Tema 2 - Introdução à Microbiologia

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Introdução à microbiologia
Você vai estudar o histórico e a evolução da microbiologia, a partir do detalhamento da classificação dos
microrganismos e a descrição de estruturas características que diferenciam os vários tipos de
microrganismos. Tudo isso tem o objetivo de fornecer uma compreensão abrangente da origem e do
desenvolvimento da microbiologia como uma disciplina científica, bem como dos princípios subjacentes à
classificação e à morfologia dos microrganismos.
Profa. Lívia de Souza Ramos
1. Itens iniciais
Objetivos
Descrever o histórico e a evolução da Microbiologia.
Identificar a classificação dos microrganismos.
Reconhecer a morfologia e as estruturas das células procarióticas.
Introdução
Neste tema, exploraremos a Microbiologia, uma ciência que estuda os microrganismos. Você sabia que os
microrganismos surgiram na Terra bilhões de anos antes das plantas e dos animais e que, sem eles, nós não
estaríamos aqui? 
Apesar de serem as menores formas de vida existentes, os microrganismos, em conjunto, compõem a maior
parte da biomassa do nosso planeta e são responsáveis por fazer reações químicas indispensáveis para a
sobrevivência dos organismos superiores.
Além disso, você sabia que as células microbianas são ferramentas de grande utilidade para o
desenvolvimento da ciência básica? Por meio delas, os microbiologistas conseguiram entender as bases
químicas e físicas da vida, descobrindo que as diferentes células apresentam muitas características em
comum.
Teremos a oportunidade de estudar a origem da vida em nosso planeta e como a Microbiologia evoluiu como
ciência. Veremos também como os microrganismos são classificados, as características de cada grupo e os
aspectos morfológicos deles.
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Supernova explodindo e formando uma nebulosa.
1. Microbiologia
Origem da vida na terra
Explore neste vídeo a origem da vida na Terra, e seu o estado inicial ardente, assim como a condensação de
água em oceanos e as condições adversas iniciais que levaram à hipótese de que a vida começou em fontes
hidrotermais oceânicas. 
Conteúdo interativo
Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
Evidências sugerem que a Terra tenha surgido
há mais ou menos 4,6 bilhões de anos, e
acredita-se que, durante mais de 500 milhões
de anos após sua formação, as condições
terrestres eram extremamente ardentes e
inóspitas. Nosso planeta se formou a partir de
uma nuvem de poeira nebulosa em formato de
disco e por gases liberados pela supernova
(evento astronômico representado por uma
explosão durante o fim da vida de algumas
estrelas) de uma estrela muito antiga. O nosso
Sol, uma estrela nova, formou-se dentro dessa
nuvem de poeira, resultando na liberação de
grandes quantidades de calor e luz. A partir daí,
o conteúdo da nuvem nebulosa começou a se
agrupar e a se fundir, como consequência das
colisões e da atração gravitacional, formando
agregados pequenos que foram crescendo e deram origem aos planetas. Enquanto a Terra se formava, a
energia liberada foi capaz de aquecê-la e a tornou um planeta de magma muito quente.
Saiba mais
Supernova Pode ser definida como um evento astronômico representado por uma explosão durante o
fim da vida de algumas estrelas. 
Inicialmente, a água na Terra estava presente apenas na forma de vapor (por causa do calor), tendo se
originado de colisões com cometas e asteroides glaciais e de gases vulcânicos vindos do interior do planeta.
A Terra, que antes era quente, passou por um processo de resfriamento, em que foram formados um cerne
metálico, um manto rochoso e uma crosta superficial. Além disso, a água que se encontrava no estado de
vapor foi condensada, formando os oceanos. A existência de água líquida na Terra ocorreu há cerca de 4,3
bilhões de anos e, desde então, já havia em nosso planeta condições compatíveis com a vida. 
Porém, como surgiu a vida na Terra?
Essa questão ainda é um grande mistério para os cientistas. Os organismos conhecidos são formados pelos
mesmos constituintes básicos:
Molécula de RNA (ácido ribonucleico).
 
Proteínas (formadas por monômeros de aminoácidos).
Ácidos nucleicos (DNA e RNA, formados por nucleotídeos).
Polissacarídeos (formados por monossacarídeos).
Lipídios.
Evidências científicas sugerem que esses precursores orgânicos das células podem, em certas condições, ser
formados espontaneamente, oferecendo as condições necessárias para o surgimento dos primeiros sistemas
vivos.
Como as condições ambientais na superfície da Terra na época eram muito adversas, com temperaturas
extremamente elevadas e intensa radiação ultravioleta, existe uma hipótese de que a vida tenha se originado
em fontes hidrotermais no leito oceânico, local em que as condições ambientais seriam menos hostis e
apresentariam compostos orgânicos reduzidos, como hidrogênio (H2) e sulfeto de hidrogênio (H2S) como
fontes de energia. 
Sistemas autorreplicantes são considerados os precursores da vida celular. Por isso, uma das hipóteses mais
aceitas é que a vida tenha começado em um Mundo de RNA. Cientistas acreditam que o RNA tenha surgido
antes do DNA, pois o RNA possui duas propriedades essenciais para a manutenção de uma célula primitiva.
Algumas moléculas de RNA são capazes de
catalisar sua própria síntese a partir de
açúcares, bases nitrogenadas e fosfato, ou
seja, participam de sua própria replicação
(moléculas autorreplicantes).
As moléculas de RNA também podem catalisar
a síntese de proteínas.
Assim, acredita-se que, de alguma forma, uma
molécula de RNA acabou dando origem a uma
molécula de DNA, e, como esta última molécula
oferece maior estabilidade estrutural, ela foi selecionada para ser a principal fonte de informação genética da
célula.
Outro evento importante foi a compartimentalização das células, com a presença da membrana plasmática,
protegendo o conteúdo intracelular, mantendo a estrutura da célula e permitindo a troca seletiva de
substâncias com o ambiente.
Como na atmosfera da Terra primitiva não havia oxigênio, as primeiras células que surgiram provavelmente
apresentavam metabolismo totalmente anaeróbio para gerar energia. Microrganismos capazes de armazenar
energia a partir da luz do sol (fototróficos) eram muito simples, como as bactérias púrpuras e bactérias
verdes. A oxigenação da Terra começou a acontecer apenas após a evolução da fotossíntese oxigênica das
cianobactérias, revolucionando a química do planeta. Esse processo foi longo, mas, a partir dele, as células
foram se adaptando ao ambiente agora rico em oxigênio, resultando no surgimento dos organismos aeróbios. 
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LUCA (último ancestral comum).
Acredita-se que todas as células tenham se
originado de uma célula ancestral comum,
chamada de o último ancestral comum (LUCA -
Do inglês Last Universal Common Ancestor),
uma vez que os diferentes tipos celulares
apresentam uma constituição muito
semelhante. Durante milhões de anos após o
surgimento das primeiras células, novas células
foram surgindo, formando populações
microbianas que foram interagindo umas com
as outras e se adaptando da melhor forma ao
ambiente para garantir sua sobrevivência. Hoje,
nós já conseguimos observar os resultados de
todo esse processo, através da imensa
variedade de microrganismos existentes, com
as mais variadas características e capazes de
viver perfeitamente nos lugares mais diversos
do nosso planeta.
Atividade 1
Refletindo sobre as condições ambientais e químicas que caracterizavam a Terra primitiva, é fundamental
considerar os elementos e processos que poderiam ter fomentado o surgimento da vida. Com base nesse
contexto, qual das alternativas a seguir melhor descreve um aspecto fundamental que contribuiu para o
desenvolvimento das primeiras formas de vida?
A
A formação da Terra a partir de uma nuvem de poeira nebulosa não teve impacto significativo na origem da
vida, pois os organismos primitivos se desenvolveram independentemente das condições planetárias iniciais.
B
A presença de oxigênio na atmosfera da Terra primitiva foi essencial para o surgimento das primeirasque a célula que o contém. Por exemplo, o
cromossomo da bactéria Escherichia coli é aproximadamente 500 vezes maior que a célula. O DNA das células
procarióticas é aproximadamente 1000 vezes menor que o das células eucarióticas.
Parede celular, ribossomos e material genético
Confira neste vídeo a parede celular, uma estrutura fundamental nas células procarióticas, oferecendo
proteção contra lise osmótica e mecânica, enquanto fornece rigidez e forma. Detalharemos sua composição e
a distinção entre bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. 
Conteúdo interativo
Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
Atividade 2
De acordo com a composição da parede celular, as bactérias são divididas em dois grupos: Gram-positivas e
Gram-negativas. De acordo com essa classificação, pode-se afirmar o seguinte:
A
