicoproteínas se ligam e entram na célula. Ø Se ele for envelopado, essas estruturas de reconhecimento estão dentro do envelope. Assim, ele perde a chance de infectar a célula e fica mais suscetível a ação de substancias químicas, que atuam no envelope lipídico, diminuindo a sua capacidade de infectar outra célula. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Envelope: mesma composição da membrana da célula. MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE Altas temperaturas: alta eficiência/ muito utilizado. esterilização: calor úmido ou calor seco. Ø Custo mais baixo; Ø Eficiente. Calor úmido: calor saturado sob pressão -> desnaturação e coagulação de proteínas. 1) Água fervente: não é método de esterilização, pois elimina somente as células vegetativas. 2) Pasteurização: usa o calor para reduzir a contaminação em um alimento a níveis seguros para consumo. Elimina organismos patogênicos (causar doença no ser humano). Vapor d’água sob pressão: autoclave. o produto esterilizado não deve ser embalado em alumínio. Esterilização flash: esterilização de materiais não embalados para uso imediato, em situação de emergência como contaminação acidental de instrumental cirúrgico do procedimento em curso. Calor seco: oxidação dos constituintes celulares. Indicado para esterilizar instrumentos de corte, pós, óleos e vidraria. Queima lenta dos constituintes celulares. Demora mais tempo e requer temperaturas maiores. Ø Incineração: queima de materiais: Ex: alça de platina, bandagens. CONTROLE DOS PROCESSOS DE ESTERILIZAÇÃO Indicadores físicos: testes de desempenho do equipamento (temperatura e pressão), dosagem de radiação. Indicadores químicos: uso de tiras de papel impregnadas com tinta termocrômica que mudam de cor quando expostas aos parâmetros de esterilização, como tempo temperatura. Ø Teste de autoclave; Ø Teste de Bowie-Dick MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANO Teste biológico: utilizados para monitorar o processo de esterilização, consistindo em uma população padronizada de micro-organismos viáveis (usualmente esporulados) conhecidos como resistentes ao modo de esterilização a ser monitorado. Indicadores biológicos: bons no controle da eficiência em processo de esterilização por calor. Baixas temperaturas: processos de preservação e não esterilização. Ø Congelamento; Ø Liofilização. Radiações: Ø Ondas eletromagnéticas; | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Ø Classificadas de acordo com o comprimento de onda, intensidade e duração; Ø A quantidade de energia é inversamente proporcional ao comprimento de onda. Radiações ionizantes: feixes de elétrons de alta energia, ionizam a moléculas: OH-, reagem com componentes orgânicos especialmente o DNA. Formam radicais livres. O que não resiste ao calorpodem ser esterilizados por radiações ionizantes. Radiações não ionizante: luz ultravioleta. Causam excitação de elétrons atingindo varias moléculas, principalmente DNA. Formação de dímeros de Timina. Ao invés de se ligar a Adenina, a Timina se liga a própria timina. Ø Baixo poder de penetração – esterilização de superfícies e salas cirúrgicas. Ø Lesão nos olhos e na pele. Filtração: passagem de um liquido ou gás através de uma membrana filtrante – acetato de celulose e nitrocelulose – com poros pequenos o suficiente para reter microrganismos. Ø Substâncias termolábeis: vacinas, antibióticos, meios de cultura. Ø Filtros HEPA: filtros de partículas de ar de alta eficiência. MÉTODOS QUÍMICOS DE CONTROLE MICROBIANO Agentes antimicrobianos: substancias químicas utilizadas para matar ou inibir o crescimento de microrganismos. Características de um agente químico ideal: Ø Atividade antimicrobiana; Ø Solubilidade/homogeneidade Ø Estabilidade Ø Ausência de toxicidade para quem manuseia. Ø Inativação mínima por material estranho; Ø Atividade em T ambiente ou corporal; Ø Poder de penetração; Ø Ausência de poderes corrosivas e tintoriais; Ø Poder desodorizante/ capacidade detergente; Ø Disponibilidade e baixo custo. Fenol e compostos fenólicos (acido carbólico) Ø Irritante para a pele e odor desagradável; Ø Bacteriostático ou bactericida; Ø Limpeza de assoalhos, paredes e superfícies; Ø Mecanismo de ação: lesão na membrana plasmática lipídica. Compostos fenólicos: molécula de fenol + sabão – estáveis, persistem por longos períodos, ativos na presença de compostos orgânicos. Desinfecção: pus, saliva e fezes. Biguanidas O1timo como antisséptico e para lavagem das mãos. Clorexidina: usado no controle microbiano da pele e mucosas. Mecanismo de ação: Causam lesão na membrana plasmática. Halogênios: cloro e iodo Iodo: efetivo contra bactérias, fungos, vários vírus e alguns endósporos. Mecanismo de acao: agente oxidante e inibição da função de proteínas. Ø Disponível como tintura Ø Iodóforo. Cloro: agende oxidante; usado como desinfetante; cloração da água com cloro gasoso; desinfetantes e sanitizantes. