AULA 2 - microbiologia - nutrição, crescimento e metabolismo

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Luanna Borges – Med 104 
AULA 2 - MICROBIOLOGIA MÉDICA 
NUTRIÇÃO, CRESCIMENTO E METABOLISMO BACTERIANO 
➔ Aspectos necessários para as bactérias crescerem, se desenvolverem, manterem a manutenção e a viabilidade 
celular. Reações de metabolismo que estão envolvidas na obtenção de energia e processos básicos de manutenção 
da vida. 
➔ NUTRIÇÃO: é a capacidade dos microrganismos de crescer, se desenvolver em determinados ambientes. 
➔ PRINT DE UMA MÃO: uma mão humana que foi encostada, depositada na superfície de uma placa contendo um 
meio de cultura. Todas as formações nos dígitos, na palma são crescimento bacteriano. Existem colônias variadas: 
as colônias amareladas, esbranquiçadas, mais escuras, colônias que tenham um poder maior de dissipação no 
meio, ou seja, há diferentes microrganismos. Se eles estão ali, foi porque eles conseguiram crescer ali. Eles 
conseguiram sair da mão e crescer na placa, isso porque eles encontraram um ambiente favorável para o 
crescimento deles. 
➔ AMBIENTE FAVORÁVEL: considerando o crescimento dos microrganismos: nutrientes, condições ambientais 
favoráveis (que são os parâmetros fisiológicos) e as vias para obtenção de energia. 
• NUTRIENTES: é tudo o que é necessário para os microrganismos se alimentarem, crescerem, obterem 
energia.cada componente tem uma função celular. 
• PARÂMETROS FISIOLÓGICOS: são elementos relacionados a temperatura, pressão do oxigênio, pressão 
osmótica, pH, ou seja, condições favoráveis para o desenvolvimento de microrganismos. 
• VIAS NECESSÁRIAS PARA OBTENÇÃO DE ENERGIA: estão relacionadas com o metabolismo bacteriano. 
➔ Laboratório: organismo in vitro 
➔ Organismo in vivo: no paciente 
A nutrição dos microrganismos: para que os organismos possam crescer, eles precisam de condições adequadas, 
precisam de nutrientes, condições ambientais favoráveis e vias para obtenção de energia. 
➔ Meio de cultura é um componente que permite o crescimento de bactérias 
➔ As colônias bacterianas são um concentrado de células bacterianas que cresceram 
➔ Bactérias não são vistas a olho nu 
➔ Características distintas de colônias 
➔ Nosso corpo é colonizado por microrganismos 
NUTRIENTES 
➔ São constituintes necessários ao crescimento e metabolismo microbiano 
➔ A célula bacteriana tem suas necessidades nutricionais. Baseado nessa necessidade, os nutrientes são classificados 
de 3 formas: 
• MACRONUTRIENTES: são elementos requeridos em uma grande quantidade. observamos alto percentual de 
carbono (é o principal constituinte do material celular), oxigênio (água celular e compostos orgânicos 
celulares), nitrogênio (relacionados a proteínas, ácidos nucleicos e coenzimas), hidrogênio, ou seja, elementos 
que funções muito importantes para a viabilidade e manutenção da célula bacteriana. 
• MICRONUTRIENTES: não são requeridos em grande quantidade. relacionados a atividades enzimáticas. 
Auxiliam, como cofatores, em muitos processos enzimáticos. Manganês, cobalto, zinco, cobre, molibdênio, 
níquel, selênio. 
o Existem nutrientes exigidos de forma diferenciada, tanto macro quanto micronutrientes são importantes 
para a manutenção da cel bacteriana. 
o Obs: Micro e macronutrientes não estão relacionados com importância, mas sim, relacionado com o 
percentual que são exigidos. 
• FATORES DE CRESCIMENTO: São substancias orgânicas exigidas pelos microrganismos que não podem ser 
sintetizadas a partir de seus nutrientes, ou seja, as bactérias não possuem informação para que elas mesma 
sintetizem esses fatores de crescimento. Elas precisam encontrar esses nutrientes no meio em que estão 
inseridas. Se elas não conseguem encontrar esses nutrientes no meio em que estão inseridas, elas não 
conseguem crescer. Os fatores de crescimento são essenciais para o crescimento delas. 
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o Há certas dificuldades de fazer com que certas bactérias, que causam processos infecciosos em seres 
humanos, cresçam de forma satisfatória em laboratório por conta de fatores de crescimento. É especifico 
que as bactérias possuem. 
o Dentro desses fatores temos: 
➢ Purinas e pirimidinas: relacionadas a síntese dos ácidos nucleicos (DNA E RNA) 
➢ Aminoácidos: relacionados a síntese proteica 
