MICROBIOLOGIA E BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL - 1

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MICROBIOLOGIA E BIOTECNOLOGIA 
AMBIENTAL
UNIDADE 1 - INTRODUÇÃO À 
MICROBIOLOGIA
Dra. Danila Vedovello
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Introdução
Nesta unidade, iniciaremos o aprendizado da Microbiologia, ciência que estuda os seres microscópicos, ou seja,
aqueles que são visíveis apenas com o uso de microscópio. Como você imagina que ocorreu o desenvolvimento
da Microbiologia? Sabe o que se pensava sobre microrganismos no passado, antes do advento do microscópio?
Você verá as etapas do desenvolvimento da Microbiologia, desde as primeiras teorias, que sugeriam a presença
de seres invisíveis na geração de doenças, os estudos iniciais de visualização dos microrganismos em
microscópio, e a comprovação científica de sua existência, e conhecerá os cientistas que participaram desses
avanços.
Como você já deve saber, conhecemos os microrganismos como seres patogênicos, mais especificamente como
agentes infecciosos, ou etiológicos. Eles são, muitas vezes, chamados de “germes” pela população leiga, por sua
capacidade de provocar doenças, ou de “micróbios”, por seu tamanho diminuto. Mas será que eles trazem algum
benefício ao ser humano e ao meio ambiente, ou só malefícios? Uma pesquisa rápida pela palavra
“microrganismo” em sistemas de busca da Internet resultará em imagens de fungos, bactérias e vírus
patogênicos. Porém, você verá nas próximas páginas que sua atuação se dá em diferentes esferas.
Veremos também a grande diversidade dos microrganismos, suas características, grupos distintos e
classificação. Além disso, conheceremos diversos locais em que habitam e a importância deles na manutenção do
equilibro ambiental. Será possível a adaptação deles a qualquer tipo de ambiente? Para obter as respostas a
essas e outras questões, prossiga com a leitura. Bons estudos!
1.1 Histórico da microbiologia, seus objetivos e aplicações
Os microrganismos são utilizados pelo homem desde a antiguidade, mesmo que de forma não intencional. A
longo dos anos, com o desenvolvimento da ciência e com o aumento do conhecimento do ser humano sobre as
relações com outros seres vivos, os microrganismos foram revelados à humanidade. Inicialmente como
responsáveis por produzirem doenças, sendo depois compreendido seu emprego na produção de alimentos e
bebidas.
Atualmente, é conhecida a sua permanência em praticamente todos os ambientes da Terra. O avanço da ciência
não permitiu apenas que conhecêssemos os microrganismos, mas também que conhecêssemos sua importância
para o meio ambiente, sua preservação e manutenção do equilíbrio ambiental. Também foi possível
compreender seus mecanismos de reprodução, crescimento e metabolismo, o que é importante nos processos
biológicos de produção.
1.1.1 Microrganismos na Antiguidade
Os microrganismos eram utilizados com fins alimentícios muito antes da descoberta de sua existência. Na
Antiguidade, utilizava-se o processo de fermentação para a produção de pães e vinhos de forma desconhecida
(MADIGAN et al., 2004). Acredita-se, por exemplo, que o vinho tenha sido produzido inicialmente na região da
Turquia, 6.000 a.C., produção que somente depois ocorreu na Europa, mais especificamente na Grécia, 6.500
anos (a.C.) atrás. Já os pães eram produzidos no Egito Antigo, em torno de 4000 a.C., de forma semelhante à
produção atual. Porém, estudos eficientes de compreensão e de identificação desses microrganismos só vieram a
ocorrer após a suposição de que eles eram responsáveis por doenças como a peste negra e a cólera, que
devastaram populações na Idade Média europeia.
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1.1.2 Descobertas científicas
O estudo dos microrganismos foi possível apenas após o melhoramento dos microscópios, instrumentos
inventados no século XVI por Hans Janssen e Zacharias Janssen (GUERRA, 2016). A invenção dos Janssen foi
aperfeiçoada pelo holandês Antony van Leeuwenhoek, que, com isso, conseguiu fazer as primeiras descrições
científicas dos microrganismos. Por essa razão, van Leeuwenhoek é conhecido como o pai da Microbiologia
(TRABULSI; ALTERTHUM, 2015).
Figura 1 - Reprodução dos desenhos encontrados na Tumba de Ramesses III, mostrando várias formas de 
preparação de pães.
Fonte: Wikimidia Commons, 2007.