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Ação causada pelo acido hipocloroso: agente oxidante (interfere no sistema enzimática). Microbiologia 1 Continuação última aula Álcool: Efetivos contra bactérias e fungos, mas não matam vírus e endósporos. Mecanismo de ação: desnaturação de proteínas e dissolução de lipídeos da membrana plasmática. Ø Degerminação da pele: remoção de sujidade e microrganismos; Ø Desinfecção de termômetros: evapora rapidamente e não deixa resíduo. Álcool 100% não é eficiente porque ele evapora muito rápido, então não tem o tempo necessário de contato entre a célula microbiana e o produto químico; Ø Para que ocorra essas reações de coagulação/ desnaturação de proteínas é necessária a presença de água. Ø Agua também retarda a evaporação do álcool. Metais pesados e seus compostos Mercúrio, prata, cobre e zinco – Combinam-se com os grupos sufidrilas (resíduos de enxofre) das proteínas celulares levando à desnaturação/ inativação. Ø Prata: nitrato de prata 1% - em recém- nascidos – prevenir oftalmia neonatal gonocócicas (iodopovidona a 2,5%). Bandagens de carvão ativado impregnada com prata: efetivas contra bactérias resistentes a antibióticos. CURATIVOS. Ø Mercúrio: amplo espectro de atividade. Tóxico. Controle de mofo em tintas. Ø Cobre: sulfato de obre – algicida (contra algas em ambientes aquáticos, como piscina) Ø Zinco: solução para bochechos e shampoo anticaspa – ação contra fungos que podem estar um quadro de dermatite seborreica. Detergentes e sabões Ação germicida limitada – remoção dos microrganismos por ação mecânica. Ø Apresenta ação microbiana reduzida, a intenção é remoção de sujidades. Ø Protex apresenta ação antisséptica sim. Compostos quaternários de amônio (Quats) Detergentes catiônicos; Bactericida para Gram positiva e pouco efetivo contra Gram negativa. Ø Fungicida e viricida;. Ø Não eliminam endósporos e nem micobactérias; Mecanismo de ação: alteração da permeabilidade celular; | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Exemplo: Ø Cepacol – enxaguante bucal; Ø Zephiran: cloreto de benzalcônico Ø Clorexidina: atua na membrana plasmática, mas apresenta um efeito mais letal; espectro de atividade maior. Aldeídos Ação sobre fungos, bactérias. Apresenta AMPLO espectro de atuação. Pode atuar ate como esterilizante. Mecanismo de ação: inativação de proteínas pela formação de ligações cruzadas covalentes com vários grupos funcionais orgânicos nas proteínas. Ø Formaldeído: ga1s incolor, toxico e irritante para pele e mucosas. Ø Formalina ou formol: solução aquosa a 37% de gás formaldeído. ANVISA proibiu o uso de pastilhas contendo formol ou paraformaldeído. Ø Glutaraldeído: menos irritante e mais efetivo que o formaldeído. Desinfecção de instrumentos hospitalares como endoscópios e equipamentos de terapia respiratória. Pode ser usado para esterilização se ficar mais tempo em contato com objeto a ser esterilizado. ANVISA suspendeu a esterilização química para produtos críticos (endoscópicos) risco de contaminação por micobactérias de crescimento rápido. Esterilização gasoso Oxido de etileno: utiliza o gás oxido de etileno, a uma temperatura de 50ºC a 60ºC, 1-6 horas. Aeração 8-12 horas. Mecanismo de ação: Promove a desnaturação de proteínas. Ø Altamente penetrante: esterilização de cobertores, equipamentos cirúrgicos, componentes de naves espaciais. Ø Carcinogênico. Agentes oxidantes – peroxigênios (oxidação) Não é um bom antisséptico (catalase). Desinfecção de objetos inanimados. Usado normalmente para a desinfecção. Ø Vantagens: rapidez, eficiência, baixa temperatura, não deixa resíduo toxico. Ø Desvantagens: custo alto do equipamento e processo, incompatibilidade de embalagens (com embalagens de celulose). Plasma de peroxido de hidrogênio: gerado no Sterrad, apresentando uma excelente ação esterilizante. Bom ser utilizado em ferimentos profundos, pois tem a formação de oxigênio (pela quebra do peroxido de hidrogênio) evitando, por exemplo, o desenvolvimento do Clostridium tetanium (anaeróbio estrito). Ácido Peracético | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Excelente desinfetante; desinfecção de alto nível. O acido peracético é um desinfetante com eficácia microbiológica comprovada, biodegradável, mantem suas propriedades em presença de matéria orgânica (diferente do cloro e do álcool, por exemplo) e tem sido recomendado como substituto ao uso do glutaraldeído 2% e hipoclorito de sódio 1%. Materiais: imersos por 10 minutos em acido peracético 0,2% para desinfecção. Microbiota normal do Corpo Humano Existem mais microrganismos no nosso corpo do que células. MICROBIOTA: o corpo humano é habitado por vários microrganismos que em condições normais e em um individuo sadio, são inofensivos e podem até ser benéficos. MICRORGANISMOS MICROBIOMA: pode ser definido como o conjunto de comunidades de microrganismos, seus genomas e interações num determinado ambiente. MICRORGANISMOS E INTERAOÇÊS Maior parte dos microrganismos são comensais. Parasitismo: presença de um patógeno. ESPÉCIES E NÚMEROS VARIAM Ø Com o sítio (pele, boca, nasofaringe, ouvido, trato intestinal e trato urogenital inferior); Ø Nutrientes, pH, concentração de