➢ Vitaminas: como componentes de coenzimas de algumas reações enzimáticas. 
o É importante conhecer esses fatores para que em laboratório se consiga mimetizar o ambiente que a 
bactéria encontra in vivo, ou seja, o ambiente que a bactéria encontra no paciente. 
CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL DOS ORGANISMOS 
➔ AUTOTRÓFICOS → que trabalham com redução de CO2 
➔ HETEROTRÓFICOS → atuam na redução de moléculas orgânicas. 
• QUIMIOHETEROTRÓFICOS: utilizam compostos/moléculas orgânicos nutrientes básicos para viabilidade e 
manutenção celular. Dentro desse grupo estão: fungos, animais e a maioria das bactérias (importância 
patogênica no processo de infecção em humanos). 
UTILIZAÇÃO DOS NUTRIENTES 
➔ EXIGENCIA NUTRICIONAL: inversamente proporcional a CAPACIDADE SINTETIZANTE que um microrganismo 
apresenta, ou seja, e a bactéria possui uma alta capacidade de síntese, ou seja, ela possui informações genéticas 
que a permitem sintetizar/produzir diferentes componentes a partir dela mesma, ela tem uma dependência muito 
baixa, uma exigência nutricional muito baixa daquilo que o meio oferece para ela, pois ela consegue sintetizar 
moléculas próprias, ela é mais independente. Quando a bactéria não tem informação genética que a permita 
sintetizar diferentes moléculas, ela acaba tendo uma exigência maior, uma dependência maior do meio em que 
ela está inserida. Quando menor a capacidade de síntese, maior a exigência nutricional que ela vai ter do meio em 
que está. Em contra partida, se ela possui uma capacidade elevada de sintetizar elementos, a dependência é 
menos. 
➔ Algumas bactérias tem uma capacidade sintetizante maior que outras, ou seja, alguns microrganismos são mais 
especializados, outros utilizam diversas fontes, são mais generalistas. 
ASPECTOS/PARÂMETROS FISIOLÓGICOS 
➔ Exigência atmosférica 
➔ Temperatura 
➔ pH 
➔ Pressão osmótica 
➔ Atividade hídrica (AW) 
Para as bactérias conseguirem crescer, ela precisa da demanda dos nutrientes e do ambiente favorável. 
Ambiente favorável está relacionado aos aspectos fisiológicos, as condições que o meio apresenta para permitir o 
desenvolvimento do microrganismo. 
FATORES QUÍMICOS: OXIGÊNIO 
Levando em consideração a exigência atmosférica, as características que as bactérias apresentam de crescer na 
presença ou ausência do oxigênio, as bactérias são classificadas em 5 tipos: 
➔ AERÓBIO ESTRITOS: no tubo, há um liquido e um gradiente de 
concentração de O2, sendo que na superfície há uma alta 
concentração de O2 (está próximo ao O2 atmosférico), 
conforme vai descendo no vidro, a concentração de O2 vai 
reduzindo. É a partir da variação de uma alta concentração de 
O2 para uma baixa concentração de O2 que avaliamos o 
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crescimento das bactérias. Os microrganismos só crescem na presença de uma alta concentração de O2. Só cresce 
em concentrações elevadas de O2. 
➔ ANAERÓBIO ESTRITO: só cresce na ausência do O2. 
➔ ANAERÓBIO FACULTATIVO: ele é um aeróbio (mesmo que o nome seja anaeróbio). É um aeróbio que faculta na 
anaerobiose. Ele cresce bem na presença do oxigênio, mas também cresce numa baixa concentração de O2, ou 
seja, ele faculta num ambiente com baixa concentração de O2. Cresce principalmente em altas concentrações de 
O2. 
➔ MICRO AERÓFILO: não cresce em uma maior concentração de O2 e nem na ausência de O2. Ele cresce num 
ambiente de baixa concentração de O2. 
➔ ANAERÓBIO AEROTOLERANTE: cresce tanto em ambiente de aerobiose quanto em anaerobiose. Tanto em alta 
quando em baixa concentração de O2. 
 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
➔ De acordo com a faixa de temperatura que o microrganismo cresce, são classificados em: 
➔ PSICRÓFILO: variam de 0°C a 15°C, tem uma mediade mais ou menos 4°C de crescimento. 
➔ MESÓFILO: desenvolvem mais processos infecciosos nos humanos porque estão mais adaptadas a nossa 
temperatura. Média de 39°C de crescimento, entre 15°C a 45°C. 
➔ TERMÓFILO: crescem numa média de 60° 
➔ HIPERTERMÓFILO: crescem numa média de 88°C, pode chegaraté 100°C. Há outro hipertermófilo que chega até 
120° C, com uma média de 106°C. são microrganismos classificados no domínio arkaea, relacionados a ambientes 
extremos, altas temperaturas. Conseguem suportar porque apresenta um metabolismo diferenciado. 
 
