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Microbiologia e Imunologia – Microbiologia Geral - Provas Dany Amaral 18.2 01.A bactéria abaixo representada é Gram-negativa e facultativa, podendo usar oxigênio como aceptor final da cadeia de transporte de elétrons. Pergunta-se: (2,0 ponto) Obs: Leia com atenção a questão e observe a figura antes de responder. a.Que estrutura(s) esta bactéria usa para a sua adesão a outras células/superfícies? Flagelo, fímbria/pili e cápsula. b. Que estrutura é responsável pela sua forma e rigidez? Explique baseado na composição química da estrutura. A parede celular é uma estrutura semirrígida encontrada em quase todas as bactérias, exceto em membros do gênero Mycobacterium. O componente principal é a peptideoglicana de 2 açúcares: N-acetilglicosamina e N-acetilmurâmico que são ligados por ligação beta-1,4, constituindo um polímero que se liga à outros por ligações de tetrapeptídeos, formando uma rede, que dá forma à célula. c. Que estruturas presentes nesta bactéria são alvos de ação dos antimicrobianos? Parede celular, ácido nucléico, ribossomos e membrana citoplasmática. d. Cite e explique um mecanismo de resistência da bactéria aos quimioterápicos? Resistência natural, bactérias gram- são naturalmente resistentes por conta de uma membrana externa que serve como barreira para antibióticos. e. Quais são os mecanismos que esta bactéria usa para produção de energia? Explique qual é o mecanismo que gera maior rendimento energético. Pode usar os mecanismos: I. respiração aeróbica, II. respiração anaeróbica e III. fermentação. O mecanismos que gera maior rendimento é a respiração aeróbica, pois o oxigênio é o aceptor final de elétrons. Nesse tipo de respiração todas as moléculas de substrato podem ser completamente oxidadas a CO2 e uma grande quantidade de ATP é gerada (38 moléculas de ATP). 02. Em relação ao Gráfico abaixo: (1,0 ponto) a. Cite o nome e explique o que está acontecendo em cada uma das fases da curva de crescimento (1, 2, 3 e 4). 1. Fase lag ou adaptação: A taxa de crescimento é zero (0), as bactérias se preparam para fazer fissão binária, sofrendo uma adaptação para reconhecer o que tem de nutrientes para que esse processo ocorra, garantindo sua sobrevivência. Microbiologia e Imunologia – Microbiologia Geral - Provas 2. Fase log ou exponencial: A taxa de crescimento é máxima e constante, onde a bactéria vai crescer exponencialmente até o tamanho máximo para utilizar os nutrientes presentes no meio. 3. Fase estacionária: A taxa de crescimento é zero (0), pois a taxa de nutrientes começa a se tornar escassa, fazendo que algumas bactérias ainda se multipliquem, porém outras começam a morrer, fazendo com que haja um equilíbrio na quantidade de bactérias. 4. Fase de morte/morte celular: As bactérias começam a morrer por falta de nutrientes, e vão continuar morrendo caso não sejam trocadas de meio de cultura, pois já não há nutrientes. b. Como as bactérias crescem e qual a importância desse processo para o estabelecimento das doenças? As bactérias crescem em crescimento exponencial (fase exponencial). É um crescimento muito mais rápido, o dobro do normal fazendo com que a doença se estabeleça mais rápido. 03. Carl Woese classificou os organismos vivos em três domínios com base na análise do RNA ribossomal. Qual foi a estratégia usada por ele? Quais são estes domínios? Quais as principais diferenças entre eles? (1,0 ponto) Ele propôs um modelo baseado em aspectos evolutivos a partir da comparação de rRNA. OS domínios são: Eukarya: Células eucarióticas, uni e multicelulares, são mais complexas, possuem organelas, núcleos individualizados; não vão conter peptideoglicanos na parede celular (quando tiverem parede). Bacteria: Células procarióticas com espécies patogênicas e não patogênicas, unicelulares; possuem parede, exceto Micoplasma. Archaea: Células procarióticas extremófilas, unicelulares, possuem parede celular mas não é formada por peptideoglicanos. 04. A aquisição de novo material genético por bactérias sensíveis a antibióticos a partir de bactérias resistentes, pode ocorrer transformação, conjugação ou transdução. Diferencie estes 03 processos. (1,0 ponto) Transformação: A transferência de gene é de forma direta, ou seja, a célula doadora liberará o seu DNA para o meio extracelular, então esse DNA livre é reconhecido pela célula receptora (que deve ser competente) que será capaz de captar e integrar esse material ao seu cromossomo. Conjugação: A transferência de gene se dá através de plasmídeos que são transferidos de uma bactéria para outra através da pili sexual, contato célula-célula, que será o canal por onde esse material genético passa. Transdução: A transferência de gene é de forma indireta, é mediada por bacteriófago (vírus que infectam bactérias). Ocorre quando o bacteriófago leva, não somente o material genético, mas também o fragmento do DNA da bactéria mobilizada. 