Bactérias e Fungos Resumo

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<p>1 BACTÉRIAS E FUNGOS RESUMO</p><p>1. Introdução à Microbiologia</p><p>1.1.1 Aspectos Históricos da Microbiologia</p><p>Microbiologia - ramo da Biologia que estuda os microrganismos, que incluem</p><p>bactérias, vírus, fungos, protozoários e algas.</p><p>Século XIX – Lois Pasteur: Teoria do Germe da Doença: microrganismos eram</p><p>a causa de muitas doenças. Também desenvolveu a Pasteurização - processo que</p><p>usa calor para matar bactérias em alimentos e bebidas.</p><p>Robert Koch – desenvolvimento de técnicas para isolar e cultivar bactérias em</p><p>cultura pura. Permitiu a identificação de microrganismos causadores de doenças</p><p>específicas. Postilados de Koch - conjunto de diretrizes para provar que um</p><p>determinado microrganismo causa uma doença específica.</p><p>Século XX – Alexander Fleming – penicilina em 1928.</p><p>Hoje – Novas tecnologias - edição de genes e Biologia sintética, o campo está</p><p>prestes a continuar fazendo contribuições significativas para a Ciência e a Sociedade</p><p>no futuro (MADIGAN et al., 2018, p. 47).</p><p>2. Microscopia, Estrutura Celular e Diversidade Estrutural dos</p><p>Microrganismos</p><p>Microscopia – permite os cientistas observar e estudar a estrutura e a</p><p>diversidade dos microrganismos.</p><p>Microrganismos – diversos, incluem bactérias, fungos, protozoários, vírus e</p><p>algas. Apesar de sua diversidade, todos compartilham certas características, como</p><p>tamanho pequeno e estrutura celular simples.</p><p>Bactérias – procariontes - não têm um núcleo e outras organelas ligadas à</p><p>membrana. Estrutura celular simples - um único cromossomo circular, ribossomos e</p><p>uma parede celular. Podem ser classificadas, em diferentes formas, como cocos,</p><p>bacilos e espirilos, que podem ser observadas usando microscopia de luz.</p><p>Fungos - organismos eucarióticos com estruturas celulares complexas. Têm um</p><p>núcleo, outras organelas ligadas à membrana e uma parede celular feita de quitina.</p><p>Os fungos podem ser classificados em leveduras e bolores, que têm diferentes</p><p>estruturas celulares.</p><p>Protozoários - organismos eucarióticos unicelulares com estruturas celulares</p><p>complexas. Têm um núcleo, outras organelas ligadas à membrana e podem ter cílios</p><p>ou flagelos para o movimento. Classificados: base no seu modo de nutrição, como</p><p>autótrofos, heterótrofos ou mixotróficos.</p><p>Vírus – não são organismos vivos, mas são microrganismos. Têm um núcleo</p><p>de ácido nucleico cercado por uma capa de proteína e, às vezes, um envelope. Os</p><p>vírus só podem se replicar dentro de uma célula hospedeira e sua estrutura pode ser</p><p>observada usando microscopia eletrônica.</p><p>Algas - organismos eucarióticos que podem ser unicelulares ou multicelulares.</p><p>Têm um núcleo, outras organelas ligadas à membrana e cloroplastos para a</p><p>fotossíntese. As algas podem ser classificadas, ainda, com base em seu tipo de</p><p>pigmento e estrutura celular.</p><p>Microscopia – avanço da compreensão da estrutura celular e da diversidade de</p><p>microrganismos. Permite aos cientistas observar as diferentes formas, tamanhos e</p><p>estruturas dos microrganismos e classificá-los com base em suas características.</p><p>Acima – Célula de Procarióticos</p><p>3. Nutrição Microbiana e Cultivo de Microrganismos</p><p>Fornecer informações sobre como os microrganismos obtêm nutrientes e como</p><p>podem ser cultivados em condições de laboratório para estudos posteriores.