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Relações com gases O2O2. Oxigênio Requisitos quanto ao O 2 variam com a espécie. Existem diversos sistemas livres de O 2 na terra: Sedimentos, lodos Alagados.

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1 Relações com gases O2O2

2 Oxigênio Requisitos quanto ao O 2 variam com a espécie. Existem diversos sistemas livres de O 2 na terra: Sedimentos, lodos Alagados Intestino Esgoto Profundidades oceânicas

3 1. Oxigênio permite a produção de ATP, molécula energética utilizada pelas células. 2. Respiração é 18 X mais eficiente que o metabolismo anaeróbico 3. Esta eficiência tem um preço e as formas reduzidas de O 2 (tal como H 2 O 2 ) e particularmente o radical hidroxila (. OH), são extremamente perigosos. O dano ocorre no DNA (mutações e morte) Anaeróbios (aqueles que não usam O 2 no seu metabolismo) não tem capacidade de detoxificar as várias formas de O 2 (sendo letal o O 2 ). 4. Algumas bactérias podem respirar de outra forma. A bactéria Shewanella putrefaciens usa metais (manganês ) Meu ar é seu veneno!!!

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6 Grupos em relação aos requisitos de O 2 a)Aeróbios obrigatórios b)Anaeróbios obrigatórios c)Microaerófilos d)Anaeróbios facultativos e)Anaeróbios aerotolerantes f)Anaeróbios estritos

7 Como vivem? a)Aeróbios obrigatórios: Dependem do O 2 atmosférico para crescer b)Anaeróbios facultativos: Crescem mais rápido na presença O 2, mas não precisam de oxigênio c)Microaerofilos: Requerem niveis mais baixos de O 2 do que o nível comum d)Aerotolerantes: Não influencia crescimento e)Anaeróbios estritos: Morrem na presença de O 2

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9 (AE) Anaeróbios estritos : Clostridium, Sarcina, e diversos gêneros que vivem no rúmen e intestinos dos animais e locais semelhantes. Crescem onde o oxigênio está ausente. Uns são mais sensíveis que outros. Maioria dos Clostridium são mortos após breve exposição ao O 2. Algumas espécies de Clostridium podem crescer devagar na presença do ar. Nenhuma espécie de Clostridium produz esporos quando O 2 livre está presente. Anaeróbios estritos podem viver em habitats aeróbios: Sinergismo polimicrobiano: mistura de espécies vivendo juntas. anaeróbios estritos associados a anaeróbios facultativos que usam todo O 2 disponível.

10 (AF) Anaeróbio facultativo : Escherichia, Citrobacter, Enterobacter e Proteus crescem mais rápido na presença de O 2 mas podem crescer na ausência usando outros nutrientes como nitratos, açúcares e outros... O resultado é a produção de nitrito, ácidos orgânicos (lático, formico...) e outras substâncias que tem odor putrefato. Verificar os tubos - maior crescimento a superfície porém crescem em todo o meio.

11 (Mic) Microaerofílicos: Azospirillum, Aquaspirillum, Cytophaga Crescem abaixo da superfície do Ágar ( cerca de 1 mm) produzindo uma banda visível. Difíceis de encontrar no laboratório (A) Aeróbios estritos: Acetobacter, Arthobacter, Azomonas, Bacillus, Micrococcus, Pseudomonas, Xanthomonas Crescem a superfície onde se acumula o O 2 produzindo geralmente camadas superficiais gelatinosas.

12 Subprodutos tóxicos derivados do oxigênio Microrganismos patogênicos geralmente tem enzimas que protegem de produtos tóxicos do metabolismo do oxigênio

13 Todos os organismos que podem crescer na presença de O 2 tem superóxido dismutase (SOD) Anaeróbios estritos não tem catalase/peroxidase e SOD

14 Microbiota normal 99,9% da microbiota do homem crescem anaerobicamente Pele: Propionibacterium Boca: Actinomyces Intestino grosso: Clostridium Trato urogenital: Lactobacillus

15 Bactérias aeróbicas e doenças Aeróbios obrigatórios: Pseudomonas aeruginosa: oportunistas, pode infectar a maior parte do corpo. Bordatella pertussis: coqueluche Aeróbios facultativos: Escherichia coli: doenças diarréicas, meningites neonatal, septicemia Staphylococcus aureus: febre, septicemia, endocardites, pneumonia, sepse da pele.

16 Bactérias e doenças Microaerofílicos: Campylobacter jejuni: septicemia doenças diarréicas Aerotolerantes: Streptococcus pyrogenes: infecções da pele, tecidos moles e trato respiratório superior, febre escalatina. Anaeróbios estritos: Clostridium botulinum: botulismo, paralisia facial Clostridium tetatni: paralisia espásmica, infecções em ferimentos Clostritium perfringens: infecções de ferimentos, gangrena gasosa Bacteroides fragilis: infecções de ferimentos, peritonites, abscessos cerebrais Bacteroides gingivalis: gengivites.

17 Tratamento aeróbico e anaeróbico de águas residuais Microbiota aeróbia Microbiota anaeróbia

18 Degradador de tolueno – um anaeróbio Azoarcus tolulyticus Isolada de um aquífero contaminado por gasolina. IMPORTANTE SER ANAERÓBICO PORQUE SOBREVIVE SEM NECESSIDADE DE BOMBEAR OXIGÊNIO EM PROGRAMAS DE REMEDIAÇÃO. RESPIRA NITRATO (FACULTATIVO)

19 Extremófilos Organismos extremófilos são importantes para compreensão de diversas questões: Onde existe vida? Até onde a vida viajou? Será que a vida se originou em um vulcão hidrotermal? Será que os extremófilos serão os pioneiros em Marte ?

20 Extremófilos TemperaturaRadiaçãoPressão Dessecação SalinidadepH Tensão oxigênio Kits de sobrevivência

21 Astrobiologia Água em Marte? Marte habitável?

22 Biotecnologia e extremófilos 1.Processos industriais e experimentos laboratoriais são mais eficientes em extremos de temperatura, salinidade e pH. 2.Produtos naturais feitos em condições de elevada radiação e salinidade são vendidos atualmente. 3.Um dos prêmios Nobel foi concedido graças ao descobridor da PCR que sem um extremófilo não teria acontecido. 4.Biologia molecular cada vez mais depende de extremófilos e suas enzimas Extremófilos e viagens espaciais 1.Atualmente os extremófilos estão sendo pesquisados em 4 tipos de ambientes: veículos pilotados por homens no espaço, espaço interplanetário (potencial panspermia) e vida em Marte (água líquida).

23 Outros extremos 1.Atmosferas com composição diferenciada 2.Potencial de oxi-redução 3.Compostos tóxicos ou xenobióticos (feitos pelo homem) 4.Concentração elevada de metais pesados -Microrganismos como Geobacter metallireducens sobrevive em locais com elevado nível de solventes orgânicos tal como aqueles de despejos de substâncias tóxicas - Outros crescem dentro de torres de água dentro de reatores nucleares. Tudo a ver com vida em outros planetas!!!


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