Introdução
Citologia
bacteriana
Morfologia
Introdução à MicrobiologiaIntrodução à Microbiologia
MicroMicro – pequeno, minúsculo– pequeno, minúsculo
Bio Bio – vida, organismo – vida, organismo
Logia Logia – tratado, estudo – tratado, estudo
““Ciência que estuda os microrganismos invisíveis Ciência que estuda os microrganismos invisíveis
ao olho nu ao olho nu ””
Bactérias – Fungos – Protozoários – Algas - VírusBactérias – Fungos – Protozoários – Algas - Vírus
Os micróbios em nossas vidas
• Malefícios:Malefícios: Infecções, doenças graves, comida estragadaInfecções, doenças graves, comida estragada
• BenefíciosBenefícios: :
Manutenção do equilíbrio ecológico na Terra, Manutenção do equilíbrio ecológico na Terra, para humanos e animais: digestão e síntese de vitaminaspara humanos e animais: digestão e síntese de vitaminas comercial: síntese de produtos químicos, acetona, álcoois, comercial: síntese de produtos químicos, acetona, álcoois,
enzimas, ácidos orgânicosenzimas, ácidos orgânicos indústrias de alimentos: queijos, vinhos, pães, iogurtesindústrias de alimentos: queijos, vinhos, pães, iogurtes engenharia genética – DNA recombinante: insulina, vacinas, engenharia genética – DNA recombinante: insulina, vacinas,
hormônio do crescimento, interferonhormônio do crescimento, interferon
HistóricoHistórico
• 1674 comerciante holandês – 1674 comerciante holandês –
Antoni van LeeuwenhoekAntoni 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 protozoáriosbactérias e protozoários Bases da microbiologiaBases da microbiologia
Antoni van Antoni van LeeuwenhoekLeeuwenhoek
O microscópio Antoni van LeeuwenhoekO microscópio Antoni van Leeuwenhoek
Nomenclatura dos Organismos - TaxonomiaNomenclatura dos Organismos - Taxonomia
Carl von Linnaeus – 1735Carl von Linnaeus – 1735
Sistema binominal e latinizadoSistema binominal e latinizado
GêneroGênero – primeiro nome e inicia-se – primeiro nome e inicia-se
com letra maiúsculacom letra maiúscula
espécieespécie – segundo nome com letra minúscula – segundo nome com letra minúscula
Nomenclatura e classificação dos Organismos - Nomenclatura e classificação dos Organismos - TaxonomiaTaxonomia
Taxonomia (grego) = arranjo ordenadoTaxonomia (grego) = arranjo ordenado
• ObjetivoObjetivo
- Classificar um organismo vivo de acordo - Classificar um organismo vivo de acordo
com características similarescom características similares
- Estabelecer a relação entre grupos e- Estabelecer a relação entre grupos e
diferenciá-losdiferenciá-los
- Propiciar a comunicação efetiva entre- Propiciar a comunicação efetiva entre
bacteriologistas e profissionaisbacteriologistas e profissionais
ItálicoItálico, ou quando escrito = , ou quando escrito = grifadogrifado
Ex: Ex: Homo sapiens Homo sapiens ou ou HomoHomo sapiens sapiens
Candida albicansCandida albicans ou ou CandidaCandida albicansalbicans
abreviado : abreviado : H. sapiensH. sapiens ou ou HH. . sapienssapiens
CC. . albicansalbicans ou ou CC. . albicansalbicans
- Subespécie - trinômio: Subespécie - trinômio:
- Treponema pallidum Treponema pallidum subespéciesubespécie pallidum = pallidum = sífilissífilis
- Salmonella enterica Salmonella enterica subespécie subespécie arizonae arizonae = salmonelose= salmonelose
Nomenclatura dos Organismos - TaxonomiaNomenclatura dos Organismos - Taxonomia
Classificação dos organismosClassificação dos organismos
• Bactéria (do latim, bakteria, sing. Bactéria (do latim, bakteria, sing. BacteriumBacterium))
Christian Gottfried Ehrenberg -1828Christian Gottfried Ehrenberg -1828
• Organismo unicelular – procarionte – (grego = pré-núcleo)Organismo unicelular – procarionte – (grego = pré-núcleo)