No século XIX, ainda se acreditava que a vida era gerada de forma espontânea, prática conhecida como “Teoria
da Geração Espontânea”, ou Abiogênese. Essa teoria, defendida pelo filósofo Aristóteles, considerava a existência
de um princípio ativo responsável pelo desenvolvimento da vida (GUERRA, 2016). Acreditava-se que a vida
poderia ser gerada espontaneamente, a partir de diversos tipos de materiais inanimados e da matéria bruta.
Uma vez que a ciência é constituída por provas e formada por um método que inclui formulação de hipótese,
experimentação e observação dos resultados, a Teoria da Geração Espontânea não poderia ser comprovada.
Louis Pasteur, cientista francês, realizou diversos experimentos para derrubá-la.
Em seus experimentos, Pasteur criou um frasco que continha uma dobra que impedia a passagem do ar do
ambiente externo para o ambiente interno, conseguindo, dessa forma, confirmar a presença de microrganismos
no ar (MADIGAN et al., 2004). No modelo de frasco criado por Pasteur, o conteúdo interno se mantinha intacto,
sem contaminação por nenhum microrganismo. Além desse experimento, Pasteur criou um método de
 por meio do aquecimento de uma solução até antes do ponto de ebulição, seguidaeliminação de microrganismos
de resfriamento rápido. Esse processo é conhecido como “Pasteurização”, sendo utilizado até hoje para
esterilização de leite e derivados, e para esterilização de outros produtos alimentícios (MADIGAN et al., 2004).
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Figura 2 - Tubos produzidos por Louis Pasteur, que comprovaram a existência de microrganismos no ar.
Fonte: MADIGAN et al., 2004, p. 12.
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Tenha em mente que antes mesmo da comprovação científica da existência dos microrganismos, os naturalistas
apontavam que algumas doenças eram causadas por germes. A primeira investigação epidemiológica de uma
doença ocorreu em Londres, 1854, quando o médico John Snow traçou um percurso de disseminação da cólera
através dos condutos de água da cidade, mostrando que existia um agente causador dessa doença, chamado por
ele de “veneno mórbido”, que era transmitido pela água (TIETZMANN, 2014).
Fundamentado pelos estudos de Pasteur, Robert Koch, médico alemão, desenvolveu métodos de cultivo de
bactérias e, assim, conseguiu isolar e descrever a bactéria causadora do Carbúnculo, o ,Bacillus anthracis
descobrindo também a bactéria causadora da Tuberculose, o (Bacilo de Koch)Mycobacterium tuberculosis
(GUERRA, 2016).
Koch criou os “Postulados de Koch”, uma metodologia que usa quatro critérios para estabelecer a relação causal
entre um agente etiológico e uma doença (TRABULSI; ALTERTHUM, 2015). Para conhecê-los, clique nos itens
abaixo.
Os microrganismos devem estar presentes em todos os casos de doença.
Os microrganismos devem ser isolados do hospedeiro com a doença e cultivados em cultura pura.
A doença deve ser reproduzida quando o microrganismo for inoculado em um hospedeiro suscetível saudável.
Os microrganismos devem ser recuperáveis a partir do hospedeiro infectado experimentalmente.
Perceba que são, portanto, o melhoramento do microscópio e o cultivo de bactérias os dois pilares que
construíram a Microbiologia atual. Porém, a ciência continuou evoluindo: os primeiros tratamentos contra esses
agentes infecciosos microscópicos foram desenvolvidos pelo bacteriologista alemão Paul Ehrlich, por meio de
um macerado de tinturas que coravam bactérias, base para a criação da metodologia de identificação de Gram,
utilizada até hoje (TRABULSI; ALTERTHUM, 2015) Após essa primeira experiência de formulação de um
o biólogo britânico principaltratamento específico para bactérias, Alexander Fleming, de forma acidental, criou o 
antibiótico utilizado no tratamento enquanto estudava o produto de excreção de um fungo que curiosamentematava bactérias (MADIGAN et al., 2004). Esse fungo passou a se chamar “ ”, por suaPenicillium notatum
capacidade de excretar penicilina.
1.2 Características dos microrganismos
Como você já deve saber, os microrganismos mais conhecidos são as bactérias, mas existe uma ampla variedade
deles. Protozoários, fungos e vírus são exemplos de outros microrganismos que, como apresentado
anteriormente, têm sua visualização possibilitada pelo uso de microscópio, devido ao seu reduzido tamanho.