05. Qual a diferença entre células vegetativas e endósporos? Descreva como os endósporos são formados. (1,0 ponto) O endósporo é uma forma de vida metabolicamente inértil resistente ao calor, ressecamento e adversidades ambientais. A célula vegetativa é metabolicamente ativa, convive em meio com condições favoráveis a vida e com nutrientes específicos para a bactéria. O endósporo é formado através da bactéria que, devido à escassez de nutrientes e adversidades do meio, consegue gerá-lo para sobrevivência. O endósporo se forma quando uma bactéria que seja formadora de esporos encontra um meio adverso, ela realiza o processo de esporulação, e então, quando o endósporo amadurece ocorre a lisa da célula vegetativa liberando o endósporo no ambiente. Esse endósporo é capaz de resistir a temperaturas extremas, falta de água, exposição a muitas substâncias químicas tóxicas radioativas e quando encontra um meio favorável, ocorre então a germinação estimlada pelo rompimento físico ou químico do revestimento do endósporo, permitindo a entrada de água e o recomeço do metabolismo. O endósporo é a bactéria na célula vegetativa, é como uma semente. 06. Concorde ou discorde das afirmativas abaixo para, justificando sua resposta. (1,0 ponto) a. Um tubo contendo caldo nutriente pode ser esterilizado por fervura a 100°C por 10 minutos. Discordo, pode ser esterilizado por filtração. b. Pipetas de vidro podem ser esterilizadas por autoclavação a 110°C por 10 minutos. Discordo, esterilizado em 121°C por 15-30 min. c. Um frasco contendo soro fisiológico (NaCl 0,85%) pode ser esterilizado em forno Pasteur, 180°C por 2 horas. Discordo, pode ser esterilizado por filtração. Microbiologia e Imunologia – Microbiologia Geral - Provas d. Uma tesoura cirúrgica pode ser esterilizada por irradiação ultravioleta (UV) por 15 minutos. Discordo, pode ser esterilizado por fornos ou estufas, utilizando calor seco a 180°C durante 1 ou 2 horas. 07. Como proceder para isolar e identificar uma cultura pura a partir da saliva? Como comprovar a presença de somente um microrganismo após o isolamento? (1,0 ponto) Método de esgotamento. EXPLICAR O METODO DE ESGOTAMENTO. 08. O que você diria sobre as características bioquímicas de uma cultura bacteriana que apresentasse o teste de amido e citrato positivos e o teste de SIM negativo para todas as provas? (1,0 ponto) 09. O que representa a ausência e a presença de um halo de inibição do crescimento bacteriano ao redor de um disco comercial contendo o antibiótico tetraciclina? (1,0 ponto) Se não houver um halo de inibição significa que a bactéria é resistente ao antibiótico. Se houver, é necessário medir o diâmetro e conferir uma tabela para determinar se a bactéria é sensível ou se a quantidade não foi suficiente para sensibilizá-la. 10. Função e localização de fímbrias, pili e flagelos em bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Flagelos: Responsáveis pelo movimento e se estendem da membrana plasmática até o exterior pelo movimento.Pili/fímbria: Responsáveis pela adesão e se localizam na membrana plasmática de gram+ e na membrana externa de gram-. 11. O que é toxicidade seletiva? Relacione-a com antimicrobianos. Toxicidade seletiva é a capacidade que um antibiótico ou antimicrobiano possui de afetar (matando ou reduzindo a capacidade metabólica) o microrganismo causador de doenças sem afetar as células do hospedeiro. 12. Descreva os 5 mecanismos que levam a resistência de uma bactéria. 13. Qual o melhor método de esterilização para soro e sangue? Ambos os tubos possuem substâncias termolábeis, ou seja, elas perdem suas estruturas quando colocadas em altas temperaturas. Assim, para sua esterilização, é necessário processo de filtração com filtros biológicos de materiais diversos estéreis. 14. Qual a importância de utilizar um segundo corante na coloração de Gram? O descorante (álcool 70°, éter, qualquer solução com solventes orgânicos com afinidade por lipídios) é aplicado para remoção do corante de algumas células, e, por último, é aplicado o contra – corante (fuscina) para gerar o contraste entre as células coradas (Gram-positivas) e descoradas (Gram-negativas). As bactérias gram-positivas são as coradas em roxo, pelo uso do cristal violeta, enquanto as gram-negativas em rosa coradas pela fucsina. 