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Microbiologia Geral
Estrutura da Célula Bacteriana
Todas as bactérias são organismos procarióticos.
Morfologia:
1-Forma da célula: 3 formas principais: - esféricas (cocos)
- formato de bastão (bacilo)
- espiraladas (espirilos)
2- Tamanho: a célula bacteriana é considerada como sendo 100x maior do que
um vírus e 10x menor que uma célula eucariótica:
3-Agregados: várias espécies de bactérias apresentam a capacidade de formar
agregados. Esses diferentes agregados celulares são determinados pela orientação do
plano de divisão celular relativo ao eixo da célula.
Cocos: -célula única
-célula dupla (diplo-)
-células em cadeia (estrepto-)
-células agrupadas (estafilo-)
-grupo de 4 (tetra-)
Grupo de 8: sarcinas
Bacilos:-células dupla (diplo-)
-células em cadeia (estrepto-)
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4-Propriedades de coloração: o método de coloração universalmente utilizado é
a coloração de Gram.
-Coloração de Gram: quando as bactérias são tratadas com uma solução
cristal violeta e depois com uma de iodeto, as células adquirem uma coloração roxa.
Posteriormente, se as células sofrem um tratamento com um solvente como álcool ou
acetona, algumas espécies (as gram-negativas) perdem a coloração, tornando-se
incolores. Finalmente, a utilização de outra solução corante, como a safranina, permite
que as células incolores adquiram uma tonalidade, tornando-se visíveis.
-Coloração álcool-ácido-resistente: Na maioria das bactérias a coloração
realizada com carbol-fuscina pode ser removida por meio de lavagem com a mistura de
álcool-ácido.
Envelope Celular: é composto por todo material externo envolvendo o citoplasma.
Consiste em várias camadas químicas e funcionalmente diferentes, sendo as mais
relevantes, a parede celular e membrana celular.
-Parede Celular: determina a forma da célula bacteriana. É composta por uma
malha com polímeros interligados denominada peptideoglicana. A função principal é
prevenir a explosão da célula, quando em solução hipotônica, devido à alta pressão
osmótica interna.
-Membrana Celular: é composta de fosfolipídeos, moléculas capazes de formar
duas superfícies paralelas (bicamada lipídica), posicionando os grupos fosfato para fora
da bicamada e as cadeias lipídicas apolares para o interior da célula. A membrana tem
função de permeabilidade, atuando como barreira, assim, selecionando o tipo e a
quantidade de moléculas que podem entrar ou sair da célula. A permeabilidade da
membrana é seletiva. Lipídeos solúveis e pequenas moléculas como oxigênio e dióxido
de carbono atravessam a membrana com facilidade, enquanto moléculas carregadas e
macromoléculas em geral não podem atravessar a membrana. Existe ainda as proteínas
específicas, formando canais (porinas) e agindo como transportadoras (permeases),
facilitando, a passagem de substâncias específicas.
Gram-positivas e Gram-negativas
1-Gram-positivos: a parede celular é bastante espessa, sendo formada por várias
camadas de peptideoglicana, e localiza-se externamente à membrana celular. Na maioria
das espécies de gram-positivas, a camada de peptideoglicana encontra-se
covalentemente ligada ao ácido teicóico. Todas as espécies gram-positivas apresentam
ácido teóico como componente da membrana celular. Os ácidos teóicos são os
principais antígenos da superfície celular.
2-Gram-negativos: apresentam duas membranas (uma externa e uma interna –
citoplasmática). A camada de peptideoglicana está localizada entre essas duas
membranas, na região denominada espaço periplásmico ou periplasmático. A camada de
peptídeoglicana é mais fina que nas gram-positivas (mais suscetíveis ao dano físico). A
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presença de vários lipopolissacarídeos na membrana externa é o que distingue-a das
outras camadas.
Diferenças entre Gram Negativo e Gram Positivo
Gram Positivo: tem uma camada mais espessa de peptídeoglicano, dando maior
resistência à danos mecânicos.
Gram Negativo: tem mais lipídios na parede celular. O tratamento com
álcool/éter extrai os lipídios, resultando numa permeabilidade aumentada.
*Coloração de Gram: é usada primeiramente uma coloração violeta e depois lugol
(iodo), formando o complexo Violeta-Iodo que cora todas as bactérias. Utilizando o
Éter/Acetona faz com que ocorra um dano mecânico na G+, fazendo ela se contrair e
reter o corante. E na G- o Éter/Acetona dissolve o membrana externa (lipídios) junto
com o corante, tornando-a incolor. E então é usado um novo corante (coloração rosa –
Fuccina/ Carbolfuccina) para corar as bactérias G-, tornando-as visíveis ao microscópio.