Conheceremos suas características ao longo das próximas páginas.
VOCÊ QUER VER?
O documentário dramático “ ” de Frank Gillard, Arthur Lowe e James GroutMicrobes and Men
conta história e as descobertas de Louis Pasteur e Robert Koch. Esse documentário foi
inicialmente apresentado como série de TV, com seis episódios, em 1974. Saiba mais em: <
>.https://www.imdb.com/title/tt0884759/
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1.2.1 Classificação dos Microrganismos
Apensar de diminutos, além dos microrganismos unicelulares (formados por apenas uma célula), existem
também microrganismos pluricelulares (formados por um conjunto de células). Essa variedade não está apenas
na quantidade de células presentes no organismo, mas também no tipo dessas células, que podem ser primitivas
ou especializadas.
Entenda que o conhecimento de cada umas das características dos microrganismos é importante para sua
identificação, comparação com outros grupos e classificação.
Figura 3 - Esquema de classificação dos cinco reinos dos seres vivos.
Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de TRABULSI; ALTHERTUM, 2015.
VOCÊ SABIA?
Células primitivas não possuem a membrana que separa o material genético do resto dos
componentes celulares (organelas). Essa membrana chama-se “carioteca”, e, por não
apresentarem carioteca, essas células são chamadas de “células procariontes” (do Latim “ ”,pro
primitivo, e “ ”, carioteca). Células procariontes também não apresentam organelas,carionte
como as Mitocôndrias (que fazem a respiração celular), Complexo de Golgi (com função de
secreção de proteínas) e o Fuso Mitótico (que separa os cromossomos durante a divisão
celular). Já as células mais desenvolvidas possuem carioteca, e diversas organelas adicionais
com funções bem definidas. Por essa razão, são denominadas células “eucariontes”.
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Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de TRABULSI; ALTHERTUM, 2015.
A área da Biologia que caracteriza, descreve e classifica os seres vivos é a Sistemática, composta pela taxonomia
convencional, que, em geral, utiliza a morfologia para classificação dos seres vivos em “ ”, isto é, grupostáxons
com características semelhantes. A Sistemática atual também se orienta de acordo com características genéticas
dos seres vivos e suas relações evolutivas, inferidas por meio de estudos de Filogenia (TRABULSI; ALTHERTUM,
2015).
Até a segunda metade do século XX, eram conhecidos cinco grandes reinos de seres vivos (TRABULSI;
ALTHERTUM, 2015), os quais listamos a seguir; clique nas abas e confira!
R e i n o
Monera
Que incluía seres procariontes como as bactérias, as cianobactérias e as arqueobactérias
(bactérias primitivas).
Reino Fungi
Que incluía seres eucariontes unicelulares, como as leveduras, e pluricelulares, como os
bolores e cogumelos.
R e i n o
Plantae
Que agrupava seres pluricelulares e eucariontes que apresentam cloroplastos, como as
plantas.
R e i n o
Animalia
Que incluía os animais, seres pluricelulares e eucariontes.
R e i n o
Protista
Seres eucariontes que não se enquadravam em nenhum dos outros reinos, como os
protozoários.
Os vírus, por sua vez, eram classificados em um reino à parte, por não serem considerados “seres vivos”.
Figura 4 - Fluxograma de táxons dos organismos de acordo com sua complexidade.
Fonte: Elaborada pela autora, 2019.
A nova classificação, proposta em 1977 por Carl Woese, microbiologista norte-americano, incluiu a classificação
VOCÊ O CONHECE?
Carl Nilsson Linnaeus, ou Carlos Lineu (1707-1778), médico e botânico sueco que foi o criador
do sistema de nomenclatura dos seres vivos, a nomenclatura binária (ou binomial). Seu
sistema de nomenclatura definia o nome científico de uma espécie com o uso apenas do gênero
e da espécie, sem necessidade de utilizar os outros níveis de classificação, como família, ordem
e outros. Esse sistema binário, criado para identificação de plantas, é utilizado até hoje para
nomear cientificamente qualquer ser vivo, com exceção dos vírus.
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A nova classificação, proposta em 1977 por Carl Woese, microbiologista norte-americano, incluiu a classificação
dos “domínios” acima dos “reinos”. Assim, são atualmente conhecidos os domínios “Archaea”, “Bacteria” e
“Eukarya”.
• Domínio Archaea: inclui os organismos procariontes e unicelulares. São organismos morfologicamente 
semelhantes às bactérias, porém primitivos geneticamente, habitando ambientes extremos (alta 
salinidade e temperatura e baixo pH), ricos em enxofre e metano.