Apenas bactérias Gram-positivas possuem uma membrana externa na sua parede celular.
B
Bactérias Gram-negativas têm uma camada espessa de peptidoglicano, enquanto as Gram-positivas possuem
uma camada fina.
C
Ambos os tipos de bactérias possuem quantidades similares de ácidos teicoicos em suas paredes celulares.
D
Bactérias Gram-negativas possuem uma membrana externa adicional e uma camada relativamente fina de
peptidoglicano, diferentemente das Gram-positivas.
E
As paredes celulares de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas são indistintas e funcionam da mesma
maneira.
A alternativa D está correta.
Bactérias Gram-positivas possuem uma camada espessa de peptidoglicano, que é uma malha densa de
polímeros que oferece suporte estrutural e proteção. Além disso, elas frequentemente contêm ácidos
teicoicos, que são polímeros de álcool e açúcar que atravessam a parede celular. Por outro lado, bactérias
Gram-negativas caracterizam-se por ter uma camada de peptidoglicano muito mais fina, localizada entre
Imagem ilustrativa da cápsula de uma bactéria
destacada na cor azul.
duas membranas: a membrana plasmática interna e uma membrana externa adicional, que contém
lipopolissacarídeos (LPS).
Estruturas acessórias
Agora que já conhecemos as estruturas fundamentais, fica mais fácil imaginar o que são as estruturas
acessórias, não é mesmo? Como o próprio nome diz, são estruturas que não estão obrigatoriamente
presentes em todas as células, mas oferecem características vantajosas às células que as possuem. Então,
vamos juntos conhecer um pouquinho sobre as principais estruturas acessórias das células procarióticas! 
Estrutura bacteriana.
Cápsula
A cápsula é uma estrutura presente em muitas
bactérias, tanto gram-positivas como gram-
negativas, e se encontra localizada ao redor da
parede celular. Trata-se de uma estrutura
fortemente aderida à parede celular, e, muitas
vezes, ela se encontra covalentemente ligada
ao peptideoglicano. A cápsula geralmente é
composta por uma grande variedade de
polissacarídeos, mas proteínas também podem
ser encontradas. Ela pode ser descrita como
uma matriz compacta, rígida e espessa, capaz
de excluir partículas pequenas, como a tinta
nanquim. Pode ser facilmente observada com o
auxílio de um microscópio óptico utilizando a
tinta nanquim, pois, uma vez que este corante
não é capaz de penetrar na cápsula, ela se
apresenta como um halo claro contra um fundo
escuro.
Assim como outras camadas de superfície externa, as cápsulas apresentam várias funções, tais como:
Imagem ilustrativa dos flagelos de uma bactéria,
destacados nas cores verde e azul.
I
Adesão a superfícies sólidas, por vezes formando uma camada espessa de células, conhecida como
biofilme; o biofilme pode ser formado sobre dispositivos médicos utilizados pelos pacientes, como os
diferentes tipos de cateteres, causando infecções difíceis de tratar.
II
Adesão a tecidos animais específicos, como, por exemplo, a adesão da bactéria Streptococcus
mutans ao esmalte do dente, levando à formação da placa dental.
III
Participação na patogênese microbiana (processo através do qual os microrganismos causam
doença), pois participam da etapa inicial do processo de infecção, que é justamente a adesão às
células do hospedeiro.
IV
Atuação como fator de virulência, como no caso da bactéria Streptococcus pneumoniae, causadora
da pneumonia bacteriana; essa bactéria possui uma espessa cápsula polissacarídica que impede que
o sistema imune do hospedeiro a reconheça como um invasor, evitando sua eliminação e,
consequentemente, resultando na instalação da doença.
V
Proteção da célula contra a dessecação em períodos de seca, devido a sua capacidade de se ligar à
água.
Flagelos
A locomoção dos microrganismos é muito
importante, pois permite que as células ocupem
novos ambientes, muitas vezes representando
novas e melhores oportunidades de
sobrevivência para determinada espécie.
Muitos procariotos conseguem se deslocar
devido à presença de estruturas denominadas
flagelos, que proporciona às células a
motilidade natatória. Os flagelos de bactérias
são apêndices muito finos e longos; uma
extremidade se encontra ligada à célula,
enquanto a outra é livre, e sua rotação empurra
ou puxa a célula em um meio líquido.
Os flagelos estão ancorados na membrana
plasmática e na parede celular, possuem
morfologia helicoidal e são formados por cópias
da proteína flagelina. De acordo com o padrão
que os flagelos se ligam às células, elas podem receber diferentes classificações:
Flagelação polar monotríquia
Flagelo ligado a uma extremidade da célula.
Flagelação polar lofotríquia
Tufos de flagelos localizados em uma das extremidades da célula.
Flagelação polar anfitríquia
Tufos de flagelos localizados nas duas extremidades da célula.
Flagelação peritríquia
Flagelos presentes em vários locais ao longo da superfície celular.
Fímbrias e pili
A superfície das células procariotas podem conter ainda estruturas denominadas fímbrias e pili. Trata-se de
proteínas filamentosas que se projetam da superfície celular e desempenham algumas importantes funções.
As fímbrias estão envolvidas com a adesão a superfícies, tanto inertes (levando à formação de biofilme em
superfícies sólidas) quanto de animais (no caso de bactérias patogênicas). As fímbrias são importantes para o
desenvolvimento de algumas infecções, como:
Salmonelose
Causada por espécies de Salmonella.
Gonorreia
Causada por Neisseria gonorrhoeae.
Coqueluche
Causada por Bordetella pertussis.
Os pili, por sua vez, são estruturas mais longas presentes em poucas cópias na superfície da célula. São
responsáveis por facilitar a troca genética entre células durante o processo de conjugação, além de auxiliar
também no processo de adesão. Além disso, a classe de pili conhecida como pili tipo IV propicia à célula uma
forma de motilidade pouco comum chamada de motilidade pulsante, em que a extensão e retração dos pili
permite a movimentação da célula sobre uma superfície sólida, além de participar também da transferência
genética em algumas bactérias.
Bactéria com estruturas na sua superfície denominadas fímbrias e pili.
Grânulos de inclusão
Os grânulos de inclusão são normalmente encontrados em células procarióticas, tendo como principal função
atuar como reserva de energia e nutrientes para as células. São responsáveis pelo armazenamento de
diferentes substâncias, como polissacarídeos, lipídios, enxofre e polifosfato, que poderão ser usadas pelas
células em situações desfavoráveis. Estas substâncias podem se encontrar envolvidas por uma membrana de
camada única que as deixam isoladas dentro da célula, mas alguns compostos já ficam isolados por serem
insolúveis em água, não necessitando de uma membrana. 
A principal vantagem da existência dos grânulos de inclusão se deve à redução do estresse
osmótico que seria causado dentro da célula se essas substâncias permanecessem dissolvidas no
citoplasma.
Assim, quando há excesso de carbono no ambiente, por exemplo, seu acúmulo em bactérias e arqueias pode
ocorrer na forma de polímeros de glicogênio, que é a maior reserva de carboidratos em procariotos, e também
de poli-β-hidroxialcanoato (PHA), que representa uma reserva de lipídios;ambos são reservas de carbono e
energia. Além disso, fosfato inorgânico pode ser acumulado na forma de grânulos de polifosfato, que podem
ser utilizados quando necessário para a síntese de ácidos nucleicos, fosfolipídios e ATP. Outros grânulos de
inclusão são conhecidos em procariotos, como o enxofre elementar armazenado por bactérias sulfurosas,
minerais carbonatos armazenados por cianobactérias e magnetossomos, que correspondem ao acúmulo de
minerais magnetotáticos também por cianobactérias. 
Plasmídeos
Conjugação bacteriana (transferência de material
genético entre duas células) com a transferência de
plasmídeos de resistência.
Muitas bactérias e arqueias possuem, além do
cromossomo, moléculas de plasmídeos ou DNA
extracromossômico em seu citoplasma.
Geralmente, os plasmídeos são formados por
uma molécula de DNA de fita dupla circular
(mas também existem os de configuração
linear) e são menores que o cromossomo da
célula.
A replicação dos plasmídeos ocorre de maneira
independente do cromossomo celular. Além
disso, eles variam muito em tamanho, podem
apresentar sequências de nucleotídeos
bastante variadas e ser encontrados em
diferentes números de cópias nas células. É
comum que os plasmídeos maiores sejam
achados em menor número de cópias,
enquanto os plasmídeos menores são
geralmente encontrados em maior número.
Sua principal função é codificar proteínas que conferem características adicionais à célula, que não são
essenciais à sobrevivência, mas são vantajosas diante de certas condições ambientais. Por exemplo, o grupo
de plasmídeos mais estudados são os que conferem resistência aos antibióticos, conhecidos como plasmídeo
R, através da codificação de proteínas capazes de inativá-los. Além disso, outras características importantes
para as células são conferidas por plasmídeos, como, por exemplo:
 