• 1978, Carl Woese – sistema de classificação com base na 1978, Carl Woese – sistema de classificação com base na organização celular:organização celular:
Eubacteria, Archaea, EukaryaEubacteria, Archaea, Eukarya
Classificação dos organismosClassificação dos organismos
Nomenclatura dos Organismos - TaxonomiaNomenclatura dos Organismos - Taxonomia
Regras para designação de nomes estabelecido pelo:
Comitê Internacional de Bacteriologia Sistemática
Bergey´s Manual of Systematic Bacteriology
A hierarquia taxonômicaReino
Filo/divisão
Classe
Ordem
Família
Gênero
Domínio
espécieEstá contido em
Características das Células BacterianasCaracterísticas das Células Bacterianas
TamanhoTamanho
11 metro (m) - unidade padrão de medidametro (m) - unidade padrão de medida
1 decímetro (dm) 0,1 = 101 decímetro (dm) 0,1 = 10 -1-1mm 1 centímetro (cm)1 centímetro (cm) 0,01 = 10 0,01 = 10-2-2mm 1 milímetro (mm) 0,001 = 101 milímetro (mm) 0,001 = 10 -3-3mm 1 micrômetro (1 micrômetro (µm) 0,000001 = 10µm) 0,000001 = 10-6-6mm 1 nanômetro (nm) 0,000000001 = 101 nanômetro (nm) 0,000000001 = 10-9-9mm 1 angström (1 angström (Å) 0,0 000000001 = 10Å) 0,0 000000001 = 10-10-10mm Tamanho varia de 0,2 a 2,0 Tamanho varia de 0,2 a 2,0 µm x 2 a 8 µm µm x 2 a 8 µm
Ex: Ex: Chlamydia spp Chlamydia spp :: 0,2 µm , 0,2 µm , Epulopiscium fishelsoniEpulopiscium fishelsoni: 600 µm : 600 µm
Tamanho relativo de organismos e moléculasTamanho relativo de organismos e moléculas
Tamanho relativo entre células Tamanho relativo entre células Eucariótica e ProcarióticaEucariótica e Procariótica
Morfologia bacterianaMorfologia bacteriana
Cocos:Cocos: células esféricas ou ovaladascélulas esféricas ou ovaladas
Bacilos:Bacilos: células cilíndricas alongadas – bastonetescélulas cilíndricas alongadas – bastonetes
Morfologia bacterianaMorfologia bacteriana
EspirilosEspirilos - Espiroquetas filamentos longos espiralados: saca-rolhas- Espiroquetas filamentos longos espiralados: saca-rolhas
movimento ondulante. movimento ondulante. Treponema Treponema e e BorreliaBorrelia
Morfologia bacterianaMorfologia bacteriana
Vibriões:Vibriões: Víbrios - bastonete curvo ou forma de vírgulas
Morfologia bacterianaMorfologia bacteriana
Cocos quanto ao arranjoCocos quanto ao arranjo
Dependendo do plano e número de divisões, as células Dependendo do plano e número de divisões, as células podem ficar unidas umas às outraspodem ficar unidas umas às outras
EEx:. x:. aa) em cadeia: estreptococos) em cadeia: estreptococos
bb) aos pares: diplococos) aos pares: diplococos
cc) grupos de quatro: tétrades) grupos de quatro: tétrades
dd) unidos em forma de cubo) unidos em forma de cubo
com oito bactérias: sarcinascom oito bactérias: sarcinas
ee) vários planos: cacho – estafilococos) vários planos: cacho – estafilococos
Cocos quanto ao arranjoCocos quanto ao arranjo
Dividem-se e ficam ligados formando uma de cadeia ou fileira
Ex: Estreptococos
Cocos quanto ao arranjo Cocos quanto ao arranjo
Dividem-se e ficam ligados aos pares = Diplococos
Ex: Pneumococo
Cocos quanto ao arranjoCocos quanto ao arranjo
Dividem-se em dois planos e permanecem em grupos de quatro = Tétrades
Ex:
Cocos quanto ao arranjoCocos quanto ao arranjo
Dividem-se em três planos permanecem com oito bactérias
Ex: Sarcinas
Cocos quanto ao arranjoCocos quanto ao arranjo
Dividem-se em vários planos permanecendo agrupados formando cachos
Ex: Estafilococos
EstreptobacilosDiplobacilos
Bacilos quanto ao arranjoBacilos quanto ao arranjo
Os bacilos se dividem ao longo de seu eixo curto Os bacilos se dividem ao longo de seu eixo curto
Bacilo únicoBacilo único Diplobacilo Diplobacilo EstreptobaciloEstreptobacilo
