Introdução ao estudo da microbiologia

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ- UECE 
FACULDADE DE FILOSOFIA DOM AURELIANO MATOS- FAFIDAM 
CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS 
DISCIPLINA: MICROBIOLOGIA 
 
INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA 
MICROBIOLOGIA 
 
Prof. Dra. Déborah Praciano de 
Castro 
Do que trata a microbiologia? 
Estudo dos microrganismos e 
do modo como eles funcionam 
Bactérias 
Vírus 
Protozoários 
Fungos 
Do que trata a microbiologia? 
Foco: 
Bactérias 
Do que trata a microbiologia? 
Micrômetro: 0,001 mm 
Nanômetro: 0,000001 mm 
Ângstrom: 0, 0000001 mm 
Do que trata a microbiologia? 
Diversidade e 
evolução de células 
microbianas 
Ecologia 
microbiana 
Doenças 
Do que trata a microbiologia? 
(1) Entendimento da 
natureza e 
funcionamento do 
mundo microbiano. 
(2)Aplicação do nosso 
entendimento acerca 
da microbiologia para 
benefício da 
humanidade e do 
planeta terra. 
Diversidade dos microrganismos 
Quem apresenta maior diversidade? 
Diversidade dos microrganismos 
Quem apresenta maior diversidade? 
“ 
Diversidade dos microrganismos 
Quem apresenta maior diversidade? 
“ Os microbiólogos sempre nutriram o sentimento de 
que o verdadeiro número, incluindo as espécies não 
diagnosticadas, é muito maior, mas ninguém jamais 
conseguiu sequer estimar quanto. Dez vezes? Cem 
vezes? Pesquisas recentes sugerem que a resposta pode 
ser no mínimo mil vezes maior, com o número total de 
bactérias chegando à casa dos vários milhões.” 
 
Edward O. Wilson 
Função dos microrganismos 
Maior parte da biomassa da 
terra. 
Executam muitas reações 
químicas essenciais para 
organismos superiores. 
Atuam na ciclagem de 
nutrientes e degradação da 
matéria orgânica. 
Importantes evolutivamente. 
Microrganismos 
Hora de pensar! 
Se a vida microbiana não tivesse 
evoluído, você estaria aqui hoje? 
Onde estão? 
Onde estão? 
Onde estão? 
Onde estão? 
Onde estão? 
Microbiologia no contexto histórico 
Microbiologia no 
contexto 
histórico 
• Existência de criaturas 
pequenas, invisíveis a 
olho nu especulada há 
muitos anos. 
Robert Hooke  1665 
“Micrographia” 
 
Estrutura de frutificação de 
bolores. 
Microbiologia no 
contexto 
histórico 
• Antoni van 
Leeuenhoek (1676) 
“ No ano de 1675 descobri seres 
vivos na água da chuva que tinha 
ficado alguns dias num pote de 
barro, vitrificado por dentro. Isto 
me levou a olhar esta água com 
grande atenção, especialmente 
aqueles animaizinhos que me 
pareciam dez mil vezes menores 
do que os que podem ser 
percebidos na água a olho nu.” 
Microbiologia no 
contexto 
histórico 
• Antoni van 
Leeuenhoek (1676) 
Visualização de bactérias em 
infusões aquosas de pimenta. 
 
“Pequenos animálculos” 
Microbiologia no contexto histórico 
Ferramentas rudimentares 
Pouco progresso nos estudos 
sobre a natureza e importância 
dos microrganismos em 150 anos. 
Microbiologia 
no contexto 
histórico 
Ferdinand Cohn 
(1828-1898) 
Resistência térmica em bactérias 
 
Microbiologia no contexto histórico 
Endósporos 
Descreveu o ciclo 
de vida da 
bactéria Bacillus 
Células 
vegetativas eram 
mortas pela água 
em ebulição 
Célula 
vegetativa 
Endósporo 
Célula 
vegetativa 
Microbiologia no 
contexto histórico 
Fundamentos da 
Sistemática Bacteriana 
 
