Encontro 2 e 3 Características bacterianas

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Microbiologia e Imunologia
Aplicadas a 
Medicina Veterinária
Prof. Me Dr Tiago Ladeiro de Almeida
Encontros 2 e 3: Características 
bacterianas Prof. Me Dr Tiago Ladeiro de Almeida
Características Bacterianas
Classificação segundo necessidade de oxigênio
Aeróbios obrigatórios
Precisam de oxigênio
Anaeróbios obrigatórios
Não podem crescer em presença do ar e não utilizam oxigênio para as reações de produção de energia
Anaeróbios facultativos
Crescimento aeróbio e anaeróbio, maior na presença de oxigênio
Anaeróbios aero-tolerantes
Pequena quantidade de oxigênio
Crescimento anaeróbio (fermentação), mas não é inibido pela presença de oxigênio
Microaerófilos
Características Bacterianas
Classificação segundo necessidade de oxigênio
Aeróbios obrigatórios
Anaeróbios obrigatórios
Anaeróbios facultativos
Anaeróbios aero-tolerantes
Microaerófilos
Características Bacterianas
Existem três faixas de temperatura importantes:
Temperatura mínima: abaixo desta não há crescimento
Temperatura máxima: acima desta não há crescimento
Temperatura ótima: crescimento maximizado
Classificação segundo faixa de temperatura
Características Bacterianas
Classificação segundo faixa de temperatura
Desta forma classificamos os micro-organismos em:
Psicrotrófos (Psicrófilos facultativos): Topt: ~20-30oC, Tmax: ~35oC
Mesófilos: Topt ~20-45oC, Tmax: ≤45oC
Termófilos: Topt ~55-65oC, Tmin: ≥45oC
Hipertermófilas: Topt ~80-113oC, Tmin: ≥45oC
Psicrófilos: Topt: ≤15oC, Tmax: ~20oC
Características Bacterianas
Classificação segundo faixa de temperatura
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Bactérias se multiplicam de forma assexuada e por divisão binária
Uma célula se divide formando duas.
Aumento se dá em progressão geométrica com razão igual a q=2.
Tempo para que uma bactéria se divida = “Tempo de Geração”
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Bipartição ou Cissiparidade
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Bipartição ou Cissiparidade
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Entendendo o tempo de Geração
Número de Células: 1 2 4 8 16 32 64 128 256 ...
Exponencial: 20 21 22 23 24 25 26 27 28 ...
Exemplos: uma bactéria produz 16 novas em 4 gerações
Exemplos: uma bactéria produz 256 novas em 8 gerações
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Variação no tempo de geração:
Varia de 20 minutos (Escherichia coli) a 24h (Mycobacterium tuberculosis)
Espécie da bactéria
Quantidade de nutrientes
Varia com:
Temperatura
pH
Outros fatores ambientais
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Quatro fases principais no ciclo de crescimento
Fase Lag
Fase Log
Fase Estacionária
Fase de Morte
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Quatro fases principais no ciclo de crescimento
Fase Lag
Fase Log
Fase Estacionária
Fase de Morte
Intensa atividade metabólica
Não há divisão celular
Pode durar de alguns minutos a horas
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Quatro fases principais no ciclo de crescimento
Fase Lag
Fase Log
Fase Estacionária
Fase de Morte
Fase de logaritmo
Rápida divisão celular
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Quatro fases principais no ciclo de crescimento
Fase Lag
Fase Log
Fase Estacionária
Fase de Morte
Depressão de nutrientes ou presença de produtos 
tóxicos diminuem o crescimento
Número de células produzidas = número de células 
mortas
Steady State: fase de equilíbrio
Características Bacterianas
Curva de Crescimento Bacteriano
Quatro fases principais no ciclo de crescimento
Fase Lag
Fase Log
Fase Estacionária
Fase de Morte
Fase Final
Declínio no número de bactérias viáveis
Características Bacterianas
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Qualquer processo de transferência de fragmentos de DNA de uma célula para 
outra
DNA doador se combina com o DNA receptor
Cromossomos com misturas de genes
Cromossomos recombinados transmitidos na cissiparidade
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Modos de transmissão de DNA
Transformação
Transdução
Conjugação
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Modos de transmissão de DNA
Transformação
Transdução
Conjugação
Bactéria absorve moléculas de DNA dispersas no meio e as 
incorpora à cromatina
DNA proveniente de, por exemplo, bactérias mortas
Ocorre espontaneamente
Engenharia genética: método para introduzir genes 
diferentes em bactérias
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Modos de transmissão de DNA
Transformação
Transdução
Conjugação
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Modos de transmissão de DNA
Transformação
Transdução
Conjugação
Moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra 
usando vírus como vetores (bacteriófagos)
A se montar dentro das bactérias, podem eventualmente 
incluir pedaços de DNA da bactéria que lhes serviu de 
hospedeira
Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA 
bacteriano o transfere junto com o seu
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Modos de transmissão de DNA
Transformação
Transdução
Conjugação
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Modos de transmissão de DNA
Transformação
