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Diversidade microbiana baseada no sistema de 3 domínios proposto por Carl Woese (utilização do RNA ribossomal, subunidade 16s como cronômetro evolutivo). Aborda também vírus, ecofisiologia, cita os principais filos de archaea: Korarchaeota e Euryarchaeota além de outros extremófilos.
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Diversidade microbiana
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
•Antes da existência dos microrganismos ser conhecida todos os organismos eram agrupados no reino animal ou no reino vegetal
•Após a descoberta de organismos microscópicos um novo sistema de classificação se fez necessário;
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
• 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
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
NOMENCLATURA CIENTÍFICA
1735 Carolus Linnaeus:
-Os nomes científicos eram escritos em latim pois era a língua tradicionalmente utilizada pelos estudantes.
-Binômio: Todo organismo recebe dois nomes
-O primeiro : GÊNERO (Sempre iniciado em letra maiúscula)
-Epíteto específico (nome da espécie): segue o gênero e se inicia em letra minúscula.
-São escritos em itálico
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
NOMENCLATURA CIENTÍFICA
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
1866: Sistema de Haeckel, propôs o Reino Protista Bactérias
ProtozoáriosAlgas e fungos
1969: Sistema de Whittaker propôs uma classificação taxonômica da diversidade das espécies em cinco REINOS:Monera(Procaryotae)
Protista (Protozoários)
Fungi
Plantae(Metaphyta)
Animalia(Metazoa)
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ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
Bases do sistema de Whittaker:
A maneira como o organismo se alimenta•Fotossíntese, •absorção •e ingestão
Organização celular •Eucarioto/Procarioto, •Presença ou Ausência de parede celular
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
SISTEMA DE WHITTAKER•Reino Monera: inclui todos os organismos procariotos, parede celular constituída de peptideoglicano, TODAS AS BACTÉRIAS
•Reino Protista: todos os organismos eucariotos, com diferentes modos de nutrição, sem parede celular,Protozoários, algas vermelhas e marrons, fungos limosos
•Reino Plantae: eucariotos, realizam Fotossíntese, com parede celular celulósica, Plantas e algas filamentosas (verdes)
•Reino Animalia: eucariotos, alimentam por ingestão e não possuem parede, animais
•Reino Fungi: eucariotos, absorção, com parede celular de quitina e beta-glucana, Fungos verdadeiros
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
SISTEMA DE WHITTAKER
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
SISTEMA DE WHITTAKER•Reino Monera: inclui todos os organismos procariotos, parede celular constituída de peptideoglicano, TODAS AS BACTÉRIAS
•Reino Protista: todos os organismos eucariotos, com diferentes modos de nutrição, sem parede celular,Protozoários, algas vermelhas e marrons, fungos limosos
•Reino Plantae: eucariotos, realizam Fotossíntese, com parede celular celulósica, Plantas e algas filamentosas (verdes)
•Reino Animalia: eucariotos, alimentam por ingestão e não possuem parede, animais
•Reino Fungi: eucariotos, absorção, com parede celular de quitina e beta-glucana, Fungos verdadeiros
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
TRANSFORMAÇÕES
1978: Sistema de classificação de Carl R. Woese:
•Combase na análise do RNA Ribossomal propôs a reclassificação dos dois Reinos pré-existentes (eucariontes e procariontes) em três domínios:
•Eucariontes : •Domínio Eucarya
•Procariontes: •Dominio Archaea•Domínio Bacteria
Determinando as relações de parentesco entre as Determinando as relações de parentesco entre as espécies em nível molecularespécies em nível molecular
Cronômetro evolutivo – molécula presente em todos os organismos a serem analisados, com função idêntica e razoavelmente conservada;
Os melhores cronômetros já testados:genes de ATPase, recA e rRNA
Carl Woese foi o primeiro a usar o 16SrRNA como ferramenta filogenética
Há dezenas de milhares de sequencias16S na base de dados RDP (Ribosomal Database Project)
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Determinando as relações de parentesco entre as Determinando as relações de parentesco entre as espécies em nível molecularespécies em nível molecular
Cerca de 1500 pb codificam para a subunidade 16S da molécula de RNA;
Herança Metabólica do último ancestralComum: parte dessas sequências são conservadas para a maioria dos seres vivos.
