Tamanho
Forma
Fisiologia
Mobilidade
Mecanismo de divisão
Patogenicidade
Desenvolvimento
Adaptação
Metabolismo: • grego: metabole = mudança, transformação
• Toda a atividade química realizada pelos organismos
São de dois tipos gerais:
- Aquelas que envolvem a liberação de energia: CATABOLISMO
- Aquelas envolvidas na utilização da energia: ANABOLISMO
Muitos dos mecanismos metabólicos microbianos são também
utilizados pelos macro organismos, inclusive o homem.
Requerimentos de energia:
Síntese dos componentes celulares: parede, membrana, etc.
síntese de enzimas, ácidos nucléicos, polissacarídeos, fosfolipídios
reparos e manutenção da célula
crescimento e multiplicação
acumulação de nutrientes e excreção de produtos indesejáveis
mobilidade
Para a maioria dos microrganismos a energia é retirada de moléculas químicas (nutrientes, substratos)
Para outros a energia é proveniente da luz.
Quimiotróficos(utilizam substâncias
químicas como fonte de energia)
QuimiolitotróficosC= CO2
QuimiorganotróficosC=orgânico
A maioria dos microrganismos
Quimiorganotróficos (quimioheterotróficos)
- substâncias orgânicas:
Streptococcus lactis
glicose ácido lático + energia
Quimiolitotróficos (quimioautotróficos)
- substâncias inorgânicas:
Nitrosomonas europaea
Amônia + CO2 nitrito + energia
Fototróficos
Anabaena cylindrica (cianobactéria)
Luz energia
Organismos
Agregação do solo
Produção de húmus
Transformações inorgânicas
Relações tróficas
Produção de metabolitos
Decomposição mineralização
Interações biológicas
Erosão conservação
Retenção
agua aeração
destoxificação
Fluxo de energia
Ciclo de elementos
intemperização
Regulação crescimento
evolução
Equilibriobiologico
bioproteção
Patogenoe parasita
biofertilização
Principiosativos Aleloquimico
s e toxinas
ATP
Fototróficos
Quimiotróficos
Compostos organicos
intermediarios
Compostos organicos
LitotróficosNADHFADH Organotróficos
Substrato organico
biomassa
Heterotróficos
CO2, HC3-, CH4
Autotróficos
CarbonoEnergiaElétrons
Heterotrofico e autotrofico
Quimiotrofico e fototrofico
Litotrofico e organotrofico
Quimiorganoheterotrofico
fotolitoautotrofico
Substrato Taxa de decomposição
Eficiência na utilização
Kg dia-1 %
Açucares aminados 0,2 60
Celulose – hemicelulose 0,08 4-
Lignina 0,01 10
Produtos microbianos 0,3 a 0,8 25 a 40
MOS protegida 0,3 X 10-3 20
MOS envelhecida 0,8 X 10-6 20
C6H1206 + 6O2 4ATP 6H2O + 6CO2 + 36ATP
Latica Acido latico
Alcolica Alcool + CO2
Acetica Acido acetico
Extremo Termo espécie Domínio Habitat min ótimo Max
Temperaturaalta
Hipertermófilo Pyrolobus Fumarii Archaea Quente, fendas
90 106 113
Temperatura baixa
psicrófilo PolaromonasVacuolata
Bacteria Mares gelados
0 48 128
pH baixo Acidófilo PicrophilusOshimae
Archaea Fontes acidas
0,06 0,7 4
pH alto Alcalifilico Natronobacteriumgregoryi
Archaea Lagoscarbonati..
8,5 10 12
Pressão Barofílico Moritella yayanosii Bacteria Sedimentos oceanicos
500 atm
700 atm
1000atm
Sal Halófilo Halobacteriumsalinarum
Archaea salinas 15% 25% 32%
Patogenicas : virulencia
Tambem não patogenicas
Gram-positivas
Gram-negativas
Cianobacterias
Euryarchaeota extremofilas
Crenarcheota termofilas
Fungos
Bolores
algas
Em microbiologia, o termo crescimento refere-se a umaumento do número de células e não ao aumento dasdimensões celulares.
