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Profa. Juliana da Trindade Granato - PhD
INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA
INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA
O que é a Microbiologia?
mikros (“pequeno”), bios (“vida”), logos(“ciência”)
 “Ciência que estuda os organismos microscópicos e suas atividades biológicas, formas, estruturas, reprodução, aspectos bioquímicos, fisiológicos, e seu relacionamento entre si e com o hospedeiro, podendo ser benéficos e/ou prejudiciais”
Porque os MO são importantes?
Alguns MO são necessários para a vida de outros organismos [produzem O2 , N2 , NO3 (Rhizobium)].
• Alguns MO constituem um sistema de defesa para
algumas infecções (Probióticos).
 
• Microrganismos são decompositores.
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Doenças Infecciosas
Triunfo da morte (1562). Pieter Brueghel (1520-1569)
Girolamo Fracastoro – Primeiro a sugerir que doenças eram causadas por agentes vivos (tratado De Contagione);
Anthony van Leeuwenhoek demonstrou, em uma amostra de pus de sua gengiva, “animaliculos” microscópicos;
Teoria da geração espontânea, por Francesco Redi (1626-1697) ;
Pasteur (século XIX,): acabou com a controvérsia sobre a geração
espontânea por meio da confirmação dos experimentos de Spallanzani.
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Breve histórico
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Breve histórico
Robert Koch
cofundador
da microbiologia moderna
Século XIX
Observou bacilos no sangue de animais que morreram de antraz;
Demonstrou sua patogenicidade injetando esse sangue em ratos;
Ratos inoculados morriam, e os bacilos estavam presentes na preparação de seus bacos;
Koch formulou princípios para comprovar que determinados
 microrganismos causaram doença especifica
EPIDEMIA DE CÓLERA 1866 
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Em 1876 Robert Koch publicou “a teoria do germe da doença” demonstrando que as bactérias poderiam ser a causa de muitas doenças da época.
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Conceitos de doença infecciosa: 
Doença infecciosa é aquela causada por um agente infeccioso específico ou por seu produto tóxico e ocorre pela transmissão deste agente ou dos seus produtos de um hospedeiro infectado para outro hospedeiro susceptível.
Agente etiológico:
Agente causador ou responsável pela origem da doença;
ALGUNS CONCEITOS IMPORTANTES
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Infecção:
Penetração e desenvolvimento, ou multiplicação de um agente infeccioso dentro de outro organismo (incluindo outro microrganismo);
Transmissão:
Processo de transferência de um agente infeccioso de um hospedeiro para outro.
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MÉTODOS DE TRANSMISSÃO
Portas de entrada:
São os locais por onde os microrganismos penetram no hospedeiro para se desenvolver e causar doença.
Patogenicidade: 
Capacidade que um microrganismo tem de causar doença; 
Virulência: 
Grau em que a patogenicidade se expressa
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MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS
Muitos microrganismos patogênicos encontrados na natureza não são prejudiciais para humanos, animais e plantas;
Os microrganismos que podem causar doenças em animais ou humanos sao referidos como patogênicos:
Procariotos;
Algas;
Fungos;
Vírus;
Príons.
Particulas infecciosas menores que os virus tem sido implicadas em doencas neurologicas de animais e humanos sendo denominadas encefalopatias espongiformes transmissiveis. Essas particulas, chamadas prions, sao diferentes dos virus e parecem ser isentas de ácidos nucleicos. Os prions parecem ser compostos de um involucro proteico irregular capaz de induzir mudancas conformacionais em proteínas. normais da celula do hospedeiro. Subsequentemente a inducao da mudanca,
a proteina fica estruturalmente alterada, acumula-se e prejudica celulas de vida longa, tais como neurônios. Resistentes à processos de inativação físicos e químicos. A doenças pode ser dependente de suscetibilidade.