</p><p>Microrganismos podem obter nutrientes de diferentes maneiras. Autotróficos e</p><p>Heterotróficos. Autotróficos - podem produzir seus próprios compostos orgânicos a</p><p>partir de fontes inorgânicas, como dióxido de carbono e água. Classificação:</p><p>• Fotoautotróficos – luz como fonte de energia;</p><p>• Quimioautotróficos – obtêm energia de produtos químicos inorgânicos.</p><p>Heterotróficos – Não produzem seus próprios compostos orgânicos. Dependem</p><p>de matéria orgânica como fonte de energia. Classificação:</p><p>• Fotoheterotróficos – usam luz e matéria orgânica;</p><p>• Quimioheterotróficos – obtêm energia da matéria orgânica.</p><p>Microrganismos cultivados em laboratório – diferentes meios que fornecem os</p><p>seus nutrientes necessários para seu crescimento.</p><p>Meios à base de Ágar – comuns, fornecem uma superfície sólida para o</p><p>crescimento de microrganismos e podem ser facilmente manipulados para conter</p><p>diferentes nutrientes.</p><p>Meios líquidos – crescimento de microrganismos em suspensão.</p><p>Meios Especializados – selecionam tipos específicos de microrganismos, como</p><p>meios diferenciais, que podem distinguir entre diferentes espécies com base em suas</p><p>propriedades metabólicas.</p><p>Cultivar microrganismos em laboratório permite estudar crescimento,</p><p>metabolismo e outras propriedades. Culturas usadas em várias aplicações – produção</p><p>de enzimas, vacinas e antibióticos.</p><p>4. Reprodução e Crescimento de Microrganismos</p><p>Reprodução de Microrganismos - se reproduzem por meio de vários</p><p>mecanismos, como fissão binária, brotamento e formação de esporos. A fissão binária</p><p>é o modo mais comum de reprodução, no qual uma única célula se divide em duas</p><p>células filhas idênticas. O brotamento envolve o surgimento de uma célula-filha menor</p><p>da célula-mãe, e a formação de esporos envolve o desenvolvimento de uma célula</p><p>dormente, que pode sobreviver a condições adversas.</p><p>Crescimento microbiano – afetado por vários fatores sendo eles:</p><p>disponibilidade de nutrientes, temperatura, pH e concentração de oxigênio.</p><p>Em condições ótimas se reproduzem em suas taxas máximas.</p><p>Medição do crescimento – por técnicas como: como contagem de células,</p><p>turbidez e unidades formadoras de colônias (CFU).</p><p>• Fase lag – adaptação;</p><p>• Fase exponencial – período de crescimento máximo (reprodução);</p><p>• Fase estacionária – crescimento diminui, esgotamento de nutrientes ou</p><p>acúmulo de produtos residuais;</p><p>• Fase de morte – número de células diminuem, esgotamento de</p><p>nutrientes ou acúmulo de compostos tóxicos.</p><p>5. Taxonomia e Classificação</p><p>Classificação de bactérias - processo de organização desses microrganismos</p><p>em grupos taxonômicos com base em suas características e relações evolutivas e</p><p>grupos de bactérias. Manual de Bergey, o sistema NCBI e o Código Internacional de</p><p>Nomenclatura de Procariotos.</p><p>Sistema mais utilizado de classificação bacteriana – Manual de Bacteriologia</p><p>Sistemática de Bergey. Organização: com base nas relações evolutivas das bactérias,</p><p>determinadas por suas propriedades genéticas e bioquímicas. Divisão: dividido em</p><p>vários volumes, com cada volume focando em um grupo específico de bactérias.</p><p>National Center for Biotechnology Information (NCBI). Análise de dados</p><p>genéticos – Gene 16S rRNA. Abordagem hierárquica: espécies bacterianas com</p><p>taxonômico único, como gênero, família, ordem, classe, filo e domínio.