Desenvolveu métodos para 
evitar contaminação em 
meios de cultura. 
Métodos adotados por 
Robert Kock 
 
Progresso no isolamento 
e caracterização de 
bactérias causadoras de 
doenças. 
Louis Pasteur 
 
 
Microbiologia no 
contexto histórico 
Fundamentos da 
Sistemática Bacteriana 
 
Desenvolveu métodos para 
evitar contaminação em 
meios de cultura. 
Métodos adotados por 
Robert Kock 
 
Progresso no isolamento 
e caracterização de 
bactérias causadoras de 
doenças. 
Louis Pasteur 
 
 
Microbiologia no contexto histórico 
Século XIX 
A geração 
espontânea 
acontece? 
Qual a natureza 
das doenças 
infecciosas? 
Microbiologia no 
contexto histórico 
Século XIX 
A geração 
espontânea 
acontece? 
Microbiologia no 
contexto histórico 
Pasteur oponente 
poderoso da 
teoria da geração 
espontânea. 
Microbiologia no 
contexto histórico 
Previsão: Microrganismos em 
materiais putrefatos eram 
descendentes de células que 
entraram a partir do ar ou que 
estavam depositadas em materiais 
em decomposição. 
Hipótese: Se o alimento for tratado 
de modo a destruir todos os 
organismos vivos presentes 
(esterilização) ele não apodrecerá. 
Método: Utilização de calor para 
eliminar os microrganismos 
contaminantes, seguido por 
vedação do frasco. 
Resultados: Aquecimento extensivo 
de uma solução nutriente, seguido pela 
sua vedação, impede que a mesma 
entre em putrefação. 
Microbiologia no 
contexto histórico 
“ O ar fresco é necessário para a ocorrência do 
fenômeno” 
Defensores da geração espontânea 
Microbiologia no 
contexto histórico 
Microbiologia no 
contexto histórico 
Desenvolvimento de 
vacinas contra cólera 
aviária, antraz e raiva. 
(1885) Primeira 
administração de uma 
vacina antirrábica em ser 
humano. 
Louis Pasteur 
Microbiologia como ciência 
independente 
Alguns microrganismos causam doenças 
Século XVI Doença 
transmitida 
de um 
indivíduo 
doente a 
um 
indivíduo 
sadio. 
Microbiologia como ciência 
independente 
Século XVI Doença 
transmitida 
de um 
indivíduo 
doente a 
um 
indivíduo 
sadio. 
Como ter uma prova definitiva? 
 