oxigênio, gás carbônico, NaCl, defesas da hospedeira, suor, urina, mastigação; Ø Idade; Ø Estadoemocional; Ø Hábitos de higiene; Ø Sexo – em relação aos órgãos genitais. LOCAIS LIVRES DE MICRORGANISMOS Ø Coração; Ø Bexiga - cistite Ø Rins – nefrite Ø Alguns órgãos internos; | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Ø Sangue – sepse/ infecção generalizada. Ø Seios paranasais – sinusite Ø Sistema Nervoso – meningite/ encefalite Ø Trato reprodutor feminino – infecções no endométrio, tuba uterina, podem gerar quadro de infertilidade. ORIGEM DA MICROBIOTA NORMAL Muitos estudos mostram que o ambiente intrauterino não é estéril. Ø Canal vaginal (lactobacilos) e contato com a mãe, ambiente e equipe médica. Ø Microbiota da mãe molda o sistema imune do bebe ainda no útero. Ø Recém-nascido: microrganismos melhores competidores – microbiota normal. RELAÇÃO ENTRE A MICROBIOTA E O HOSPEDEIRO A colonização do corpo humano pode iniciar na vida uterina; A colonização inicial corresponde a uma sucessão ordenada de microrganismos, especifica para cada região do corpo, até a formação de uma comunidade relativamente estável. MICROBIOTA RESIDENTE, INDÍGENA, AUTÓCTONE OU “NORMAL” Grupo de microrganismos que colonizam, com frequência variável, uma ou mais regiões anatômicas de um hospedeiro saudável sem causar doenças. Papel importante na manutenção da integridade do hospedeiro, quando em equilíbrio em um sitio especifico. BENEFÍCIOS 1. Oferecem barreiras contra colonização por patógenos (antagonismo microbiano) – microbiota normal impede que patógenos se relacionem com receptores da célula hospedeira; 2. Produzem vitaminas B e K uteis ao hospedeiro; 3. Degradam produtos tóxicos; 4. Auxiliam na digestão e na absorção de nutrientes; 5. Desenvolvimento, modulação e maturação do sistema imune dos hospedeiros. MICROBIOTA TRANSITÓRIA OU TRANSIENTE Microrganismos não patogênicos ou potencialmente patogênicos, encontrados em superfícies externas e/ou internas, por um curto período de tempo. No entanto, alguns podem provocar infecções relacionadas à assistência à saúde. Pouco significado como patógeno, desde que a microbiota residente permaneça intacta – tendem a ser excluídos por competição ou pelos mecanismos de defesa do hospedeiro. Ø Caso ocorra alteração neste equilíbrio, os microrganismos transitórios podem proliferar-se e produzir a doença. ANTAGONISMO MICROBIANO: capacidade que a microbiota residente tem de proteger o organismo contra patógenos. Ø Proteínas produzidas pela microbiana residente que age contra os patógenos, chamada de bacteriocinas. Patógeno primário: organismo capaz de iniciar uma infecção em hospedeiro aparentemente imunocompetente. Microrganismos podem se comportar como patógenos oportunistas em situações de desequilíbrio ou serem introduzidos em sítios estéreis ou não específicos. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Pode ser benéfica, mas pode ser prejudicial quando esta em um local diferente do seu sitio. O canal vaginal é colonizado por bactobacilos e mantem o pH acido. Esse ph acido impede o crescimento excessivo da C. albicans (microbiota normal também). Com alguma alteração do Ph vaginal, isso pode o tornar menos acido, favorecendo o crescimento da Candida albicans. ANIMAIS “GERM FREE” Classificação dos animais quanto ao status sanitário: Ø Convencionais: microbiota indefinida; Ø Axênicos: isentos de germes – “germ free”; Ø Gnotobióticos: microbiota conhecida; Ø Specific Patogen Free (SPF) – animais isentos de agentes patogênicos específicos. Inocula no animal com o patógeno que eu quero, sacrifica o animal, retira o órgão de estudo, faz cortes histológicos e observa a produção de anticorpos, imunologia. DISTRIBUIÇÃO E OCORRÊNCIA DA MICROBIOTA NORMAL Sangue, fluidos corporais e tecidos: livre de microrganismos; Ø Traumas: extração de dente ou parto; Ø Bacteremia transitória – endocardite (infecção no coração). Presença de um pequeno número de bactérias na corrente sanguínea decorrente de um procedimento cirúrgico, por exemplo. Diante de cirurgia na boca, paciente cardíacos podem sofrer uma infecção grave, lesoes de válvulas cardíacas. PELE Primeira linha de defesa; abriga muitos microrganismos transitórios – exposição ao ambiente. Local de difícil colonização: Ø Baixa umidade nas partes mais secas e partes mais úmidas Ø Baixo pH – produção de acido lático pelos microrganismos da microbiota normal; Ø Substancias inibitórias – glândulas sudoríparas (lisozimas destroem o peptideoglicano); glândulas sebáceas (ácidos graxos inibitórios – ação antimicrobiana). OLHOS Microbiota escassa – lagrimas (lisozima) Presença da microbiota transitória na conjuntiva. TRATO RESPIRATÓRIO Trato respiratório superior – nariz e garganta. Ø Cílios, Ø Produção de lisozima pela mucosa; Ø Nariz e nasofaringe – Ricamente colonizada. Trato respiratório inferior – laringe, traqueia e bronquíolos; Ø Não apresenta microbiota normal associada. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 BOCA Ricamente colonizada. Ø Alimentação – fluxo continuo de saliva e descamação de células epiteliais – remoção dos microrganismos. Ø Capacidade de aderência a cavidade oral. Microbiota normal dos dentes; Área de aderência: placa dentaria – 108 bact/ mg. Bactérias anaeróbicas ficam no sulco gengival. H pylori não é tolerante à acidez. INTESTINO DELGADO Duodeno: pouco, devido as enzimas digestivas; Jejuno: maior que 10 a 4/ ml Íleo: bactérias anaeróbicas E. .coli onde aparece mais. INTESTINO GROSSO Ø Maior população bacteriana do corpo: 1014 Ø 100x mais bactérias anaeróbicas que bactérias anaeróbias facultativas. Ø Modificação da flora – RN TRATO GENITOURINÁRIO Na região do peniana a microbiota da superfície é muito semelhante a da superfície da pele. Na vagina, a microbiota varia com o ciclo menstrual Puberdade até a menopausa: pH acido (glicogênio produzido pelo epitélio vaginal é quebrado em acido lático) Antes da puberdade e após a menopausa: pH alcalino – microrganismos normais da pele e do colon. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Microrganismos como patógenos: Patogenicidade: capacidade de provocar doença; Patógeno: agente capaz de causar doença Ø Patógenos oportunistas; imunocomprometidos; Ø Patógenos primários. Toxigenicidade: capacidade dos microrganismos de produzir toxinas; Virulência: capacidade quantitativa de um agente provocar doença. COLONIZAÇÃO X DOENÇA Colonização ou infecção: utilizada para indicar a presença e multiplicação de um microrganismo em um hospedeiro; Doença: ocorre quando se verifica uma alteração do estado normal do organismo – alteração da homeostase. REQUISITOS PARA DOENÇA 1. Entrada no hospedeiro 2. Adesão (glicocalise, capsula e fimbrias) 3. Invasão: colonização. 4. Multiplicação 5. Resistência aos mecanismos de defesa 6. Danos aos tecidos. PORTAS DE ENTRADA Ø Pele; Ø Membranas mucosas: trato respiratório, trato gastrointestinal; trato genitourinario; Ø Via parenteral (via intravenosa, intramuscular, intradérmica, subcutânea) COMO OS PATÓGENOS BACTERIANOS SUPERAM AS DEFESAS DO HOSPEDEIRO E DANIFICAM SUAS CÉLULAS? Fator de virulência microbianos: estruturas, produtos ou estratégias que contribuem para o aumento da capacidade da bactéria de causar doença. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 TOXINAS Hialuronidase quebra o acido hialuronico no tecido conjuntivo, aumentando a capacidade invasiva da bactéria no tecido. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 PROBIÓTICOS Microrganismos vivos que administrados na quantidade adequada atuam no equilíbrio da microbiota intestinal proporcionando efeito benéfico a saúde do hospedeiro. PREBIÓTICOSSão substancias que, quando ingeridas, não são digeridas e absorvidas no intestino delgado, e ao atingirem o colon, estimula mseletivamente uma bactéria ou grupo de baterias da microbiota, por exemplo bifidobacterias, proporcionando efeito benéfico a saúde do hospedeiro. SIMBIÓTICOS São produtos que contêm simultâmeamente probióticos e prebiótico Mecanismo de Ação dos Antimicrobianos e Resistência Microbiana 1828: Fleming observou o crescimento da bactéria Staphylococcus aureus era inibido na área ao redor das colônias do fungo Penicillium chysogenum; que haviam contaminado a placa de Petri. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Patógenos procariotos (bactérias) são bem diferentes das células eucarióticas de humanos – exemplo: presença ou ausência de parede celular, estrutura dos ribossomos, detalhes do metabolismo. CONSEQUÊNCIA: existência de grande numero de antibióticos seletivos contra bactérias, que não atingem as células humanas. • São frequentes; • Alvos seletivos nas bactérias que permitem que eu tenha uma acao com poucos ou menos efeitos colaterais para os humanos; Patógenos eucariotos (fungos), em nível celular, assemelham-se a célula eucariótica de humanos mais do que as células procarióticas. CONSEQUÊNCIA: existência de pequeno numero de antifúngicos seletivos que não atingem as células humanas; Infecções por vírus são ainda mais difíceis de serem tratadas porque o patógeno esta dentro da célula hospedeira humana. CONSEQUÊNCIA: numero extremamente limitado de antivirais que não sejam tóxicas as células humanas. FACILIDADE DE TRATAMENTO: BACTÉRIAS > FUNGOS > VÍRUS • Bactericida: mata as bactérias; • Bacteriostático: inibe o crescimento e a reprodução desses organismos. O ESPECTRO DE ATIVIDADE ANTIMICROBIANA Antibióticos de baixo espectro: são aqueles que são efetivos contra um numero limitado de microrganismos; Antibióticos de amplo espectro: são aqueles que são efetivos contra um grande numero de microrganismos • o uso de antibióticos pode ser prejudicial porque pode propiciar o aparecimento de patógenos oportunistas. QUALIDADES IDEAIS DE UM AGENTE QUIMIOTERÁPICO • Largo espectro de acao; • Efeito rápido –evitar resistência; • Não possuir efeitos colaterais; • Não ser efetivo contra os microrganismos da microbiota normal; • Administração oral – resistente à acidez estomacal; • Administração parenteral – não poderá ser inativado por proteínas; • Altamente solúvel nos fluidos