• Domínio Bacteria: inclui as bactérias.
• Domínio Eukarya: inclui todos os organismos eucariontes como protozoários, algas, fungos, plantas e 
animais, independente da complexidade.
• Um quarto domínio, denominado , é conhecido por compreender os vírus, que Aphanobionta
apresentam classificação diferenciada.
Figura 5 - Comparação da classificação dos seres vivos antes e após estudos filogenéticos. À esquerda, a filogenia 
baseada na classificação dos cinco reinos, e, à direita, a nova classificação com base na diferenciação genética dos 
seres pertencentes aos três domínios.
Fonte: Elaborada pela autora, 2019
Conhecendo a classificação dos microrganismos, passamos agora à diversidade microbiana.
1.3 Diversidade Microbiana
Tenha em mente que os microrganismos se encontram em praticamente todos os ambientes da natureza. Em
ambientes com presença ou não de oxigênio, com temperatura amena, boa umidade do ar e com disponibilidade
nutricional, ou em ambientes extremos. Dentre os grupos conhecidos, estão os protozoários, as bactérias, os
fungos e os vírus, sendo que cada um deles pode habitar diversos ambientes. Vamos saber mais a respeito desse
assunto a partir de agora. 
1.3.1 Protozoários
Os protozoários são eucariontes que vivem de forma isolada ou em colônias. A reprodução pode ocorrer de
forma assexuada (por simples divisão celular) ou sexuada, (com união de gametas). São seres autótrofos (obtêm
energia com a fotossíntese) ou heterótrofos (que se alimentam de outros organismos). Esse grupo varia muito
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forma assexuada (por simples divisão celular) ou sexuada, (com união de gametas). São seres autótrofos (obtêm
energia com a fotossíntese) ou heterótrofos (que se alimentam de outros organismos). Esse grupo varia muito
quanto à forma, dimensões, estrutura e características fisiológicas.
De acordo com o meio de locomoção, são divididos em quatro grupos (NEVES, 2016): ciliados; flagelados;
rizópodos; e esporozoários. Saiba mais sobre cada um deles clicando nas setas a seguir.
Ciliados: que possuem pequenos e numerosos cílios usados na locomoção.
Flagelados: que possuem um único flagelo usado na propulsão.
Rizópodos: que formam estruturas denominadas “pseudópodos”, que servem tanto para locomoção como para
alimentação.
Esporozoários: que não apresentam estruturas de locomoção, mas formam esporos que são transportados no
ambiente pelo ar. 
Uma característica diferenciada dos protozoários é que, em uma fase do ciclo de vida, eles podem se tornar
inativos no ambiente, formando cistos que os protegem de temperaturas baixas ou ressecamento. Essa forma de
cisco ocorre no protozoário flagelado , que causa a giardíase, e com o protozoário esporozoário Giardia lamblia
causador da Toxoplasmose (RUPPERT; FOX; BARNES, 2005).Toxoplasma gondii, 
Figura 6 - Ilustração de uma Entamoeba histolytica, protozoário unicelular responsável pela amebíase, infecção 
no intestino grossoque provoca fortes dores abdominais, febre e diarreia.
Fonte: Lukiyanova Natalia, Shutterstock, 2019.
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Veremos, agora, as bactérias!
1.3.2 Bactérias
As bactérias são microrganismos unicelulares e procariontes, que podem ser autotróficas, produzindo energia
por meio de fotossíntese ou quimiossíntese, ou heterotróficas, que retiram energia dos alimentos adquiridos de
outros seres vivos. Podem apresentar diversas morfologias, como bacilos, cocos e espirilos.
• Bacilos: formato de bastões.
• Cocos: formato esférico.
• Espirilos: bactérias espiraladas.
As células bacterianas apresentam uma membrana plasmática que é preenchida por citoplasma, contendo
organelas e material genético. Além da membrana plasmática, existe uma parede celular formada por
peptideoglicanos, com função de proteção. Devido à sua diferente composição, a parede celular é ou não sensível
a corantes, como o cristal violeta. Essa característica tornou possível a separação das bactérias em dois grupos,
dependendo da capacidade de reter ou não o corante (TRABULSI; ALTHERTUM, 2015). Para conhecê-los, clique
nas abas abaixo.
• Gram-positiva
Parede celular simples, mas com grande quantidade de peptidoglicano.