15. Observar as provas bioquímicas e verificar se tinha algum erro. Na questão o teste de glicose dava negativo, a prova VM dava positivo, o teste do amido dava positivo, o teste da catalase dava positivo. 16. Descreva a divisão celular da bactéria, as fases observadas durante esse processo e indique em qual fase é possível a visualização de esporos. A bactéria sofre replicação do material genético, depois sofre um alongamento da célula (quase duplica seu tamanho), tem a formação de um septo, dividindo igualmente o material genético e, então, ocorre a separação de duas células idênticas. As fases são lag, log, estacionária e morte (JÁ EXPLICADA ANTERIORMENTE). 17. Descreva o método para obtenção de uma cultura pura. Método de esgotamento. 18. Quais os tipos de mutações podem ocorrer com a alteração de uma sequência de bases nucleotídicas. E descrever um mecanismo pelo qual a bactéria transfere seu material genético para outra bactéria. Substituição ou por inserção e deleção. Transformação (JÁ EXPLICADA ANTERIORMENTE). Microbiologia e Imunologia – Microbiologia Geral - Provas 19. Um paciente com uma doença bacteriana começou a ser tratado emergencialmente com uma penicilina de primeira geração. Após a identificação do agente etiológico, fico confirmada a infecção por uma bactéria Gram-negativa. Pergunta-se: A escolha do antibacteriano foi adequada? Justifique sua resposta e descreva suscintamente o mecanismo de ação dos beta-lactâmicos. (1,5 pontos) Não foi adequada, pois a penicilina de 1ª geração tem o seu espectro de ação limitado apenas contra Gram+, pois as Gram- são naturalmente resistentes à penicilina, por conta da membrana externa das Gram -, pois a penicilina natural é muito grande para passar pelas porinas, por isso não são capazes de receber o efeito da penicilina, que é a inibição da síntese de parede celular. Os beta-lactâmicos (sendo a penicilina o principal), que possui esse nome por possuir um anel beta-lactâmico, que é o núcleo ativo do antimicrobiano, ele interage inibindo a ação das transpeptidades (enzimas que realizam as reações tetrapeptídicas), fazendo com que a bactéria não consiga estruturar a sua peptideoglicana, não vai conseguir formar a ligação entre as pontes tetrapeptídicas. 20. Qual a importância da etapa de adesão bacteriana para a formação do biofilme dental? Quais são as principais estruturas celulares envolvidas nesse processo? Explique. (1 ponto) Participa da adesão, a pili de ligação, que são prolongamentos longos e ocos, responsáveis pela adesão celular à superfície, e ele vai permitir que a bactéria fique presa naquela superfície e não seja removida de lá, e a cápsula, que é uma camada espessa ligada externamente e fortemente a parede celular, formada por polissacarídeos e peptídeos, que juntas propiciam a adesão de bactérias responsáveis pelo biofilme. 21. Como você esterilizaria os seguintes materiais listados abaixo? Não se esqueça de dizer as condições de cada um dos processos de esterilização escolhidos. (1 ponto) a. Tubo de vidro contendo soro fisiológico (NaCl 0,7%); Pelo método de filtração (empregnados para esterilizar materiais termolábeis, este método não mata os microrganismos, apenas os deixam retidos no filtro). b. Caldo nutriente contendo antibiótico penicilina; Pelo método de filtração (empregnados para esterilizar materiais termolábeis, este método não mata os microrganismos, apenas os deixam retidos no filtro). c. Pinça cirúrgica; Pelo método de autoclave (utiliza o calor na forma de vapor d’água sob pressão, desnaturando proteínas e destruindo formas vegetativas e esporuladas. É o método mais rápido: de 15 a 30 min, em comparação com o forno que também poderia ser usado, mas leva um tempo maior: de 1 ou 2 horas). d. Alça de inoculação; Pelo método de flambagem, no bico de Bunsen (o aquecimento da alça deve ser feito até que toda a alça esteja rubra). 