Resistência à radiação ultravioleta.
Produção de toxinas, enzimas e outras moléculas que causam danos aos hospedeiros.
Produção de fímbrias de adesão a tecidos.
Endósporos
Durante o processo de esporulação, espécies de bactérias podem produzir endósporos. Estas células são
extremamente resistentes a condições adversas, como extremos de temperatura, radiação, produtos
químicos, dessecamento e escassez de nutrientes. Sendo assim, essa estrutura permite que o microrganismo
seja capaz de sobreviver em condições de crescimento muito adversas. 
Esporulação
Processo de diferenciação celular. Em bactérias, ao final do processo de esporulação, as células
vegetativas são substituídas por endósporos.
A dispersão dos endósporos é comum e ocorre através da água, do vento e do trato gastrointestinal de
animais.
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Bacillus anthracis..
As espécies pertencentes ao gênero Bacillus 
são exemplos clássicos de bactérias
esporuladas. Essas bactérias esporulam
quando ocorre escassez de algum nutriente
essencial, como carbono ou nitrogênio, por
exemplo. Nesses casos, elas param seu
crescimento vegetativo e esporulam, formando
endósporos que podem ficar dormentes por
muitos anos, voltando a se converter em
células vegetativas apenas quando as
condições ambientais voltarem a se tornar
favoráveis ao seu crescimento.
Desafio
Em uma empresa de biotecnologia, um grupo
de pesquisadores está trabalhando em um projeto para desenvolver uma nova cepa de bactérias para
diversas aplicações biotecnológicas. Durante a revisão do projeto, surge uma dúvida se as estruturas
presentes nas células procarióticas são capazes de suportar e otimizar os processos metabólicos necessários
para essas aplicações. Diante dessa dúvida, qual abordagem você adotaria para esclarecê-la?
Escolher entre opções:
1) Argumentar que, como as células procarióticas não possuem organelas delimitadas por membranas, como
mitocôndrias, elas seriam limitadas na realização de processos metabólicos complexos necessários para as
aplicações biotecnológicas propostas.
 
2) Sugerir que a falta de um núcleo definido nas células procarióticas implica uma regulação genética e
expressão proteica menos eficiente, comprometendo sua capacidade de realizar funções biotecnológicas
avançadas.
 
3) Enfatizar a importância do plasmídeo na engenharia genética das bactérias, explicando que a manipulação
desses elementos genéticos permite a inserção de genes específicos para a expressão de enzimas ou
proteínas necessárias, apoiando assim processos biotecnológicos.
Primeira opção
Incorreto. As células procarióticas, apesar de não possuírem organelas delimitadas por membranas
como as células eucarióticas, são extremamente versáteis e capazes de realizar processos
metabólicos complexos. Sua estrutura simplificada não impede que participem de aplicações
biotecnológicas, graças à sua adaptabilidade metabólica.
Segunda opção
Incorreto. A ausência de um núcleo definido em células procarióticas não diminui sua eficiência em
regulação genética ou expressão proteica. Pelo contrário, bactérias possuem mecanismos eficientes
de regulação gênica que suportam processos metabólicos rápidos e adaptativos, essenciais para
aplicações biotecnológicas.
Terceira opção
Correto. Plasmídeos são fundamentais na engenharia genética de bactérias, permitindo a inserção de
genes que codificam para enzimas e proteínas específicas. Essa capacidade de manipulação genética
expande significativamente o potencial das células procarióticas para suportar e otimizar uma
variedade de processos biotecnológicos, demonstrando sua flexibilidade e valor em biotecnologia.
Estruturas acessórias
Explore neste vídeo as estruturas acessórias das células procarióticas, destacando cápsula, flagelos, fímbrias,
pili, grânulos de inclusão e plasmídeos. Abordaremos como a cápsula protege bactérias e facilita a formação
de biofilmes, enquanto os flagelos conferem motilidade.
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Aplicando o conhecimento
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Em um hospital de médio porte, uma equipe de saúde se deparou com um caso intrigante. Uma paciente,
Maria, 35 anos, apresentou-se com sintomas severos de infecção, incluindo febre alta, mal-estar generalizado
e dor abdominal intensa. O quadro clínico sugerido apontava para uma infecção bacteriana, mas o agente
específico ainda era desconhecido, o que complicava a escolha do tratamento adequado. A equipe médica
estava diante de um dilema: os sintomas poderiam ser atribuídos tanto a uma infecção por Staphylococcus
aureus, conhecida por causar sérias infecções de pele e tecidos moles, quanto por Escherichia coli,
frequentemente associada a infecções do trato urinário e gastrointestinais.
Diante da urgência do caso, a equipe recorreu à coloração de Gram, uma técnica rápida e eficaz para
diferenciar as bactérias com base em características estruturais distintas. Após coletar uma amostra de tecido
da paciente e realizar a coloração, os resultados foram claros: a presença predominante de bactérias
vermelhas indicava uma infecção por bactérias Gram-negativas. Esse achado apontou Escherichia coli como o
agente mais provável de ser responsável pela infecção, dada a correlação com os sintomas apresentados.
Com o diagnóstico em mãos, a equipe pôde administrar um regime de antibióticos direcionados para
combater eficazmente a E. coli. Maria respondeu bem ao tratamento, demonstrando melhora significativa em
poucos dias. Esse caso ilustra a importância crítica das estruturas bacterianas no diagnóstico e tratamento de
infecções. A compreensão dessas estruturas, além de permitir um diagnóstico preciso, assegurou a seleção
de uma terapia específica, evitando o uso desnecessário de antibióticos de amplo espectro e a subsequente
resistência bacteriana.
Após a leitura do case, é hora de aplicar seus conhecimentos!
Questão 1
Explique as principais diferenças estruturais entre a parede celular de bactérias Gram-positivas e Gram-
negativas.
Chave de resposta
As bactérias Gram-positivas possuem uma espessa parede celular rica em peptidoglicano. Em contraste,
as bactérias Gram-negativasapresentam uma camada mais fina de peptidoglicano situada entre duas
membranas lipídicas, sendo a membrana externa rica em lipopolissacarídeos.
Questão 2
Explique por que a parede celular bacteriana é um alvo relevante para o desenvolvimento de antibióticos.
Chave de resposta
A parede celular bacteriana é vital para a sobrevivência da bactéria, fornecendo estrutura, forma e
proteção contra osmólise (ruptura causada por diferenças de pressão osmótica). A interferência na síntese
ou no reparo dessa parede pode resultar na morte da bactéria, que é o objetivo de muitos antibióticos.
Além disso, as células humanas não possuem parede celular, o que reduz o risco de efeitos adversos
relacionados ao mecanismo de ação dos antibióticos.
Questão 3
Caso o hospital não apresentasse os reagentes utilizados na coloração de Gram, como a equipe poderia saber
se a infecção estava sendo causada por S. aureus ou E. coli?
Chave de resposta
Considerando que essas eram as duas únicas opções de agente etiológico, a simples visualização ao
microscópio poderia elucidar a questão. S. aureus é uma bactéria esférica (cocos), enquanto E. coli é
alongada (bacilo).
Atividade 3
Além de estruturas essenciais à sua viabilidade, as bactérias possuem estruturas acessórias, que lhes
conferem algumas vantagens. Qual das seguintes estruturas acessórias desempenha um papel importante na
adesão a superfícies e na formação de biofilmes?
A
Ribossomos
B
Fímbrias
C
Mitocôndrias
D
Plasmídeos
E
Citoplasma
A alternativa B está correta.
As fímbrias são estruturas curtas, finas, semelhantes a cabelos, encontradas na superfície de muitas
bactérias. Elas desempenham um papel na adesão das bactérias a superfícies sólidas, incluindo tecidos
hospedeiros em contextos patogênicos, o que pode facilitar a colonização e a formação de biofilmes.
4. Conclusão
Considerações finais
As células surgiram de um ancestral comum, e as condições ambientais do planeta favoreceram o
surgimento das primeiras células vivas.
 