Coloração de Resistência ao Álcool/Ácido: É utilizada para bactérias do gênero
Mycobacterium. A parede celular do Mycobacterium contém ac. micólicos que dificulta
a coloração, mas retém a fucsina, mesmo após a exposição ao álcool/ácido.
*bactérias encapsuladas e endósporos necessitam de uma coloração especial.
Cápsula Externa e Glicocálice
1-Cápsula externa: material composto normalmente de polissacarídeos,
encontrando-se fortemente ligado à célula e apresenta uma estrutura organizada.
2-Glicocálice: material composto normalmente de polissacarídeos, e encontra-se
levemente ligado à célula, sendo amorfo.
Permitem a aderência a superfícies, protegem as células de ataque de anti-corpos e da
fagocitose e atuam como barreiras de difusão contra antibióticos, contribuindo para a
patogenicidade do organismo.
Flagelo
São estruturas longas, semi-rígidas, helicoidais, tubulares ocas e compostas de
milhares de unidades de uma molécula protéica (flagelina). Permite que as bactérias se
movimentem na direção desejada, como, por exemplo, em resposta a estímulo
quimiostático. O flagelo pode estar ligado à parede celular, à membrana celular ou à
ambas por meio do corpo basal.
Monotríquio: único flagelo
Anfitríquio: único flagelo em cada extremidade
Lofotríquio: dois ou mais flagelos numa única extremidade
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Peritríquio: flagelo distribuído por toda a célula.
É um fator de patogenicidade.
Pili (fímbrias)
São mais finos e curtos que os flagelos e funcionam como órgãos de ligação,
promovem o contato específico entre células.
Citoplasma
1-Nucleóide: é equivalente ao núcleo das células eucarióticas, contendo DNA.
2-Ribossomos: são organelas essenciais para a polimerização dos aminoácidos,
formando proteínas. Os ribossomos bacterianos diferenciam-se em composição e
tamanho dos ribossomos eucarióticos.
Ex.: a ação do A-B, estreptomicina, que bloqueia a síntese de proteínas
por meio da ligação com a subunidade menor do ribossomo bacteriano, não tendo ação
em células eucarióticas.
3-Plasmídeos: pequena porção do DNA de fita dupla da célula bacteriana pode
existir como moléculas circulares com replicação autônoma. Carregam genes para
diversas funções, podem aumentar a sobrevivência bacteriana, estimulam a capacidade
de cruzamento ou permitem a produção de certas toxinas.
Esporos e Esporulação
Com o objetivo de aumentar sua sobrevivência, quando o meio externo não está
favorável para a multiplicação celular, alguns bastonetes gram positivos realizam uma
grande alteração estrutural e metabólica. Dessa forma, ocorre a formação de uma célula
dormente (endósporo). São as formas vivas mais resistentes conhecidas.
1-Esporulação: a esporulação pode ser considerada como um reempacotamento
de uma cópia de DNA. A atividade metabólica fica reduzida.
2-Processo de esporulação: inicia-se com a invaginação da membrana da célula
parental, produzindo uma dupla membrana, que se encapsula e isola a cópia de DNA. O
esporo maduro mantém toda a maquinaria para síntese protéica, e em seu núcleo ocorre
a síntese de novas enzimas específicas. Uma das enzimas específicas é responsável pelo
acúmulo de cálcio. Quando o endósporo se encontra completamente formado, ocorre a
lise da célula original, liberando, assim, o esporo.
3-Germinação do esporo: para o retorno ao estado vegetativo, os esporos devem
ser submetidos a tratamentos que enfraqueçam a sua capa (aquecimento, valores de pH).
*Os esporos são destruídos apenas por autoclave ou fervuras consecutivas.
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Multiplicação Bacteriana
*Reprodução assexuada
*Principais formas: fissão binária transversa, divisão binária.
Reprodução
Passos
1- Alongamento da célula: aumento do tamanho celular
2- Replicação do DNA
3- Formação do septo e divisão da célula
-Estágios do ciclo de multiplicação bacteriana:
1- Fase LAG: pequena variação no número de células, pouca divisão, fase
de latência, intensa atividade metabólica.
2- Fase LOG: o número de células aumenta de maneira exponencial com o
tempo, reprodução ativa e constante, maior atividade metabólica,
sensíveis a mudanças ambientais.
3- Fase estacionária: quando ocorre falta de nutrientes ou uma liberação de
produtos tóxicos para o meio, a multiplicação bacteriana diminui e
finalmente cessa, mas ainda estão ativas.
4- Fase – morte celular
*células mantidas na fase estacionária por muito tempo irão morrer.