Componentes de uma célula procariótica
CÉLULA PROCARIÓTICA
Estruturas internas à parede celularEstruturas internas à parede celular
CromossomoCromossomo = nucleóide= nucleóide
• Única molécula circular longaÚnica molécula circular longa
de DNA de fita dupla aderido àde DNA de fita dupla aderido à
membrana citoplasmática membrana citoplasmática
• Ausência de cariotéca Ausência de cariotéca
• Ausência de proteína histonaAusência de proteína histona
• Carrega informação genéticaCarrega informação genética
Cromossomo bacterianoCromossomo bacteriano
DNA – E. coli
4 milhões de pares de base
1 mm de comprimento
Estruturas internas à parede celularEstruturas internas à parede celular
PlasmídioPlasmídio • Pequena molécula de DNA – fita dupla auto-Pequena molécula de DNA – fita dupla auto-
replicantes circulares - 5 a 100 genesreplicantes circulares - 5 a 100 genes
não são cruciais à bactéria são extracromossômicosnão são cruciais à bactéria são extracromossômicos
Pode ser retirado das células, inserir o genePode ser retirado das células, inserir o gene
de estudo e recolocado na bactériade estudo e recolocado na bactéria
VantagensVantagens:: importante na engenharia genética para transporte de genes, importante na engenharia genética para transporte de genes, resistência aos antibióticos,resistência aos antibióticos, tolerância a metais tóxicos, produção de toxina, síntese de enzima.tolerância a metais tóxicos, produção de toxina, síntese de enzima.Ex: Ex: Escherichia coliEscherichia coli – diarréia infantil, e do viajante – diarréia infantil, e do viajante
Estruturas internas à parede celularEstruturas internas à parede celular
Ribossomos Ribossomos
• Observado pela primeira vez por Observado pela primeira vez por George E. Palade 1955 - M.EGeorge E. Palade 1955 - M.E
• Síntese protéicaSíntese protéica• Dezenas de milhares – aspecto Dezenas de milhares – aspecto
granulado ao citoplasmagranulado ao citoplasma• Antibióticos fixam-se às subunidades Antibióticos fixam-se às subunidades
e interferem na síntese protéicae interferem na síntese protéica
Estruturas internas à parede celularEstruturas internas à parede celular
• Grânulos de reserva Grânulos de reserva Grânulos de armazenagem, Grânulos de armazenagem,
reserva: polissacarídeos, lipídeos, reserva: polissacarídeos, lipídeos, grânulos de enxofre = obtenção grânulos de enxofre = obtenção de energiade energia
• Base para identificação:Base para identificação: Ex:. grânulos metacromáticos Ex:. grânulos metacromáticos
(fosfato inorgânico) se coram em (fosfato inorgânico) se coram em vermelho com corante azul vermelho com corante azul
Corynebacterium diphtheriaeCorynebacterium diphtheriae
Estruturas internas à parede celularEstruturas internas à parede celular
• CitoplasmaCitoplasma
• Constituição – 80% de HConstituição – 80% de H22OO
proteínas, carboidratos, lipídeos, proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos.íons inorgânicos.
• Espesso, aquoso, semitransparente Espesso, aquoso, semitransparente e elásticoe elástico
• Estruturas: DNA, ribossomos e Estruturas: DNA, ribossomos e grânulos de reservagrânulos de reserva
• Não possui um citoesqueletoNão possui um citoesqueleto
Estruturas internas à parede celularEstruturas internas à parede celular
• Mesossomos Mesossomos
• Invaginação da membrana Invaginação da membrana
celular ou simples dobrascelular ou simples dobras
• Funções: papel na divisão celular, aderência do Funções: papel na divisão celular, aderência do cromossomo e enzimas respiratórias, esporulação, ou cromossomo e enzimas respiratórias, esporulação, ou artefatos.artefatos.