O desenvolvimento dos microscópios permitiu a descoberta das células e a observação de
microrganismos, revolucionando o entendimento da vida microbiana.
 
Os experimentos de Redi e Pasteur apresentam importância histórica na refutação da ideia de geração
espontânea e no estabelecimento da teoria biogenética.
 
O sistema binominal de nomenclatura de Linnaeus é essencial para a classificação padronizada e
organização sistemática dos seres vivos.
 
A classificação biológica passou por diversas evoluções, sendo essencial a compreensão das
diferenças fundamentais entre os três domínios da vida (Bactéria, Archaea e Eukarya).
 
Existem diferenças estruturais e funcionais entre células procarióticas e eucarióticas, principalmente a
presença de compartimentos envoltos por membranas no caso das eucarióticas.
 
Os microrganismos apresentam grande diversidade, incluindo bactérias, vírus, fungos, protozoários e
algas, cada um possuindo características únicas.
 
Além de estruturas fundamentais, como membrana plasmática e parede celular, as bactérias
apresentam estruturas acessórias que conferem propriedades importantes para garantir sua adaptação
a determinados ambientes.
Podcast
Para encerrar, ouça agora um resumo dos principais pontos abordados neste conteúdo.
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Conversamos um pouco sobre a origem da vida. Para explorar mais sobre esse assunto, busque o
artigo Origens da vida, de Augusto Damineli e Daniel Santa Cruz Damineli.
 
Falamos também sobre a importância de Pasteur para a desmitificação da teoria da geração
espontânea. Se quiser mais informações sobre a história desse grande cientista, pesquise os
artigos Pasteur: ciência para ajudar a vida, de João Augusto de Mello Gouveia-Matos, e Pasteur e a
geração espontânea: uma história equivocada, de Lilian Al-Chueyr Pereira Martins.
 
Ao longo do tema, apresentamos as diferenças entre as células eucariotas e procariotas. Para entender
mais sobre esse assunto tão fascinante, leia o capítulo Biologia celular e ultraestrutura, de Helene
Santos Barbosa e Suzana Côrte-Real de Barbosa, disponível na página da Fiocruz.
 
Conversamos ainda sobre o prion, uma proteína que pode provocar doenças, como o mal da vaca
louca, que gerou, ao longo dos anos, grande polêmica no meio acadêmico, pois quebrou os dogmas
centrais da biologia. Para conhecer um pouco mais dessa discussão, busque o artigo O paradigma do
prion, de Afonso Carlos Neves.
 
Conhecemos um pouco sobre o domínio Archae, que apresenta grande potencial biotecnológico. Para
se aprofundar neste assunto, leia o artigo Archaea: potencial biotecnológico, de Alexandre Machado
Cardoso e outros autores, disponível na página da Fiocruz.
 
Estudamos ainda sobre o Reino Funghi. Para conhecer mais sobre esse reino, suas características
morfológicas, nutrição, seu habitat, metabolismo, sua importância e as principais doenças causadas
por esses microrganismos, não deixe de ler o capítulo Micologia, de Aurea Maria Lage de Moraes,
Rodrigo de Almeida Paes e Verônica Leite de Holanda, também disponível na página da Fiocruz.
 
Para conhecer as principais bactérias de importância médica e suas infecções visite o Glossário de
bactérias de importância médica do Departamento de Microbiologia da Universidade de São Paulo.
Referências
MADIGAN, M. T.; MARTINKO, J. M.; BENDER, K. S.; BUCKLEY, D. H.; STAHL, D. A. Microbiologia de Brock. 14.
ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.
 
VERMELHO, A. B.; BASTOS, M. C. F.; BRANQUINHA, M. H. Bacteriologia Geral. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2008.
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	Introdução à microbiologia
	1. Itens iniciais
	Objetivos
	Introdução
	1. Microbiologia
	Origem da vida na terra
	Conteúdo interativo
	Saiba mais
	Porém, como surgiu a vida na Terra?
	Atividade 1
	História da microbiologia como ciência
	A microrrevolução científica e os primeiros microscópios
	Invenção do primeiro microscópio
	Primeira descrição de um microrganismo
	Primeira descrição de bactérias
	A experiência de Redi
	Van Leeuwenhoek (1632-1723)
	Francesco Redi (1626-1697)
	Ficou o questionamento: se a vida poderia vir de matéria sem vida, como sugeria a Teoria da Abiogênese, por que larvas surgiram apenas sobre a carne dos frascos abertos?
	O experimento de Pasteur
	A descoberta dos microrganismos e a evolução do pensamento científico
	Conteúdo interativo
	Curiosidade
	Os Postulados de Koch
	1º postulado
	2º postulado
	3º postulado
	4º postulado
	Desafio
	Primeira opção
	Segunda opção
	Terceira opção
	História da microbiologia como ciência
	Conteúdo interativo
	Aplicando o conhecimento
	Conteúdo interativo
	Atividade 2
	2. Microrganismos
	Classificação nominal dos seres vivos
	1735
	1866
	1969
	1990
	Características gerais dos procariotos e dos eucariotos
	Procariotos
	Eucariotos
	1
	2
	3
	Você pode se perguntar: “Como surgiram as células eucarióticas?”
	Classificação nominal dos seres vivos
	Conteúdo interativo
	Atividade 1
	Características gerais de bactérias, arqueias e protozoários
	Domínio Bacteria
	Classificação das bactérias
	Morfologia
	Parede celular
	pH
	Temperatura
	Metabolismo
	Respiração / fermentação
	Domínio Archaea
	Domínio Eukarya
	Protozoários
	Características gerais de bactérias, arqueias e protozoários
	Conteúdo interativo
	Atividade 2
	Características gerais de fungos, algas, vírus e príons
	Fungos
	Leveduras
	Bolores
	Cogumelos
	Vírus
	Saiba mais
	Príons
	Desafio
	Primeira opção
	Segunda opção
	Terceira opção
	Características gerais de fungos, algas, vírus e príons
	Conteúdo interativo
	Aplicando o conhecimento
	Conteúdo interativo
	Atividade 3
	3. Células procarióticas
	Morfologia da célula procariótica e membrana plasmática
	Morfologia da célula procariótica
	Cocos
	Bastonetes ou bacilos
	Espiraladas
	Cocobacilos
	Vibrião
	Morfologia do domínio Eubactéria
	Conteúdo interativo
	Estruturas fundamentais
	Você sabe o que são estruturas fundamentais a uma célula?
	Membrana plasmáticaHidrofóbicos
	Hidrofílicos
	Compartimentalização
	Transporte de substâncias
	Atividades bioquímicas e de síntese
	Geração de energia
	Morfologia da célula procariótica e membrana plasmática
	Conteúdo interativo
	Atividade 1
	Parede celular, ribossomos e material genético
	Parede celular
	Gram-positivas
	Gram-negativas
	Ribossomos
	Procariotos
	Eucariotos
	Material genético
	Parede celular, ribossomos e material genético
	Conteúdo interativo
	Atividade 2
	Estruturas acessórias
	Cápsula
	I
	II
	III
	IV
	V
	Flagelos
	Flagelação polar monotríquia
	Flagelação polar lofotríquia
	Flagelação polar anfitríquia
	Flagelação peritríquia
	Fímbrias e pili
	Salmonelose
	Gonorreia
	Coqueluche
	Grânulos de inclusão
	Plasmídeos
	Endósporos
	Desafio
	Primeira opção
	Segunda opção
	Terceira opção
	Estruturas acessórias
	Conteúdo interativo
	Aplicando o conhecimento
	Conteúdo interativo
	Atividade 3
	4. Conclusão
	Considerações finais
	Podcast
	Conteúdo interativo
	Explore +
	Referênciasformas
de vida, facilitando o desenvolvimento de organismos complexos desde o início.
C
As moléculas de RNA, devido à sua capacidade de catalisar sua própria síntese e a síntese de proteínas, são
consideradas precursoras essenciais da vida celular, sugerindo que a vida pode ter começado em um “mundo
de RNA”.
D
Acredita-se que a vida na Terra tenha surgido exclusivamente em terra firme, pois as condições secas e
expostas foram ideais para a formação de compostos orgânicos complexos necessários para a vida.
E
A hipótese de que a vida surgiu a partir de eventos astronômicos distantes, como a colisão de galáxias, é a
mais aceita entre os cientistas, pois explica a complexidade dos sistemas biológicos encontrados na Terra.
A alternativa C está correta.
As condições da Terra primitiva teriam fornecido um cenário ideal para a formação e estabilização de
moléculas orgânicas complexas como o RNA. Essas condições permitiriam que o RNA explorasse suas
propriedades catalíticas e de replicação, eventualmente levando à emergência de sistemas vivos.
História da microbiologia como ciência
A microrrevolução científica e os primeiros microscópios
Como os microrganismos são seres invisíveis a olho nu, é de se imaginar que a invenção dos primeiros
microscópios tenha causado uma revolução no pensamento científico da época. Durante muitos e muitos
anos, diferentes explicações para grandes epidemias surgiram, geralmente com explicações de cunho
religioso, devido ao grande poder e à influência que a Igreja Católica exercia sobre as pessoas.
Conheça alguns dos eventos essenciais para a evolução da ciência:
Invenção do primeiro microscópio
Em 721 a.C., os romanos já utilizavam lentes de aumento para observar
objetos. As lentes foram sendo aperfeiçoadas com o passar dos anos, até
que, por volta de 1590, surgiu o primeiro modelo de microscópio. Ele foi
criado por Hans e Zacharias Janssen, fabricantes de lentes; o microscópio
era cilíndrico e continha duas lentes, que aumentavam o tamanho dos
objetos.
Primeira descrição de um microrganismo
Os microscópios continuaram evoluindo e, em 1665, o historiador inglês e
microscopista Robert Hooke (1635-1703) publicou um famoso livro, que
contém a primeira descrição conhecida de um microrganismo (ele descreveu
estruturas de frutificação de bolores). O termo célula (do inglês cell) foi
criado pelo próprio Hooke ao analisar no microscópio finas camadas de
cortiça; ele observou estruturas semelhantes a alvéolos vazios, como favos
de uma colmeia, dando o nome de cell a cada um desses alvéolos.
Primeira descrição de bactérias
Já a primeira descrição de bactérias foi feita em 1676 pelo comerciante e
microscopista amador holandês Antoni van Leeuwenhoek. Ele construiu
microscópios muito simples para examinar substâncias naturais, descobrindo
as bactérias ao analisar infusões aquosas de pimenta e observar a presença
de “pequenos animálculos”, como ele mesmo se referia às bactérias
observadas.
A experiência de Redi
Apesar da descoberta dos microrganismos, pouco avanço foi observado na área da Microbiologia por longos
anos. Na segunda metade do século XIX, entretanto, a Microbiologia voltou a ganhar fôlego por questões
relacionadas às doenças infecciosas e à Teoria da Geração Espontânea (ou Teoria da Abiogênese). Muitos
cientistas e filósofos da época defendiam que algumas formas de vida poderiam surgir de matéria morta ou
inanimada, mas alguns não acreditavam nessa possibilidade, como:
Van Leeuwenhoek (1632-1723) Francesco Redi (1626-1697)
Em 1668, Redi desenvolveu uma experiência que ficou muito famosa, para demonstrar que a vida não poderia
surgir da matéria inanimada. Ele colocou pedaços de carne em frascos de vidro, deixando alguns frascos
abertos e outros cobertos com gaze. Com o passar do tempo, ele observou que os pedaços de carne dos
frascos que ficaram abertos estavam repletos de larvas, e, nos frascos tampados, os pedaços de carne
estavam livres de larvas, as quais foram encontradas apenas sobre as gazes que tampavam os frascos. 
Experimento de Redi.
Ficou o questionamento: se a vida poderia vir de matéria sem vida,
como sugeria a Teoria da Abiogênese, por que larvas surgiram
apenas sobre a carne dos frascos abertos?
Mesmo diante das evidências da experiência de Redi, a Teoria da Abiogênese não perdeu força. Ela só foi
derrubada muitos anos depois, graças ao cientista Louis Pasteur (1822-1895), que desenvolveu uma
experiência controlada, provando de uma vez por todas que nenhum organismo poderia surgir
espontaneamente. 
O experimento de Pasteur
Em um primeiro momento, Pasteur demonstrou que a fervura de um caldo nutritivo seguida da vedação do
frasco impediria que ele “estragasse”. Na época, os defensores da geração espontânea diziam que o frasco
fechado impediria a entrada de ar fresco (contendo o que eles chamavam de “força vital”, que seria o oxigênio)
e, consequentemente, os microrganismos não conseguiriam surgir ali espontaneamente. Foi então que Pasteur
solucionou de vez a questão de maneira brilhante, construindo um frasco com pescoço de cisne.
Esse frasco, também conhecido como frasco de Pasteur, tinha o gargalo em formato de S, que impedia que a
poeira e os microrganismos do ar alcançassem o caldo nutritivo fervido, mas o oxigênio ainda conseguia
chegar até ele. Assim, o caldo nutritivo não “estragava”, mesmo após muitos dias, sendo observada a
contaminação do caldo apenas após o contato dele com a poeira acumulada no gargalo em forma de S ou
após este gargalo ser quebrado, enquanto o caldo dos frascos fervidos e mantidos abertos ficavam
contaminados rapidamente. 
Experimento de Louis Pasteur.
A descoberta dos microrganismos e a evolução do pensamento científico
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena fala sobre a descoberta dos microrganismos e a evolução do
pensamento científico.
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Esses achados foram fundamentais para o desenvolvimento posterior de técnicas de esterilização eficazes,
beneficiando, inclusive, a indústria alimentícia, com o processo de pasteurização do leite, por exemplo.
Robert Koch.
Curiosidade
Pasteur foi responsável por outros grandes feitos e descobertas. Dentre elas, podemos citar o
desenvolvimento de vacinas contra raiva, cólera aviária e antraz, e pela identificação de que leveduras
eram as responsáveis pela fermentação em cervejas e vinhos. 
Os Postulados de Koch
Após a descoberta dos microrganismos,
passou-se a acreditar que eles eram os
causadores de diversas doenças, mas não
havia comprovação disso. O conceito de
doença infecciosa foi desenvolvido apenas
depois dos trabalhos do médico alemão Robert
Koch (1843-1910), que criou a Teoria do Germe
da Doença e os Postulados de Koch.
Tudo começou quando Koch estudava uma
doença chamada antraz, que acometia o gado
e os humanos. Analisando ao microscópio
amostras de sangue de um animal doente, ele
notou a presença de bactérias (depois
denominadas Bacillus anthracis), e, para ter
certeza de que aquelas bactérias eram as
causadoras da doença, realizou experimentos utilizando camundongos.
Koch injetou sangue de um camundongo doente em um sadio, observando o rápido desenvolvimento da
doença no animal; o mesmo aconteceu quando ele injetou o sangue deste último animal em outro animal
sadio. Koch descobriu, ainda, que as bactérias do antraz podiam ser cultivadas em meios de cultura de
laboratório.
Os Postulados de Koch foram definidos para estabelecer a relação de causa e efeito de uma doença
infecciosa:
1º postulado
O patógeno suspeito de causar a doença deve estar presente em todos os casos da doença, mas
ausentes nos animais sadios; ou seja, deve haver uma associação constante entre patógeno e
hospedeiro.
2º postulado
Uma cultura laboratorial pura do patógeno deve ser obtida.
3º postulado
Células do patógeno provenientes de uma cultura pura devem ser capazes de causar doença em um
animal saudável (para isso, o agente infeccioso deve ser inoculado em um animal sadio, e o
desenvolvimento dadoença deve ser observado).
4º postulado
O patógeno suspeito precisa ser “reisolado” em cultura pura, com o intuito de demonstrar ser o
mesmo patógeno inoculado inicialmente (em outras palavras, o agente infeccioso dos animais
doentes/mortos precisa ser novamente isolado).
A imagem a seguir ilustra os postulados de Koch: 
Postulado de Koch.
Essas descobertas tiveram grande impacto no desenvolvimento da ciência e da medicina clínica. Koch ainda
realizou outros grandes feitos, como a identificação do agente causador da tuberculose (Mycobacterium
tuberculosis) e da cólera (Vibrio cholerae), dentre outros. Graças aos avanços nas técnicas de biologia
molecular, hoje nós sabemos que alguns microrganismos não crescem em cultura laboratorial, mas isso não
desmerece os achados valiosos dos trabalhos de Koch.
Desafio
Você, como estudante de microbiologia, está envolvido em um debate virtual sobre as origens da vida. O
desafio proposto é desenhar um experimento que possa diferenciar entre a viabilidade da teoria da geração
espontânea e a da biogênese na origem da vida microbiana. Três experimentos teóricos são sugeridos e você
deve escolher o mais adequado entre eles.
1) Criar um ambiente estéril dentro de um biorreator que simule as condições da Terra primitiva, incluindo uma
atmosfera primordial e compostos orgânicos, para observar a possível emergência espontânea de vida
microbiana.
 