 
Robert Kock (1843-1910) 
Microbiologia como ciência 
independente 
Antraz 
Bactéria formadora 
de endósporos 
(Bacillus anthracis) 
Bactérias sempre 
presentes no sangue 
de um animal que 
estava morrendo da 
doença. 
Causa e efeito? 
Microbiologia como ciência 
independente 
Quando uma pequena 
quantidade de sangue de 
um animal doente é 
injetado em um sadio, 
este desenvolve a doença.. 
Se o sangue do 2º 
animal é injetado em 
um 3º, este também 
desenvolve a doença. 
Cultivo de bactérias em meio 
de cultura. Após várias 
transferências em meio de 
cultura laboratorial, as 
bactérias ainda causavam a 
doença quando inoculadas 
em animal sadio. 
Microbiologia como ciência 
independente 
Microbiologia como ciência 
independente 
Microbiologia como ciência 
independente 
Microbiologia como ciência 
independente 
ANO DESCOBERTA 
1796 Jenner cria uma vacina para varíola 
1847 Semmelweiss estabelece a causa da febre puerperal 
1865 Lister introduz técnicas antissépticas 
1881 Kock usa ágar para obter uma cultura pura 
1929 Fleming descobre a penicilina 
1983 Luc Montaigner e Robert Gallo anunciam a descoberta do HIV 
1995 Anúncio da primeira sequencia completa de um genoma 
bacteriano Haemophilus influenzae. 
Outros fatos importantes 
Fortalecimento de outras áreas da 
microbiologia 
• A partir do século XX 
Diversidade 
microbiana 
do solo e 
água 
Processos 
Metabólicos 
realizados 
pelos 
organismos 
Taxonomia 
Estudos 
moleculares 
Fortalecimento de outras áreas da 
microbiologia 
• Martinus Beijerinck (1851-1931) 
Agente infeccioso era menor que uma bactéria e incorporava-se às 
células de uma planta hospedeira viva- VÍRUS 
Fortalecimento de outras áreas da 
microbiologia 
• Martinus Beijerinck (1851-1931) 
Criação de culturas de 
enriquecimento Isolamento de 
Azobacter do solo. 
Fortalecimento de outras 
áreas da microbiologia 
Sergei Winogradsky (1856-1953) 
Bactérias 
catalisam 
transformações 
importantes na 
natureza 
QUIMIOLITOTROFIA 
Oxidação de 
compostos inorgânicos 
para geração de 
energia. 
Organismos 
disseminados na 
natureza e obtém 
carbono do CO2. 
Subdivisões da microbiologia 
Ênfase Subdisciplina Foco 
Básica 
Fisiologia microbiana Nutrição, metabolismo 
Genética microbiana Genes, hereditariedade e 
variação genética 
Bioquímica microbiana Enzimas e reações químicas 
nas células 
Sistemática microbiana Classificação e nomenclatura 
Virologia Vírus e partículas subvirais 
Biologia molecularÁcidos nucléicos e proteínas 
Ecologia microbiana Diversidade microbiana e 
atividade em habitats naturais, 
biogeoquímica. 
Genômica Sequenciamento genômico e 
análises comparativas. 
Subdivisões da microbiologia 
Ênfase Subdisciplina Foco 
Aplicada 
Microbiologia médica Doenças infecciosas 
Imunologia Sistema imune 
Microbiologia agrícola/do solo Diversidade microbiana e 
processos do solo. 
Microbiologia industrial Produção em larga escala de 
antibióticos, álcool e outros 
produtos químicos. 
Biotecnologia Produção de proteínas 
humanas por microrganismos 
geneticamente modificados. 
Microbiologia aquática Processos microbianos em 
águas e efluentes, segurança da 
água potável. 
Importância 
D
es
en
v
o
lv
im
en
to
 d
a
 
m
ic
ro
b
io
lo
g
ia
 Controle e tratamento 
de doenças 
Vacinas e 
medicamentos 
Tratamento de água e 
esgotos. 
Importância 
Ambiental Industrial 
Agrícola Medicina 
Importância 
Ambiental 
Como os 
microrganismos 
afetam o planeta e 
a atmosfera? 
Ciclagem de nutrientes 
Decompositores 
Importância 
Importância 
Industrial 
Primeira utilização de 
microrganismos foi no 
preparo e conservação de 
alimentos: pães, vinhos e 
queijos; 
 
Controle de qualidade: 
análises microbiológicas 
desde a obtenção da 
matéria prima até o 
produto final. 
Importância 
Importância 
Agrícola 
Proteção de animais e 
plantas contra proliferação 
de microrganismos; 
 
Microrganismos podem 
ser utilizados em controle 
biológico de insetos; 
 
Aumentam a fertilidade do 
solo; 
 
Suplementos alimentares. 
Importância 
Importância 
Importância 
Medicinal 
Criação de novos 
fármacos; 
 
Proliferação de doenças. 
Importância 
Penicilina 
Alexander Fleming 
Penicillium notatum 
Peste Negra 
Disseminou-se pela 
Europa a partir do 
século XIV 
Matou cerca de 1/3 da 
população europeia. 
Peste 
Negra 
Peste 
Negra