• Gram-negativa
Parede celular complexa, com menor quantidade de peptidoglicano, mas com presença de
lipopolissacarídeo, o que aumenta a patogenicidade (capacidade de causar doenças mais graves).
A reprodução se dá de forma assexuada, por meio de divisão binária. Porém as bactérias apresentam um DNA
circular, denominado “plasmídeo”, que tem duplicação independente e pode ser transmitido para outras
bactérias, criando bactérias resistentes (MADIGAN et al., 2004). Saiba, desde já, que plasmídeos são muito
utilizados em Biotecnologia.
VOCÊ SABIA?
“Poluição biológica” é o termo utilizado para designar um ambiente contaminado por
microrganismos patogênicos, como rios, lagos e reservatórios de água potável. Esses
microrganismos provocam doenças nos seres humanos pela ingestão da água contaminada.
Parasitas, principalmente protozoários, são as principais causas dessas doenças de veiculação
hídrica. Contudo, saiba que a presença desses parasitas na água pode também ser indicativo de
outras formas de poluição devido à acumulação de metais (SURES et al., 2017).
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Figura 7 - Ilustração de uma bactéria Gram-negativa, do tipo bacilo, como o Vibrio cholerae, causador da cólera.
Fonte: Lotus_studio, Shutterstock, 2019.
A respiração e busca energética pode ocorrer de forma anaeróbia, ou seja, sem a presença de oxigênio (por
processos fermentativos), aeróbia, com a presença de oxigênio, ou, em alguns casos, de forma anaeróbia
facultativa (TRABULSI; ALTHERTUM, 2015).
Agora, chegou a vez de estudarmos os fungos.
1.3.3 Fungos
Os fungos são seres eucarióticos heterotróficos, que captam energia por meio do consumo de matéria orgânica.
São seres aeróbios em sua maioria, porém existem fungos anaeróbios, que buscam oxigênio pelo processo de
fermentação, da mesma forma que as bactérias anaeróbias. 
Figura 8 - Ilustração de leveduras do tipo Saccharomyces cerevisiae, que obtêm energia por meio de fermentação 
alcoólica, sendo amplamente utilizadas na produção de cerveja.
Fonte: Knorre, Shutterstock, 2019.
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alcoólica, sendo amplamente utilizadas na produção de cerveja.
Fonte: Knorre, Shutterstock, 2019.
Seres do grupo dos fungos apresentam parede celular composta por quitina e material genético (DNA) envolvido
por carioteca. Podem ser pluricelulares, como os bolores, ou unicelulares, como as leveduras. No caso dos
bolores, ocorre a produção de hifas, que são conjuntos de células ligadas com finalidade de proteção. O conjunto
dessas hifas chama-se “micélio”, componente que pode ser observado a olho nu (ESPOSITO; AZEVEDO, 2010).
A alimentação é realizada por meio da liberação de enzimas digestivas, que degradam o material orgânico para
que ele seja absorvido. Por essa razão, muitos deles são saprófagos (organismos que decompõem matéria
orgânica).
Outras espécies de fungos são parasitas e podem estabelecer relações mutualísticas com outros organismos, ou
relações de simbiose, como no caso dos líquens. Os líquens são organismos simbióticos formados por fungos e
cianobactérias (tipo de alga rudimentar), e podem ser observados na casca das árvores (ESPOSITO; AZEVEDO,
2010).
1.3.4 Vírus
Os vírus pertencem a um grupo de microrganismos incomum, sendo parasitas intracelulares obrigatórios. Em
outras palavras: para se replicarem, eles precisam de uma célula hospedeira. Não são formados por células vivas
e, por essa razão, agem como organelas extracelulares, infectando a célula hospedeira e determinando que ela
faça a replicação do seu genoma (FIELDS; KNIPE; HOWLEY, 2013).
Sua classificação taxonômica, perceba, também não segue os princípios de classificação binária de Lineu. Os vírus
são nomeados de acordo com o sintoma produzido, o hospedeiro infectado, seguido da terminação “vírus”. Um
exemplo típico de nomenclatura de vírus é o que provoca a AIDS, que tem como nome oficial “Vírus da
Imunodeficiência Humana”, ou Human Immunodeficiency Virus (HIV) (ICTV, 2018).
Apresentam diversos formatos e material genético formado por RNA ou DNA, que pode ser de fita dupla ou fita
única. São classificados de acordo com o material genético em sete grupos distintos (ICTV, 2018). Clique nos
itens para conhecê-los.
