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Introdução Citologia bacteriana Morfologia. Introdução à Microbiologia Micro – pequeno, minúsculo Bio – vida, organismo Bio – vida, organismo Logia –

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1 Introdução Citologia bacteriana Morfologia

2 Introdução à Microbiologia Micro – pequeno, minúsculo Bio – vida, organismo Bio – vida, organismo Logia – tratado, estudo Logia – tratado, estudo Ciência que estuda os microrganismos invisíveis ao olho nu ao olho nu Bactérias – Fungos – Protozoários – Algas - Vírus

3

4 Os micróbios em nossas vidas Malefícios:Malefícios: Infecções, doenças graves, comida estragada Infecções, doenças graves, comida estragada Benefícios :Benefícios : Manutenção do equilíbrio ecológico na Terra, Manutenção do equilíbrio ecológico na Terra, para humanos e animais: digestão e síntese de vitaminas para humanos e animais: digestão e síntese de vitaminas comercial: síntese de produtos químicos, acetona, álcoois, enzimas, ácidos orgânicos comercial: síntese de produtos químicos, acetona, álcoois, enzimas, ácidos orgânicos indústrias de alimentos: queijos, vinhos, pães, iogurtes indústrias de alimentos: queijos, vinhos, pães, iogurtes engenharia genética – DNA recombinante: insulina, vacinas, hormônio do crescimento, interferon engenharia genética – DNA recombinante: insulina, vacinas, hormônio do crescimento, interferon

5 Histórico 1674 comerciante holandês –1674 comerciante holandês – Antoni van Leeuwenhoek Antoni van Leeuwenhoek Passatempo polir lentesPassatempo polir lentes Microscópio de uma única lente Microscópio de uma única lente Observou e desenhou os Observou e desenhou os organismos – animálculos organismos – animálculos Royal Society of London Royal Society of London bactérias e protozoários bactérias e protozoários Bases da microbiologia Bases da microbiologia Antoni van Leeuwenhoek

6 O microscópio Antoni van Leeuwenhoek

7 Nomenclatura dos Organismos - Taxonomia Carl von Linnaeus – 1735 Carl von Linnaeus – 1735 Sistema binominal e latinizado Sistema binominal e latinizado Gênero – primeiro nome e inicia-se Gênero – primeiro nome e inicia-se com letra maiúscula com letra maiúscula espécie – segundo nome com letra minúscula espécie – segundo nome com letra minúscula

8 Nomenclatura e classificação dos Organismos - Taxonomia Taxonomia (grego) = arranjo ordenado Taxonomia (grego) = arranjo ordenado ObjetivoObjetivo - Classificar um organismo vivo de acordo - Classificar um organismo vivo de acordo com características similares com características similares - Estabelecer a relação entre grupos e - Estabelecer a relação entre grupos e diferenciá-los diferenciá-los - Propiciar a comunicação efetiva entre - Propiciar a comunicação efetiva entre bacteriologistas e profissionais bacteriologistas e profissionais

9 Itálico, ou quando escrito = grifado Itálico, ou quando escrito = grifado Ex: Homo sapiens ou Homo sapiens Ex: Homo sapiens ou Homo sapiens Candida albicans ou Candida albicans Candida albicans ou Candida albicans abreviado : H. sapiens ou H. sapiens abreviado : H. sapiens ou H. sapiens C. albicans ou C. albicans C. albicans ou C. albicans -Subespécie - trinômio: -Treponema pallidum subespécie pallidum = sífilis -Salmonella enterica subespécie arizonae = salmonelose Nomenclatura dos Organismos - Taxonomia

10 Classificação dos organismos Bactéria (do latim, bakteria, sing. Bacterium)Bactéria (do latim, bakteria, sing. Bacterium) Christian Gottfried Ehrenberg Christian Gottfried Ehrenberg Organismo unicelular – procarionte – (grego = pré-núcleo)Organismo unicelular – procarionte – (grego = pré-núcleo) 1978, Carl Woese – sistema de classificação com base na organização celular:1978, Carl Woese – sistema de classificação com base na organização celular: Eubacteria, Archaea, Eukarya Eubacteria, Archaea, Eukarya