</p><p>Comitê Internacional de Sistemática de Procariotos (ICSP) – supervisiona</p><p>nomenclatura e classificação bacteriana pelo Código Internacional de Nomenclatura</p><p>de Procariotos – regula a nomenclatura de espécies bacterianas. Fornece diretrizes</p><p>para nomear novas espécies bacterianas, bem como regras para nomear e classificar</p><p>espécies existentes.</p><p>6. Grupos de Bactérias</p><p>Firmicutes, Proteobactérias, Actinobactérias, Cianobactérias, Espiroquetas,</p><p>Chlamydiae, Bacteroidetes.</p><p>Firmicutes: é caracterizado por suas paredes celulares espessas e capacidade</p><p>de formar endosporos. Espécies benéficas e prejudiciais, como Lactobacillus,</p><p>Streptococcus e Clostridium;</p><p>Proteobactérias: inclui muitos patógenos humanos, bem como simbiontes</p><p>benéficos. Característica: capacidade de realizar vários processos metabólicos, como</p><p>a fixação de nitrogênio, incluem espécies como Escherichia coli, Salmonella e Vibrio;</p><p>Actinobactérias: capacidade de produzir antibióticos e outros compostos</p><p>bioativos. Incluem espécies como Streptomyces e Mycobacterium, que são</p><p>importantes na Medicina e na Agricultura;</p><p>Cianobactérias: fotossintéticas responsáveis por grande parte da produção de</p><p>oxigênio na Terra. Fixação de nitrogênio e incluem espécies como Anabaena e Nostoc;</p><p>Espiroquetas: morfologia em forma de espiral e inclui</p><p>espécies como</p><p>Treponema, que causa a sífilis, e Borrelia, que causa a doença de Lyme;</p><p>Chlamydiae: intracelulares obrigatórias causadoras de doenças em humanos e</p><p>animais clamídia e pneumonia. Característica: ciclo de desenvolvimento único e falta</p><p>de peptidoglicano em suas paredes celulares;</p><p>Bacteroidetes: capacidade de degradar carboidratos complexos. Inclui</p><p>espécies como bacteroides, que são importantes para a saúde intestinal humana.</p><p>7. Estrutura das Células Procarióticas</p><p>Caracterizadas por sua estrutura simples e falta de organelas ligadas à</p><p>membrana. Estrutura Básica: uma membrana celular, parede celular e matriz</p><p>citoplasmática contendo ribossomos e outras máquinas celulares.</p><p>Morfologia - varia amplamente entre as diferentes espécies e pode ser usada</p><p>como base para classificação e identificação bacteriana.</p><p>Classificação: esférica (cocos - células únicas ou organizados em grupos ou</p><p>cadeias), em forma de bastonete (bacilos - únicos ou arranjados em cadeias), em</p><p>forma de espiral (espirila - células singulares ou pareadas.) ou em forma de vírgula</p><p>(vibriões - aparência curva ou em forma de vírgula.).</p><p>Também podem ser classificadas com base na composição de sua parede</p><p>celular: Gram-positiva ou Gram-negativa.</p><p>Gram-positivas espessa camada de peptidoglicano na parede celular, ficam</p><p>roxas com a coloração de Gram.</p><p>Bactérias gram-negativas fina camada de peptidoglicano cercada por uma</p><p>membrana externa, o que as torna rosadas quando coradas coma coloração de Gram.</p><p>Algumas espécies têm - estruturas adicionais, como pili – fixação a superfícies</p><p>ou outras bactérias, flagelos – chicotes para locomoção e cápsulas - camada de</p><p>polissacarídeos que protege contra o sistema imunológico ou dessecação.</p><p>2 GENÉTICA DE MICRORGANISMOS</p><p>8. Mecanismos de Variabilidade Genética das Bactérias</p><p>Recombinação genética envolve a troca de material genético entre as células</p><p>bacterianas.</p><p>Transferência Horizontal de Genes – por transformação (as bactérias podem</p><p>pegar DNA livre do ambiente e incorporá-lo a seu próprio genoma), transdução (o DNA</p><p>bacteriano é transferido entre as células por bacteriófagos, que são vírus que infectam</p><p>bactérias) e conjugação (envolve a transferência de material genético por meio de</p><p>uma conexão física entre duas células bacterianas, mediada por um plasmídeo).