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ANATOMIA FUNCIONAL DE CÉLULAS PROCARIÓTICAS
CÉLULAS VIVAS
Procarioto
Eucarioto
Simples e menores
Estruturalmente 
mais complexos
ANATOMIA FUNCIONAL DE CÉLULAS PROCARIÓTICAS
Vasto grupo de organismos unicelulares muito pequenos, que incluem as bactérias e as arqueias;
As milhares de espécies de bactérias são diferenciadas por: morfologia, composição química, necessidades nutricionais, atividades bioquímicas e fontes de energia;
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Embora bactérias e arqueias pareçam semelhantes, a
sua composição química é diferente
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ANATOMIA FUNCIONAL DE CÉLULAS PROCARIÓTICAS
Forma, Arranjo e Tamanho
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Varia de 1 a 5 μm 
Exceções: Epulopiscium fishelsoni (peixes) 
500 a 700 μm
Bacilos também 
arranjam assim*
Corpo flexivel
Alguns bacilos assemelham-se tanto aos cocos que, por isso, são chamados cocobacilos. Lembramos, porém, que a maior parte dos bacilos apresenta-se como bacilos isolados.
Bactérias espiraladas podem ter uma ou mais espirais. Quando têm o corpo rígido e são como vírgulas, são chamadas vibriões, e espirilos quando têm a forma de saca-rolhas. Há ainda um grupo de organismos espiralados, mas de corpo flexível — os espiroquetas (Figura 2.1).
Muitas bactérias foram originalmente descritas através da “forma típica”. Por exemplo, a forma típica da Neisseria gonorrhoeae em secreção uretral apresenta-se
como diplococos Gram-negativos em forma de grão de café, e ainda, fagocitados no interior de neutrófilos. Se cultivarmos esta bactéria em meios de cultura de laboratório, elas perdem este arranjo descrito
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OS PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS:
PAREDE CELULAR
Estrutura complexa e semirrígida - formato da célula;
Circunda a membrana plasmática e a protege, bem como ao interior da célula, de alterações adversas no meio externo;
A principal função - prevenir a ruptura das células bacterianas quando a pressão da água dentro da célula é maior que fora dela 
Clinicamente importante, pois contribui para a patogenicidade e também por ser o local de ação de alguns antibióticos.
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OS PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS:
PAREDE CELULAR
Composição e características
Composta de peptideoglicano que está presente isoladamente ou em combinação com outras substâncias;
Peptideoglicano -dissacarídeo repetitivo ligado por polipeptídeos para formar uma rede que circunda e protege toda a célula;
 A porção dissacarídica é composta por monossacarídeos, denominados N-acetilglicosamina (NAG), e ácido N-acetilmurâmico (NAM)
As fórmulas estruturais de NAG e NAM :
As áreas douradas mostram as diferenças entre as duas moléculas. A ligação entre elas é chamada
de ligação beta-1,4.
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Conjunto de peptídeos ligando os açucares (glicanos)
Moléculas alternadas de NAM e NAG são ligadas em filas de 10 a 65 açúcares para formar um “esqueleto” de carboidratos (a porção glicano do peptideoglicano).
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Paredes celulares de gram-positivas
Muitas camadas de peptideoglicano, formando uma estrutura rígida e espessa;
O espaço periplasmático (entre parede e MP) é composto de ácidos teicoicos (duas classes);
Ácido lipoteicoico e Ácido teicoico: 
Boa parte da especificidade antigênica da parede e, portanto, tornam possível identificar bactérias gram-positivas utilizando determinados testes laboratoriais;
Bactérias GP são mais resistentes ao rompimento mecânico e entrada de substâncias.
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Conjunto de peptídeos ligando os açucares (glicanos)
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Paredes celulares
Staphylococcus 
Staphylococcus aureus - dermatites, mastites
Staphylococcus intermedius
Cocos gram-positivos
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Paredes celulares de gram-negativas
Uma ou poucas camadas de peptideoglicano e uma membrana externa;
O peptideoglicano está ligado a lipoproteínas da membrana externa;
Característica importante: A membrana externaconsiste em lipopolissacarídeos (LPS), lipoproteínas e fosfolipídeos
A membrana externa tem várias funções especializadas : Barreira contra a ação de detergentes, metais pesados, sais biliares, determinados corantes, antibióticos (p. ex., penicilina) e enzimas digestórias como a lisozima;
O termo cápsula é restrito a uma camada que fica ligada à parede celular como um revestimento externo de extensão limitada e estrutura definida. No entanto, as SPEs podem formar uma massa amorfa mais dispersa, parcialmente desligada da célula e chamada, então, camada mucosa. Ambos os envoltórios,
com raras exceções, são de natureza polissacarídica.