corporais; • Possui toxicidade seletiva (atingir alvos existentes no organismo infectante e ausentes no organismo hospedeiro ou infectado). | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Antibiótico SELECIONA os microrganismos resistentes. Microbiologia 1 Continuação sobre antibióticos 5 mecanismos de ação que os antibióticos têm sobre a célula microbiana. • Parede celular; • Membrana celular; • Síntese proteica; • DNA função e estrutura; • Síntese das purinas e do acido fólico. ATUAM NA SÍNTESE DA PAREDE CELULAR Beta-lactâmicos, glicopeptidios, polipeptídios, isoniazida. ANTIBIÓTICOS BETA-LACTÂMICOS Possuem um anel beta-lactâmico; formado por carbono e nitrogênio. • Penicilina; • Cefalosporinas; • Carbapenêmicos; • Monobactâmicos. Penicilina Naturais = antibióticos produzidos por outros microrganismos. Espectro de atividade reduzida. Atua contra estreptococos, estafilococos e diversas espiroquetas. Desvantagem: agumas bactérias apresentam mecanismos de resistência a essa penicilina – produzem enzimas que destroem a penicilina natural, quebrando a estrutura do anel beta-lactâmico). Penicilina Semissintética = mantem um núcleo comum, tem um espectro de atividade maior. Ampicilina e amoxicilina. Tratamento de infecções de gargantas, são causadas por estreptococos. Algumas tem mudança em sua estrutura química, tornando-os resistentes à bactéria. • Penicilinas resistentes às penicilinases: oxacilina, meticilina, ticarcilina, piperacilina. Apresentam resistência às enzimas que quebram o anel. • Penicilinas mais inibidores de beta lactamases: clavulanato de potássio (acido clavulânico) – contem o anel beta lactamico com alta afinidade pela penicilinases, não possui ação antimicrobiana. A enzima da bactéria vai quebrar o anel do acido clavulânico, não agindo sobre o antibiótico, deixando o medicamento livre para agir no local. Exemplo: amoxicilina-ácido clavulânico. PRINCIPAIS INDICAÇÕES Ø Pneumonias; Ø Otites e sinusites; Ø Faringites e epiglotites; Ø Infecções cutâneas; Ø Meningites bacterianas; Ø Infecções do aparelho reprodutor; Ø Endocardites bacterianas; Ø Profilaxia. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 O mecanismo de ação está relacionado com a síntese dos peptideoglicanos. A bactéria GRAM-negativa apresenta uma membrana externa, então ela bloqueia a entrada de vários antibióticos dentro da célula. Então, a penicilina, apesar de atuar na síntese do peptideglicano, ele não vai ser efetivo contra todos os organismos, pois a maior parte dos microrganismos não transportam o antibiótico para dentro da célula. Ø Permeabilidade determina a ação do antibiótico. CEFALOSPORINAS: são antimicrobianos beta lactâmicos de amplo espectro. Ø Produzidos pelo fungo Cephalosporium (Acremonium). Cefalosporinas de primeira geração (cefalotina e cefalexina): atividade pouco mais restrita. Ativas contra GRAM-positivos e tem atividade moderada contra E. coli; Proteus mirabilis e Klebsiella pneumoniae. Cefalosporinas de segunda geração: espectro um pouco maior do que as de primeira geração. Cefalosporinas de terceira geração: aumento do espectro de atividade; ativa contra GRAM-negativas e agentes causadores de doenças como meningite, infecções do trato urinário. Cefalosporinas de quarta geração: atividade contra GRAM-positivas. Atravessa as meninges quando inflamadas. Cefalosporinas de quinta geração: atividade contra GRAM-positivas e algumas gram-negativas. CARBAPENENS: produzidos por Streptomyces scattleya Ø Possuem penetração excelente em tecidos abdominais, respiratórios, bile, trato urinário, líquor e órgãos genitais. Ø Não são absorvidos por via oral, por isso devem ser administrados por via endovenosa ou intramuscular. Ø Não devem ser utilizados como primeira escolha no tratamento, pois apresentam um amplo espectro e com penetração na maioria dos sítios de infecção, além de apresentar eficiência para com micorbiota aeróbica, anaeróbica e organismos multirresistentes. MONOBACTÂMICOS: caracterizados por um anel monocíclico em sua estrutura. Ø Não é absorvido por via oral – administração por via intramuscular ou endovenosa. Ø Boa distribuição tecidual e penetra na mior parte dos tecidos e líquidos orgânicos incluindo ossos, próstata, pulmão, etc. Ø Baixa toxicidade. Ø Resistentes as penicilinases e cefalosprorinases. