Introdução Morfologia Citologia bacteriana

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

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

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

O microscópio Antoni van Leeuwenhoek

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

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

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

Classificação dos organismos Bactéria (do latim, bakteria, sing. Bacterium) Christian Gottfried Ehrenberg -1828 Organismo unicelular – procarionte – (grego = pré-núcleo) 1978, Carl Woese – sistema de classificação com base na organização celular: Eubacteria, Archaea, Eukarya

Classificação dos organismos

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 Domínio Reino Filo/divisão Classe Ordem Família Gênero Está contido em espécie

Características das Células Bacterianas Tamanho 1 metro (m) - unidade padrão de medida 1 decímetro (dm) 0,1 = 10-1m 1 centímetro (cm) 0,01 = 10-2m 1 milímetro (mm) 0,001 = 10-3m 1 micrômetro (µm) 0,000001 = 10-6m 1 nanômetro (nm) 0,000000001 = 10-9m 1 angström (Å) 0,0 000000001 = 10-10m Tamanho varia de 0,2 a 2,0 µm x 2 a 8 µm Ex: Chlamydia spp : 0,2 µm , Epulopiscium fishelsoni: 600 µm

Tamanho relativo de organismos e moléculas

Tamanho relativo entre células Eucariótica e Procariótica

Morfologia bacteriana Cocos: células esféricas ou ovaladas

Morfologia bacteriana Bacilos: células cilíndricas alongadas – bastonetes

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Componentes de uma célula procariótica

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

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

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

Estruturas internas à parede celular Ribossomos Observado pela primeira vez por George E. Palade 1955 - M.E Síntese protéica Dezenas de milhares – aspecto granulado ao citoplasma Antibióticos fixam-se às subunidades e interferem na síntese protéica

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

Estruturas internas à parede celular Citoplasma Constituição – 80% de H2O proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos. Espesso, aquoso, semitransparente e elástico Estruturas: DNA, ribossomos e grânulos de reserva Não possui um citoesqueleto

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

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

Membrana plasmática Caudas apolares (ácido graxo)

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

Hans Christian Joachim Gram Médico bacteriologista e farmacologista dinamarquês Berlim 1884 - observou que bactérias tratadas com diferentes corantes, adquiriam cores diferenciadas. “Método de Gram” Hans Christian Joachim Gram 1853-1938

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

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

Parede celular Gram positiva

Parede celular Gram positivo Bacilos Gram positivos Cocos Gram positivos

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

Parede celular Gram negativo Porção polissacarídica do LPS é composta por açúcares: - Polissacarídeo O atuam como antígenos - 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 transporte

Parede celular Gram negativa

Parede celular Gram negativa Bacilos Gram negativos Cocos Gram negativos

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

Estruturas externas à parede celular Cápsula Glicocálice – polissacarídeo viscoso e gelatinoso Permite adesão a superfícies, impede ressecamento e fornecer nutrientes Proteção contra fagocitose Fator de virulência Antígeno de superfície S. mutans, K. pneumoniae Coloração negativa

Cápsula bacteriana

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

Flagelo bacteriano Monotríquio Anfitríquio Lofotríquio Peritríquio

Flagelo bacteriano Flagelos peritríquios

Endoflagelo bacteriano Filamentos axiais Similares aos flagelos Enovelam em torno da célula Espiroquetas Movimento de saca-rolhas Treponema, Leptospira, Borrelia

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

Estruturas externas à parede celular Neisseria gonorrhoeae

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

Endósporos bacterianos 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 químicos Importância clínica e indústria de alimentos Esporulação (esporogenese), germinação Ex: bactérias dos gêneros: Clostridium e Bacillus

Endósporos bacterianos

Endósporos bacterianos Forma vegetativa Endósporo

Dúvidas?