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Micro-organismos: encontrados em todos os ambientes

Benefícios da presença dos micro-organismos no ambiente

•Ciclagem de nutrientes no ambiente (decompositores de matéria orgânica)

•Geração de energia (combustíveis)

•Processos biotecnológicos (alimentos, vacinas, medicamentos, etc)

•Biorremediação (tecnologias limpas)

• Produção de proteína unicelular

• Produção de inseticidas

• Produção de vacinas

• Produção de antibióticos

• Produção de etanol

• Produção de ácidos orgânicos: ácido acético (vinagre); ácido lático; ácido propiônico; ácido cítrico; ácido glucônico

• Produção de aminoácidos - lisina, ácido glutâmico

• Produção de enzimas

• Produção de solventes

• Produção de polissacarídeos

• Produção de lipídeos

• Produção de alimentos por fermentação lática : picles, azeitona, queijo, chucrute, iogurte

Produção de substâncias de interesse

biotecnológico

• Produção de substâncias de interesse e processos biotecnológicos (industrial ou ambiental)

Crescimento Microbiano: Nutrição e

Metabolismo Microbiano

Influência de diferentes fatores:Químicos: nutricionaismacronutrientes (Carbono, Nitrogênio) e micronutrientes (Cu, Co, Zn, Mg, Ca, P, S, entre outros)Físicos (Temperatura, aeração, pH)

Água

• Solvente universal : nutrição celular e reações enzimáticas

• Regulação da pressão osmótica

• Temperatura:•Psicrófilos (~ 10 ºC)

•Mesófilos (~ 28 ºC)

•Termófilos (~ 45 ºC)

Oxigênio atmosférico

• Não é considerado nutriente

• Receptor de elétrons na respiração: Aeróbios, microaerófilos, facultativos, anaeróbios restritos

TOLERÂNCIA AO OXIGÊNIO

MICRO-

ORGANISMO

NUTRIENTES

PREPARO DO MEIO DE

FERMENTAÇÃO

FERMENTAÇÃO

TRATAMENTO

PRODUTO

Produto microbiano é

gerado através de

processos metabólicos

como a FERMENTAÇÃO

Micro-organismos

•PROCARIOTOS• Bactérias

•EUCARIOTOS• Fungos

• Leveduras (unicelulares)

• Filamentosos (pluricelulares)

• Algas• Protozoários

• As células bacterianas são caracterizadas morfologicamente

por forma, arranjo e tamanho.

Bactérias

COCOS (esféricas): grupo mais homogêneo

células menores (0,8-1,0 µm).

Arranjos:

Diplococos: cocos agrupados aos pares.

Estreptococos: cocos agrupados em cadeias.

Estafilococos: cocos em grupos irregulares, lembrando cachos de uva.

Tétrades: agrupamentos de quatro cocos.

Sarcina: agrupamentos de oito cocos em forma cúbica.

FORMA E ARRANJO

BASTONETES (Bacilos)• células cilíndricas

• grande variação na forma e tamanho

- Diplobacilo: bastonetes agrupados aos pares.

- Estreptobacilos: bastonetes agrupados em cadeias.

- Paliçada: bastonetes alinhados lado a lado como palitos de fósforo.

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FORMAS de TRANSIÇÃOQuando os bacilos são muito curtos, podem se assemelhar aos cocos, sendo então chamados de cocobacilos (Ex: Brucella melitensis). Quando as formas espiraladas são muito curtas, assumindo a forma de vírgula, eles são chamados de vibrião (Ex: V. cholerae).

HELICOIDAIS ou ESPIRALADAS

•caracterizados por células de

forma espiral:

•- Espirilos e espiroquetas

Ex: Aquaspirilium, Treponema

pallidum, Treponema denticola.

CITOLOGIA BACTERIANAPartes essenciais

• membrana plasmática:

• parede celular

• citoplasma : apresenta granulações de natureza diversa (glicogênio, gordura, enxofre, ferro).

• Mesossomo: respiração celular

• ribossomo: síntese proteica

• nucleóide

Partes variáveis

• plasmídios : DNA extra-cromossomo

• pilli ou fímbrias : ~ cílios , utilizados para fixação ao substrato

• flagelos: locomoção das bactérias

• cápsula: envoltório da parede celular de certas bactérias de natureza química variável

PAREDE CELULAR BACTERIANA

• Estrutura rígida

• Confere forma para a bactéria

• Controle da pressão osmótica da célula

• Composição: PEPTIDEOGLICANO (heteropolissacarídeo com aminoácidos ligados)

• Composição e estrutura diferem bactérias em Gram positivas e Gramnegativas

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Coloração de Gram

• desenvolvida em 1884 pelo médico dinamarquês Christian Gram

• coloração diferencial : permite dividir as bactérias em duas classes ( Gram+ e Gram- )

• métodos de coloração mais aplicados em Bacteriologia

• ferramenta essencial na classificação e diferenciação de bactérias.