Influência dos fatores físicos Temperatura pH Pressão osmótica
Influência dos fatores químicos Carbono Nitrogênio, enxofre, fósforo Oxigênio
Temperatura: Temperatura de crescimento:
Mínima (menor temperatura onde é capaz de crescer)
Ótima (onde apresenta melhor crescimento)
Máxima (mais alta temperatura para crescer)
Classificação primária:
Psicrófilos – crescem em temperaturas baixas (-10° – 20°C ) Psicotróficos - temperatura de refrigeração (0° – 30°C)
Mesófilos – crescem em temperaturas moderadas (10° – 50°C)
Termófilos – crescem em temperaturas altas (40° – 70°C) Termófilos extremos ou hipertermófilos (ótima em > 80°C)
Influência dos fatores físicosClassificação microbiana - Temperatura
pH Ideal para bactérias:
faixa da neutralidade (6,5 – 7,5) - Neutrófilas
Exceção:
Acidófilas – pH 0,5 a 6,0 (com ótimo entre 2 e 3,5) Alcalófilos – pH acima de 7,0
Ex.: Bacillus e Archaea
Fungos filamentosos e leveduras:
São tolerantes a maior variação de pH
Ótimo na faixa de 5 - 6
Pressão osmótica
Osmose Plasmólise
Conservação dos alimentos com sal ou açúcar
Classificação:
Halofílicas extremas
Halofílicas obrigatórias
Halofílicas facultativas
Carbono
Corresponde à base de todas as moléculas orgânicas (aminoácidos, ácidos orgânicos, açúcares, bases nitrogenadas, etc.)
Peso seco bacteriano (50% C, 14% N e 4% S e P)
Obtenção:
Quimioheterotróficas: a partir de materiais orgânicos como proteínas, carboidratos e lipídeos
Quimioautotróficas e fotoautotróficas: a partir de dióxido de carbono
Nitrogênio, fósforo e enxofre
Síntese de aminoácidos e proteínas
Síntese de DNA e RNA
Síntese de ATP
Composição de vitaminas – tiamina e biotina
Obtenção do nitrogênio
Decomposição matéria orgânica protéica
Íons amônia (NH4)
Nitratos
Fixação do nitrogênio - alguns microrganismos são capazes de absorver nitrogênio atmosférico
Ex.: Rhizobium e Bradyrhizobium
Oxigênio
Aeróbios estritos ou obrigatórios
Anaeróbios facultativos
Anaeróbios obrigatórios Enzimas: superóxido desmutase, catalase, peroxidase
Anaeróbios aerotolerantes
Microaerófilas
Aeróbios estritos ou obrigatórios – necessitam da presença de O2 livre para crescer Ex. Mycobacterium tuberculosis
Anaeróbias facultativas – crescimento aeróbio e anaeróbio. Ex. Staphylococcus, Escherichia
Anaeróbias obrigatórias – só crescem na ausência de O2. Ex. Treponema pallidum
Anaeróbias aerotolerantes – crescem na ausência de O2, mas toleram sua presença. Ex. Streptococcus
Microaerófilas – crescimento aeróbio, porém, em baixas concentrações de O2.
Ex. Neisseria
1)Aeróbicos estritos
2)Anaeróbicos estritos
3)Anaeróbico facultativo
4)Microaerófilo
5)Anaeróbicos aerotolerantes
Meio quimicamente definido
sintéticos : toda a composição química é conhecida
Ex: meio para cultivo de células
Meio complexo
sintéticos: composição química não conhecida (composto por nutrientes como extrato de levedura, de carne ou de plantas)
Meio enriquecido:
favorece o desenvolvimento de uma população bacteriana que está em desvantagem entre outras populações.
Ágar sangue
Meio seletivo:
favorece o crescimento de uma determinada bactéria de interesse, impedindo o crescimento de outras bactérias.
Ex: ágar Sabouraud dextrose, pH 5,6, é utilizado no crescimento de fungos que são favorecidos, em relação as bactérias, pelo baixo pH.