11 Classificação dos organismos

12 Nomenclatura dos Organismos - Taxonomia Regras para designação de nomes estabelecido pelo: Comitê Internacional de Bacteriologia Sistemática Bergey´s Manual of Systematic Bacteriology A hierarquia taxonômica Reino Filo/divisão Classe Ordem Família Gênero Domínio espécie Está contido em

13 Características das Células Bacterianas Tamanho 1 metro (m) - unidade padrão de medida 1 metro (m) - unidade padrão de medida 1 decímetro (dm) 0,1 = m 1 decímetro (dm) 0,1 = m 1 centímetro (cm) 0,01 = m 1 centímetro (cm) 0,01 = m 1 milímetro (mm) 0,001 = m 1 milímetro (mm) 0,001 = m 1 micrômetro (µm) 0, = m 1 micrômetro (µm) 0, = m 1 nanômetro (nm) 0, = m 1 nanômetro (nm) 0, = m 1 angström (Å) 0, = m 1 angström (Å) 0, = m Tamanho varia de 0,2 a 2,0 µm x 2 a 8 µm Tamanho varia de 0,2 a 2,0 µm x 2 a 8 µm Ex: Chlamydia spp : 0,2 µm, Epulopiscium fishelsoni: 600 µm Ex: Chlamydia spp : 0,2 µm, Epulopiscium fishelsoni: 600 µm

14 Tamanho relativo de organismos e moléculas

15 Tamanho relativo entre células Eucariótica e Procariótica

16 Morfologia bacteriana Cocos: células esféricas ou ovaladas Cocos: células esféricas ou ovaladas

17 Bacilos: células cilíndricas alongadas – bastonetes Bacilos: células cilíndricas alongadas – bastonetes Morfologia bacteriana

18 Espirilos - Espiroquetas filamentos longos espiralados: saca-rolhas Espirilos - Espiroquetas filamentos longos espiralados: saca-rolhas movimento ondulante. Treponema e Borrelia movimento ondulante. Treponema e Borrelia Morfologia bacteriana

19 Vibriões: Vibriões: Víbrios - bastonete curvo ou forma de vírgulas Morfologia bacteriana

20 Cocos quanto ao arranjo Dependendo do plano e número de divisões, as células podem ficar unidas umas às outras E x:. a) em cadeia: estreptococos b) aos pares: diplococos b) aos pares: diplococos c) grupos de quatro: tétrades c) grupos de quatro: tétrades d) unidos em forma de cubo d) unidos em forma de cubo com oito bactérias: sarcinas com oito bactérias: sarcinas e) vários planos: cacho – estafilococos e) vários planos: cacho – estafilococos

21 Cocos quanto ao arranjo Dividem-se e ficam ligados formando uma de cadeia ou fileira Ex: Estreptococos

22 Cocos quanto ao arranjo Dividem-se e ficam ligados aos pares = Diplococos Ex: Pneumococo

23 Cocos quanto ao arranjo Dividem-se em dois planos e permanecem em grupos de quatro = Tétrades Ex:

24 Cocos quanto ao arranjo Dividem-se em três planos permanecem com oito bactérias Ex: Sarcinas

25 Cocos quanto ao arranjo Dividem-se em vários planos permanecendo agrupados formando cachos Ex: Estafilococos

26 Estreptobacilos Diplobacilos Bacilos quanto ao arranjo Os bacilos se dividem ao longo de seu eixo curto Bacilo único Diplobacilo Estreptobacilo