FATORES FÍSICOS: pH 
➔ O pH vai numa escala de 0 a 14, menor que 7 o ambiente é ácido e maior que 7 é alcalino/básico. Linha de 
neutralidade vai de 6 a 8, sendo 7 o neutro. 
➔ Há bactérias que conseguem crescer num ambiente mais ácido, outras em ambiente mais básico, mas a maioria 
dos microrganismos crescem melhor em pH 7. 
PRESSÃO OSMÓTICA: 
➔ Capacidade da célula bacteriana tolerar ambientes com elevadas concentrações de NaCl ou açúcares. O citoplasma 
bacteriano tende a ser hipertônico em relação ao meio porque as bactérias vão acumulando nutrientes 
constituintes de reserva dentro do citoplasma, por isso a importância da parede celular que impede que a bactéria 
sofra lise. 
➔ Aqui nos referimos a inserção da bactéria em um ambiente hipertônico/saturados/com alta concentração ou de 
sal ou açúcar. Ela iria começar a fazer um processo de compensação que a levaria a morte. Algumas bactérias não 
conseguem crescer em ambiente com alta concentração de sal ou açúcar. 
ATIVIDADE HÍDROCA (AW) 
➔ Relacionada com a disponibilidade de água no ambiente da célula bacteriana. 
➔ Na célula bacteriana, a água é importante no transporte de componentes via membrana. Se há um componente 
que tenha baixa concentração de água, há um problema no transporte desse. 
 
 
 
 
 
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METABOLISMO 
➔ Numa célula bacteriana, diferentes reações acontecem. 
Reações necessárias para a manutenção e viabilidade da 
bactéria. 
➔ Há os nutrientes que foram disponibilizados pelo meio, eles 
são captados pelas bactérias. No interior da célula 
bacteriana, há a primeira etapa da quebra dos nutrientes 
através do processo de CATABOLISMO. 
➔ Metabolismo é o conjunto de reações catabólicas (quebra) e 
anabólicas(síntese) formando energia, essa energia formada pelo catabolismo é utilizada para a síntese de novas 
moléculas, ou seja, para quebrar há formação de energia e para formar há gasto de energia. A partir da formação 
dessas novas moléculas são criados componentes relacionados a viabilidade da célula bacteriana. A reação do 
metabolismo é formada por processo de quebra e processo de síntese. Metabolismo é o conjunto de reações de 
quebra e síntese que permitem a formação de componentes importantes para a viabilidade e manutenção da 
célula. 
• CATABOLISMO: quebra de nutrientes de reações catabólicas. Os nutrientes entram na célula, são quebrados. 
A quebra dos nutrientes em moléculas menores gera energia de duas formas: energia que é dissipada na forma 
de calor e energia que é estocada na forma de ATP. Elas são quebradas originando precursores moleculares, 
ou seja, estruturas menores que serão utilizadas na formação de outras estruturas por uma outra via, que é a 
via de anabolismo. 
• ANABOLISMO: acontece a síntese de novas estruturas. Ela pega os precursores que foram geradas no 
catabolismo e forma novos blocos, constrói novas macromoléculas. A função dessas macromoléculas: essas 
vão estar relacionadas a estocagem de energia, carboidrato, lipídeos na célula bacteriana, estão relacionadas 
ao processo celular, crescimento e divisão celular. Ou vão estar relacionadas a estruturas celulares, 
membranas, ribossomos. 
 
POTENCIAL GENÉTICO X METABOLISMO 
➔ O metabolismo é regido pela expressão proteica. A bactéria possui uma informação genética que é expressa em 
produção de proteínas, de enzimas (toda enzima é uma proteína). A expressão proteica vai determinar o perfil 
enzimático. A informação genética que a bactéria possui no seu cromossoma que vai permitir que ela tenha o 
perfil enzimático específico. Por isso que as hipertermófilas que atuam em ambientes extremos, em 
temperatura acima de 100°C, que tem proteínas diferenciadas (proteínas do choque térmico), só elas possuem 
essas proteínas, ou seja, só elas possuem informações genéticas que a permitam expressar aquelas proteínas 
diferenciadas, permitindo que elas habitem nesses ambientes. As demais bactérias não possuem, então não 
vivem nesses ambientes extremos. 
➔ Nas reações de quebra e síntese, as bactérias só vão poder quebrar determinados nutrientes e sintetizar 
determinadas moléculas de acordo com o perfil enzimático que ela vai ter, ou seja, com o potencial genético que 
ela tem. 
➔ Potencial genético define o perfil enzimático que a bactéria possui. 
➔ Determinadas bactérias utilizam certos componentes e outras não porque elas (as que não utilizam) não tem 
informação genética para isso. 
➔ EXPRESSÃO PROTEICA: determina o perfil enzimático específico 
➔ PERFIL ENZIMÁTICO: determina o que a bactéria vai usar do meio em que está inserida 
➔ PERFIL DO MEIO AMBIENTE, onde essas bactérias então inseridas, é importante porque é ele que vai disponibilizar 
os diferentes nutrientes. Mas, o que determina o que ela vai usar é perfil enzimático que ela possui. 
➔ Obs: expressão proteica e perfil enzimático estão relacionados. 
 