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Paredes celulares de gram-negativas
O lipopolissacarídeo (LPS): (1) lipídeo A, (2) um cerne polissacarídeo e (3) um polissacarídeo O.
O lipídeo A está embebido no interior da membrana externa. Quando bactérias morrem, elas liberam lipídeo A (endotoxina). Responsável pelos sintomas associados a infecções por bactérias gram-negativas, como febre, dilatação de vasos sanguíneos, choque e formação de coágulos sanguíneos;
O cerne polissacarídico - ligado ao lipídeo A e contém açúcares incomuns. Seu papel é estrutural – fornecer
estabilidade. 
O polissacarídeo O - composto por moléculas de açúcar. Funciona como antígeno, sendo útil para diferenciar espécies de bactérias gram-negativas. Por exemplo, o patógeno alimentar E. coli O157:H7 é diferenciado dos outros sorovares por certos exames laboratoriais que procuram pelos antígenos específicos.
Um sorovar (ou variante sorológica) 
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Paredes celulares
Bacilos gram-negativos
Fusobacterium necrophorum– necrose hepática, necrobacilose interdigital bovina
Yersinia pestis – peste bulbônica primariamente de roedores como ratos, coelhos, esquilos, e outros animais (gatos e cães), espalhando-se por contato direto ou pulga
Fusobacterium necrophorum
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Os métodos de coloração mais empregados em bacteriologia médica são os de Gram e de Ziehl-Neelsen
GRAM: Tratamento sucessivo de um esfregaço bacteriano, fixado pelo calor, com os seguintes reagentes: cristal violeta, lugol, álcool e fucsina.
Gram-positiva e Gram-negativa absorvem o cristal violeta e o lugol (cor roxa) e ao serem tratadas pelo álcool, Gram-positivas não se deixam descorar, enquanto as Gram-negativas perdem o corante. 
Ao receber a fucsina, somente as GN bactérias se deixam corar, adquirindo a cor vermelha do corante.
O método de coloração de Ziehl-Neelsen é utilizado para a detecção dos BAAR (bacilos álcool-ácido-resistentes)
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Paredes celulares e mecanismo da coloração de Gram – Diferenças estruturais
Cristal violeta: corante primário, cora as células GP e GM de púrpura, pois penetra no citoplasma de ambos; 
Iodo (mordente): forma cristais com o corante, os quais são muito grandes para escapar pela parede celular;
Álcool: desidrata o peptideoglicano das células gram-positivas para torná-la mais impermeável ao cristal violeta-iodo. O efeito nas células gram-negativas é bem diferente; o álcool dissolve a membrana externa das células gram-negativas, formando poros no peptideoglicano, pelos quais o cristal violeta-iodo extravasa.
Fucsina: Embora as células GP e GN absorvam a safranina, a coloração cor-de-rosa ou vermelha é mascarada pelo corante roxo-escuro, previamente absorvido pelas células gram-positivas
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Paredes celulares atípicas
Certos tipos de células não possuem paredes ou têm pouco material de parede:
Mycoplasma : São as menores bactérias. Devido ao seu tamanho e por não terem paredes celulares, atravessam a maioria dos filtros bacterianos, tendo sido inicialmente confundidos com vírus.
Arqueias: Podem não ter paredes ou ter paredes incomuns, compostas por polissacarídeos e proteínas, mas não de peptideoglicano. As arqueias geralmente não podem ser coradas pelo método de Gram, mas aparentam ser gram-negativas por não conterem peptideoglicano.
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Paredes celulares atípicas
Micoplasmas
Não formam parede celular
Mycoplasma agalactiae - mastite, artrite, pneumonia
Ureaplasma diversum- vaginite, problemas reprodutivos.
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Paredes celulares acido resistentes
Alta concentração de lipídeo céreo hidrofóbico [ácido micólico (60%)] na parede – resistente a corantes;
Ácido micólico: Parede externa a uma camada fina de peptideoglicano 
Coradas com carbolfucsina que penetra de forma mais eficiente nas bactérias quando aquecida e liga-se ao citoplasma e resiste à remoção por lavagem com álcool-ácido. 