27 Componentes de uma célula procariótica CÉLULA PROCARIÓTICA

28 Estruturas internas à parede celular Cromossomo= nucleóide Cromossomo = nucleóide Única molécula circular longa de DNA de fita dupla aderido à de DNA de fita dupla aderido à membrana citoplasmática membrana citoplasmática Ausência de cariotéca Ausência de cariotéca Ausência de proteína histona Ausência de proteína histona Carrega informação genética Carrega informação genética

29 Cromossomo bacteriano DNA – E. coli 4 milhões de pares de base 1 mm de comprimento

30 Estruturas internas à parede celular Plasmídio Plasmídio Pequena molécula de DNA – fita dupla auto-replicantes circulares - 5 a 100 genesPequena molécula de DNA – fita dupla auto-replicantes circulares - 5 a 100 genes não são cruciais à bactéria são extracromossômicos não são cruciais à bactéria são extracromossômicos Pode ser retirado das células, inserir o gene Pode ser retirado das células, inserir o gene de estudo e recolocado na bactéria de estudo e recolocado na bactéria Vantagens:importante na engenharia genética para transporte de genes, resistência aos antibióticos, Vantagens: importante na engenharia genética para transporte de genes, resistência aos antibióticos, tolerância a metais tóxicos, produção de toxina, síntese de enzima. tolerância a metais tóxicos, produção de toxina, síntese de enzima. Ex: Escherichia coli – diarréia infantil, e do viajante

31 Estruturas internas à parede celular Ribossomos Observado pela primeira vez por George E. Palade M.EObservado pela primeira vez por George E. Palade M.E Síntese protéicaSíntese protéica Dezenas de milhares – aspecto granulado ao citoplasmaDezenas de milhares – aspecto granulado ao citoplasma Antibióticos fixam-se às subunidades e interferem na síntese protéicaAntibióticos fixam-se às subunidades e interferem na síntese protéica

32 Estruturas internas à parede celular Grânulos de reservaGrânulos de reserva Grânulos de armazenagem, reserva: polissacarídeos, lipídeos, grânulos de enxofre = obtenção de energia Grânulos de armazenagem, reserva: polissacarídeos, lipídeos, grânulos de enxofre = obtenção de energia Base para identificação:Base para identificação: Ex:. grânulos metacromáticos (fosfato inorgânico) se coram em vermelho com corante azul Ex:. grânulos metacromáticos (fosfato inorgânico) se coram em vermelho com corante azul Corynebacterium diphtheriae Corynebacterium diphtheriae

33 Estruturas internas à parede celular CitoplasmaCitoplasma Constituição – 80% de H 2 OConstituição – 80% de H 2 O proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos. proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos. Espesso, aquoso, semitransparente e elásticoEspesso, aquoso, semitransparente e elástico Estruturas: DNA, ribossomos e grânulos de reservaEstruturas: DNA, ribossomos e grânulos de reserva Não possui um citoesqueletoNão possui um citoesqueleto

34 Estruturas internas à parede celular MesossomosMesossomos Invaginação da membranaInvaginação da membrana celular ou simples dobras celular ou simples dobras Funções: papel na divisão celular, aderência do cromossomo e enzimas respiratórias, esporulação, ou artefatos.Funções: papel na divisão celular, aderência do cromossomo e enzimas respiratórias, esporulação, ou artefatos. Aumentar superfície membranaAumentar superfície membrana

35 Estruturas internas à parede celular Membrana plasmáticaMembrana plasmática Estrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de fosfolipídeos (cabeças polares e apolares) e caudas apolares (ácido graxo), proteínas e enzimasEstrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de fosfolipídeos (cabeças polares e apolares) e caudas apolares (ácido graxo), proteínas e enzimas Permeabilidade seletiva -Permeabilidade seletiva - Membrana plasmáticaMembrana plasmática Estrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de fosfolipídeos (cabeças polares e apolares) e caudas apolares (ácido graxo), proteínas e enzimasEstrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de fosfolipídeos (cabeças polares e apolares) e caudas apolares (ácido graxo), proteínas e enzimas Permeabilidade seletiva –Permeabilidade seletiva – Sítio de ação de antimicrobianos, álcoois, compostos de Sítio de ação de antimicrobianos, álcoois, compostos de amônio quaternário = desinfetantes causa morte celular. amônio quaternário = desinfetantes causa morte celular. Transporte passivo: difusão simples, facilitada e osmose Transporte passivo: difusão simples, facilitada e osmose Transporte ativo: de fora para dentro, gasto de energia ATP Transporte ativo: de fora para dentro, gasto de energia ATP

