Introdução à Microbiologia Microbiologia Ambiental Introdução à Microbiologia Breve histórico A diversidade microbiana Classificação dos microrganismos

Definição: mikros + bios + logos - Primeiros microrganismos 3,5 - 3,8 bilhões de anos

O que são microrganismos? Organismos vivos ou agentes que na maioria dos casos não são visualizados a olho nu. Protozoários, Algas, Bactérias, Fungos e Vírus

Importância dos microrganismos no processo evolutivo Responsáveis por alterações nas condições atmosféricas na Terra e pelo surgimento de outras formas de vida mais complexas. Principais marcos na história da vida: 3,7 bilhões de anos: Origem da vida 3,5 bilhões de anos: Fóssil do procarionte mais antigo 2,7 bilhões de anos: Acúmulo de O2 produzido pelas cianobactérias 2,6 bilhões de anos: Primeiros organismos terrestres 1,5 bilhões de anos: Fóssil eucarionte mais antigo

Importância dos microrganismos Responsáveis pela manutenção da vida na Terra Ciclagem dos elementos pela degradação da matéria orgânica Benefício/prejuízo a saúde do homem, animais e outros seres vivos Participam das atividades produtivas da vida do homem

Importância sob a perspectiva do homem Microbiologia: ± 300 anos

Porquê estudar Microbiologia? São importantes para os animais, plantas e saúde do homem São fonte de alimento e importantes na produção de alimentos São importantes na reciclagem de resíduos São úteis na produção de antibióticos, vitaminas, ...  São importantes na aplicação da engenharia genética tecnologia de DNA recombinante, terapia gênica E muito mais ....

Terapia genética usando um Adenovírus como vetor Terapia genética usando um Adenovírus como vetor. Um novo gene é inserido no adenovírus, que é usado para introduzir o DNA modificado na célula humana. Se o tratamento for bem sucedido, o novo gene vai produzir uma proteína funcional. Tratamento de doenças hereditárias

HISTÓRICO DA MICROBIOLOGIA As primeiras observações A teoria da geração espontânea e biogênese A idade de ouro da microbiologia A microbiologia no presente Lister, 1867 – primeira cirurgia asséptica

Constatações: EGÍPCIOS: protegiam tumbas com esporos de Aspergillus BÍBLIA: descrição da lepra (Livro dos Números – 1000 aC) e proibição consumo de certas carnes (Deuteronômio – 600 aC). Grécia (~400 aC): Tucídides verificou que os pacientes que sobreviviam à praga ficavam protegidos e podiam cuidar dos doentes. China (50 aC): uso de sandálias mofadas para controle de infecções bacterianas nos pés. Roma (100 dC): Varro propôs que diminutas criaturas entravam no corpo e causavam doenças.

“Praga” e população mundial Praga ou Peste Negra foi uma epidemia que atingiu a Europa, China e Oriente Médio, entre outras. Em 1347 (Idade Média), a peste matou 1/3 população Européia, destruindo uma brilhante civilização. Todas as classes sociais foram afetadas. .

A descoberta dos microrganismos Lentes 200 a 300 X As primeiras observações: Leeuwenhoek (em 1677)

O MUNDO INVISÍVEL Leeuwenhoek é considerado o fundador da microbiologia Observações relatadas a Sociedade Real de Londres Observou e descreveu os microrganismos ("animálculos“)

A geração espontânea de volta ao debate Redi (1626-1697): moscas não se originam de carne e peixes a descoberta dos microrganismos reaqueceu os debates - mais um século de controvérsias

Pasteur (1822-1895)

A geração espontânea de volta ao debate Pasteur (1822-1895) Teoria microbiana da fermentação: 1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos PASTEURIZAÇÃO

Teoria microbiana das doenças Robert Koch (1843-1910): Descobriu que uma bactéria específica causava uma determinada doença (Antraz). Revolucionou a medicina para diagnóstico e tratamento de doenças e aumentou a expectativa de vida em décadas.

Desenvolvimento de técnicas para estudos dos microrganismos Necessidade de separar diferentes microrganismos para estudos TÉCNICAS DE ISOLAMENTO

Desenvolvimento de técnicas Alemães - conceito de meio de cultura: colônias em batatas - isolamento meios: caldos, leite, frutas, etc. Koch: ágar-ágar e a cultura pura Petri: placa para cultura Erlich: coloração das células Lister: fenol primeiro desinfetante, técnicas assépticas

A idade de ouro da Microbiologia (1875-1915) Estabelecimento da microbiologia como ciência Novos ramos: Ecologia Microbiana Descoberta da importância das bactérias na ciclagem dos nutrientes (C, N,S,P) (Winogradski e Beijerinck) Imunologia vacinas imunoglobulinas anticorpos monoclonais

Indústria Drogas, antibióticos, alimentos (Fleming, Waksmam) Virologia: Iwanovski/Stanley Biologia Molecular – 1970 mapeamento, recombinação e engenharia genética

O futuro da microbiologia - Área médica Doenças emergentes Microrganismos novos Reaparecimento de doenças - Biotecnologia e Bioengenharia - Bioinformática - Processos industriais e na área ambiental Diversidade e sua aplicação

A classificação dos microrganismos (Taxonomia) Aristóteles (~350 aC): Plantas e animais Nos séculos XVII e XVIII os botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual sistema de categorias, ainda baseados em características anatômicas superficiais. Carl Linaeus (1758) criou a hierarquia atual (táxons): - classe, ordem, gênero, espécie e variedade. - Sistema binomial 1767: descoberta dos microrganismos, sugere: - Protozoários: Reino Animal - Outros: Reino Vegetal Falta de comunicação na época gerou confusão

1866: Haeckel propôs o 3º Reino: Animal Vegetal - Muitos seres simples não se encaixavam na divisão Plantas x Animais 1866: Haeckel propôs o 3º Reino: Animal Vegetal Protista (unicelulares) (algas, fungos, protozoários e bactérias)

Whittaker, 1969 Estrutura celular: eucarionte e procarionte No século XX a classificação mais aceita passou a ter cinco reinos Algas e protozoários Estrutura celular: eucarionte e procarionte Modo de nutrição: ingestão, fotossíntese e absorção Bactérias Whittaker, 1969

A análise genética levou a propor o estabelecimento dos super-reinos ou domínios 1977-1980: nova árvore da vida Confirmação de idéias já aceitas: procariotos x eucariotos

Nomenclatura binomial Atribuição de nomes científicos às espécies. Formado por duas palavras – o nome do gênero e o restritivo específico (adjetivo que qualifica o gênero) Ex: Escherichia coli ou Escherichia coli nome homenageia Theodor Escherich, coli: lembra que habita o cólon humano ou intestino grosso. Staphylococcus aureus ou Staphylococcus aureus Staphylo (tipo de agrupamento) + coccus (forma esférica) aureus (cor de ouro). Staphylococcus sp. Staphylococcus spp.