Nutrição, Metabolismo e Genética Bacteriana
Microbiologia
Prof. Josiane Lampire
Foto autotróficos e foto-heterotrófico
Chloroflexus aurantiacus- Bactérias verdes não sulfurosas
Chlorobium- Bactérias verdes sulfurosas
Chromatium – Bactérias púrpuras
Chloroflexus aurantiacus- Bactérias verdes não sulfurosas
Rhodopseudomonas- Bactérias púrpuras não sulfurosas
Metabolismo Autotrófico – são capazes de utilizar CO2 como principal fonte de carbono, obter energia pela síntese de ATP pela oxidação de compostos inorgânicos ou captação de energia luminosa
Metabolismo Heterotrófico - síntese de ATP a partir da energia liberada pela oxidação de compostos orgânicos, transformando-os em moléculas mais simples e utilizadas como fonte de carbono
• Do seu habitat - grande diversidade de nichos onde bactérias podem ser encontradas
• Dos meios de cultura laboratoriais quando se quer estudá-las em ambiente controlado
De onde as bactérias captam estes elementos?
• Elementos químicos como nutrientes– Fonte de carbono– Nitrogênio– H, O, S, P– Outros elementos– Água
Necessidades nutricionais e meios de cultivo bacteriológicos
• NITROGÊNIO
– todos os organismos necessitam em alguma forma
– parte essencial dos aminoácidos (proteínas) e ácidos nucléicos
– podem utilizar o N2 (fixação biológica),
nitratos, nitritos e sais de amônia
– em geral compostos nitrogênio orgânico: aminoácidos e peptídeos
ENXOFRE, HIDROGÊNIO E FÓSFORO – essenciais a todos os organismos – S é necessário na biossíntese de cisteína,
cistina, metionina e de vitaminas (tiamina e biotina)
– P é essencial para a síntese de ácido nucléicos e ATP
– sais inorgânicos (sulfatos e fosfatos) podem ser utilizados para suprir estes elementos também presentes em fontes protéicas (aa), DNA e RNA
– alguns destes elementos são encontrado na água ou na atmosfera
As bactérias anaeróbias não necessitam de oxigênio, na realidade, algumas não sobrevivem em sua presença. Elas tendem a causar infecções que formam coleções purulentas (abcessos)
Supuração com odor fétido ; Localização da infecção na proximidade da superfície
mucosa ; Tecido necrótico, gangrena; formação de
pseudomembrana ; Centenas de espécies de bactérias anaeróbias vivem
normalmente e sem causar danos na pele e nas membranas mucosas (p.ex., revestimento da boca, do intestino e da vagina)
Gangrena gasosa
Anaeróbios estritos:Clostridium botulinum: botulismo, paralisia
facialClostridium tetatni: paralisia espásmica,
infecções em ferimentosClostritium perfringens: infecções de
ferimentos, gangrena gasosaBacteroides fragilis: infecções de
ferimentos, peritonites, abscessos cerebrais
Bacteroides gingivalis: gengivites
● Anaeróbios aerotolerantes: não requer oxigênio e cresce melhor na sua ausência, mas pode sobreviver em atmosferas que contenham o mesmo.
Ex: Lactobacillus acidophillus
● Anaeróbios facultativos: crescem tanto na presença como na ausência de oxigênio.
Ex.: Enterobactérias, estreptococos e estafilococos
● Microaerófilas – Crescimento aeróbio, porém, em baixas concentrações de O2
Ex: Campylobacter
Presença de Oxigênio(atmosfera)
Nutrição e metabolismo microbiano
• Condições físicas para o cultivo de bactérias
• TemperaturaTemperatura• pHpH• Atmosfera gasosaAtmosfera gasosa• LuzLuz
RESPIRAÇÃO CELULAR
▪ Respiração aeróbica: ácido pirúvico – acetil + CoA
- Respiração Anaeróbica:
▪ Aceptor final de elétrons – substância inorgânica, diferente do O2
▪ Nitrato( NO3-) – reduzido a nitrito, óxido nitroso, ou gás nitrogênio
▪ Carbonato – METANO – CH4
▪ Sulfato – H2S
1- Metabolismo Microbiano
EX: BACTÉRIA ORGANOTRÓFICA
Atividade metabólica – meio de cultura – glicose- única fonte de carbono, sais minerais fornecendo fontes de N, H,O,S,P e Mg
Glicose – glicose- 6- fosfato – ácido pirúvico
⇨Ácido Pirúvico – fermentação ou respiração celular:
- Respiração aeróbica ou anaeróbica
● Ácido lático: Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus ● Etanol e CO2: Saccharomyces ( Levedura) ● Ácido propiônico, ácido acético, CO2 e H2:
Propionibacterium ● Ácido butírico, butanol, acetona, álcool isopropílico e CO2:
Clostridium ● Etanol, ácido lático, ácido succínico, ácido acético, CO2, H2:
Escherichia, Salmonela ● Etanol, ácido lático, ácido fórmico, butanodiol, acetoína,
CO2 e H2: Enterobacter
Metabolismo - FermentaçãoClostridium
Piruvato
Ácido acetoacético
Àcido butírico
Àcido fórmico
Àcido láctico
Acetil-coa
Àcido acético
CO2 + H2
Àcido misto
Acetobacter
Proteus
Streptococcus
E.coli,Shigella
Acetilmetilcarbinol
2,3-butanodiol
H2
Enterobacter
Àcido oxalacético
Àcido succínico
Àcido propiônico
Propionibacterium
1.4. Condições Físicas (Fatores Ambientais)
Temperatura - Psicrófilos- Mesófilos- Termófilos
Thermus aquaticus
Min. 40oC
òtima:70-72oC
Máxima: 79 oC
Growth rate vs pH for three environmental classes of procaryotes. Most free-living bacteria grow over a pH range of about three units. Note the symmetry of the curves
below and above the optimum pH for growth.
1. 3. pH
pH Mínimo, Ótimo e Máximo para o crescimento de alguns procariotos
OrganismopH mínimo pH ótimo pH máximo
Thiobacillus thiooxidans 0.5 2.0-2.8 4.0-6.0
Sulfolobus acidocaldarius 1.0 2.0-3.0 5.0
Bacillus acidocaldarius 2.0 4.0 6.0
Zymomonas lindneri 3.5 5.5-6.0 7.5
Lactobacillus acidophilus 4.0-4.6 5.8-6.6 6.8
Staphylococcus aureus 4.2 7.0-7.5 9.3
Escherichia coli 4.4 6.0-7.0 9.0
Clostridium sporogenes 5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0
Erwinia caratovora 5.6 7.1 9.3
Pseudomonas aeruginosa 5.6 6.6-7.0 8.0
Thiobacillus novellus 5.7 7.0 9.0
Streptococcus pneumoniae 6.5 7.8 8.3
Nitrobacter sp 6.6 7.6-8.6 10.0
Curva de Crescimento
A
DB
C
Fases da Curva de Crescimento de bactérias:
- Fase Lag - Fase Estacionária
- Fase Exponencial ou Logaritmica (Log) - Fase de Declínio
A C
B D