36 Membrana plasmática Caudas apolares (ácido graxo)

37 Parede celular Parede celularParede celular Confere forma e rigidez às bactériasConfere forma e rigidez às bactérias Função: prevenir ruptura pela pressão da água dentro para fora.Função: prevenir ruptura pela pressão da água dentro para fora. Importância clínica: algumas espécies causam doenças.Importância clínica: algumas espécies causam doenças. Composição química da parede = diferenciar grupos bacterianosComposição química da parede = diferenciar grupos bacterianos Gram positivo e Gram negativoGram positivo e Gram negativo

38 Hans Christian Joachim Gram Médico bacteriologista e farmacologista dinamarquêsMédico bacteriologista e farmacologista dinamarquês Berlim observou que bactérias tratadas com diferentes corantes, adquiriam cores diferenciadas.Berlim observou que bactérias tratadas com diferentes corantes, adquiriam cores diferenciadas. Método de Gram Método de Gram Hans Christian Joachim Gram

39 Diferenças entre Gram positivo e Gram negativo Cristal violeta Lugol Álcool Fucsina Gram + Gram -

40 Parede celular Gram positiva Microscopia eletrônica 1950Microscopia eletrônica 1950 Rede de macromoléculas: peptideoglicano (mureína)Rede de macromoléculas: peptideoglicano (mureína) - N-acetilglicosamina (NAG) - N-acetilglicosamina (NAG) - ácido N-acetilmurâmico (NAM) - ácido N-acetilmurâmico (NAM) - ácidos teicóicos (álcool + fosfato) = especificidade antigênica da parede e identificação laboratorial. - ácidos teicóicos (álcool + fosfato) = especificidade antigênica da parede e identificação laboratorial. - ácido lipoteicóico - ácido lipoteicóico São sensíveis à penicilinaSão sensíveis à penicilina Unida por pontes peptídicas e aminoácidos

41 Parede celular Gram positiva

42 Parede celular Gram positivo Bacilos Gram positivos Cocos Gram positivos

43 Parede celular Gram negativo Consistem de uma ou algumas camadas de peptídeoglicanoConsistem de uma ou algumas camadas de peptídeoglicano Membrana externa: lipoproteínas, lipopolissacarídeos (LPS) e Membrana externa: lipoproteínas, lipopolissacarídeos (LPS) e fosfolipídeos. fosfolipídeos. Carga negativa evasão da fagocitose e ação do complementoCarga negativa evasão da fagocitose e ação do complemento Barreira para: antibióticos, enzimas digestivas, detergentes, sais biliares e certos corantes.Barreira para: antibióticos, enzimas digestivas, detergentes, sais biliares e certos corantes. Porinas, formam canais que levam nutrientes – fixação de vírusPorinas, formam canais que levam nutrientes – fixação de vírus

44 Parede celular Gram negativo Porção polissacarídica do LPS é composta por açúcares:Porção polissacarídica do LPS é composta por açúcares: - Polissacarídeo O atuam como antígenos - Polissacarídeo O atuam como antígenos - Lipídeo A (endotoxina tóxica) – patogenicidade da célula bacteriana - destruição das hemácias, febre e diarréia - Lipídeo A (endotoxina tóxica) – patogenicidade da célula bacteriana - destruição das hemácias, febre e diarréia Entre as membranas externa e plasmática = espaço periplásmico contendo: enzimas e proteínas de transporteEntre as membranas externa e plasmática = espaço periplásmico contendo: enzimas e proteínas de transporte