22. Um material coletado da cavidade oral de um paciente com quadro clínico de abcesso foi levado a um laboratório de análises clínicas para cultura, identificação do microrganismo causador do quadro clínico e antibiograma. (1 ponto) a. Como proceder para o isolamento do microrganismo causador do quadro clínico, antes que a identificação do mesmo possa ser efetuada? Por que não podemos utilizar o material coletado diretamente para a cultura e diagnóstico laboratorial? Deve ser feito o método de esgotamento, que consiste em mergulhar uma alça de inoculação estéril na cultura em estudo fazer estriações em “zigue zague” muito próximas, no meio de cultura até que o material contido na alça se esgote, sem encostar uma estria na outra e nem perfurar o meio. Ao final desse processo, nas estrias da última região serão encontradas bactérias isoladas. Cada colônia será inoculada em um novo meio de cultura, e com isso serão obtidas colônias puras. O material coletado não pode ser utilizado diretamente porque ele possui culturas mistas e por isso não se pode distinguir qual dos microrganismos é o causador da patogenia, já que há diversos microrganismos. Método de esgotamento. Porque o material coletado diretamente possui culturas mistas e não se pode distinguir qual a causadora da patogenia, já que há diversos tipos de bactérias juntas. b. Após o isolamento do microrganismo, como proceder para evidenciar as características morfológicas dos mesmos? Quais as vantagens das diferentes técnicas? Após estando o microrganismo inoculado em um tubo de ensaio em um meio nutriente, deve ser feita o teste de coloração de Gram que inicia com um esfregaço e a fixação do microrganismo sobre uma lâmina, que logo deverá ser encoberta com um corante primário (normalmente cristal violeta) por 1 minuto, e então a lâmina deverá ser lavada com água destilada e depois ser adicionado o lugol também deixando agir por 1 minuto, depois essa lâmina será novamente lavada com água destilada e então será bem lavada com álcool etílico a 90% e depois novamente lavado com água Microbiologia e Imunologia – Microbiologia Geral - Provas destilada. Após isso deverá ser jogado um corante secundário (fucsina, normalmente) e deixando-o agir por 30 segundos, e ao final, a lâmina deverá ser lavada novamente com água destilada, e depois preparada para ser observada no microscópio. Também deverá ser feito as provas bioquímicas que consistem em diferentes testes químicos aplicados a meio biológicos. Podem ser feitos os testes da glicose, do manitol, o SIM, o nitrato, etc. A coloração de Gram é uma técnica para diferenciação de microrganismos através das cores, para serem observadas em microscópio óptico, para a diferenciaçãodas bactérias Gram+ (retém o 1° corante) e Gram- (retém o 2° corante). Está técnica tem a vantagem de ser simples, rápida e de baixo custo. Já os testes bioquímicos evidenciam características metabólicas e fisiológicas dos microrganismos, para que a comprovação da sua espécie seja precisa, além da sua denominação como Gram+ e Gram-. 23. Uma cultura de bactéria Gram-negativa ao ser utilizada em testes bioquímicos, visando a sua identificação, deu os seguintes resultados: ● Fermentação da glicose com produção de gás – positiva; ● Fermentação ácida mista – positiva; ● Fermentação butileno-glicólica – negativa; ● Redução do nitrato – negativa; ● Fermentação da lactose – negativa; ● Viragem do indicador de pH do meio de Hugh-Leifson (prova do tipo de metabolismo) em ambos os meios, isto é, com ou sem a camada de óleo mineral – positiva; ● Hidrólise do amido – negativa. Pergunta-se: Há alguma incoerência nos resultados dessas provas bioquímicas? Justifique a sua resposta. Que tipo de metabolismo esse microrganismo possui? Justifique a sua resposta. (1 ponto) 24. Qual a importância do antibiograma para o dentista? Como proceder para realizar esta técnica e interpretá-la? (1 ponto). O antibiograma irá servir para quando o dentista não souber qual bactéria tem causado a patogenicidade no paciente, servindo então para que ele receite o antibiótico correto. O exame consiste em utilizar um swab e mergulha-lo no meio de cultura com a bactéria do paciente inoculada, depois deve passar esse swab por toda a superfície de uma placa de petri contendo Agar. Depois coloca-se discos de antibióticos variados e específicos para os tipos de bactérias com a distância de no mínimo 3 cm um do outro para saber qual deles será capaz de matar essas bactérias e deixar encubando por 48 horas à 37°C. Depois deste tempo, o disco de antibiótico irá ter um halo de inibição de crescimento ao seu redor. E então se sabe que este antibiótico é o indicado para o tratamento. 25. Use seus conceitos sobre Citologia Bacteriana para propor um alvo celular para atuação de um antimicrobiano, justificando sua escolha e descrevendo as propriedades gerais do alvo escolhido. O alvo escolhido por mim seria a parede celular bacteriana, pois seria um antimicrobiano com alta toxicidade seletiva, devido ao fato de apenas bactérias terem sua parede celular constituída por peptideoglicana com ligações peptídicas cruzadas. Com isso as bactérias Gram+ seriam mais sensíveis do que as Gram- a esse antimicrobiano, por a primeira possuir a parede celular mais espessa. 