2) Expor meios de cultura estéreis em câmaras seladas a diversos ambientes naturais, verificando se
microrganismos surgem sem introdução direta de material biológico existente.
 
3) Realizar um experimento de duas fases em ambientes controlados estéreis, em que, na primeira fase, um
ambiente estéril sem qualquer forma de vida é monitorado por um período prolongado para verificar a
ausência de desenvolvimento de vida microbiana. Na segunda fase, introduzir deliberadamente
microrganismos conhecidos nesse ambiente para observar se eles se reproduzem e colonizam o hábitat,
demonstrando a necessidade de vida preexistente para o surgimento de nova vida.
Agora que já fez a sua escolha, vamos conhecer a resposta que corresponde a cada uma dessas opções.
Vamos lá!
Primeira opção
Incorreto. Embora esse experimento possa ser visto como uma tentativa de simular as condições para
o surgimento espontâneo da vida, a teoria da biogênese, apoiada por evidências científicas, sugere
que a vida se origina de formas de vida existentes. A geração espontânea não é apoiada pelas
evidências experimentais atuais.
Segunda opção
Incorreto. A simples observação de microrganismos em meios de cultura após exposição ao ambiente
não valida a geração espontânea, pois não exclui a possibilidade de contaminação por vida já
existente. Esse experimento não pode diferenciar entre as duas teorias de forma conclusiva.
Terceira opção
Correto. Esse experimento demonstra efetivamente o princípio da biogênese: sem a introdução de
formas de vida existentes, não há surgimento de nova vida. A reprodução e colonização subsequente
do ambiente estéril, após a introdução de microrganismos, reforçam a ideia de que a vida provém de
vida preexistente, em conformidade com a teoria da biogênese.
História da microbiologia como ciência
Explore neste vídeo a microrrevolução científica desencadeada pela invenção do microscópio, destacando a
evolução do pensamento científico desde crenças religiosas até fundamentos científicos na interpretação de
epidemias.
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Aplicando o conhecimento
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A BrewTech, uma cervejaria artesanal renomada, enfrentava um problema crítico: a inconsistência na
qualidade e no sabor de suas cervejas. Essa situação preocupava tanto os mestres cervejeiros quanto a
administração, visto que a reputação e a fidelização dos clientes dependiam diretamente da qualidade
consistente de seus produtos. Em resposta a esses desafios, a BrewTech decidiu aplicar princípios históricos
da microbiologia para encontrar soluções práticas.
Primeiramente, inspirando-se na invenção do microscópio por Antoni van Leeuwenhoek, a BrewTech investiu
em equipamentos de microscopia avançados. Essa ação permitiu que os mestres cervejeiros monitorassem de
perto a qualidade das leveduras e outros microrganismos envolvidos no processo de fermentação. Com essa
tecnologia, foram capazes de identificar com precisão variações na composição microbiana, o que estava
diretamente afetando a qualidade da cerveja.
A segunda grande iniciativa foi a implementação de uma estratégia baseada nos postulados de Koch,
adaptados ao contexto da cervejaria. A equipe começou a isolar diferentes cepas de leveduras e bactérias
presentes em lotes de cerveja com variações de qualidade. Cada cepa foi testada individualmente em
pequenos lotes de fermentação para identificar aquelas que resultavam em sabores desejáveis e consistência
na qualidade do produto final. Esse processo minucioso de eliminação e seleção permitiu à BrewTech
desenvolver uma cultura de levedura altamente eficiente e adaptada às suas necessidades específicas. 
Como resultado dessas ações, a BrewTech, além de superar o problema da inconsistência na qualidade de
suas cervejas, também estabeleceu um novo padrão de excelência em seu processo de produção. A aplicação
prática dos fundamentos da microbiologia transformou um desafio crítico em uma vantagem competitiva no
mercado de cervejas artesanais.
Após a leitura do case, é hora de aplicar seus conhecimentos!
Questão 1
Explique como a adaptação e aplicação dos postulados de Koch no contexto da cervejaria BrewTech
contribuíram para a identificação e seleção de cepas microbianas que otimizam a fermentação.
Chave de resposta
A adaptação dos postulados de Koch pela BrewTech permitiu um método sistemático para vincular cepas
específicas de microrganismos aos efeitos observados na fermentação da cerveja. Isso envolveu isolar e
testar diferentes microrganismos em pequenos lotes para identificar quais contribuíam positivamente para
o sabor e a qualidade.
Questão 2
Avalie a importância da inovação baseada em conhecimento histórico e científico para empresas em setores
tradicionais, como o da cervejaria artesanal. Considere como a BrewTech utilizou esses princípios para
superar desafios de qualidade e se diferenciar no mercado.
Chave de resposta
A abordagem da empresa, além de ajudar a resolver problemas específicos de qualidade na produção de
cerveja, serviu como um diferencial de mercado, posicionando a BrewTech como uma marca que valoriza
tanto a tradição quanto a inovação. Além disso, ao aplicar princípios históricos de microbiologia de maneira
prática, a BrewTech demonstrou como o conhecimento científico pode ser diretamente aplicado para
melhorar processos, produtos e, consequentemente, alcançar sucesso comercial em setores tradicionais.
Questão 3
Explique como as descobertas de Antonie van Leeuwenhoek, particularmente a invenção do microscópio e a
identificação dos "animáculos", transformaram a compreensão dos microrganismos, e discuta como a
BrewTech aplicou esses conhecimentos para aprimorar a observação e o controle dos processos de
fermentação em sua produção de cerveja.
Chave de resposta
A invenção do microscópio por Antonie van Leeuwenhoek e sua subsequente descoberta dos
microrganismos, ou "animáculos", revolucionaram a compreensão humana dos processos biológicos,
fundamentando a microbiologia moderna. A BrewTech aplicou essas descobertas ao incorporar tecnologia
de microscopia em sua produção de cerveja, possibilitando um controle preciso sobre a fermentação ao
observar e gerenciar as leveduras e outros microrganismos envolvidos. Esse avanço permitiu à BrewTech
assegurar a qualidade e a consistência de seus produtos, destacando o impacto duradouro das
descobertas de Leeuwenhoek na solução de problemas contemporâneos e no aprimoramento de
processos produtivos.
Atividade 2
Ao discutir a validação de um microrganismo como causadorde uma doença específica, os postulados de
Koch fornecem critérios rigorosos para estabelecer essa relação causal. Baseando-se nos postulados de
Koch, que servem para vincular um agente microbiano a uma doença específica, qual das alternativas a seguir
descreve um desses postulados?
A
O microrganismo suspeito deve ser encontrado apenas em organismos saudáveis, não em organismos
doentes.
B
O microrganismo deve ser observado e sua presença correlacionada com a ausência de sintomas da doença.
C
O microrganismo deve ser isolado do organismo doente e cultivado em cultura pura.
D
Uma vez cultivado em cultura pura, o microrganismo não precisa causar a doença quando reintroduzido em
um organismo saudável para ser considerado o causador.
E
O microrganismo causador da doença não precisa ser reisolado e identificado após a infecção experimental.
A alternativa C está correta.
Um dos postulados de Koch exige o isolamento do microrganismo de um organismo doente e seu cultivo
em cultura pura. Esse processo é essencial para demonstrar a relação causal entre um microrganismo
específico e uma doença, permitindo estudá-lo isoladamente e verificar se reproduz a doença em um novo
hospedeiro, confirmando sua responsabilidade pela infecção.
Hierarquia de classificação biológica.
2. Microrganismos
Classificação nominal dos seres vivos
Você consegue imaginar qual é a utilidade dos sistemas de classificação dos seres vivos? 
A classificação dos seres vivos tem como
objetivo organizá-los em grupos de acordo com
suas semelhanças fenotípicas ou com suas
relações evolutivas. Dessa forma, os
organismos vão sendo colocados em grupos
cada vez mais inclusivos. Assim, um conjunto
de espécies semelhantes são agrupadas dentro
de um mesmo gênero; gêneros semelhantes
são agrupados dentro de uma mesma família;
famílias semelhantes, dentro de uma mesma 
ordem; ordens semelhantes, dentro de uma 
classe; classes semelhantes, dentro de um filo,
e, por fim, filos semelhantes, dentro de um 
domínio. O domínio engloba todos os
organismos dentro de uma hierarquia.
Além disso, a nomenclatura envolve a utilização
de regras para denominar os organismos. Tendo isso em mente, estudaremos a evolução dos sistemas de
classificação:
1735
O botânico, zoólogo e médico sueco Carolus Linnaeus é considerado o pai da taxonomia moderna. Em
1735, ele propôs o sistema de classificação binominal tradicional, no qual os organismos recebem o
nome de gênero e um epíteto (Nome) de espécie. No sistema binominal, os nomes dos gêneros são
escritos primeiro com letra maiúscula, e os nomes das espécies são escritos em seguida com letra
minúscula; os nomes são geralmente derivados do latim e devem ser escritos em itálico ou
sublinhados nos textos escritos à mão.
Além disso, a escolha dos nomes costuma se basear em alguma propriedade ou característica do
organismo, podendo ser traços de morfologia, fisiologia ou ecologia essenciais. Linnaeus sugeriu a
existência de dois reinos: Animalia (Formado por animais e protozoários – seres que não realizam
fotossíntese, móveis e sem parede celular) e Plantae (Formado por algas, plantas, bactérias e fungos
– seres fotossintéticos, imóveis e com parede celular). Assim, alguns organismos não se encaixavam
em nenhuma dessas classificações, como, por exemplo, os microrganismos fotossintéticos móveis.
1866
Ernst Haeckel sugere a criação do reino Protista, para incluir os organismos unicelulares com
organização simples, como bactérias, algas, fungos e protozoários.
1969
Robert Whittaker propôs a classificação dos seres vivos em cinco reinos: Monera (Compreendendo
procariotos), Fungi (Fungos), Protistas (Algas e protozoários), Plantae (Plantas) e Animalia (Animais).
Essa classificação teve como base a estrutura das células e a forma de obtenção de nutrientes.
1990
Carl Woese sugeriu a classificação dos organismos em três domínios: 
Bacteria (Bactérias), Archaea (Arqueias) e Eukarya (Eucariotos – fungos,
algas, protozoários, plantas e animais). A separação dos procariotos em
dois domínios diferentes se baseou na sequência de nucleotídeos do
RNA ribossomal; embora as arqueias sejam seres procariotos (não
possuem núcleo), os lipídios e os ácidos nucleicos ribossomais são
diferentes tanto das bactérias quanto dos eucariotos.
Domínio e reinos dos animais.
Domínio e reinos dos animais.
Características gerais dos procariotos e dos eucariotos
Veja a seguir as características dos procariotos e dos eucariotos:
Procariotos
Não possuem um núcleo envolto por membrana
nuclear, ou seja, não possuem um
compartimento nuclear para abrigar seu DNA.
As bactérias e arqueias são microrganismos
procariotos.
Eucariotos
Possuem um compartimento intracelular
envolto por uma membrana, chamado núcleo,
onde seu DNA é mantido. As algas, os
protozoários e os fungos são eucariotos,
apresentando estrutura celular igual à das
células dos organismos superiores.
De maneira geral, as células procarióticas são pequenas e simples, podem apresentar diferentes formatos
(células em forma de bastonetes, esféricas, espiraladas etc.) e medem poucos micrômetros de comprimento.
Costumam viver como organismos independentes ou, ainda, em comunidades organizadas de maneira livre,
mas não como organismos multicelulares. Além disso, as células procarióticas possuem vários componentes
obrigatórios:
 
A membrana plasmática envolve um compartimento citoplasmático único contendo DNA, RNA e
ribossomos.
 
Proteínas e pequenas moléculas importantes para a vida da célula também são encontradas no
citoplasma.
 