45 Parede celular Gram negativa

46 Bacilos Gram negativos Cocos Gram negativos

47 Paredes celulares atípicas Não formam parede celular = pleiomórficas. Filamentos semelhantes a fungos (Myco) Membrana plasmática = esteróis Aeróbios e anaeróbios facultativos Devido ao seu tamanho 0,1 a 0,25 m passam por filtros bacterianos Mycoplasma pneumoniae

48 Estruturas externas à parede celular CápsulaCápsula Glicocálice – polissacarídeo viscoso e Glicocálice – polissacarídeo viscoso e gelatinoso gelatinoso Permite adesão a superfícies, impedePermite adesão a superfícies, impede ressecamento e fornecer nutrientes ressecamento e fornecer nutrientes Proteção contra fagocitoseProteção contra fagocitose Fator de virulênciaFator de virulência Antígeno de superfícieAntígeno de superfície S. mutans, K. pneumoniaeS. mutans, K. pneumoniae Coloração negativaColoração negativa

49 Cápsula bacteriana

50 Estruturas externas à parede celular FlagelosFlagelos Apêndices filamentosos – proteína flagelina atua como antígeno (H) diferenciação de sorovaresApêndices filamentosos – proteína flagelina atua como antígeno (H) diferenciação de sorovares 50 antígenos H para E. coli50 antígenos H para E. coli Motilidade – rotam para empurrarMotilidade – rotam para empurrar a bactéria a bactéria Vantagem: mover-se em direção a um ambiente favorável ou não = taxiaVantagem: mover-se em direção a um ambiente favorável ou não = taxia

51 Flagelo bacteriano Monotríquio Anfitríquio Lofotríquio Peritríquio

52 Flagelo bacteriano Flagelos peritríquios

53 Endoflagelo bacteriano Filamentos axiaisFilamentos axiais Similares aos flagelosSimilares aos flagelos Enovelam em torno da célulaEnovelam em torno da célula EspiroquetasEspiroquetas Movimento de saca-rolhasMovimento de saca-rolhas Treponema, Leptospira, BorreliaTreponema, Leptospira, Borrelia

54 Estruturas externas à parede celular FímbriasFímbrias Estruturas semelhantes a pêlos Estruturas semelhantes a pêlos Função: aderência à superfície Função: aderência à superfície Variam em números Variam em números Pili mais longos –Pili mais longos – um ou dois por célula um ou dois por célula Transferência de DNA – conjugaçãoTransferência de DNA – conjugação bacteriana bacteriana Ambas: proteína pilina e adesinaAmbas: proteína pilina e adesina

55 Estruturas externas à parede celular Neisseria gonorrhoeae

56 Conjugação bacteriana Conjugação bacteriana Mecanismo pelo qual a informação Mecanismo pelo qual a informação genética é transferida de uma genética é transferida de uma bactéria para outra mediada por bactéria para outra mediada por plasmídeo que é replicado e plasmídeo que é replicado e transferido para a célula transferido para a célula receptora Célula F- receptora Célula F- Célula F+ Célula F- Estruturas externas à parede celular

57 Endósporos bacterianos Célula formada no interior de certas bactérias Gram- positivas, em condições adversas do meio, como perdas nutricionais (carbono, nitrogênio e água)Célula formada no interior de certas bactérias Gram- positivas, em condições adversas do meio, como perdas nutricionais (carbono, nitrogênio e água) São altamente resistentes ao calor, falta de água, e agentes físicos e químicosSão altamente resistentes ao calor, falta de água, e agentes físicos e químicos Importância clínica e indústria de alimentosImportância clínica e indústria de alimentos Esporulação (esporogenese), germinaçãoEsporulação (esporogenese), germinação Ex: bactérias dos gêneros: Clostridium e BacillusEx: bactérias dos gêneros: Clostridium e Bacillus

58 Endósporos bacterianos

59 Forma vegetativa Endósporo

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