 
 
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CONCEITOS IMPORTANTES 
➔ REAÇÕES DE OXIDAÇÃO (envolve perda de elétrons) e REDUÇÃO (envolve ganho de elétrons). 
➔ PAPEL NA COENZIMA NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo) – NAD+ (oxidado), e NADH + H+ (reduzido). A 
NAD é uma importante coenzima tanto na sua forma oxidada (NAD+) quanto na sua forma reduzida (NADH). Ela 
está relacionada a processos de obtenção de energia. 
➔ COMPOSTO DE ALTA-ENERGIA: estão relacionados a armazenamento de energia dentro da célula bacteriana. 
 
NADH COMO CO-ENZIMA 
➔ Ela funciona Reação 1 (amarela): na enzima (amarelo) está o sitio de 
ligação coenzima e o sitio da ligação do substrato. Tem o NAD (na sua 
forma oxidada) e o substrato. Quando existe a ligação enzima, NAD+ e 
substrato, esse NAD+ envia elétrons (é-) para o substrato de forma que 
no final do processo, ele entrou oxidado, saiu reduzido e oxidou o 
substrato. Se um componente é reduzido, o outro é oxidado e vice-versa. 
 
➔ Reação 2 (azul): há uma enzima (azul) em que há o sitio para a 
coenzima e o sitio para o substrato. A interação da enzima, coenzima 
e substrato leva a alteração do substrato e da coenzima. Aqui o NADH 
entrou na forma reduzida e saiu na sua forma oxidada. 
 
➔ O NAD é importante nos processos enzimáticos como coenzima, 
auxiliando a enzima tanto na sua forma oxidada quando na reduzida. 
Ele é constantemente reciclado dentro da célula bacteriana, não é uma 
estrutura encontrada em grande quantidade. por isso que em 
determinado momento o oxidado é utilizado e a forma reduzida é reciclada em um novo processo formando um 
novo oxidado. O NAD é importante na atuação de enzimas envolvidas no processo a nível do substrato. 
 
COMPOSTOS DE ALTA-ENERGIA 
Os principais compostos de alta energia no processo de obtenção de energia são: 
➔ ATP: na etapa de catabolismo, acontece a quebra e liberação de energia que está estocada na forma de ATP 
➔ ACETIL FOSFATO: 
➔ ACETIL COA: 
➔ FOSFOENOL PIRUVATO: 
 
PROCESSOS DE OBTENÇÃO DE ENERGIA 
Dois vias principais utilizadas pelas células de produção de energia. A bactéria não gasta energia a toa porque o 
processo de energia é extenso, demanda muito. Ela demora a produzir, então a bactéria direciona bem em que ela vai 
gastar energia. Os processos de energia para os organismos em geral são: 
➔ FERMENTAÇÃO→ GLICÓLISE 
➔ RESPIRAÇÃO → GLICÓLISE 
➔ FOTOSSÍNTESE 
➔ Tratando-se de bactérias que tenham importância em saúde, vamos estudar fermentação e respiração.➔ Fermentação e respiração: a glicólise é um processo em comum em ambas. A primeira etapa de ambas é a glicólise. 
 