A maioria das células procarióticas também apresenta uma capa protetora denominada parede celular,
que se encontra acima da membrana plasmática.
Algumas estruturas celulares são opcionais e não estão presentes em todas as células procarióticas, como
cápsula, flagelo, fímbrias, membranas internas, inclusões citoplasmáticas, plasmídeos e endósporos, dentre
outras. As células procarióticas apresentam capacidades bioquímicas muito variadas, mais que as células
eucarióticas, e, consequentemente, podem ser encontradas em ambientes muito variados. Na figura a seguir,
estão demonstradas as principais estruturas presentes em uma célula procariótica: 
• 
• 
• 
Estrutura geral da célula procariótica.
As células eucarióticas, por sua vez, são maiores e mais complexas que as células procarióticas, assim como
seus genomas. Além disso, classes de células eucarióticas podem formar desde microrganismos unicelulares,
como fungos e protozoários, até organismos multicelulares extremamente complexos, como plantas e animais.
As células eucarióticas apresentam algumas características que as diferenciam das procarióticas:
1
Possuem núcleo definido, ou seja, seu DNA se encontra envolto por uma membrana de camada dupla
que o separa do citoplasma.
2
Possuem outras membranas internas que são estruturalmente semelhantes à membrana plasmática,
delimitando diferentes organelas que participam de vários processos celulares, como mitocôndrias e
cloroplastos, por exemplo, que participam de processos de obtenção de energia.
3
O citoplasma dos eucariotos também possui um citoesqueleto responsável por fornecer sustentação
e força mecânica à célula e controle da forma e de seus movimentos.
Os principais componentes típicos das células eucarióticas, além do núcleo, são as mitocôndrias, o aparelho
de Golgi e o retículo endoplasmático. 
Um gene é uma sequência de DNA capaz de codificar proteínas ou RNA, e o conjunto de genes de uma célula
forma seu genoma. É importante saber que o genoma controla os processos fundamentais para a vida da
célula, assim como suas características e as atividades vitais para sua sobrevivência. O genoma das células
procarióticas e eucarióticas são organizados de diferentes maneiras. Enquanto os procariotos típicos possuem
um único cromossomo com DNA circular (poucos procariotos possuem cromossomo linear) contendo todos ou
quase todos os genes da célula, os eucariotos apresentam inúmeros cromossomos com DNA linear. Além
disso, o genoma das célulaseucarióticas é, muitas vezes, maior que o das células procarióticas.
Estrutura geral da célula eucariótica animal.
Você pode se perguntar: “Como surgiram as células eucarióticas?”
Uma explicação muito aceita atualmente na Biologia é a hipótese endossimbiótica. Todas as células
eucarióticas possuem ou já possuíram em algum momento mitocôndrias, por exemplo. Acredita-se que as
mitocôndrias tenham se originado de bactérias de vida livre que eram capazes de metabolizar o oxigênio
(bactérias aeróbicas) e que foram endocitadas (Engolfadas) por uma célula ancestral que era incapaz de usar
o oxigênio (célula anaeróbica).
Essas células evoluíram em simbiose, ou seja, as duas eram beneficiadas por essa associação: a célula
bacteriana aeróbica engolfada gerava energia para a célula predadora anaeróbica e, em troca, recebia abrigo
e alimento. 
A origem da mitocôndria.
Com o passar do tempo, a bactéria aeróbica, que antes era de vida livre, tornou-se parte da célula eucariótica.
Essa hipótese se baseia no fato de as mitocôndrias apresentarem muitas características em comum com
pequenas bactérias: tamanho semelhante, genoma próprio se apresentando como uma molécula de DNA
circular, ribossomos próprios (diferentes dos outros ribossomos da célula eucariótica), além de possuírem
seus próprios RNA transportadores. 
Mitocôndria.
Classificação nominal dos seres vivos
Explore neste vídeo a classificação nominal dos seres vivos, um sistema importante para selecionar
organismos com base em semelhanças fenotípicas e relações evolutivas. Veja também como características
específicas influenciam a classificação em grupos, desde espécies a domínios, revelando a complexidade e a
utilidade dessa prática científica primordial.
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Atividade 1
Enquanto bactérias e arqueias são seres procariontes, os outros organismos vivos, como animais, plantas,
fungos e protozoários são seres eucariontes. Qual das seguintes características é exclusiva das células
eucarióticas e não é encontrada em células procarióticas?
A
Presença de membrana plasmática.
B
Capacidade de reprodução.
C
Presença de DNA como material genético.
D
Organização do DNA em cromossomos dentro de um núcleo delimitado por membrana.
E
Presença de ribossomos para síntese proteica.
Imagem ilustrativa de bactérias em formato de
bastonete.
A alternativa D está correta.
As células eucarióticas se distinguem das procarióticas principalmente pela presença de um núcleo
delimitado por membrana, que contém DNA organizado em cromossomos. Enquanto as células
procarióticas carregam seu DNA em uma região aberta chamada nucleoide, sem essa separação. Ambos os
tipos de células compartilham outras características básicas, como a membrana plasmática, a presença de
DNA como material genético e ribossomos para síntese proteica, mas somente as eucarióticas têm um
núcleo definido.
Características gerais de bactérias, arqueias e protozoários
A partir do último ancestral universal comum (LUCA), o processo evolutivo seguiu caminhos diferentes,
resultando na formação dos domínios Bacteria e Archaea; posteriormente, o domínio Archaea acabou se
distinguindo entre os domínios Archaea e Eukarya. Com o avanço dos estudos filogenéticos ao longo dos
anos, dois fatos muito importantes foram revelados: as bactérias e as arqueias, apesar de serem
estruturalmente parecidas, são filogeneticamente diferentes, sendo as arqueias mais relacionadas aos
eucariotos do que às bactérias.
Agora vamos conhecer algumas características gerais das bactérias, das arqueias e dos protozoários. Vamos
lá!
Domínio Bacteria
O domínio Bacteria é formado pelas bactérias,
organismos procariotos encontrados nos mais
variados ambientes. Este domínio é composto
por mais de 80 filos, porém mais de 90% dos
gêneros e das espécies de bactérias já
caracterizados pertencem a apenas quatro
filos. Além de serem encontradas na água e no
solo, as bactérias também fazem parte da
microbiota normal dos animais e dos seres
humanos (condição em que os dois organismos
são beneficiados), mas também podem causar
as mais variadas doenças, desde condições
facilmente tratáveis até doenças extremamente
graves e fatais. Também apresentam formas,
tamanhos e metabolismos muito variados;
podem ser móveis ou não. Elas se reproduzem
assexuadamente (por fissão binária), mas
também possuem estratégias para trocas de
material genético entre diferentes bactérias, através de mecanismos de transformação, conjugação e
transdução.
As bactérias se multiplicam por fissão binária, pois as membranas formam septos. Para isso, a célula se
alonga, o material genético é replicado, e a parede celular e a membrana plasmática se dividem. Paredes
intermediárias se formam, separando as duas cópias de material genético, e as células se separam. O período
de divisão celular depende do tempo de geração (tempo necessário para cada uma das células se dividirem)
de cada bactéria.
Classificação das bactérias
As bactérias podem ser classificadas de acordo com diferentes critérios. Os principais são: 
Morfologia
De acordo com a forma, as bactérias podem ser classificadas em cocos, bacilos, espiroquetas,
espirilos e vibriões.
Parede celular
De acordo com a composição da parede celular, as bactérias podem ser classificadas em gram-
positivas e gram-negativas.
pH
De acordo com o pH ótimo de crescimento, as bactérias podem ser classificadas como neutrófilas
(crescem em pH neutro – faixa ótima de pH > 5,5 e 8).
Temperatura
De acordo com a temperatura ótima de crescimento, as bactérias podem ser classificadas em
psicrófilas (abaixo de 20ºC), mesófilas (entre 20 e 40ºC), termófilas (entre 45 e 80ºC) e
hipertermófilas (acima de 80ºC).
Metabolismo
De acordo com a fonte de energia utilizada para o metabolismo energético, as bactérias podem ser
classificadas em quimiotróficas (aquelas que utilizam compostos químicos para obter energia) e
fototróficas (aquelas que utilizam a luz solar). As bactérias quimiotróficas ainda podem ser
classificadas de acordo com os compostos químicos que utilizam: bactérias quimiorganotróficas usam
compostos químicos orgânicos (como glicose -C6H12O6, acetato etc.), e as quimiolitotróficas, por
outro lado, utilizam compostos químicos inorgânicos (como H2, H2S, Fe2+ etc.). Por fim, também
existe a classificação de acordo com a origem do carbono utilizado nos processos de obtenção de
energia (lembrando que o carbono é fundamental na produção de materiais para a célula). Assim,
bactérias heterotróficas obtêm carbono de compostos químicos orgânicos, enquanto as bactérias
autotróficas utilizam como fonte de carbono o dióxido de carbono (CO2); dessa forma, uma bactéria
quimiorganotrófica é também heterotrófica.
Respiração / fermentação
As bactérias podem ser classificadas como aeróbias (quando precisam de oxigênio para o processo
de respiração), anaeróbias (quando não utilizam o oxigênio, vivendo da fermentação, respiração
anaeróbia, fotossíntese ou metanogênese) ou facultativas (quando são capazes de realizar os dois
tipos de metabolismo: na presença de oxigênio, realizam a respiração aeróbia e, na ausência, realizam
respiração anaeróbia ou fermentação).
As bactérias são capazes de gerar uma série de infecções como pneumonia, meningites, infecções urinárias,
bacteremia, apendicite, entre outras. Para conhecer mais sobre as principais infecções bacterianas não deixe
de visitar o explore mais. 
Domínio Archaea
Diversidade morfológica do domínio .
O domínio Archaea é composto por vários filos
e inclui microrganismos procariotos, geralmente
com metabolismo quimiorganotrófico ((utilizam
compostos químicos orgânicos (como glicose,
acetato etc.) para obter energia) ou 
quimiolitotrófico (utilizam compostos químicos
inorgânicos (como H2, H2, Fe2+ etc.) para obter
energia). Também são comuns espécies
aeróbias e anaeróbias neste domínio.
Apresentam como principal característica a
capacidade de viver em condições extremas,ou seja, são extremófilos. Assim, existem
arqueias que vivem em ambientes com
temperaturas muito elevadas (acima de 100°C)
e também temperaturas próximas ao ponto de
congelamento, altas concentrações de sal
(arqueias halófilas extremas, por exemplo, precisam de aproximadamente 9% de sal para seu crescimento),
valores de pH extremos, fontes termais, lugares ricos em enxofre etc. Além disso, existem arqueias
metanogênicas, ou seja, conservam energia pela produção de metano.
De acordo com os cientistas, as arqueias ajudam a estabelecer os limites de tolerância dos organismos às
condições ambientais, uma vez que são capazes de viver em lugares que a maioria dos outros seres vivos
jamais conseguiria. Entretanto, vale ressaltar que muitas espécies de arqueias não são extremófilas, vivendo
no solo, em sedimentos, nos oceanos, nos lagos e até nos intestinos de humanos. 
Domínio Eukarya
Pertencem ao domínio Eukarya os organismos eucariotos, ou seja, aqueles cujo material genético se encontra
envolvido por uma membrana, formando o núcleo celular. Esse domínio é composto por organismos muito
variados, desde microrganismos, como protozoários, fungos e algas unicelulares, até organismos
multicelulares de organização extremamente complexa, como plantas e animais.
Vamos estudar cada um dos diferentes grupos de microrganismos que fazem parte deste domínio? 
Protozoários
Os protozoários incluem microrganismos unicelulares de distribuição ampla na natureza, podendo ser
encontrados na água, no solo, vivendo em simbiose com outros organismos e parasitando e causando
doenças em diversos hospedeiros (inclusive humanos). Apresentam morfologias muito variadas e diversidade
filogenética muito grande.
Geralmente, são quimiorganotróficos e podem se movimentar através de flagelos, cílios ou pseudópodes.
Alguns possuem alvéolos, que são bolsas localizadas abaixo da membrana plasmática que auxiliam na
regulação osmótica da célula. A maioria deles possui apenas um núcleo, mas alguns podem apresentar dois ou
mais núcleos. A reprodução pode ser assexuada ou sexuada.
Tipos de locomoção dos protozoários.
A nutrição geralmente se dá pelo englobamento de partículas orgânicas do ambiente ou através da predação
de outros microrganismos; a digestão ocorre através da formação de um vacúolo digestivo, enquanto a
excreção de resíduos pode ocorrer por difusão na superfície da célula ou através de organelas chamadas
vacúolos contráteis ou pulsáteis. 
Os protozoários parasitas geralmente apresentam formas diferentes durante o processo de infecção; como
muitos precisam passar por diferentes hospedeiros para completar seu ciclo de vida, a mudança de forma é
necessária, a fim de que eles consigam sobreviver no hospedeiro e causar doença.
Características gerais de bactérias, arqueias e protozoários
Explore neste vídeo as características distintas dos principais grupos de microrganismos nos domínios 
Bacteria, Archaea e Eukarya. Destacaremos as diversidades estruturais e metabólicas entre bactérias e
arqueias, tendo como foco as capacidades extremófilas de arqueias e a complexidade dos eucariotos. 
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Atividade 2
Apesar de a maioria dos microrganismos ser unicelular, existem diferenças marcantes entre eles.
Considerando o exposto, qual das seguintes características é encontrada em protozoários, mas não em
bactérias?
A
Reprodução assexuada por fissão binária.
B
Ausência de um núcleo celular delimitado por membrana.
C
Capacidade de locomover-se utilizando pseudópodes.
D
Ausência de organelas membranosas internas.
E
Formação de esporos em condições desfavoráveis.
A alternativa C está correta.
Os protozoários se distinguem de bactérias pela capacidade de se locomover usando pseudópodes,