• baseia-se na estrutura e composição da parede celular de bactérias

• Classificação bacteriana: diferenças morfológicas

Princípio da Coloração: retenção ou

liberação do corante violeta genciana

Dependência da Composição da Parede

Celular Bacteriana

Bactérias Gram positivas

Bacillus subtilis

Streptococcus faecalis

Bactérias Gram negativas

Escherichia coli

Aplicações da Coloração de Gram:

• Isolamento e identificação inicial de bactérias para diversas aplicações:

AMBIENTAL: biorremediação, biosensoresINDUSTRIAL: produção de alimentos, medicamentos

• Controle de qualidade: contaminação de alimentos industrializados (Clostridium)contaminação de usinas de álcool(Bacillus)

• Detecção de contaminação em suprimentos hospitalares (Staphylococcus, Bdellovibrio, Escherichia coli)

• Identificação de bactérias do solo (participação nos sistemas biológicos): Rhizobium , Agrobacterium, Azospirillum

FUNGOS

Eucariotos unicelulares (leveduras) ou pluricelulares (fungos

filamentosos)

Capacidade de biodegradar várias substâncias como açúcar,

ácidos orgânicos, amido, celulose, lignina

Saprófitas (material em decomposição) e parasitas.Associações com outros organismos: raízes de plantas

(micorrizas) ou com algas (líquens) .

Exemplos de leveduras: Saccharomyces cereviseae, Candida

albicans

Exemplos de fungos filamentosos: Ganoderma, Penicillium,

Rhizopus, Aspergillus, Rhizoctonia, Fusarium, Alternaria, Mucor,

Trichoderma

Cogumelos: estrutura macroscópica de

alguns tipos de fungos

colônias de fungos filamentosos

Cogumelos comestíveis

Agaricus blazei Shiitake: Lentinula edodes

Pleurotus sp.Champignons: Agaricus bisporus

Nematóide

envolvido por hifa

fúngica

Controle Biológico

M. E.V.

CAUSADORES DE DOENÇAS EM HUMANOS

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CONTROLE DO CRESCIMENTO

MICROBIANO

CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANOPrevenir a transmissão de doenças (humanas, animais e vegetais)

Evitar a decomposição de alimentos

Evitar a contaminação da água e do ambiente

Preparar meios de cultura para crescimento de micro-organismos de interesse

Laboratórios Clínicos e de Pesquisa: isolamento de micro-

organismos p/ obtenção de culturas puras

Preparo de meios de cultivo para o crescimento dos micro-

organismos

Esterilização de agulhas, seringas e outros equipamentos

Ambiente Doméstico: alimentos, roupas, móveis

Industrias Alimentícia e Farmacêutica: alimentos

contaminados

Ambientes Públicos: p. ex. escolas, metrôs, aeroportos

( controle de epidemias e endemias).

Ambiente Hospitalar: infecções intrahospitalares

ONDE DEVE SER REALIZADO

Agentes Físicos e Químicospossuem propriedades de matar a

célula microbiana ou de impedir a sua reprodução.

Morte: perda irreversível da capacidade de reprodução.

Bacteriostáticos:

Agem na estrutura microbiana, evitando sua

multiplicação

Bactericidas:

São agentes que matam os micro-organismos

(degradação de lipídios e proteínas de mb, desnaturação

de enzimas)

Agentes FísicosAlta temperatura na presença de Água

(calor úmido): Autoclavação (autoclave)- BACTERICIDA

Fervura - bacteriostático

Desinfecção de alimentos e outros casos que não suportetemperatura acima de 100 ºC.

Pasteurização - bacteriostático

Utilizado na industria de leite, vinhos, cerveja etc

Consiste em levar o material a um aquecimento moderado

por um tempo determinado com posterior resfriagem rápida

•Baixa temperatura: redução das reações químicas

Conservação de alimentos, drogas e culturas

(bacteriostático)

Congelamento: abaixo de 0 oC

Refrigeração: 0 a 7 oC

Liofilização: remoção da água por vácuo à baixa temperatura (- 40 oC)

Radiações:

não ionizantes: ultravioleta (superfície de materiais)

Filtração: acetato de celulose ou nitrocelulose:

filtragem de toxinas, enzimas e vacinas que se alteram

com o calor

Câmara de

Fluxo

Laminar

(Radiação)

autoclaves

Filtração

-Alta toxicidade para os micro-organismos(principalmente em temperatura ambiente)

-Solúvel em água-Estabilidade elevada-Inócuo para o homem e animais-Capacidade de penetração-Não ser corrosivo nem manchar

PROPRIEDADES DE UM AGENTE QUÍMICO IDEAL:

AGENTES QUÍMICOS Agentes QuímicosHipoclorito de sódio: desinfecção em solução aquosa a 1%

(10.000 ppm). Atua no sistema enzimático

Álcool Etílico: antisséptico e desinfetante

desnaturação de proteínas (ação na membrana)

Fenóis sintéticos: antiséptico ou desinfetante. Em baixas

concentrações: sprays para garganta, escovações

cirúrgicas.

Iôdo: bactericida, fungicida, alguns vírus

Compostos Metálicos: cobre, prata, mercúrio

usos na agricultura e medicina

desnaturação de proteínas (enzimas)

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• Quais os grupos de micro-organismos encontrados no meio

ambiente?

• Que tipos de formas existem para bactérias?

• Diferencie organismos aeróbicos, anaeróbicos restritos e anaeróbicos

facultativos.

• O que significa controle do crescimento microbiano? Qual sua

importância?

• Como podem ser classificados os micro-organismos em relação a

temperatura em que são encontrados?

• Como pode ser realizado o controle de crescimento de micro-

organismos?

• O que significa peptidioglicano? Onde é encontrado?

• Quando uma substância que é utilizada no controle microbiano pode

ser diferenciada em bactericida ou bacteriostática?

• Qual a importância da coloração de Gram? Como pode ser aplicada?

• O que tem que apresentar uma substância para ser considerada como

um agente químico ideal?

EXERCÍCIOS