Blocos conservados podem ser explorados para amplificação dos genes in vitro
Regiões que variam são usadas em taxonomia - filogenética
Conceito de Espécie em Microbiologia MolecularConceito de Espécie em Microbiologia Molecular
Dois organismos pertencem a espécies diferentes se:
- Houver mais de 3% de diferença entre seus rRNA 16S- Houver uma taxa de hibridização de DNA inferior a 70%
Conceito de GêneroConceito de Gênero
Dois organismos pertencem a espécies diferentes se:
- Houver uma diferença superior a 5-7% nas seqüências 16S
Classificação de Allochromatium warmingii
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
TRANSFORMAÇÕES
1.Bacteria: (as paredes celulares contêm peptideoglicanas)
2.Archaea: (as paredes celulares, se presentes, não contêm peptideoglicanas).
3.Eucarya:•Protista (fungos gelatinosos, protozoários e algumas algas).•Fungi (leveduras unicelulares, bolores multicelulares e cogumelos).•Plantae (inclui musgos, samambaias, coníferas e plantas com flores).•Animalia (inclui esponjas, vermes, insetos e vertebrados).
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
TRANSFORMAÇÕES
1.Bacteria: (as paredes celulares contêm peptideoglicanas)
2.Archaea: (as paredes celulares, se presentes, não contêm peptideoglicanas).
3.Eucarya:•Protista (fungos gelatinosos, protozoários e algumas algas).•Fungi (leveduras unicelulares, bolores multicelulares e cogumelos).•Plantae (inclui musgos, samambaias, coníferas e plantas com flores).•Animalia (inclui esponjas, vermes, insetos e vertebrados).
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TRANSFORMAÇÕES
1.Bacteria: (as paredes celulares contêm peptideoglicanas)
2.Archaea: (as paredes celulares, se presentes, não contêm peptideoglicanas).
3.Eucarya:•Protista (fungos gelatinosos, protozoários e algumas algas).•Fungi (leveduras unicelulares, bolores multicelulares e cogumelos).•Plantae (inclui musgos, samambaias, coníferas e plantas com flores).•Animalia (inclui esponjas, vermes, insetos e vertebrados).
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ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
TRANSFORMAÇÕES
1.Bacteria: (as paredes celulares contêm peptideoglicanas)
2.Archaea: (as paredes celulares, se presentes, não contêm peptideoglicanas).
3.Eucarya:•Protista (fungos gelatinosos, protozoários e algumas algas).•Fungi (leveduras unicelulares, bolores multicelulares e cogumelos).•Plantae (inclui musgos, samambaias, coníferas e plantas com flores).•Animalia (inclui esponjas, vermes, insetos e vertebrados).
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TRANSFORMAÇÕES
1.Bacteria: (as paredes celulares contêm peptideoglicanas)
2.Archaea: (as paredes celulares, se presentes, não contêm peptideoglicanas).
3.Eucarya:•Protista (fungos gelatinosos, protozoários e algumas algas).•Fungi (leveduras unicelulares, bolores multicelulares e cogumelos).•Plantae (inclui musgos, samambaias, coníferas e plantas com flores).•Animalia (inclui esponjas, vermes, insetos e vertebrados).
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Morfologia:
•Podem ser esféricas, bacilares, espiraladas, achatadas, quadradas, discóides e muitas vezes de morfologia irregular ou pleomórficas.
•Suas dimensões são extremamente variáveis, de 0,1 a 15 μm, com alguns filamentosos atingindo 200 μm.
•As archaea apresentam várias características especiais, que permitem seu desenvolvimento em uma vasta gama de ambientes.
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Morfologia:
•Podem ser esféricas, bacilares, espiraladas, achatadas, quadradas, discóides e muitas vezes de morfologia irregular ou pleomórficas.
•Suas dimensões são extremamente variáveis, de 0,1 a 15 μm, com alguns filamentosos atingindo 200 μm.
•As archaea apresentam várias características especiais, que permitem seu desenvolvimento em uma vasta gama de ambientes.
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Parede celular:
-Apresenta composição e estruturação extremamente variáveis neste grupo de microrganismos.
-Esta variabilidade sugere que o ancestral comum seria desprovido de parede, sendo as diversas paredes resultantes de evolução independente,de acordo com os diferentes ambientes e grupos de archaea.