extensões temporárias do citoplasma que permitem movimento e captura de alimento. Essa forma de
locomoção é exclusiva de protozoários, organismos eucarióticos, e não é observada em bactérias, que são
procariotas e se movem de outras maneiras, mas não formam pseudópodes.
Características gerais de fungos, algas, vírus e príons
Fungos
Em primeiro lugar, a área da ciência que estuda os fungos é chamada de Micologia. Os fungos formam um
grupo de microrganismos grande, bastante diverso e amplamente distribuído. Já foram descritas mais ou
menos cem mil espécies fúngicas, mas acredita-se que existam muito mais.
Os principais representantes dos fungos são:
Leveduras Bolores
Cogumelos
Geralmente, estão presentes no solo e na matéria vegetal e animal em decomposição. Alguns fungos podem
viver em associação com plantas, ajudando-as a obter nutrientes do solo, enquanto outros são benéficos
também ao seres humanos, como algumas leveduras que realizam a fermentação e são utilizadas na indústria
alimentícia e de bebidas (como o gênero Saccharomyces, que participa do processo de fermentação da
cerveja), além de fungos que são capazes de sintetizar antibióticos (como fungos do gênero Penicillium, que
sintetizam a penicilina, por exemplo). Entretanto, várias espécies fúngicas também estão envolvidas em
doenças que acometem plantas, animais e seres humanos. As doenças causadas por fungos são
denominadas micoses.
Agora que já conhecemos um pouco dos principais grupos de microrganismos dos diferentes domínios,
chegou a hora de falarmos sobre seres que não pertencem a nenhum desses domínios: os vírus e os príons. 
Vírus
Em primeiro lugar, os vírus não são células. Isso mesmo, você não leu errado! Eles são elementos genéticos
que dependem de uma célula hospedeira para que ocorra sua replicação e, por isso, são considerados
parasitas intracelulares obrigatórios. Eles possuem seu próprio genoma de ácido nucleico (que pode ser
formado por DNA, RNA ou ambos), que é independente da célula hospedeira. 
Estrutura de um vírus.
Imagem representativa de estrutura tridimensional de
uma proteína príon.
Os vírus são capazes de infectar células procarióticas (como bactérias e arqueias) e eucarióticas (como
animais, plantas e protozoários), causando muitas doenças.
Os vírus que infectam bactérias são chamados
de bacteriófagos. Os vírus são muito pequenos,
medindo de 0,02 a 0,3 µm e são visíveis apenas
com o auxílio de um microscópio eletrônico.
Seus genomas também são muito menores que
os das células.
A forma extracelular de um vírus que permite
que ele passe de uma célula para outra é
chamada de vírion. Geralmente, os vírus que
infectam animais possuem uma camada externa
formada por lipídios e proteínas, chamada de 
envelope; já os vírus que infectam bactérias
não costumam apresentar camadas adicionais.
Saiba mais
O vírion de um vírus é composto pelo capsídeo, um envoltório proteico que contém o genoma viral. O
vírion é muito importante, pois protege o genoma do vírus quando este não está dentro de uma célula
hospedeira, e as proteínas da superfície do vírion participam do processo de ancoragem do vírus à
célula hospedeira. 
Os vírus que possuem envelope são chamados de envelopados e apresentam uma estrutura chamada
nucleocapsídeo, que é formado por ácido nucleico e pelas proteínas do capsídeo. 
Os vírus são simétricos, o que significa que, quando girados em torno de um eixo, a mesma forma é
visualizada em todas as posições. Assim, os vírus podem apresentar formato cilíndrico ou esférico, sendo que
os cilíndricos possuem simetria helicoidal, e os esféricos, simetria icosaédrica. 
Príons
Os príons são agentes infecciosos ainda mais
simples que os vírus, sendo constituídos
apenas por proteínas. Em outras palavras, os
príons não possuem DNA ou RNA. Mesmo
assim, causam doenças neurológicas em
animais, chamadas coletivamente de
encefalopatias espongiformes transmissíveis. O
exemplo mais conhecido é o “mal da vaca
louca”, que acomete o gado bovino. Em
humanos, são capazes de causar uma doença
degenerativa que pode causar demência e
morte, chamada “variante da doença de
Creutzfeldt-Jakob”, relacionada à ingestão de
produtos cárneos oriundos de gado acometido
por encefalopatia espongiforme bovina.É importante ressaltar que os príons possuem
duas conformações, uma forma celular nativa e
sua forma patogênica. A forma patogênica é codificada pela própria célula hospedeira, através da conversão
das células priônicas nativas em patogênicas. Ou seja, a célula hospedeira codifica o príon nativo (que não
causa doença) e, por algum motivo, o príon nativo é convertido na forma patogênica, causando doença.
Desafio
É importante ressaltar que os príons possuem duas conformações, uma forma celular nativa e sua forma
patogênica. A forma patogênica é codificada pela própria célula hospedeira, através da conversão das células
priônicas nativas em patogênicas. Ou seja, a célula hospedeira codifica o príon nativo (que não causa doença)
e, por algum motivo, o príon nativo é convertido na forma patogênica, causando doença.
Você é um estagiário em um renomado laboratório de microbiologia. Durante a análise de amostras coletadas
de um ambiente aquático, você visualiza um microrganismo interessante ao microscópio ótico. Sob o
microscópio, a amostra apresenta organismos unicelulares com formas variadas, incluindo formas esféricas e
alongadas. Eles possuem uma estrutura celular simples, sem núcleo definido. Além disso, uma parede celular
espessa e complexa é claramente visível. Baseando-se em suas observações e no conhecimento adquirido
durante seu estágio, você precisa identificar corretamente o tipo de microrganismo para informar ao seu
supervisor e direcionar as próximas etapas do estudo. Os microrganismos em questão referem-se às(os):
Bactérias, pois não apresentam núcleo e possuem parede celular.
Fungos, pois podem ou não apresentar núcleo e possuem parede celular.
Vírus, pois apresentam núcleo e podem ou não possuir parede celular.
Agora que já fez a sua escolha, vamos conhecer a resposta que corresponde a cada uma dessas opções.
Vamos lá!
Primeira opção
Correto. A descrição da amostra observada combina com as características das bactérias – formas
variadas, estrutura celular simples sem núcleo definido, e a presença de uma parede celular composta
por peptidoglicano (polímero composto por açúcares e aminoácidos que forma uma estrutura de rede
complexa, sendo um componente essencial da parede celular de muitas bactérias). Essas
observações são indicativas de organismos procarióticos, direcionando corretamente as próximas
etapas do estudo para a microbiologia bacteriana.
Segunda opção
Incorreto. Embora fungos possam ser unicelulares ou multicelulares e se alimentem de matéria
orgânica, a estrutura observada na amostra – especificamente a ausência de um núcleo definido –
não corresponde à de fungos, que são eucarióticos. A amostra indica uma organização procariótica.
Terceira opção
Incorreto. Vírus são entidades microscópicas que não possuem estruturas celulares próprias e são
muito pequenos para serem visualizados ao microscópio ótico comum. A presença de uma estrutura
celular visível e a parede celular sugerem que a amostra não é viral.
Características gerais de fungos, algas, vírus e príons
Acompanhe neste vídeo uma visão geral sobre os fungos, destacando seu estudo na micologia e sua
diversidade. Exploraremos as características dos fungos como decompositores, sua reprodução assexuada e
sexuada, e sua importância para a natureza e os seres humanos. 
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Aplicando o conhecimento
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Na cidade de Vale das Flores, um evento culinário anual celebrado por sua inovação e uso de ingredientes
locais enfrentou um desafio inesperado. O estabelecimento Sabores da Terra, conhecido por seus produtos
artesanais e inovadores, lançou um patê especial de ervas, que rapidamente se tornou um sucesso entre os
clientes. No entanto, esse sucesso foi ofuscado quando, após algumas semanas, 37 clientes reportaram
sintomas severos de intoxicação alimentar após consumirem o produto.
Investigações das autoridades de saúde pública apontaram para as condições de armazenamento do patê
como a causa do surto. Amostras do produto revelaram a presença de Staphylococcus aureus, uma bactéria
mesófila conhecida por sua capacidade de produzir toxinas em alimentos mantidos em temperatura ambiente
por períodos prolongados. Esse microrganismo é particularmente insidioso, pois pode se multiplicar
rapidamente em condições inadequadas de armazenamento, tornando os alimentos inseguros para consumo.
Diante dessa revelação, o estabelecimento agiu prontamente, retirando o patê de circulação e implementando
uma revisão rigorosa de suas práticas de armazenamento. A decisão foi tomada para refrigerar todos os
produtos susceptíveis ao crescimento microbiano, uma mudança significativa na política do estabelecimento,
que anteriormente valorizava o armazenamento em temperatura ambiente por acreditar que isso preservava
melhor o sabor dos alimentos. 
Além disso, foram realizados investimentos em treinamento intensivo para os funcionários, com ênfase
especial na importância do controle de temperatura para a segurança alimentar. Essas medidas demonstraram
ser eficazes: nos três meses seguintes à implementação das novas políticas de armazenamento e
manipulação, não houve mais relatos de intoxicação alimentar relacionados ao consumo de produtos do
estabelecimento.
Após a leitura do case, é hora de aplicar seus conhecimentos!
Questão 1
Discuta como a temperatura influencia o crescimento microbiano e de que maneira a refrigeração pode ajudar
a prevenir surtos de intoxicação alimentar.
Chave de resposta
A temperatura afeta diretamente o crescimento de microrganismos, com mesófilos como o Staphylococcus
aureus crescendo bem em temperaturas moderadas (20°C a 40°C). A refrigeração desacelera ou inibe o
crescimento desses microrganismos, diminuindo o risco de intoxicação alimentar ao retardar a reprodução
microbiana e a produção de toxinas. Assim, a refrigeração é essencial para manter a segurança alimentar,
prolongando a segurança do consumo dos alimentos.
Questão 2
Além da temperatura, quais outras características do alimento e do ambiente influenciam o crescimento
microbiano, e como elas afetam a segurança e a qualidade dos alimentos?
Chave de resposta
Além da temperatura, o pH, a presença de oxigênio e os nutrientes disponíveis são características
importantes que influenciam o crescimento microbiano em alimentos. O pH pode favorecer ou inibir certos
microrganismos. A presença ou ausência de oxigênio é indispensável, com microrganismos aeróbios
necessitando de oxigênio e anaeróbios proliferando sem ele. A disponibilidade de nutrientes, como
carboidratos, proteínas e lipídios, também afeta o crescimento microbiano. Esses fatores são essenciais
para a segurança e qualidade dos alimentos, impactando o risco de deterioração e contaminação.
Questão 3
Como as técnicas de embalagem e conservação de alimentos podem ser otimizadas para inibir o crescimento
de microrganismos patogênicos e prolongar a vida útil dos produtos?
Chave de resposta
As técnicas de embalagem e conservação de alimentos podem ser otimizadas através do uso de métodos
que limitam a exposição dos alimentos a fatores que promovem o crescimento microbiano. Isso inclui
embalagens a vácuo, que reduzem a presença de oxigênio, retardando o crescimento de microrganismos
aeróbios. O uso de conservantes naturais ou artificiais que alteram o pH ou inibem o crescimento
microbiano também é eficaz. Além disso, técnicas como o congelamento podem preservar a qualidade dos
alimentos ao inibir a atividade microbiana através da redução drástica da temperatura.
Atividade 3
Diferentemente de qualquer outro microrganismo, os vírus não possuem células, sendo formados
fundamentalmente por material genético, uma capa proteica e, às vezes, um envelope externo composto
majoritariamente por lipídios. Qual alternativa a seguir apresenta outra característica desses microrganismos?
A
Vírus podem se reproduzir de forma independente, fora de uma célula hospedeira.B
Todos os vírus possuem DNA como seu material genético.
C
Vírus são considerados seres vivos pela maioria da comunidade científica.
D
Vírus podem infectar apenas seres humanos e outros animais.
E
Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios que necessitam de uma célula hospedeira para se replicar.
A alternativa E está correta.
Os vírus são únicos por serem parasitas intracelulares obrigatórios, necessitando inteiramente de uma
célula hospedeira para replicar seu material genético. Eles não conseguem se reproduzir fora de células
vivas, o que os diferencia de outros organismos.
3. Células procarióticas
Morfologia da célula procariótica e membrana plasmática
Morfologia da célula procariótica
Quando nos referimos à morfologia celular, estamos falando sobre a forma da célula. Em procariotos, muitas
morfologias diferentes são conhecidas e foram descritas ao longo do tempo, e as principais serão discutidas a
seguir:
Cocos
Células com formato esférico ou oval; representa o grupo mais homogêneo
com relação ao tamanho celular; de acordo com o arranjo (agrupamento) que
apresentam, os cocos recebem denominações diferentes, como, por
exemplo, diplococos (dois cocos), tétrades (quatro cocos), estreptococos
(longas cadeias de cocos), estafilococos (conjuntos de cocos agrupados de
maneira irregular, semelhantes a cachos de uvas), sarcina (agrupamento de
cocos em forma cúbica). Como exemplos de cocos, podemos citar os
gêneros Streptococcus e Staphylococcus.
Bastonetes ou bacilos
Células que apresentam formato cilíndrico, ou seja, são mais longas em uma
direção que em outra; os diferentes gêneros e as espécies de bactérias
exibem variação na forma e no tamanho dos bacilos, existindo bacilos mais
largos ou mais finos, mais longos ou mais curtos etc. Bacillus e Escherichia
são gêneros bacterianos que apresentam forma de bacilos.
Espiraladas