Grupo I
CASO
As enzimas são proteínas versáteis e fáceis de manipular, que atuam como catalisadoras de
reações químicas, sendo utilizadas em processos biológicos (bioprocessos), área em expansão
na Biotecnologia (ORLANDELLI et al., 2012).
Como sabemos, fungos, como as leveduras, são produtores de enzimas. Por meio de seu
processo fermentativo, eles excretam enzimas que podem ser de interesse para diversas áreas
(agronegócio, Medicina, diagnósticos, meio ambiente etc.). Na indústria, após a fermentação
das leveduras, é retirado o material excretado e, a partir daí, as enzimas são purificadas e
empregadas em funções específicas.
Atualmente, enzimas como xilanases estão sendo utilizadas na indústria de papel e celulose,
para branqueamento das pastas. Isso ocorre porque o composto utilizado anteriormente para
esse objetivo era o cloro, que é tóxico ao ambiente (PAIVA; SÁ-PEREIRA, 2008). Temos aqui,
portanto, um exemplo do uso da Biotecnologia e de bioprocessos no melhoramento industrial
e na preservação do ambiente.
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Grupo I
dsDNA: vírus de dupla fita de DNA.
Grupo II
ssDNA: vírus de DNA em fita única.
Grupo III
dsRNA: vírus de dupla fita de RNA.
Grupo IV
(+)ssRNA: vírus de RNA em fita única sentido positivo.
Grupo V
(-)ssRNA: vírus de RNA em fita única sentido negativo.
Grupo VI
ssRNA-RT: vírus de RNA em fita única com transcriptase reversa.
Grupo VII
dsDNA-RT: vírus de DNA em fita única com transcriptase reversa.
As partículas virais são formadas por ácido nucleico, que pode ser DNA ou RNA, como já mencionado, e um
envoltório proteico chamado “capsídeo”, que quando acoplado ao ácido nucleico passa a se chamar
“nucleocapsídeo”. Algumas espécies apresentam um envelope glicoproteico. Podem ser icosaédricos ou
helicoidais, mas existem alguns com estruturas mais complexas, como os que infectam as bactérias (KORSMAN,
2014).
Figura 9 - Ilustração de um vírus icosaédrico, mostrando as proteínas de superfície que servem como meio de 
fusão do vírus na célula hospedeira. Um exemplo desse tipo de vírus é o vírus da influenza, que provoca a gripe 
comum.
Fonte: Rost-9D, iStock, 2019.
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Os vírus são patógenos importantes em Saúde Pública, pois não possuem tratamento específico, como no caso
das bactérias e fungos, para as quais existem antibióticos e antifúngicos. Algumas espécies, causadores de
doenças de grande impacto, já possuem antivirais específicos, mas o tratamento das doenças ocorre na maioria
dos casos pela melhora dos sintomas.Apesar de serem um sério problema de Saúde Pública, sua simplicidade
estrutural é muito aproveitada em Biotecnologia, como forma de vetores de clonagem e vetores de expressão de
proteínas, além da utilização na produção de vacinas.
1.4 Microrganismos bioindicadores do ambiente
Os microrganismos estão presentes em todos os ambientes do planeta e são adaptados a diversas situações.
Como você já deve saber, são conhecidos por sua capacidade de produzir doenças, porém eles também
apresentam grande importância na manutenção do equilíbrio ambiental. Esses microrganismos são muitas vezes
utilizados como indicadores de qualidade do ambiente, e, por essa razão, são conhecidos como biondicadores, ou
biomarcadores.
A presença ou ausência desses organismos, ou de produtos de seu metabolismo, pode indicar se o ambiente está
em condições abióticas ou bióticas (com ou sem vida). Fatores que influenciam na qualidade do ambiente são,
portanto, a presença ou ausência de microrganismos específicos, que pode ocorrer por meio de contaminação
humana, fecal, pelo supercrescimento de patógenos ou contaminação pós-processos.
1.4.1 Microbiologia aquática
A água é um habitat para muitos microrganismos, tanto o ambiente salino (mar) quanto a água dos rios, lagos e
estuários, como lençóis freáticos. Alguns desses microrganismos são habitantes naturais de ambientes aquáticos,
enquanto outros são transportados para a água pelo solo ou pelo ar.
Os microrganismos presentes na água podem mudar a composição química da água, abastecendo outros
organismos com seus nutrientes, ou funcionando como veículos de transmissão de doenças. A população desses
microrganismos está intimamente relacionada às condições físicas e químicas desses ambientes.