 
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GLICÓLISE: 
➔ É a primeira etapa tanto no processo de fermentação quanto no processo de respiração. 
➔ É uma etapa de catabolismo, ou seja, a glicose é quebrada em diferentes componentes ao longo da via produzindo 
energia e outros componentes. 
➔ Temos a glicose. Com uma molécula de ATP, que é energia, ela é gasta para inserir 
um grupamento fosfato no Carbono 6 (C6) dessa glicose. A partir desse C6, ela é 
convertida em frutose – 6 – fosfato. Mais uma vez, é um processo que envolve 
gasto de energia: uma molécula de ATP libera um fosfato, deixa de ser trifosfatada 
e passa a ser difosfatada (ADP), o fosfato agora entra no C1, o que era frutose – 6 
– fosfato passou a ser frutose 1,6 – difosfato. A partir da quebra dessa frutose 1,6 
– difosfato é formado o glicerol-aldeído-3-fosfato (PGAL). Essa molécula de PGAL 
é formada de duas formas: a frutose 1,6 – difosfato quando é quebrada gera duas 
moléculas de PGAL, a partir daqui, tudo o que vemos na glicólise, na parte azul do 
desenho abaixo é multiplicado por dois porque o desenho está mostrando só uma 
molécula de PGAL, mas a quebra da frutose 1,6 – difosfato gera duas moléculas 
de PGAL. Quando, na presença do PGAL, existe o NAD (coenzima) na sua forma 
oxidada, por ação de um grupamento fosfato (P) vai ser reduzido, formando o 
componente 1,3-difosfoglicério. Aqui já é um processo que demanda produção de 
energia, ou seja, a molécula que era difosfatada, capta o fosfato (P) e forma uma 
molécula de energia – ATP. Ele é convertido a ácido-3-fosfoglicérico. Esse é 
convertido em ácido-2-fosfoglicérico (possui maior estabilidade dentro da célula 
bacteriana). Esse perde uma molécula de água e forma o fosfenol piruvato, que é uma molécula de alta 
concentração de energia. A partir da molécula de fosfenol piruvato existe a formação de mais uma molécula de 
ATP (aqui um difosfato – ADP - sai trifosfato - ATP). No final dessa via há o ácido pirúvico. 
➔ Obs: entender o saldo geral: todo o processo de catabolismo, no início ele começou gastando energia. Até a 
formação das moléculas de PGAL, há gasto de duas moléculas de ATP. Depois de obtido as duas moléculas do 
PGAL começou a formação de energia. 
➔ Lembrando: são formadas duas moléculas de PGAL. No final do processo, temos um SALDO ENERGÉTICO: são 
produzidas duas multiplicado por duas = 4 (porque são 2 moléculas de PGAL) e são consumidos duas. 
➔ SALDO ENERGÉTICO FINAL na etapa da glicólise: duas moléculas de ATP que vão ficar armazenadas para serem 
usadas na síntese/anabolismo de outras moléculas. 
➔ O NAD entra oxidado e sai reduzido no transporte de éos- para a formação desses constituintes. 
 
FERMENTAÇÃO 
➔ É a partir do ácido pirúvico, que foi produzido pela glicólise, que determina-se se a bactéria vai fazer 
fermentação ácido lática ou a fermentação alcoólica. 
 
MODELO SIMPLES: VIA HOMOFERMENTATIVO 
➔ É quando a bactéria utiliza apenas uma via produzindo apenas um 
componente. 
➔ FERMENTAÇÃO ÁCIDA LÁTICA: Quando o ácido pirúvico é reduzido pelo 
NADH (reduzido), ele gera o ácido lático. 
➔ FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA: quando o ácido pirúvico sofre 
descarboxilação, ou seja, perde uma molécula de CO2, ele vira 
acetaldeído que vai ser reduzido pelo NADH +H (reduzido) - O NADH +H 
entra reduzido e sai oxidado (NAD+) – o acetaldeído reduzido pelo NADH 
+H vira etanol. 
➔ Dependendo da via que esse ácido pirúvico vai se formar, as enzimas e 
processos que vão atuar sobre ele, ou a bactéria faz a fermentação ácido-lática ou a fermentação alcoólica. 
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VIA HETEROFERMENTATIVO 
➔ Visto nas bactérias patogênicas. 
➔ Não é simples. 
➔ Vários componentes são produzidos ao mesmo tempo. Tendo diferentes constituintes. 
➔ Temos a glicose que vai a acido pirúvico. A partir daí, tem-se duas vias que a bactéria pode usar: 
➔ FERMENTAÇÃO DE BUTILENOGLICOL: vai ter como produção, os componentes: ácido lático, acetoína, ácido 
fórmico. 
➔ FERMENTAÇÃO ÁCIDA MISTA: produz diferentes ácidos, lático, acético, fórmico, succínico. 
 
➔ Dependendo da via, a bactéria vai produzir determinados componentes, produtos. Isso é importante porque é 
possível observar qual via de fermentação a bactéria utiliza numa prova de laboratório. 
 
PROVA DE VOGES-PROSKAUER (VP) 
➔ Em um meio líquido é disponibilizado glicose. A primeira etapa da fermentação é a via 
glicolítica. A glicose entra na via glicolítica gerando ácido pirúvico. Se a bactéria utiliza a 
FERMENTAÇÃO DO BUTILENOGLICOL, ela produz acetoína. Para saber se ela produziu 
acetóina, é acrescentada a solução componentes como o KOH e o alfa-naftol e se houver 
a formação do produto em cor rosa ou avermelhado, significa que houve a produção da 
acetoína. 
 