</p><p>Mutação – espontaneamente ou como resultado da exposição a agentes</p><p>mutagênicos, como radiação ou certos produtos químicos. Pode levar ao</p><p>desenvolvimento de novos traços e características.</p><p>9. Conjugação</p><p>Mecanismo de transferência horizontal de genes onde o material genético é</p><p>trocado entre duas células bacterianas por meio de contato físico direto com a</p><p>transferência de plasmídeo. Durante a conjugação, a célula doadora forma um pilus</p><p>conjugativo, que se liga à célula receptora e cria um canal entre as duas células. O</p><p>plasmídeo é então transferido através desse canal do doador para a célula receptora.</p><p>10. Mutação e Transformação Bacteriana</p><p>Bactérias adquirem novos traços genéticos e se adaptam ao seu ambiente. As</p><p>mutações são alterações na sequência do DNA que podem surgir espontaneamente</p><p>ou como resultado da exposição a agentes mutagênicos, enquanto a transformação</p><p>envolve a captação do DNA do ambiente e sua incorporação ao genoma bacteriano.</p><p>A mutação bacteriana pode ocorrer por meio de vários mecanismos, como erros</p><p>durante a replicação do DNA, exposição a agentes mutagênicos, como radiação UV</p><p>ou agentes químicos mutagênicos, ou dano ao DNA causado por espécies reativas de</p><p>oxigênio ou outros estressores ambientais.</p><p>Consequência: resistência a antibióticos. Por meio de mutações que afetam os</p><p>alvos dos antibióticos, como enzimas ou proteínas envolvidas na síntese da parede</p><p>celular, ou por meio de mutações que alteram os mecanismos de transporte</p><p>bacteriano para antibióticos.</p><p>Também podem adquirir novos traços pela transformação. Esta é a absorção e</p><p>incorporação de DNA livre do ambiente no genoma bacteriano. Existem dois tipos:</p><p>natural e artificial.</p><p>O rápido surgimento de resistência aos antibióticos devido à mutação e</p><p>transformação representa um grande desafio para a saúde pública, pois limita a</p><p>eficácia dos antibióticos e aumenta o risco de infecções difíceis ou impossíveis de</p><p>tratar.</p><p>11. Antibióticos e a Resistência Microbiana</p><p>Mecanismos de Ação Microbiana</p><p>Mais conhecido: Secreção de Toxinas.</p><p>As bactérias produzem uma ampla gama de toxinas que podem ter uma</p><p>variedade de efeitos em seus hospedeiros, variando de irritação leve a</p><p>envenenamento letal.</p><p>Detecção de quórum: sistema de comunicação entre bactérias que lhes</p><p>permite coordenar seu comportamento com base na densidade populacional. Biofilme,</p><p>virulência e resistência à antibióticos.</p><p>Transformação: processo pelo qual as bactérias retiram o DNA de seu ambiente</p><p>e o incorporam em seu próprio genoma.</p><p>Transdução: transferência de material genético entre bactérias por</p><p>bacteriófagos, vírus que infectam bactérias.</p><p>Conjugação: transferência de material genético entre bactérias por contato</p><p>direto célula a célula, mediado por um plasmídeo que carrega a informação genética.</p><p>Mobilidade: flagelos, motilidade deslizante, pili.</p><p>12. Mecanismos de Resistência dos Microrganismos</p><p>Problema de saúde pública.</p><p>Produção de enzimas que inativam o antibiótico;</p><p>Alteração do sítio alvo do antibiótico: bactérias podem modificar o local-alvo de</p><p>um antibiótico, impedindo-o de se ligar de forma eficaz;</p><p>Bombas de efluxo para expulsar os antibióticos da célula – complexos de</p><p>proteínas que bombeiam antibióticos para fora da célula, reduzindo a concentração</p><p>do antibiótico dentro da célula e tornando-o menos eficaz.