2-Crescimento em superfície: Uma única célula bacteriana colocada na
superfície de um meio nutriente sólido (ágar) dará origem a uma progênie que
permanecerá próxima, formando uma massa compacta de células visíveis
macroscopicamente (colônia).
Exigências Nutritivas
1-Fontes de energia:
-Fototróficos: energia solar
-Quimiotróficos: oxidação de compostos químicos
2-Fonte de carbono:
-Autotróficos: CO2
-Heterotróficos: compostos orgânicos
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3-Fonte de Nitrogênio: N atmosférico, compostos nitrogenados
4-Temperatura:
-Psicrófilas: crescem inferior a 0ºC, ótimo crescimento entre 15ºC e
20ºC.
-Mesófilas: crescem em torno de 37ºC (de 25ºC a 45ºC).
*maioria das patogênicas
-Termófilas; crescem em torno de 45ºC a 60ºC
5-Exigências atmosféricas:
-Aeróbicas obrigatórias: crescem só em presença de O2.
-Anaeróbicas obrigatórias: crescem só na ausência de O2.
-Anaeróbicas facultativas: ausência ou presença de O2.
-Microaerófilas: precisam de pouca quantidade de O2. (20%)
Meios Bacteriológicos
1-Extrato de carne: fornece CHO, compostos nitrogenados, vitaminas e sais
2-Peptona: promove o crescimento, principal fonte de N2.
3-Ágar: solidificante. Derivado de algas e é especialmente útil por manter-se
sólido (na verdade com densidade de um gel firme) em temperaturas comumente
empregadas para cultura de bactérias (37ºC), temperatura ótima para seu
desenvolvimento. As culturas em meio sólido são muito importantes pois permitem a
identificação e isolamento de culturas puras (colônias, originadas de um único
microrganismo), o que não é viável em meios de cultura líquidos.
4-Extrato de levedura: fonte de vitamina B, compostos orgânicos, N2.
Tipos de Meios de Cultura
1-Meios quimicamente definidos
2-Meios complexos e variados
3-Meios e metodologia para crescimento de anaeróbios.
4-Meio seletivo: substâncias que inibem o crescimento de alguns tipos de
bactérias.
5-Meio diferencial: substâncias químicas que resultam num crescimento
diferenciado para certas bactérias.
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6-Meio de enriquecimento: é seletivo e utilizado quando se tem muitas bactérias,
organismos estranhos e um tipo de bactéria em pouca quantidade.
Exemplos:
-Meio sólido: batata
-Meio solidificado: contém ágar
-Meio semi-sólido: 0,5% de ágar
-Meio líquido: leite
Unidades de Medida
-Micron: 10-6
-Namômetro: 10-9
-Angstron: 10-10
Esfregaço
Filme delgado de material contendo o microorganismo, é espalhado na
superfície da lâmina.
Fixação
Causa a morte dos microrganismos e os fixa na lâmina
Coloração
Tem por objetivo corar os microrganismos com um corante que enfatiza certas
estruturas.
Concentração Celular
-Medida direta: contar o nº de células viáveis. Cada célula produz uma colônia
visível. Unidade formadora de colônias (UFC)/ml ou /g
-Medida indireta (densidade celular): grandes quantidades de células.
01-Métodos Diretos
01.1-Contagem em placa:
-Diluição seriada: diluição do material para melhor contagem;
-Pour plato: placa estéril de 0,1 a 1ml da solução + ágar nutriente diluído. A
mistura vai solidificar e a bactéria cresce dentro do ágar;
-Espalhamento;
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01.2-Filtração: número pequeno de bactérias
01.3-Número mais provável: método estatístico. São microorganismos não capazes de
crescer em meios sólidos (estimativa do número).
01.4-Contagem direta ao microscópio
02-Métodos Indiretos
02.1-Medidas fotoelétricas
02.2-Atividade metabólica
02.3-Determinação de nitrogênio.
*Mac Farland: por sulfato de bário. 10 tubos com diferentes concentrações de sulfato
de bário, quanto mais turvo maior número de bactérias.
Controle de Crescimento Bacteriano
1-Esterilização: destruição de todas as formas de vida microbiana (com endósporos)
2-Desinfecção: destruição de patógenos vegetativos (não formadores de endospóros)
3-Anti-sepsia: destruição de todos os patógenos vegetativos e tecidos vivos
4-Degerminação: remove os microorganismos de uma área limitada
5-Sanitização: em utensílios alimentares (saúde pública).
Referências Bibliográficas
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BLACK, J.G. Microbiologia: Fundamento
Janeiro.Guanabara Koogan, 2002.
e
Perspectivas
4a
Ed.
Rio
de
JAWETZ, E. e cols. Microbiologia Médica. 21a Ed. Rio de Janeiro. Guanabara
Koogan, 1995
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