Os fatores relacionados à permanência dos microrganismos no ambiente são (MADIGAN et al., 2004):
• temperatura;
• pressão hidrostática;
• disponibilidade de luz;
• salinidade;
• turvação;
• concentração hidrogênica (pH);
• constituintes orgânicos e inorgânicos.
Normalmente, há baixa diversidade de microrganismos em um ambiente aquático. Porém, com aumento da
disponibilidade de matéria orgânica, organismos encontram mais alimento e se proliferam, provocando
superpopulação. O aumento dessa superpopulação provoca desequilíbrios e morte do ambiente, como no caso
VOCÊ QUER LER?
“ ” livro de Stefan Cunha de Ujvari, da editoraA história da humanidade contada pelos vírus
Contexto, traça um paralelo entre o desenvolvimento da sociedade humana em relação ao seu
contato com micróbios, como vírus, bactérias e outros parasitas (UJVARI, 2009).
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superpopulação. O aumento dessa superpopulação provoca desequilíbrios e morte do ambiente, como no caso
da eutrofização.
Ambientes aquáticos apresentam camadas denominadas como zona litoral, em contato com o solo (onde há
troca de organismos entre a região do solo e da água), zona limnética, ou zona fótica (onde há luminosidade e
penetração de luz), zona profunda ou afótica (onde não há penetração de luz), e, por fim, a zona bêntica ou
bentônica (região no fundo do ambiente aquático, onde há contato com o solo e existem sedimentos) (MADIGAN
et al., 2004).
Em cada uma dessas zonas há uma especialização de tipos plantas, animais e microrganismos. Em relação à zona
limnética, é comum a presença de protozoários flagelados, diatomáceas (algas unicelulares) e plânctons
(fitoplânctons – algas e cianobactérias; e zooplânctons – protozoários). Na zona profunda, por não haver
disponibilidade de luz, há a presença de microrganismos heterotróticos ou autotróficos quimiossintéticos. Já na
zona bêntica, encontram-se os microrganismos bentos, que vivem em contato com o substrato (fundo dos lagos,
rios e mares), sendo essa região composta principalmente por bactérias (REICHARDT; TIMM, 2016).
1.4.2 Microbiologia do solo
O solo é o substrato onde ocorre a vida animal e vegetal. Pode ser classificado como solo mineral (composto
matéria sólida inorgânica) e solo orgânico (composto principalmente por matéria orgânica e quase nenhum
composto inorgânico). A quantidade de água presente depende da região geográfica em que se encontra, e a
atmosfera interna depende dos processos biológicos que ocorrem no interior.
Saiba que, nos solos, a grande quantidade de microrganismos encontrados pertence ao grupo das bactérias. No
entanto, são encontradas também centenas de espécies de fungos e protozoários, principalmente os flagelados,
que se alimentam pela ingestão de bactérias (NEPOMUCENO, 2015).
Os microrganismos do solo são responsáveis pelas transformações biogeoquímicas essenciais para a
manutenção da vida no planeta. Nesse ambiente, encontram-se as bactérias fixadoras de nitrogênio e os fungos
micorrízicos arbusculares, que auxiliam a entrada de oxigênio nas raízes de plantas (GOI; SOUZA, 2006).
As atividades biogeoquímicas que os microrganismos promovem no solo estão relacionadas ao ciclo do
nitrogênio, do carbono e do enxofre, que explicaremos a seguir. Clique nas abas e confira!
Ciclo do
nitrogênio
A ação de enzimas proteolíticas de algumas bactérias auxilia na quebra de proteínas e na
disponibilização de aminoácidos no ambiente, além da oxidação da amônia e
transformação da mesma em nitrato, fundamental para a fertilidade do solo. 
A matéria orgânica é formada fundamentalmente por carbono. O carbono fixado nas
VOCÊ SABIA?
O processo de morte dos rios, chamado de eutrofização, ocorre devido ao aumento de matéria
orgânica, como nitrogênio e fósforo, desejada nos rios por esgotos domésticos ou industriais.
Com esse aumento, microrganismos encontram abundância de alimentos e, por consequência,
sua população aumenta. Quando isso acontece, esgota-se a fonte de oxigênio da água,
promovendo o aumento de microrganismos anaeróbios e decompositores, o que causa o odor
típico de rios como Tietê e Pinheiros, em São Paulo (BARROS, 2014).