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 MECANISMO DE AÇÃO: Ø TRANSPEPTIDASE (PBPs) – enzima que formam as ligações cruzadas entre as cadeias de tetrapeptídios. Ø Penicilina se liga na transpeptidase, bloqueando a ação dessa enzima, impedindo a formação das ligações cruzadas. Ø Peptideoglicano fica instável e a célula morre. ANTIBIÓTICOS GLICOPEPTÍDICOS Ø Vancomicina e teicoplanina MECANISMO DE AÇÃO: ligação direta com os aminoácidos da cadeia, bloqueando o sitio de ligação das transpeptidases, interferindo na formação das pontes cruzadas entre as cadeias de peptideoglicana. ANTIBIÓTICOS POLIPEPTÍDICOS Bacitracina: produzida por uma linhagem de Bacillus subtilis. Usado em produtos de aplicação tópica (creme, pomada) – alta toxicidade. Ø Usada em infecções de pele causadaspor GRAM-positivas. MECANISMO DE AÇÃO: bactericida, interfere na reciclagem do lipídeo carreador envolvido no transporte transmembrana de subunidades de percussores do peptideoglicano Ø Impede que o transportador presente na membrana leve as subunidades do peptideoglicano, que estão dentro da célula, para a parede celular. Ø Parede celular fica cheia de “buraco” e acaba morrendo. Todos os antibióticos acima: Precisam que a células estejam se dividindo para conseguir atuar. ANTIBIÓTICOS ANTIMICOBACTERIANOS As infecções por micobactérias exigem tratamento prolongado e representam um desafio a medicina e a indústria farmacêutica. Ø Apresentam ácidos micólicos e ceras na parede celular; Ø Parasitas intracelulares e de crescimento lento. INIBEM A SÍNTESE DE ÁCIDOS MICÓLICOS ATUAM NA SÍNTESE DE PROTEÍNAS Ø A maior parte é bacteriostático; Ø Aminoglicosídios: bactericidas; Ø Seletividade devido às diferenças entre ribossomos procariota e eucariota; Ø Cloranfenicol; aminoglicosídeos; tetraciclinas; macrolídeos. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 CLORANFENICOL: se liga na subunidade 50S do ribossomo, inibindo a formação das ligações peptídicas nas cadeias nascentes de polipeptídeos, tendo assim, ação bacteriostática. Ø Apresenta alta toxicidade – inibe a atividade da medula óssea, causando anemia aplásica. Ø Em bebês ele não é metabolizado pelo fígado – síndrome do bebê cinzento. Ø Deve ser utilizado em pacientes graves e em situações especificas. AMINOGLICOSÍDEOS: potencialmente nefrotóxicos. Apresentam efeito bactericida por ligaram-se especificamente à subunidade 30S dos ribossomos bacterianos, impedindo o movimento do ribossomo ao longo do RNAm, interrompendo a síntese proteica. Importante porque atua de duas formas diferentes, dois alvos diferentes. Administra os dois medicamentos ao mesmo tempo. TETRACICLINAS: apresentam amplo espectro de acao, incluindo bactérias GRAM-positivas, GRAM- negativas, aeróbias e anaeróbias, etc. MECANISMO DE AÇÃO: ligam-se, de maneira reversível, à subunidade 30S do ribossomo, bloqueando a ligação aminoacil no RNAt no sitio receptor do ribossomo, interrompendo a adição de aminoácidos a cadeia polipeptídica nascente. MACROLÍDEOS: liga-se na porção 50S do ribossomo, impedindo as reações de transpeptidação e translocação. Bloqueia a formação da cadeia polipeptídica. OXAZOLIDINONAS. CAUSAM DANOS À MEMBRANA PLASMÁTICA Ø POLIPEPTIDEOS: Polimixina B e Polimixina E Ø Acao bactericida MECANISMO DE AÇÃO: atua como detergentes cationios rompendo a estrutura dos fosfolipídios de membrana levando à desestabilização da membrana e interferência no equilíbrio osmótico celular. Ø Espectro de ação restrito: efetivo contra negativos, exceto o gênero Proteus. Ø Uso limitado ao tratamento de infecções localizadas como otite externa, infecções oculares e infecções de pele causadas por microrganismos susceptíveis - neurotoxicidade e nefrotoxicidade. INTERFEREM NA SÍNTESE DE DNA Metronidazol, derivados quinolônicos e as rifampicinas. Ø Bactérias anaeróbicas. MECANISMO DE AÇÃO: o antimicrobiano é ativado por um processo de redução. Atua no DNA | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 inativando o acido nucleico e impede a sua replicação. DERIVADOS QUINOLÔNICOS Bloqueiam a acao da DNA girasse e da Topoisomerase, impedindo a replicação do DNA bacteriano. RIFAMPICINA INIBIDOR DA SÍNTESE DE METABÓLITOS ESSENCIAIS Acido fólico é um precursor dos ácidos nucleicos, se bloquear a síntese do acido fólico, prejudica muito a célula. Sulfa e Trimetropim são inibidores de diferentes etapas da síntese do acido fólico – precursor da síntese de ácidos nucleicos. Mecanismos de resistência aos antimicrobianos Superbactéria: apresentam resistências a diversos antibióticos. Bactérias multirresistentes. Responsáveis: um dos grandes responsáveis é o uso de antibióticos na ração animal. Os animais engordam mais rapidamente por não adoecerem com frequência. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 MECANISMOS DE RESISTÊNCIA • Bloqueio da entrada; • Inativação por enzimas – enzima produzida pelo bactéria inibe o antibiótico. • Alteração da molécula-alvo; • Efluxo do antibiótico – bombas de efluxo. Resistência: natural/ intrínseca ou adquirida. • Natural: cromossômica – mutação. • Adquirida: plasmidial ou transposon: recombinação. Ela não apresentava nenhum mecanismo de resistência, e a partir de processos ela pode passar a apresentar TRANSFERÊNCIA DE GENES • Transformação: aquisição de genes/ fragmentos de DNA livres no meio extracelular para uma bactéria. • Conjugação: processo em que existe o contato entre uma célula em outra através da formação de uma ponte – pili – essa ponte permite a passagem de genes de uma bactéria para a outra. Normalmente esse gene está presente no plasmídeo. • Transdução: dna bacteriano é transferido de uma célula para outra através de um bacteriófago. Ele é responsável por carrear o gene de uma bactéria para a outra. A resistência pode ser: • CONSTITUTIVA: expresso continuamente em presença ou não de um estimulo; • INDUZIDA: exposição à substancia desencadeante (penicilinases). PRODUÇÃO DE ENZIMAS INATIVADORAS As enzimas destroem o antibiótico ou impedem que eles se liguem ao sitio de ação. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 KPC – a produção dessa enzima descarta o uso de todos os beta-lactamicos. AUMENTO DO EFLUXO DE ANTIBIÓTICOS Bombas (proteínas de transporte) no interior da bactéria fazem com que, assim que o antibiótico entre, ele seja jogado fora. ALTERAÇÃO NA CAPTAÇÃO DO ANTIBIÓTICO: DIMINUIÇÃO DA PERMEABILIDADE Nova porina na parede celular impede a entrada de antibióticos na bactéria. Muda a conformação da proteína carreadora. MODIFICAÇÃO ESTRUTURAL DO SÍTIO DE AÇÃO Com a mudança estrutural o antibiótico perde a capacidade de se ligar ao sitio. Modificações das enzimas-alvo: • Alteração nas proteínas de ligação a penicilina; • Mais importantes para as Gram-positivas. Modificação na proteína ligadora de penicilina, ou seja, ela não vai ter afinidade pelo antibiótico. RESISTE1NCIA AOS ANTIMICROBIANOS • Exposição repetida a concentrações de antimicrobianos abaixo do adequado; • Uso indiscriminado do antimicrobiano. COMO MINIMIZAR A RESISTÊNCIA? • Evitar o uso indiscriminado de antibióticos; • Utilizar dosagens corretas; • Utilizar uma combinação de antibióticos. TESTES PARA ORIENTAR A QUIMIOTERAPIA | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 TESTES DE SENSIBILIDADE A ANTIMICROBIANOS: Avalia se um agente infeccioso é sensível a determinado antimicrobiano para o tratamento de determinada infecção. • Avaliação da atividade “in vitro” dos antimicrobiano que podem ser utilizados clinicamente contra o patógeno isolado. Avaliação QUALITATIVA: classifica a bactéria em sensível, intermediaria ou resistente. • Teste de disco difusão. Pode testar simultaneamente para diversos antibióticos. è Medida do diâmetro do halo de inibição: porque dependendo do tamanho, de acordo com uma tabela, para verificar se é resistência, intermediário ou sensível ao antibiótico. Avaliação QUANTITATIVA: avaliação da concentração inibitória mínima – MIC • Teste de diluição em caldo: macrodiluicao ou microdiluição • Etest Procura-se a menor concentração que realmente mata as bactérias, no caso acima foi 64. Macrodiluição: usa tubos de ensaios com volumes maiores de meio de cultura Microdiluição: usa menores volumes; mais barato, mais rápido. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Cada fita é um antimicrobiano diferente, e aí conseguimos ver qual a menor dosagem necessária para eliminar o antimicrobiano.Alternativa ao método de macrodiluição. FATORES QUE INFLUENCIAM A ESCOLHA DOS ANTIMICROBIANOS è Características do paciente como: idade, função renal e hepática, estado imunológico, localização do processo infeccioso, terapia previa com antimicrobianos, gravidez/lactação e sensibilidade a algum antimicrobiano. è Agentes etiológicos: envolvem a analise do antibiograma e os prováveis mecanismos de resistência. è Propriedades dos antimicrobianos: como a farmacocine1tica e a farmacodinâmica, mecanismo de ação, sinergismo (2 antibióticos juntos) ou antagonismo, toxicidade, interação medicamentosa e custos. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Microbiologia 1 Genética de microrganismos Processos de recombinação genica e mutação que levam os microrganismos a apresentarem novas características que sejam vantajosas ou não para a célula. ESTRUTURA DO DNA A molécula de DNA é formada de dupla hélice, complementares – pareamento de bases – constituída de nucleotídeos. • Base nitrogenada; • Pentose: ribose ou desoxirribose; • Grupo fosfato; Adenina e timina com 2 pontes de hidrogênio; Citosina e guanina com 3 pontes de hidrogênio. Elevações de temperatura podem romper essas pontes, causando danos a molécula de DNA. GENOMA Toda a informação genética contida em uma célula; CROMOSSOMOS: estrutura que transporta fisicamente a informação hereditárias, contem genes. GENES: segmentos de DNA que codificam para os produtos funcionais. GENÓTIPO: toda a composição genética de um organismo; FENÓTIPO: expressão do genótipo diante de suas influências ambientais. PLASMÍDEOS: moléculas de DNA, dupla fita, autorreplicantes; circulares. Carregam genes acessórios que conferem vantagens competitivas à sobrevivência dessa célula. • Fator F: plasmídeo conjugativo – tem uma sequecia de genes que codifique para produção do pili sexual, permite o contato com outra célula; • Plasmídeos de dissimilação; • Plasmídeos: produção de toxinas e produção de bacteriocinas; • Fatores R: fatores de resistência. REPLICAÇÃO DO DNA Se inicia em uma região chamada de origem de replicação | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 Microrganismos são modelos de estudos para os seres humanos. • Facilidade de manipulação do material genético; • Facilidade de replicação desse microrganismo TRANSCRIÇÃO O processo de transcrição e tradução é simultânea em bactérias. TRADUÇÃO Código genético é degenerado, ou seja, diferentes