• Aumentar superfície membranaAumentar superfície membrana
Estruturas internas à parede celularEstruturas internas à parede celular
• Membrana plasmáticaMembrana plasmática
• Estrutura que reveste o Estrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de citoplasma - camada dupla de fosfolipídeos (cabeças polares e fosfolipídeos (cabeças polares e apolares) e caudas apolares apolares) e caudas apolares (ácido graxo), proteínas e (ácido graxo), proteínas e enzimasenzimas
• Permeabilidade seletiva - Permeabilidade seletiva -
• Membrana plasmáticaMembrana plasmática
• Estrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de Estrutura que reveste o citoplasma - camada dupla de fosfolipídeos (cabeças polares e apolares) e caudas fosfolipídeos (cabeças polares e apolares) e caudas apolares (ácido graxo), proteínas e enzimasapolares (ácido graxo), proteínas e enzimas
• Permeabilidade seletiva – Permeabilidade seletiva – Sítio de ação de antimicrobianos, álcoois, compostos deSítio 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 osmoseTransporte passivo: difusão simples, facilitada e osmose Transporte ativo: de fora para dentro, gasto de energia Transporte ativo: de fora para dentro, gasto de energia
ATPATP
Membrana plasmáticaMembrana plasmática
Caudas apolaresCaudas apolares
(ácido graxo)(ácido graxo)
Parede celularParede celular
• Parede celularParede celular
• Confere forma e rigidez às bactériasConfere forma e rigidez às bactérias
• Função: prevenir ruptura pela Função: prevenir ruptura pela pressão da água dentro para fora. pressão da água dentro para fora.
• Importância clínica: algumas Importância clínica: algumas espécies causam doenças.espécies causam doenças.
• Composição química da parede = Composição química da parede = diferenciar grupos bacterianosdiferenciar grupos bacterianos
• Gram positivo e Gram negativoGram positivo e Gram negativo
Hans Christian Joachim Gram Hans Christian Joachim Gram
• Médico bacteriologista e Médico bacteriologista e farmacologista dinamarquêsfarmacologista dinamarquês
• Berlim 1884 - observou que bactérias Berlim 1884 - observou que bactérias tratadas com diferentes corantes, tratadas com diferentes corantes, adquiriam cores diferenciadas.adquiriam cores diferenciadas.
“ “Método de Gram”Método de Gram”Hans Christian Joachim Hans Christian Joachim GramGram
1853-19381853-1938
Diferenças entre Gram positivo e Gram negativo Diferenças entre Gram positivo e Gram negativo
Cristal violeta
Lugol
Álcool
Fucsina
Gram +Gram + Gram -Gram -
Parede celular Gram positivaParede 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- ácidos teicóicos (álcool + fosfato) = especificidade (álcool + fosfato) = especificidade antigênica da parede e identificação laboratorial.antigênica da parede e identificação laboratorial.
- ácido lipoteicóico- ácido lipoteicóico
• São sensíveis à penicilinaSão sensíveis à penicilina
Unida por pontes peptídicas e aminoácidos
Parede celular Gram positivaParede celular Gram positiva
Parede celular Gram positivoParede celular Gram positivo
Bacilos Gram positivosBacilos Gram positivos Cocos Gram positivosCocos Gram positivos
Parede celular Gram negativoParede 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 Barreira para: antibióticos, enzimas digestivas, detergentes, sais biliares e certos corantes.biliares e certos corantes.