Transdução
Conjugação
Pedaços de DNA passam diretamente de uma bactéria 
doadora, o "macho", para uma receptora, a "fêmea"
Acontece por tubos protéicos, chamados pili
Fragmento de DNA transferido se recombina com o 
cromossomo da bactéria "fêmea", produzindo novas 
misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas 
na próxima divisão celular
Características Bacterianas
Reprodução Sexuada
Modos de transmissão de DNA
Transformação
Transdução
Conjugação
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Físicos
Temperatura
Químicos
pH
Pressão Osmótica
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Físicos
Temperatura
pH
Pressão Osmótica
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Físicos
Temperatura
pH
Pressão Osmótica
Neutrófilas: Crescem melhor em pH neutro (5,5 – 8,5)
Bactérias acidófilas – pH mais ácido (0 – 5,5)
Fungos crescem em pH mais ácido que bactérias
Bactérias alcalófilas – pH mais básico (8,5 – 10)
Bactérias alcalófilas extremas – pH > 10
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Físicos
Temperatura
pH
Pressão Osmótica
Pressão Osmótica:
Força com a qual um solvente se movimenta de uma 
solução menos concentrada para uma mais concentrada, 
através de uma membrana semi-permeável
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Físicos
Temperatura
pH
Pressão Osmótica
Muitas bactérias são capazes de viver em meios 
hipotónicos
Em ambiente hipertónico: perdem água e sofrem 
plasmólise
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Físicos
Temperatura
pH
Pressão Osmótica
Bactérias halófilas: [NaCl] 3%
Bactérias halófilas extremas: [NaCl] 15-30%
Bactérias halotoletrante: toleram certa concentração de 
sal, mas apresentam crescimento ótimo em sua ausência
Bactérias não halófilas: não toleram altas concentrações
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Físicos
Temperatura
pH
Pressão Osmótica
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Químicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Necessário para a síntese de todos os compostos
orgânicos necessários para a viabilidade celular
Fontes de Carbono
Compostos Orgânicos CO2
Bactérias 
Heterotróficas
Bactérias Autotróficas
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacterianoQuímicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Fontes de Energia
Compostos Químicos Luz
Bactérias 
Quimiotróficas
Bactérias Fototróficas
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Químicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Parte essencial dos Aminoácidos
Fontes de Nitrogênio
Captado do Ambiente
Bactérias fixadoras de N2: energia
Respiração anaeróbia: liberação de N2 para atmosfera
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Químicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Químicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Químicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Enxofre
Aminoácidos: cisteína, cistina, metionina
Vitaminas: Tiamina e Biotina
Fósforo
Síntese de Ácidos Nucléicos
Fosfolipídios das membranas celulares
ATP
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Químicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Em pequena quantidade
Elementos minerais essenciais para atividade de algumas 
enzimas
Geralmente presentes na água
Exemplo: molibdênio: fixação do nitrogênio
Características Bacterianas
Fatores que interferem no crescimento bacteriano
Químicos
Carbono
Nitrogênio
Enxofre
Fósforo
Oligoelementos
Oxigênio
Micro-organismos Aeróbios
Micro-organismos Anaeróbios
Micro-organismos Facultativos
Micro-organismos Microaerófilos
Características Bacterianas
Fatores que interferem no metabolismo bacteriano
Intrínsecos ou Implícitos
Explícitos
Características Bacterianas
Fatores que interferem no metabolismo bacteriano
Intrínsecos ou Implícitos
Temperatura de ConservaçãoExplícitos
Características físico-químicas do ambiente onde 
estão presentes os nutrientes para as bactérias.
Umidade relativa do ar
Gases atmosféricos
Características Bacterianas
Fatores que interferem no metabolismo bacteriano
Intrínsecos ou Implícitos
Propriedades fisiológicas que permitem a um 
micro-organismo poder se desenvolver frente aos 
fatores explícitos
Explícitos
Características genotípicas e fenotípicas
Características das relações ecológicas
Características Bacterianas
Nutrição e Metabolismo Bacterianos
Compostos Inorgânicos
Compostos Orgânicos Micro-organismos diferem em sua capacidade de 
utilizar substratos como fontes de nutrientes
Diferenças ditadas pelo seu metabolismo e 
sistemas enzimáticos
Ditado pelo seu código genético celular
Características Bacterianas
Nutrição e Metabolismo Bacterianos
Compostos Inorgânicos
Matéria orgânica de um ambiente é fator limitante 
para micro-organismos heterotróficos
Compostos Orgânicos
Copiotróficos: necessitam de elevadas 
concentrações de compostos orgânicos
Oligotróficos: se desenvolvem apenas em 
concentrações diminutas de compostos orgânicos
Pelagibacter ubique
1028 indivíduos
10000000000000000000000000000
10 octilhões de indivíduos
Características Bacterianas
Nutrição e Metabolismo Bacterianos
Compostos Inorgânicos
A forma química do elemento dita se será nutriente 
ou inibidor para o crescimento bacteriano.