trincas codificam o mesmo aminoácido. O FLUXO DA INFORMAÇÃO GÊNICA VARIABILIDADE GENÉTICA EM MICRORGANISMOS • Alterações fenotípicas; • Alterações genotípicas. • Recombinação gênica pode levar a mutações ou a transferência gênica. Alterações genotípicas: • Mutação: alteração na sequencia de bases do DNA, sem a aquisição de genes de outro microrganismo. Geralmente resultante de deleção, inserção ou substituição de um ou mais nucleotídeos. Resultam em pequenas alterações genéticas (uma em vários milhões de células). • Recombinação: alteração no genoma em decorrência da aquisição de material genético de outro microrganismo. Troca de genes entre duas moléculas de DNA. Tipos de mutação Mutação de ponto: substituição de bases • Neutra: aminoácido igual, não traz mudança para a proteína.; não traz alteração para o aminoácido. • Errônea: a substituição de um nucleotídeo leva inserção de um aminoácido diferente | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 na cadeia polipeptídica. Missense. Exemplo: anemia falciforme. Mutação de deslocamento do quadro de leitura (tradução): adição ou perda de um ou mais nucleotídeos, gerando proteínas não funcionais. AGENTES MUTAGÊNICOS Todo agente químico ou físico que torne a frequência de mutação maior que a espontânea: indução da mutação; causam alterações na molécula de DNA. Químico: substâncias que reagem com o DNA; • Nitrato de sódio, fenol e compostos fenólicos, glutaraldeído; oxido de etileno; formaldeído, acido nitroso, aflatoxina.. Físico: radiações (Luz UV), raios X, sol RECOMBINAÇÃO GÊNICA É a troca de genes entre duas moléculas de DNA, para formar novas combinações de genes em um cromossomo; • Eucariotos: ocorre entre dois cromossomos homólogos: meiose – crossing-ove. • Procariotos: transformação, conjugação e transdução. Transferência genica vertical: descendentes Transferência genica horizontal: bactérias (aquisição). Bactéria encapsulada é mais resistência, devido a sua dificuldade em ser fagocitada. | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 TRANSFORMAÇÃO Célula receptora adquire DNA solúvel no meio (decorrente da lise celular); Célula competente -> sofreu alterações na parede celular que as tornaram permeáveis a grandes moléculas de DNA. Em laboratório, aumenta-se a ocorrência de transformação por processos químicos, deixando a bactéria mais suscetível a absorver material genético do meio extracelular. CONJUGAÇÃO É um processo de transferência de genes que requer o contato célula-celula: plasmídeo F. • O DNA é transferido diretamente de uma célula doadora (F+) para uma célula receptora (F- ). Para que ela ocorra, a bateria precisa ter um plasmídeo que leve a produção desse pili, chamado de plasmídeo F. F+ -> bactéria tem o plasmídeo que codifica a produção do pili. Plasmideo livre no citoplasma. F- -> bactérias não tem esse plasmídeo. Existe uma região especifica no cromossomo que permite a inserção desse material genético no plasmídeo. Célula HFR-> apresenta o plasmídeo inserido no cromossomo. Na hora que ela conjuga, nem sempre consegue passar a característica do plasmídeo através da conjugação, apenas para os seus descendentes. TRANSDUÇÃO GENERALIZADA DNA bacteriano é transferido de uma célula doadora para uma célula receptora através de um vírus. Fago transdutor: bacteriófago • Transdução generalizada: ciclo lítico – adsorção, penetração, replicação, montagem e liberação - pode haver o empacotamento de fragmentos de DNA da célula hospedeira, gerando partículas denominadas partículas transdutoras, que | Lívia Nascimento – FAMED XVI/2 correspondem ao capsídeo viral contendo em seu interior DNA bacteriano. Ocorre degradação do material genético da bactéria e produção de material genético do vírus, como capsídeos. Quando o vírus esta carregando um fragmento do material genético da célula bacteriana e invade outra célula, ele não consegue produzir componentes virais, mas sim componente da célula bacteriana A bactéria adquire uma nova conjugação de genes. Qualquer fragmento do cromossomo bacteriano pode ser transportado através do vírus. TRANSDUÇÃO ESPECIALIZADA O vírus insere seu material genético no DNA da bactéria. O vírus integra seu material genético no cromossomo da bactéria. Quando ele é removido do cromossomo (incidência da luz UV, por exemplo), ele acaba levando uma informação que estava contida no gene da bactéria. Quando o vírus vai infectar outra célula, ele acaba inserindo nessa nova informação na célula nova. Um gene especifico é transferido de uma para a outra por intermédio do vírus. O vírus nem sempre que entra na bactéria vai levar a sua morte. • Em alguns casos, pode simplesmente integrar seu DNA na bactéria, integrando, e todas as bactérias filhas terão este genoma integrado. • Eventualmente este material genético do vírus pode sair do cromossomo bacteriano. • Quando ele é removido, leva uma sequencia de genes específicos da bactéria para o vírus. • Então, faz todo o processo de montagem e etc, e sai da bactéria indo
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