Células com formato espiralado, existindo dois tipos, espirilos e espiroquetas;
os espirilos são bastonetes rígidos com formato helicoidal, com número de
espirais variados, capazes de se movimentar por meio de flagelos; as
espiroquetas são células muito espiraladas, finas e flexíveis, que se
movimentam de maneira incomum, através de torções na célula, que
permitem que elas atravessem tecidos e materiais viscosos. Leptospira
interrogans, bactéria causadora da leptospirose, é um exemplo de
espiroqueta.
Cocobacilos
São bacilos muito curtos. Bordetella pertussis é um cocobacilo que causa
coqueluche.
Vibrião
Células curvadas com formato parecido com uma vírgula. Como exemplo,
podemos citar o Vibrio cholerae, causador da cólera, popularmente
conhecido como “vibrião colérico”.
É importante ressaltar que não é possível prever outras características das células com base apenas na sua
morfologia. Por exemplo, o conhecimento da morfologia de uma célula por si só não permite prever sua
fisiologia, sua filogenia, seu potencial para causar doença ou qualquer outra propriedade. A morfologia de uma
célula é resultante da adequação daquele organismo ao seu habitat, sendo geneticamente codificada para
aumentar suas chances de sobrevivência.
Morfologia do domínio Eubactéria
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena explica a Morfologia do domínio Eubactéria.
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Estruturas fundamentais
Você sabe o que são estruturas fundamentais a uma célula?
São todas aquelas estruturas essenciais à vida da célula e à sua sobrevivência, estando presentes em todos
os organismos.
Neste tópico, abordaremos as estruturas fundamentais das células procarióticas.
Membrana plasmática
A membrana plasmática é uma barreira de permeabilidade existente em todas as células, sendo responsável
por separar o citoplasma do ambiente externo. É uma estrutura extremamente importante.
Citoplasma
Corresponde à área intracelular formada por uma substância coloidal, semi-fluida, chamada de citosol,
na qual estão dispersas as organelas celulares. 
Um comprometimento da membrana plasmática pode resultar em perda da integridade da célula,
extravasamento do conteúdo citoplasmático e, consequentemente, morte celular.
A membrana plasmática é uma estrutura fina (possui de 8 a 10 nm de espessura) e fluida, composta
tradicionalmente por uma bicamada fosfolipídica e por proteínas. Os fosfolipídios contêm componentes:
Hidrofóbicos
Que não possuem afinidade por água, ou seja,
são hidrofóbicos, como ácidos graxos.
Hidrofílicos
Que apresentam afinidade por água, como
glicerol-fosfato.
Por esse motivo, os fosfolipídios da membrana formam uma bicamada: como se agregam em uma solução
aquosa (as células são ricas em água), os ácidos graxos dos fosfolipídios ficam direcionados para o interior,
voltados uns para os outros, dando origem a um ambiente hidrofóbico, enquanto as partes hidrofílicas ficam
expostas ao citoplasma ou ao exterior da célula, ambientes ricos em água. Certas bactérias possuem
moléculas semelhantes aos esteróis em sua membrana plasmática, conhecidas como hopanoides. Os esteróis
reforçam a membrana das células eucarióticas, e os hopanoides realizam essa mesma função nas bactérias. 
Estrutura da membrana plasmática de um eucarioto.
As proteínas podem se apresentar na membrana plasmática de diferentes maneiras. Muitas se encontram
embebidas na membrana, sendo conhecidas como proteínas integrais de membrana; outras apresentam
apenas uma parte ancorada à membrana, enquanto algumas partes estão voltadas para dentro ou para fora
da célula; outras apresentam firme associação com a superfície da membrana, mas não estão embebidas nela,
sendo denominadas proteínas periféricas. Algumas dessas proteínas periféricas possuem uma cauda lipídica
que faz essa ancoragem à membrana (lipoproteínas).
As proteínas de membrana geralmente possuem superfícies hidrofóbicas nos locais em que
atravessam a membrana e superfícies hidrofílicas nos locais que mantêm contato com o ambiente
externo e com o citoplasma.
As membranas plasmáticas das células procarióticas possuem mais proteínas do que as células eucarióticas,
pois, como os procariotos não possuem organelas e estruturas especializadas (como retículo endoplasmático,
complexo de Golgi e mitocôndrias), muitas atividades bioquímicas necessárias à sobrevivência da célula
ocorrem na membrana. Assim, diversas proteínas que participam de processos de síntese, de transporte, de
respiração celular e de movimentação de flagelos, por exemplo, estão presentes nesta estrutura. 
Em suma, a membrana plasmática desempenha importantes funções, como: 
Compartimentalização
Separa o interior da célula do ambiente externo.
Transporte de substâncias
A membrana permite a interação da célula com o ambiente; bactérias e arqueias obtêm nutrientes do
meio externo através da permeabilidade da membrana e também por sistemas de transporte
localizados nessa estrutura; além disso, substâncias (como produtos do metabolismo) podem ser
excretadas pela membrana. Alguns tipos de transporte não requerem energia, sendo chamados de
transporte passivo (exemplos: difusão passiva, osmose e difusão facilitada), enquanto outros tipos
requerem energia na forma de ATP, força próton-motiva ou mediante reações de fosforilação
(exemplos: transporte ativo, translocação de grupo e sistema ABC).
Atividades bioquímicas e de síntese
Na membrana de procariotos, ocorre a síntese de importantes compostos, como, por exemplo,
lipopolissacarídeos de bactérias gram-negativas e parte da síntese da parede celular.
Geração de energia
Na membrana de procariotos, ocorrem reações que resultam na geração de energia, como a
respiração.
Morfologia da célula procariótica e membrana plasmática
Explore neste vídeo a morfologia de células procarióticas, destacando formas variadas, como cocos, bacilos,
espiraladas e vibriões. Abordaremos as características únicas dessas formas e sua funcionalidade em
diferentes contextos biológicos. 
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Atividade 1
Independentemente de serem procariontes oueucariontes, todas as células contêm membrana plasmática.
Entretanto, membranas plasmáticas podem apresentar algumas diferenças entre tipos celulares distintos.
Sobre a membrana plasmática bacteriana, pode-se afirmar o seguinte:
A
A membrana plasmática de bactérias é composta exclusivamente por proteínas, fornecendo rigidez estrutural
à célula.
B
Em bactérias, a membrana plasmática serve apenas como barreira física, sem participação ativa no transporte
de substâncias.
C
A membrana plasmática bacteriana contém grandes quantidades de colesterol para manter fluidez.
D
A membrana plasmática bacteriana contém lipídios denominados hopanoides.
E
Bactérias utilizam sua membrana plasmática para realizar a fotossíntese, assim como as plantas.
A alternativa D está correta.
A membrana plasmática de bactérias é composta por uma bicamada lipídica que, além de incluir
fosfolipídios e proteínas, pode conter lipídios especiais chamados hopanoides. Esses compostos
desempenham um papel semelhante ao colesterol nas células eucarióticas, ajudando a regular a fluidez e a
estabilidade da membrana.
Parede celular, ribossomos e material genético
Parede celular
A parede celular é uma estrutura relativamente permeável que se encontra localizada acima da membrana
plasmática. Em procariotos, ela é responsável por proteger a célula contra a lise osmótica e mecânica, além de
conferir à célula forma e rigidez. Por ser a estrutura mais superficial, ela age como um receptor que permite a
interação de proteínas e moléculas com a bactéria. Além disso, como as células humanas não possuem
parede celular, muitos antibióticos que apresentam como alvo a síntese dessa estrutura foram desenvolvidos;
esses antibióticos tornam a célula bacteriana mais susceptível à lise, resultando na morte da bactéria. O uso
desses antibióticos é extremamente vantajoso para o tratamento das infecções bacterianas.
Nas bactérias, o principal componente polissacarídico da parede celular é denominado
peptideoglicano, que é o responsável por conferir a rigidez da estrutura.
De acordo com a estrutura e composição química da parede celular, as bactérias podem ser classificadas em
dois grandes grupos: 
Gram-positivas
As bactérias gram-positivas possuem uma parede celular formada por
uma camada espessa de peptideoglicano, e muitas apresentam ainda
moléculas ácidas chamadas de ácidos teicoicos.
Gram-negativas
As bactérias gram-negativas possuem uma fina camada de
peptideoglicano sobre a qual se encontra uma camada composta por
lipoproteínas, fosfolipídios, proteínas e lipopolissacarídeos (LPS),
chamada de membrana externa, que corresponde a uma segunda
bicamada lipídica. A membrana externa é permeável a pequenas
moléculas por possuir porinas, que são proteínas que atuam como canais
que permitem a entrada e saída de solutos; em geral, a membrana
externa também possui componentes tóxicos para as células de
mamíferos, capazes de causar sintomas gastrointestinais (como diarreia,
gases e vômitos) graves em humanos. Diferente das bactérias gram-
positivas, nas bactérias gram-negativas, existe, ainda, uma região
chamada periplasma, localizada entre a membrana plasmática e a
membrana externa; essa região contém diferentes proteínas envolvidas
em sistemas de transporte de substâncias.
A divisão das bactérias nesses dois grupos apresenta grande importância taxonômica.
A diferenciação das bactérias gram-positivas e gram-negativas é realizada através de uma técnica conhecida
como Coloração de Gram. Ao final do procedimento, as bactérias gram-positivas ficam coradas de roxo, e as
gram-negativas, de Vermelho/rosa. 
A coloração de Gram, é um método de diferenciação de espécies bacterianas em
dois grandes grupos: Gram-positivas (roxo) e Gram-negativas (vermelho/rosa).
Diferentemente das bactérias, as paredes celulares das arqueias não possuem peptideoglicano, sendo
formadas principalmente por polissacarídeos, proteínas ou glicoproteínas. A parede celular de arqueias
metanogênicas, por exemplo, é formada por um polissacarídeo chamado pseudomureína, que é bem parecido
com o peptideoglicano. Outras arqueias podem apresentar, ainda, uma parede celular espessa formada por
polímeros de glicose, de ácido glicurônico, de ácido urônico galactosamina, dentre outros. Outro tipo comum
de parede celular em arqueias é a denominada camada S, que é uma superfície paracristalina formada por
moléculas de proteínas e glicoproteínas entrelaçadas. A camada S é resistente o suficiente para aguentar
pressões osmóticas variadas e estabelecer a forma da célula, mas ela pode estar presente em bactérias junto
a outros componentes da parede celular.
Ilustração de bactérias vistas através de um microscópio.
Ribossomos
Os ribossomos são estruturas presentes no citoplasma e são formados por ácido ribonucleico e proteínas. São
responsáveis por sintetizar todas as proteínas indispensáveis à vida, participando como sítio de tradução do
RNA mensageiro na síntese de proteínas. As proteínas sintetizadas nesse processo podem apresentar as mais
variadas funções, como, por exemplo, função estrutural ou enzimática.
A forma e a função dos ribossomos dos procariotos são semelhantes à dos eucariotos, porém os ribossomos
dos eucariotos são maiores e apresentam composição de proteínas diferentes. Veja a seguir:
Procariotos
Apresentam ribossomos 70S, que são formados
pelas subunidades 30S e 50S.
Eucariotos
Possuem ribossomos 80S formados pelas
subunidades 40S e 60S.
A informação para a síntese de proteínas está no DNA cromossômico; cada gene é um segmento de DNA que
contém a informação necessária para a síntese de uma proteína. A informação do gene é transcrita (ou
copiada) para o RNA mensageiro, e este se complexa com o ribossomo no local determinado para a síntese da
proteína. O RNA de transferência (ou transportador) traduz a informação do RNA mensageiro e coloca os
aminoácidos em sítios específicos do ribossomo. O RNA transportador se liga a um aminoácido por uma
extremidade, enquanto a outra extremidade se liga ao códon (composto por três nucleotídeos) que está no
RNA mensageiro. Os aminoácidos vão sendo adicionados até que a síntese termine em uma sequência
específica. Para que a síntese de proteínas ocorra, as duas subunidades do ribossomo devem estar
acopladas. 
Ribossomo.
Material genético
Todos os organismos possuem material genético ou genoma e, no momento da divisão celular, ele é
transmitido aos descendentes. Nos microrganismos procariotos, o material genético pode ser formado por
dois elementos distintos: DNA cromossômico e DNA extracromossômico (também conhecido como plasmídeo,
que estudaremos no próximo tópico).
Material genético
A informação genética se encontra na sequência de monômeros dos ácidos nucleicos, que são
moléculas informacionais. Os ácidos nucleicos são formados por sequências polinucleotídicas, e cada
nucleotídeo é formado por três constituintes: um resíduo de açúcar-pentose (ribose no RNA e
desoxirribose no DNA), uma base nitrogenada e um grupamento fosfato.
Desenho esquemático de uma bactéria. (1) DNA cromossómico. (2) Plasmídeos.
O DNA cromossômico é o principal constituinte do genoma dos procariotos; este DNA se encontra associado
com proteínas, formando os cromossomos. Na grande maioria das bactérias e arqueias, o cromossomo é
formado por uma única molécula de DNA circular de fita dupla, ou seja, é circular e único, e contém genes que
são indispensáveis para a sobrevivência da célula.
Alguns procariotos possuem mais de uma molécula de DNA cromossômico e, outros, possuem o cromossomo
linear.
As funções do cromossomo incluem transmitir características hereditárias e codificar proteínas
celulares.
Como as células procarióticas não possuem um núcleo envolvendo o material genético, ele se encontra
disperso no citoplasma, mas de uma maneira compactada e organizada em uma região conhecida como 
nucleoide. A compactação do DNA cromossômico ocorre em três níveis distintos e é extremamente
necessária, pois, quando estendido, o DNA é muito maior do