Meio indicador:
facilita a identificação de um determinado organismo.
Ex: meio ágar-sangue, utilizado para a identificação de bactérias capazes de destruir células sangüíneas (anel claro em torno da colônia).
Ágar Chapman
Ágar sangue
Meio de manutenção:
Estocagem ou manutenção - utilizados para conservação de microrganismos no laboratório, ou seja, garantem a viabilidade de microrganismos
Ex: ágar Conservação, Meios com leite, Ágar suco de tomate, Ágar Simples, meio
semi-sólido, etc.
Obtenção de culturas puras
Isolamento:
técnica de semeadura por esgotamento
Preservando culturas bacterianas
Congelamento em baixas temperaturas (meio liquido + glicerol e congelamento rápido de -50 a -95°C)
Liofilização (rapidamente congelado, em meio líquido, sob temperaturas de -54 a -72°C e imediatamente
submetido à remoção de água por vácuo)
Divisão bacteriana – Fissão binária ou bipartição
A – alongamento da célula
B – duplicação do material
genético
C – invaginação da parede
D – separação das
paredes
E – separação das duas
células-filhas
Divisão bacteriana - Brotamento
Tempo de geração
Tempo necessário para uma célula se dividir formando duas células-filhas idênticas
Ex.: Escherichia coli – tempo de geração de 20min.
Curva de crescimento bacteriano
a – Fase lag
b – Fase log
c – Fase estácionária
d – Fase de morte
celular
Fases da curva de crescimento
Fase lag: processo de divisão pouco ou ausente; adaptação das células ao meio.
Fase log: alto processo de divisão; crescimento exponencial; absorção de nutrientes do meio; produção de metabólitos (toxinas).
Fase estacionária: diminuição da velocidade de divisão bacteriana; diminuição da atividade metabólica; tiram nutrientes das células mortas; acúmulo de substâncias tóxicas; esporulação.
Fase de morte celular: número de células mortas excede o número de células vivas.
Microrganismos da agua
Microrganismos do ar
“ Estuda a estrutura e função do ecossistema solo”
Estrutura: composição da comunidade biológica e componentes abióticos
Função: fluxo de energia, ciclagem biogeoquímica e regulação mútua dos organismos e ambiente
Odum (1971)
Ordem hierárquica Genes -> Células -> órgãos -> organismos ->
Populações -> comunidades -> ecossistemas
Redundância funcional
Sistema em equilíbrio
Dogmas da ecologia
Comunidade reflete seu habitat Populações se desenvolvem ate um limite biológico ou
abiótico Quanto maior a complexidade, maior a estabilidade Qualquer mudança é benéfica para um tipo de individuo
Componentes bióticos: Heterogêneos: organismos com metabolismo diversos
convivendo lado a lado, interagindo em equilíbrio dinâmico muitas vezes com dependência associada e gerando alta biodiversidade
Matéria
Orgânica
5%
Minerais
45%Água
25%
Ar
25%
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
5 15 25 45 75 105
Profundidade (cm)
No
méd
io d
e o
rgan
ism
os
por
g s
olo
(x 1
07)
Plantas superiores
CO2 Energia solar
Resíduos vegetais
NematóidesÁcaros Minhocas
Matéria orgânica
ProtozoáriosBactérias e
Actinomicetos
CO2 Humus
Nutrientes minerais
Nutrientes minerais
Fungos
Produção primária
Perda deenergiacalórica
Colêmbolas
Consumidores
Pinusspp.(Pine)Endomicorrizasarbuscular
Ectomicorrizas
Bioindicadores da qualidade do solo: sensíveis à poluição
Pisumsativum(pea)
Fixação do nitrogênio no solo
Interação entre os microrganismos:Parasitismo
Associação simbiótica negativa
Doenças
Microrganismo A
Microrganismo B
Espaço
Nutrientes Água
Oxigênio
Mesmo Microhabitat
Maior habilidade
Microrganismo A
Secreção de produtos tóxicos
Afeta Microrganismo B