 
 
 
 
PROVA DO VERMELHO DE METILA (VM) 
➔ É disponibilizado para a bactéria um caldo que 
contenha glicose. a primeira etapa da 
fermentação é a via glicolítica (glicólise) em que 
a glicose é convertida em ácido pirúvico. Se a 
bactéria utiliza FERMENTAÇÃO ÁCIDA MISTA, ela 
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produz diferentes ácidos (acético, fórmico, lático). Esses ácidos todos reunidos baixa 
muito o pH. Na presença do vermelho de metila (indicador de pH dessa prova) fica 
vermelho quando o pH está abaixo de 4,4. Quando faz o teste e tem a coloração 
avermelhada, significa que diferentes ácidos foram produzidos. Se vários ácidos 
foram produzidos, significa que a bactéria utilizou a fermentação ácido misto. 
➔ Essas provas são baseadas no metabolismo. Se a bactéria consome determinado 
açúcar, se quebra certa proteína. Tudo isso é informação genética, potencial 
enzimático. As enzimas que ela apresenta vão permitir que ela faça essas reações. É 
utilizado o metabolismo bacteriano para identificar qual o agente participa de qual processo infeccioso. 
Escherichia coli - ÁGAR EOSINA AZUL DE METILENO 
➔ A Escherichia coli é uma bactéria que, no meio chamado Ágar Eosina Azul De Metileno, um meio que tem lactose 
e sacarose. Essa bactéria fermenta a glicose pela via dos ácidos mistos, ou seja, ela produz diferentes ácidos a 
partir da fermentação do açúcar, e por essa fermentação acentuada, produção de acido exacerbada, ela fica com 
um brilho verde metálico na placa. Essa bactéria cresce com essas características baseada nas informações do 
metabolismo dela, ou seja o meio contem açucares, a bactéria fermenta de forma intensa esses açucares, abaixa 
muito o pH, ocorrendo a formação das colônias esverdeadas. 
➔ É um meio de cultura que 
➔ A bactéria fermenta rapidamente 
RECAPTULANDO: O processo de fermentação é mais simples. Se inicia na glicólise. A fermentação é um processo 
vantajoso para a bactéria. A fermentação não produz tanta energia, mas ele é vantajoso porque ele é mais rápido do 
que a respiração. 
Importante: a fermentação é um processo que ocorre tanto na presença quanto na ausência de oxigênio. 
RESPIRAÇÃO 
➔ Há a presença do centro metabólico que é a membrana citoplasmática 
➔ A vantagem da respiração é que é um processo que produz muito mais moléculas de energia do que a 
fermentação. 
➔ Mitocôndria, organela presente nas células dos eucariotos, é relacionada a produção de energia. As bactérias não 
possuem mitocôndrias. 
➔ As estruturas responsáveis pela produção de energia nas bactérias → importância da membrana citoplasmática 
como sitio de produção de energia. 
➔ A membrana com sua bicamada fosfolipídica, com sua porção hidrofílica e sua porção hidrofóbica e os 
componentes transmembrana. Falando sobre energia, temos a participação dos seguintes componentes: 
• NADH DHigrogenase que vai estar relacionada com a capacidade de expulsar hidrogênios do NADH +H 
(reduzido) 
• Quinonas 
• Complexo citocromoxidase: relacionados a cadeia de transporte de elétrons 
• ATP sintase: é a proteína responsávelpela produção da molécula de energia ATP. 
➔ O processo de energia é coordenado entre esses elementos. Componentes são ejetados da célula para o espaço 
dito periplasmático. Há a membrana citoplasmática, fora está a parede celular. O espaço entre membrana 
citoplasmática e parede celular é o periplasma da bactéria. Tudo que for lançado para fora da célula e tudo retorna 
para a célula dentro do processo de respiração está sendo depositado no espaço periplasmático. 
GLICÓLISE 
➔ A primeira etapa da respiração é a GLICÓLISE, onde é gerado o ácido pirúvico. 
➔ O ácido pirúvico é convertido em AcetilCoA e vai para a segunda etapa da respiração que é o ciclo de Krebs 
 
 
 