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Archeobactérias Halófilas
•vivem em concentrações salinas extremas
•dezenas de vezes mais salgadas que a água do mar
•em locais como salinas, lagos de sal ou soda, etc.
•A sua temperatura óptima é entre 35 e 50ºC.
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ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Archeobactérias Halófilas
•vivem em concentrações salinas extremas
•dezenas de vezes mais salgadas que a água do mar
•em locais como salinas, lagos de sal ou soda, etc.
•A sua temperatura óptima é entre 35 e 50ºC.
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Archeobactérias Halófilas
•vivem em concentrações salinas extremas
•dezenas de vezes mais salgadas que a água do mar
•em locais como salinas, lagos de sal ou soda, etc.
•A sua temperatura óptima é entre 35 e 50ºC.
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Archeobactérias Halófilas
•vivem em concentrações salinas extremas
•dezenas de vezes mais salgadas que a água do mar
•em locais como salinas, lagos de sal ou soda, etc.
•A sua temperatura óptima é entre 35 e 50ºC.
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO ARCHAEA
Archeobactérias Halófilas
•vivem em concentrações salinas extremas
•dezenas de vezes mais salgadas que a água do mar
•em locais como salinas, lagos de sal ou soda, etc.
•A sua temperatura óptima é entre 35 e 50ºC.
ClassificaçãoClassificação dos dos MicrorganismosMicrorganismos
DOMÍNIO BACTERIA
São microrganismos procariontes•Microscópicos
•Possuem diversas formas:•Cocos,Bacilos,Espiroqueta,Vibrião•Parede celular: Peptideoglicana
•Dois grandes Grupos•Gram positivas e Gram negativas
BacteriaBacteria –– TaxonomiaTaxonomia ClássicaClássica
Bactérias são classificadas de acordo com as seguintes características:
• Coloração Gram (estrutura da parede)• Porcentagem de G+C no genoma• Temperatura de crescimento• Capacidade de formar esporos• Mobilidade• Morfologia da célula• Capacidade de utilização de fontes de C e N• Necessidades nutricionais especiais (Ex: vitaminas)• Receptores de elétrons na respiração (se houver)• Capacidade fotossintética
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Diversidade de EubacteriaDiversidade de Eubacteria•Mais de 10.000 espécies
• Diversidade de metabolismos
•Utilização de oxigênio
•Aeróbico >> facultativo / obrigatório•Anaeróbico >> facultativo / obrigatório
•Fontes de energia utilizadas
•Quimiotróficos•Compostos orgânicos•Compostos inorgânicos•Fototróficos•Oxigênicos•Anoxigênicos
Habitat
Critérios para classificação
•Manual Bergey de Bacteriologia Sistemática
•Comitê Internacional de Bacteriologia Sistemática
•Características tintoriais
•Formato / morfologia
•Bioquímica
•Filogenia molecular
Importância ecológicaImportância ecológica
•Oxigenação da atmosfera e desenvolvimentodos eucariotos
•Associações simbióticas (Trato digestório, Rhizobium)
•Decomposição (em conjunto com fungos) > carcaças, excrementos, folhas, troncos, etc… reciclagem!!!
•Formas patogênicas influem no equilíbrioentre espécies
•Manutenção do ciclo biogeoquímico
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Ciclo do nitrogênio DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Protozoa: protozoários que vivem no intestino de animais, não possuindo algumas organelas como mitocôndrias. Ex: Giardia
•Protistas: demais protozoários e fungos limosos•ausência de parede celular•capacidade de movimentação•ingestão de partículas
DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Protozoa: protozoários que vivem no intestino de animais, não possuindo algumas organelas como mitocôndrias. Ex: Giardia
•Protistas: demais protozoários e fungos limosos•ausência de parede celular•capacidade de movimentação•ingestão de partículas
DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
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DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
DOMÍNIODOMÍNIO EUKARYAEUKARYA
•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
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•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
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•Chromista: Algas marrons, douradas e diatomáceas e os fungos aquáticos.
•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
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•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
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•Plantae
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•Possuem pigmentos fotossintetizantes•Possuem celulose na parede celular
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•Plantae
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•Fungi: Fungos verdadeiros•Possuem quitina na parede celular
•Plantae
•Animalia
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