Bactérias acidorresistentes retêm a cor vermelhada carbolfucsina, pois esta substância é mais solúvel no ácido micólico da parede celular do que no álcool-ácido. 
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Paredes celulares
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A membrana plasmática (citoplasmática) - membrana interna
Estrutura fina, situada no interior da parede celular que reveste o citoplasma da célula;
Consiste de fosfolipídeos, que são as 
substâncias químicas mais abundantes 
na membrana, e proteínas;
Não possuem esteróis - menos rígidas:
Exceção: Mycoplasma - não possui parede
celular e contém esteróis de membrana.
OS PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS:
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Função: 
Barreira seletiva para a entrada de materiais na célula e a saída de materiais da célula - permeabilidade seletiva:
 Determinadas moléculas e íons conseguem atravessar a membrana, mas outros são impedidos.
Importantes na digestão de nutrientes e produção de ATP:
Possuem enzimas capazes de catalisar as
reações químicas que degradam os nutrientes
A membrana plasmática (citoplasmática) - membrana interna
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Citoplasma
Espesso, aquoso, semitransparente e elástico. 80% água, e possui proteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e muitos outros compostos. 
 
As principais estruturas do citoplasma dos procariotos são: 
Nucleoide (contendo DNA), ribossomos, plasmídeos 
e os depósitos de reserva (inclusões).
Citoesqueleto: fibras (pequenas vias e cilindros) 
no citoplasma. Há pouco tempo, acreditava-se que 
a ausência de um citoesqueleto era uma característica
 distintiva dos procariotos. (divisão celular)
OS PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS:
nucleoide de uma célula bacteriana (ver Figura 4.6) normalmente contém uma única molécula longa e contínua de DNA de dupla-fita, frequentemente arranjada em forma circular, denominada cromossomo bacteriano. Ao contrário dos cromossomos das células eucarióticas, os cromossomos bacterianos não são circundados por um envelope nuclear (membrana) e não incluem histonas.
Além do cromossomo bacteriano, as bactérias frequentemente contêm pequenas moléculas de DNA de dupla-fita, circulares, denominadas plasmídeos
Essas moléculas são elementos genéticos extracromossômicos; Os plasmídeos podem transportar genes para resistência aos antibióticos, tolerância a metais tóxicos, produção de toxinas e síntese de enzimas. Eles podem ser transferidos de uma bactéria para outra. De fato, o DNA plasmidial é utilizado para a manipulação genética em biotecnologia.
ribossomos, onde ocorre a síntese de proteínas. As células com altas taxas de síntese proteica, como aquelas que estão crescendo ativamente,
possuem um grande número de ribossomos.
inclusões. As células podem acumular certos nutrientes quando eles são abundantes e usá-los quando estão escassos no ambiente
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CÁPSULA:
Material polimérico extracelular e aderido à parede celular;
 
Forma uma camada limosa como uma rede frouxa de fibrilas ao redor da célula;
A maioria das capsulas é composta de polissacarídeos ou polipeptídios; 
Função: 
Reservatório de água e nutrientes:
Aumento da capacidade invasiva de bactérias patogênicas;
Aderência;
Aumento da resistência microbiana aos antibióticos.
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OS PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS:
termo cápsulaé restrito a uma camada que fica ligada à parede celular como um revestimento externo de extensão limitada e estrutura definida. No entanto, as SPEs podem formar uma massa amorfa mais dispersa, parcialmente desligada da célula e chamada, então, camada mucosa. Ambos os envoltórios,
com raras exceções, são de natureza polissacarídica.
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Flagelos, Fímbrias (Pelos ou “Pili”)
Flagelos: Longo filamento externo à membrana que confere movimento à célula. Composto de um único tipo de proteína chamado flagelina. 
Muitas espécies de bacilos apresentam flagelos, mas raramente eles ocorrem nos cocos.
Fimbrias: Apêndices filamentosos proteicos semelhantes a pelos.
Funções: 
Condutor de material genético; 
Sítios receptores de bacteriófagos ;
Aderência às células de mamíferos e a outras superfícies
OS PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS:
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