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CICLO DE KREBS 
➔ É a segunda etapa da respiração 
➔ Participação da NAD 
➔ Essa conversão do ácido pirúvico em Acetil-CoA que dá o start no 
ciclo de Krebs. 
➔ É o ciclo do ácido cítrico, em que o ácido oxal-acético vai a ácido 
cítrico que vai a ácido isocítrico. 
➔ IMPORTANTE DESSE CICLO: setas rosas → na transposição de cada 
componente temos a participação da coenzima NAD, seja na sua 
forma oxidada, seja na sua forma reduzida. Da mesma forma que 
temos o NAD como coenzima importante no transporte de elétrons, temos também o FAD, que é a mesma relação 
do NAD. 
➔ Temos o ácido pirúvico proveniente da glicólise, foi convertido em Acetil-CoA e essa conversão inicia o ciclo do 
ácido cítrico. No processo do ácido cítrico, diferentes moléculas são produzidas e são essas que vão atuar na 
terceira etapa da respiração 
➔ Importante do ciclo de Krebs: são gerados nesse ciclo NADH +H (NADs reduzidos) e componentes que vão ser 
utilizados na terceira e ultima etapa da respiração. 
 
CADEIA DE FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
➔ É a terceira etapa da respiração 
➔ A partir do ciclo de Krebs 
➔ Oxigênio passando por difusão 
➔ NAD e FAD reduzidos que vieram do Ciclo de Krebs 
➔ O esquema mostra o Ciclo de Krebs e os componentes que saíram dele: NADH +H 
(reduzido) e FAD reduzido. São esses componentes que atuam na cadeia de 
fosforilação oxidativa que está na membrana. 
➔ Essa cadeia compõe duas estruturas principais: 
• a cadeia transportadora de elétrons. O NAD reduzido que veio do ciclo de 
Krebs. Quando ele chega na membrana citoplasmática, ele ejeta o próton H+ 
e carreia o elétron que estava nele na cadeia de transporte de elétrons. Essas 
estruturas que estão reduzidas ejetam seu hidrogênio protonado que está fora 
da célula contra um gradiente eletroquímico, mandam para fira e jogam os 
elétrons para a cadeia de transporte de elétrons. 
➔ Na cadeia de fosforilação oxidativa, que ocorre na 
membrana. 
➔ LEMBRANDO: A glicólise e o ciclo de krebs 
acontecem no citoplasma. Os componentes da 
cadeia de fosforilação oxidativa estão na membrana 
citoplasmática. 
➔ Nessa cadeia nós temos: 
➔ SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS: os 
elétrons são transportados por quinonas, 
citocromoxidases, complexo do citocromo. Na cadeia de transportes de elétrons, esse elétron é transportado de 
uma cadeia de alta energia que vai sendo transportado até ser aceptado pelo aceptor final, que no caso das 
bactérias aeróbias é o O2. A medida que os elétrons são transportados na cadeia transportadora de elétrons e vão 
se ligando ao O2, H+ também é mandado para fora da célula bacteriana. 
➔ Acontece de forma simultânea: o ciclo de Krebs está acontecendo, gera os componentes que liberam elétrons 
para a cadeia transportadora de éos- e ejetam H+ e O2 vai entrando. 
➔ FORÇA MOTRIZ DE PRÓTONS: são proteínas que ejetam o próton hidrogênio para fora da célula bacteriana. 
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➔ Vindo do ciclo de Krebs NADs e FADs reduzidos que liberam elétrons que vão ficar sendo transportados na cadeia 
de transporte de elétrons e ejetam hidrogênios para fora da célula. 
➔ Acontece a difusão de O2 para dentro da célula bacteriana. 
BACTÉRIAS AERÓBIAS 
➔ Quando a bactéria utiliza o oxigênio no final da cadeia de elétrons, ou seja, quando a bactéria utiliza o O2 como 
aceptor final do elétron, considera-se que a bactéria é aeróbia. 
➔ O O2 entrou na célula bacteriana, vai ser complexado com os elétrons. A célula é viável na presença do O2. 
➔ NADs e FADs liberando éos- sendo aceptados pelo O2 e 
prótons H+ sendo lançados para fora da célula. No final 
da cadeia transportadora de éos-, o O2 vai recebendo éo- 
e vai formando o ânion superóxido. 
➔ Problema do acumulo do ânion superóxido: ele possui um 
elevado potencial de oxidação, ele acaba sendo tóxico 
para a célula. Conforme ele vai se acumulando dentro do 
citoplasma da bactéria, ele tem um risco de toxicidade 
para aquela bactéria. A bactéria precisa neutralizar esse risco. É aqui que entra a questão do H+ protonado que é 
lançado para fora da célula o tempo todo. É preciso que esse H+ volte para dentro da célula, quando ele retorna 
para dentro da célula, ele retorna a favor do gradiente eletroquímico. Ele retorna para dentro da célula pela ATP 
sintase. Quando o H+ retorna para dentro da célula para se complexar com o superóxido, ele volta produzindo 
energia. Aqui que acontece a produção de ENERGIA. 
➔ Mas por que o H+ saiu para depois voltar? Isso tem relação com o pH. Se eu tenho muito H+ dentro da célula, o 
pH fica ácido, e as bactérias não conseguem fazer suas reações enzimáticas em ambientes ácidos. por isso o H+ é 
lançado para fora, porque se ele se acumulasse dentro, ele fica ácido. Á medida que o superóxido vai sendo 
formado (O2 recebendo éo- ao final da cadeia de transporte de éos- por que ele precisa ser neutralizado) o H+ 
que está fora precisa retornar, quando ele retorna, ele produz energia. O H+ retorna fazendo com que o fosfato 
se ligue ao ADP, formando ATP. 
➔ Quando o hidrogênio passa pela ATP sintase, ele se liga ao ânion superóxido (O2-) e forma o peróxido de 
hidrogênio (H2O2). A enzima que faz essa etapa é a superóxido dimutase. Essa é a primeira etapa de neutralização 
do ânion superóxido. 
➔ A segunda etapa para neutralizar de vez o risco gerado pelo superóxido é determinada pela enzima catalase. A 
catalase quebra o peróxido de hidrogênio formando H2O e O2 e não existe mais toxidez, porque a agua O2 não 
são tóxicos, são elementos inerentes para as bactérias. 
➔ Se a bactéria possui as enzimas Superóxido Dismutase e Catalase, o O2 não é tóxico para ela porque quando ele é 
formado na sua forma tóxica (na forma de anion superóxido) a bactéria apresenta perfil enzimático que garante 
neutralizar essa toxicidade. 
➔ A bactéria que possui as enzimas superóxido dimutase e catalase é chamada de AERÓBIA, ou seja, ela cresce na 
presença de O2. 
 