Compostos Orgânicos
O2, CO2, CO, H2, N2, N2O, H2S
S, NH4+, Fe2+, Fe3+, Mg2+, Ca2+, Si, Na+, K+, Bo, Co, 
Cu2+, Mn, Mo, Vn, Ni, Zn2+, Hg, Cd e Pb; os anions
fosfato, carbonato, bicarbonato, sulfureto, sulfato, 
nitrito, nitrato, cloreto, clorato, brometo, fluoreto, 
silicato, selenito e arsenato.
Metais pesados essenciais em concentrações vestigiais
Características Bacterianas
Nutrição e Metabolismo Bacterianos
Conjunto de reações químicas
Anabolismo
Catabolismo
ENERGIA QUÍMICA
Características Bacterianas
Nutrição e Metabolismo Bacterianos
Características Bacterianas
Oxidação e Redução
e- e-
Características Bacterianas
Adição de Fosfato a um grupo Químico
ATP gerado quando P é transferido diretamente de um composto
Fosforilação em Nível de Substrato
Fosforilação Oxidativa
Fotosforilação
Elétrons são transferidos de compostos orgânicos para um grupo de carreadores
Cadeia de transporte de elétrons que converte energia luminosa em química
Características Bacterianas
Respiração Aeróbica e Anaeróbica
Aceptor final de Elétrons é o Oxigênio.
Respiração Aeróbica
Respiração Anaeróbica
Não usa oxigênio, gerando menos energia
Características Bacterianas
Processos
Respiração Celular
Fermentação do Ácido Lático
Fermentação Alcoólica
Características Bacterianas
Meios de Cultura
Material nutriente preparado para o crescimento de micro-organismos em laboratório.
Micro-organismos introduzidos em um meio de cultura são chamados de inóculo.
Micro-organismos que crescem dentro ou sobre um meio de cultura são denominados de 
cultura
Massa visível de células bacterianas teoricamente
originada do crescimento uma única célula são 
denominadas colônias
Características Bacterianas
Meios de Cultura
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto ao estado físico
Líquido
Semi-sólido
Sólido
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto ao estado físico
Líquido
Sólido
Semi-sólido
Difícil identificar todos os tipos 
de organismos
Amostras sanguíneas ou água
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto ao estado físico
Líquido
Sólido
Semi-sólido
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto ao estado físico
Líquido
Sólido
Semi-sólido
Características Bacterianas
Meios de Cultura: ClassificaçõesQuanto à Finalidade
Tipo Finalidade
Quimicamente 
Definido
Crescimento de quimioautotróficos e fotoautotróficos; ensaios
microbiológicos
Complexo Crescimento da maioria dos quimio-heterotróficos
Redutor Crescimento de anaeróbios obrigatórios
Seletivo Supressão de micro-organismos indesejados; favorecimento dos 
micro-organismos de interesse
Diferencial Diferenciação dos micro-organismos de interesse dos outros
Enriquecimento Similar ao seletivo, mas elaborado para aumentar o número de 
micro-organismos de interesse até níveis detectáveis
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto à Composição
Meio Quimicamente Definido
Meio Complexo
Composição química exata 
conhecida
Composição química exata 
desconhecida
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto à Composição
Meio de Enriquecimento (Enriquecido)
Caldo ou meio sólido que contém um suprimento de nutrientes especiais que promovem o 
crescimento de organismos fastidiosos.
Ágar-chocolate Caldo Brain Heart Infusion
Caldo Tetrationato
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto à Composição
Meio Redutor
Adição de Tioglicolato de sódio ao meio para remover todo oxigênio e cultivar anaeróbios 
obrigatórios
Ágar-Tioglicolato
Jarras de 
Anaerobiose
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto à Composição
Meio Seletivo
Favorece o crescimento de bactéria de interesse e impede crescimento de outras
Ágar Thayr-Martin
Ágar Cetrimida
Características Bacterianas
Meios de Cultura: Classificações
Quanto à Composição
Meio Diferencial
Análise de Hemólise: algumas bactérias produzem exotocinas que rompem hemácias
Ágar Sangue (5% de 
sangue de carneiro)
Alpha, Beta e 
Gamma hemolisinas
Características Bacterianas
Meios de Contagem Diretos: Método de Espalhamento
Características Bacterianas
Meios de Contagem Diretos: contagem em Placa
Características Bacterianas
Meios de Contagem Indiretos: Turbidimetria
Características Bacterianas
Contador de 
Colônias Digital
Características Bacterianas
Dúvidas?