• Porinas, formam canais que levam nutrientes – fixação de vírusPorinas, formam canais que levam nutrientes – fixação de vírus
Parede celular Gram negativoParede celular Gram negativo
• Porção polissacarídica do LPS é composta por açúcares:Porção polissacarídica do LPS é composta por açúcares:
- - Polissacarídeo OPolissacarídeo O atuam como antígenos atuam como antígenos
- - Lipídeo ALipídeo A (endotoxina tóxica) – patogenicidade da célula (endotoxina tóxica) – patogenicidade da célula bacteriana - destruição das hemácias, febre e diarréiabacteriana - destruição das hemácias, febre e diarréia
• Entre as membranas externa e plasmática = Entre as membranas externa e plasmática = espaço periplásmicoespaço periplásmico contendo: enzimas e proteínas de transportecontendo: enzimas e proteínas de transporte
Parede celular Gram negativaParede celular Gram negativa
Parede celular Gram negativaParede celular Gram negativa
Bacilos Gram negativosBacilos Gram negativos Cocos Gram negativosCocos Gram negativos
Paredes celulares atípicasParedes 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 pneumoniaeMycoplasma pneumoniae
Estruturas externas à parede celularEstruturas externas à parede celular
• Cápsula Cápsula Glicocálice – polissacarídeo viscoso e Glicocálice – polissacarídeo viscoso e
gelatinosogelatinoso• Permite adesão a superfícies, impede Permite adesão a superfícies, impede ressecamento e fornecer nutrientesressecamento e fornecer nutrientes• Proteção contra fagocitoseProteção contra fagocitose• Fator de virulência Fator de virulência • Antígeno de superfícieAntígeno de superfície• S. mutans, K. pneumoniaeS. mutans, K. pneumoniae• Coloração negativaColoração negativa
Cápsula bacterianaCápsula bacteriana
Estruturas externas à parede celularEstruturas externas à parede celular
• FlagelosFlagelos
• Apêndices filamentosos – proteína Apêndices filamentosos – proteína flagelina atua como antígeno (H) flagelina atua como antígeno (H) diferenciação de sorovares diferenciação de sorovares
• 50 antígenos H para 50 antígenos H para E. coliE. coli• Motilidade – rotam para empurrarMotilidade – rotam para empurrar a bactériaa bactéria• Vantagem: mover-se em direção a Vantagem: mover-se em direção a
um ambiente favorável ou não = um ambiente favorável ou não = taxiataxia
Flagelo bacterianoFlagelo bacteriano
Monotríquio
Anfitríquio
Lofotríquio
Peritríquio
Flagelo bacterianoFlagelo bacteriano
Flagelos peritríquios
Endoflagelo bacterianoEndoflagelo bacteriano
• Filamentos axiais Filamentos 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
Estruturas externas à parede celularEstruturas externas à parede celular
• Fímbrias Fímbrias Estruturas semelhantes a pêlosEstruturas semelhantes a pêlos
Função: aderência à superfícieFunção: aderência à superfície Variam em númerosVariam em números
• Pili Pili mais longos –mais longos – um ou dois por célulaum ou dois por célula• Transferência de DNA – conjugação Transferência de DNA – conjugação bacterianabacteriana• Ambas: proteína pilina e adesinaAmbas: proteína pilina e adesina
Estruturas externas à parede celularEstruturas externas à parede celular
Neisseria gonorrhoeae
• Conjugação bacterianaConjugação 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 eplasmídeo que é replicado e
transferido para a célulatransferido para a célula
receptora receptora Célula F-Célula F-
Célula F+
Célula F-
Estruturas externas à parede celularEstruturas externas à parede celular
Endósporos bacterianosEndósporos bacterianos
• Célula formada no interior de certas bactérias Gram-Célula formada no interior de certas bactérias Gram-positivas, em condições adversas do meio, como perdas positivas, em condições adversas do meio, como perdas nutricionais (carbono, nitrogênio e água)nutricionais (carbono, nitrogênio e água)
• São altamente resistentes ao calor, falta de água, e agentes São altamente resistentes ao calor, falta de água, e agentes físicos e químicos físicos e químicos
• Importância clínica e indústria de alimentosImportância clínica e indústria de alimentos• Esporulação (esporogenese), germinaçãoEsporulação (esporogenese), germinação• Ex: bactérias dos gêneros: Ex: bactérias dos gêneros: Clostridium Clostridium e e BacillusBacillus
Endósporos bacterianosEndósporos bacterianos
Endósporos bacterianosEndósporos bacterianos
Forma vegetativa
Endósporo