BACTÉRIAS ANAERÓBICAS 
➔ Não cresce na presença de oxigênio porque ela não tem 
perfil enzimatico para neutralizar a toxicidade do oxigênio 
no processo de respiração 
➔ Quando a bactéria não possui o superóxido dimutase e 
nem a catalase, o O2 é tóxico para ela, ela não cresce na 
presença de O2. O metabolismo está relacionado com o 
perfil enzimático, se ela não tem as enzimas, elas não são 
capazes de neutralizar o anion superóxido. 
 
 
Luanna Borges – Med 104 
BACTÉRIAS MICROAERÓFILAS 
➔ Só cresce em concentrações pequenas de oxigênio 
porque 
➔ Quando a bactéria possui apenas a superóxido 
dimutase, não possui a catalase. 
➔ Lembrar: o peróxido de hidrogênio é a água oxigenada. 
Se deixarmos essa água oxigenada aberta, ela consegue 
de forma mais lenta ser convertida em água e oxigênio. 
Com isso, as bactérias que possuem apenas a 
superóxido dimutase conseguem viver no ambiente que tenha O2, porque ela tem a superóxido dimutase, vai 
neutralizar o anion superóxido formando o peróxido de hidrogênio. Esse de forma lenta e gradativa, naturalmente 
vai ser quebrado em água e O2. 
➔ Não crese nem em alta concentração de O2 e nem na ausência, mas ela cresce em uma baixa concentração de O2. 
➔ O perfil enzimático está relacionado com a exigência atmosférica que as bactériasapresentam. 
Obs: saber o porquê essas bactérias se desenvolvem ou não no O2 
 
PROVA DA CATALASE 
➔ É uma prova em que se consegue dizer se a bactéria tem ou não a enzima que vai 
quebrar o peróxido de hidrogênio em água e O2. 
➔ Feita em laboratório: coloca-se uma gota de agua oxigenada e coloca um pouco da 
colônia bacteriana, se formar bolhas significa que a agua oxigenada foi quebrada em 
H2O e O2 livre, o O2 é visto pela formação das bolhas. Então a catalase é positiva. 
➔ Se não há liberação de bolhas, esse peróxido de hidrogênio não foi quebrado e a bactéria não possui a enzima 
catalase. 
➔ Princípio – quebra do peróxido de Hidrogênio (H2O2) em H2O + O2 
 
REDUÇÃO DE NITRATO 
➔ As bactérias anaeróbias, quando elas respiram 
qual vai ser o aceptor final de éos-. 
➔ As bactérias aeróbias utilizam o O2 como 
aceptor final de éos- produzindo o anion 
superóxido que é tóxico. Já as bactérias 
anaeróbias apresentam outros componentes 
que vão atuar como aceptor final de éos. Um 
exemplo é o NITRATO: muitas bactérias 
anaeróbias utilizam nitrato como aceptor final 
de éos- formando o NITRITO.