26. Durante o desenvolvimento de estudos focados na busca por uma determinada vacina antibacteriana, você constatou que o pico de produção do antígeno bacteriano com potencial de uso correspondeu à fase de crescimento da cultura produtora onde o número absoluto de células viáveis foi máximo. Nesse contexto, pergunta-se: que fase de crescimento da cultura corresponde às características descritas acima e quais suas propriedades gerais? A fase descrita acima corresponde à fase Log ou Exponencial, durante esse período a reprodução celular encontra-se extremamente ativa, e o tempo de geração (tempo necessário para uma célula se dividir e sua população dobrar de tamanho) atinge um valor constante, é o período de maior atividade metabólica da célula, sendo o estágio preferido para fins industriais, pois o produto necessário seria produzido eficientemente. Nesse estágio, também os microrganismos são particularmente sensíveis a mudanças ambientais. Microbiologia e Imunologia – Microbiologia Geral - Provas 27. Assinale com V as afirmativas verdadeiras e com F as falsas. (V) Muitas bactérias, tanto Gram-positivas quanto Gram-negativas, apresentam no seu citoplasma além do cromossomo, moléculas de plasmídeos. Estes são constituídos por uma molécula de DNA de fita dupla, geralmente circular, cujo tamanho é variável. (F) Quando uma mutação ocorre, ela modifica a molécula de DNA, mas esta modificação não aparece nas moléculas do RNAm e do polipeptídeo correspondente. Quando uma mutação muda a sequência de códons do RNAm e a característica do código genético ser degenerado não valer para esse caso muda o aminoácido correspondente desse códon e consequentemente muda o polipeptídeo correspondente. (F) Tanto na transformação quanto na conjugação há necessidade do contato entre as células receptora e doadora para que ocorra a transferência de material genético. Na transformação não há necessidade de contato direto, porém funciona melhor quando a célula doadora e receptora são intimamente relacionadas. (V) A transdução é o mecanismo de transferência de genes entre bactérias mediado por bacteriófagos, que são vírus que infectam bactérias. 28. Além de interações eletrostáticas ou forças de Van der Waals, quais são as estruturas bacterianas envolvidas no desenvolvimento do biofilme oral (placa dental)? Justifique sua resposta. A cápsula e as fímbrias são responsáveis pela adesão das bactérias no esmalte dentário. A partir da colonização inicial, a bactéria forma uma rede capsular que ajuda a captar outras bactérias e, além disso, após o biofilme ser formado devido a essas inúmeras bactérias aderidas, ele impede que os ácidos produzidos pelo metabolismo fermentativo bacteriano saia, comprometendo a superfície do dente. 29. Fez autoclavação em vitamina termolábel. Fez certo? Se não, qual outro método pode ser usado? Não. Filtração com filtro milipor (acetato de celulose com poros pequenos que retém microrganismos). 30. Em uma cultura bacteriano foi observado nos testes bioquímicos: *Lactose: positivo *VM e VP: negativo *Libera O2 na presença de H2O2 *Crescimento em ausência de óleo mineral Há alguma incoerência nesse teste? Justifique. Sim. A 4ª com a 1ª. 31. Entre a célula procariótica e a eucariótica qual das duas tem mais proteínas na membrana? Justifique. A procariótica. Por não apresentarem organelas, os procariotos realizam a maior parte de suas ações metabólicas na membrana plasmática, possuindo maior número de proteínas por conta de suas inúmeras funções. 32. Tinha um gráfico com várias temperaturas 27°C, 7°C e -4°C e a curva de crescimento da bactéria em cada curva. a. Qual a temperatura ideal para o crescimento da bactéria? 27°C. b. Qual é o método de contagem das bactérias? Contagem microscópica direta que não é possível distinguir células mortas de células vivas, as células pequenas são difíceis. Para a contagem de células viáveis é necessário usar a técnica de contagem de placas. 33. A técnica de autoclavação é, sem dúvida, a mais utilizada para esterilização de materiais usados em microbiologia. Pergunta-se: a. Qual a diferença entre esterilização e desinfecção? Esterilização é a eliminação completa de qualquer forma de vida, incluindo esporos. Desinfecção é a eliminação parcial (esporos sobrevivem, por exemplo). b. Que tipo de agente é empregado como esterilizante na técnica de autoclavação e qual sua vantagem? Calor úmido sob pressão. Submeti o microrganismo à 121°C o que é capaz de matar até mesmo os esporos que algumas bactérias são capazes de produzir.