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Ciclo do
carbono
A matéria orgânica é formada fundamentalmente por carbono. O carbono fixado nas
plantas por meio da celulose serve de alimento para bactérias, estabelecendo um
equilíbrio no ambiente.
Ciclo do
enxofre
Alguns microorganismos oxidam ou reduzem compostos de enxofre, assim esses
compostos podem ser absorvidos por vegetais.
Além das transformações citadas acima, outros elementos (como cálcio, ferro e alumínio) são produzidos no solo
pela ação de microrganismos. Também há a oxidação de ferro e manganês em sais solúveis ferrosos e
manganosos, o que aumenta a disponibilidade de nutrientes no solo. Algumas bactérias agem na degradação de
pesticidas e podem ter importante ação na recuperação de ambientes (NEPOMUCENO, 2015).
1.4.3 Microbiologia do ar
Tenha em mente que a microbiota do ar é transitória e variável, sendo o ar veículo de transporte de esporos de
fungos, de bactérias e vírus. Alguns microrganismos têm o ar como parte do seu ciclo de vida, seja para
transporte, seja para reprodução. Esse transporte pode ocorrer pela ação de correntes de ar ou por gotículas,
como no caso de doenças causadas por patógenos de transmissão pelo ar. Exemplos são: o vírus da gripe; do
sarampo; e da tuberculose (FIELDS et al., 2013).
Os microrganismos contaminantes do ambiente aéreo são principalmente os responsáveis por doenças,
conhecidos como “agentes patogênicos”. Esses patógenos podem ter facilidade de dispersão devido à poluição do
ambiente, pois se agregam a partículas em suspensão. Portanto, podem ser importantes indicadores de poluição
do ar.
Hoje, métodos de estudo e identificação de microrganismos levam em conta o fato de que o ar é um de seus
meios de transmissão. Diversas técnicas foram padronizadas com objetivo de isolar apenas um microrganismo,
sem que aqueles presentes no ar possam interferir ou contaminar os experimentos, gerando resultados
incorretos.
Síntese
Chegamos ao final desta unidade, que abordou a classificação dos microrganismos e suas características,bem
como a ação dos bioindicadores e o histórico da Microbiologia, ciência que estuda esses seres.
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
• conhecer o uso da Microbiologia na Antiguidade, em processos como a produção de pães e vinhos;
VOCÊ QUER VER?
O filme “Contágio”, de 2011, dirigido por Steven Soderbergh é um dos filmes que mostram
mais precisamente a real situação de uma epidemia provocada por um vírus de transmissão
pelo ar. Ao contrário de outros filmes que enfocam esse tema, “Contágio” não é sensacionalista
e ressalta a ciência de forma mais realista. Saiba mais em: <https://www.imdb.com/title
>./tt1598778/
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• conhecer o uso da Microbiologia na Antiguidade, em processos como a produção de pães e vinhos;
• conhecer o “pai” da Microbiologia, Antony van Leeuwenhoek, que aperfeiçoou os microscópios, 
permitindo a visualização dos microrganismos;
• conhecer mais sobre Louis Pasteur e sua importância para os estudos da Microbiologia, com a criação do 
método de “pasteurização”;
• aprender sobre a classificação dos microrganismos e comparar a metodologia clássica de classificação 
nos cinco reinos com a nova metodologia que está sendo utilizada atualmente, a classificação dos três 
domínios;
• identificar a estrutura e as características de cada um dos principais grupos de microrganismos, que são 
os fungos, as bactérias, os protozoários e os vírus;
• conhecer os grupos de microrganismos que habitam diferentes ambientes, como solo, água e ar.
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UJVARI, S. C. .A história da humanidade contada pelos vírus, bactérias, parasitas e outros microrganismos
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	Introdução
	1.1 Histórico da microbiologia, seus objetivos e aplicações
	1.1.1 Microrganismos na Antiguidade
	1.1.2 Descobertas científicas
	1.2 Características dos microrganismos
	1.2.1 Classificação dos Microrganismos
	1.3 Diversidade Microbiana
	1.3.1 Protozoários
	1.3.2 Bactérias
	Gram-positiva
	Gram-negativa
	1.3.3 Fungos
	1.3.4 Vírus
	1.4 Microrganismos bioindicadores do ambiente
	1.4.1 Microbiologia aquática
	1.4.2 Microbiologia do solo
	1.4.3 Microbiologia do ar
	Síntese
	Bibliografia