</p><p>Transferência horizontal de genes é a transferência de material genético entre</p><p>bactérias, seja por conjugação, seja por transformação ou transdução.</p><p>13. Morfologia dos Fungos</p><p>Grupo diversificado de organismos eucarióticos que podem ser encontrados</p><p>em praticamente todos os ambientes da Terra. Eles vêm em uma ampla variedade de</p><p>formas e tamanhos, e sua morfologia pode variar muito dependendo da espécie.</p><p>Morfologia básica: bolores e leveduras. Podendo ser ampliada quatro</p><p>categorias principais: leveduras unicelulares, bolores filamentosos, fungos dimórficos</p><p>e leveduras com pseudo-hifas.</p><p>Leveduras – fungos unicelulares se reproduzem assexuadamente por</p><p>brotamento.</p><p>Bolores – são fungos filamentosos que normalmente crescem como estruturas</p><p>multicelulares chamadas hifas.</p><p>Fungos Dimórficos – alternar entre uma forma de crescimento semelhante à</p><p>levedura e uma forma de crescimento semelhante a bolor, dependendo das condições</p><p>ambientais.</p><p>Leveduras com pseudo-hifas –são um tipo delevedura que cresce de maneira</p><p>semelhante aos fungos filamentosos, formando cadeias de células que se</p><p>assemelham a hifas.</p><p>A capacidade dos fungos de formar redes complexas de hifas permite que eles</p><p>colonizem uma ampla variedade de substratos, incluindo solo, material vegetal e até</p><p>mesmo outros organismos. Daí podem ser decompositores ou patógenos.</p><p>A morfologia dos esporos de fungos pode ser usada para identificar diferentes</p><p>espécies.</p><p>14. Contaminação Alimentar</p><p>Tipos: microbiana, contaminação química e física.</p><p>Alimentos contaminados podem causar doenças que variam de leves a graves</p><p>e, em alguns casos, podem até ser fatais. A contaminação dos alimentos pode ocorrer</p><p>em qualquer ponto do processo de produção de alimentos, do campo à mesa.</p><p>Mais comum é a microbiana – bactérias, vírus ou parasitas estão presentes nos</p><p>alimentos. Esses, podem causar uma série de doenças, incluindo cólicas estomacais,</p><p>diarreia e vômitos.</p><p>Bactérias mais comuns que causam doenças transmitidas por alimentos –</p><p>Salmonella, Listeria e E. coli.</p><p>Contaminação Química – pode ocorrer desde o cultivo até processamento e</p><p>embalagens. Característica: quando produtos químicos</p><p>nocivos, como pesticidas,</p><p>antibióticos ou metais pesados estão presentes nos alimentos.</p><p>Contaminação Física – quando objetos estranhos, como vidro, metal ou plástico</p><p>estão presentes nos alimentos. No processamento ou embalagem.</p><p>Meios de se evitar: boas práticas de higiene, como lavar as mãos, limpar</p><p>superfícies e cozinhar os alimentos na temperatura correta, podem ajudar a prevenir</p><p>a contaminação microbiana. O armazenamento e o manuseio adequados.</p><p>Alimentos mais comuns de serem contaminados: carnes e aves são</p><p>contaminados com bactérias, como Salmonella, E. coli e Campylobacter. Sintomas:</p><p>diarreia, vômito e febre. Devem ser cozidos na temperatura correta.</p><p>Frutas e vegetais também podem ser contaminados com agrotóxicos quando</p><p>ingeridos. Devem ser bem lavados para remover quaisquer pesticidas que possam</p><p>estar presentes.</p><p>Marisco e outros frutos do mar também podem ser contaminados por bactérias,</p><p>vírus e parasitas, como Vibrio, Hepatite A e Norovírus. Devem ser cozidos na</p><p>temperatura correta.</p><p>Leite e queijo também estão propensos à contaminação.</p>