Fisiologia e metabolismo

MICROBIOLOGIA BÁSICAMICROBIOLOGIA BÁSICA


UNIDADE IV – FISIOLOGIA E UNIDADE IV – FISIOLOGIA E METABOLISMO MICROBIANOMETABOLISMO MICROBIANO


FISIOLOGIA MICROBIANAFISIOLOGIA MICROBIANA

MICRORGANISMOS SÃO VERSÁTEIS E DIVERSIFICADOS EM SUAS EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS.

EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS DOS EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS DOS MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS


NUTRIENTES QUE OS MICRORGANISMOS UTILIZAM PARA O SEU DESENVOLVIMENTO: SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS; COMPOSTOS ORGÂNICOS;

NESSECIDADES NUTRICIONAIS COMUNS:

C, H, O e N.



O CULTIVO DE MICRORGANISMOS REQUER MEIOS DE CULTURA APROPRIADOS; MEIOS: são preparações de nutrientes utilizados para o crescimento dos microrganismos em laboratório.



OS MICRORGANISMOS NECESSITAM DE UMA VARIEDADE DE ELEMENTOS QUÍMICOS COMO NUTRIENTES; IMPORTÂNCIA DOS NUTRIENTES: Síntese de compostos; Funcionamento normal dos componentes celulares; PRINCIPAIS ELEMENTOS QUÍMICOS PARA O CRESCIMENTO DAS CÉLULAS: C, H, O, N, S e P.





ELEMENTO QUÍMICO

IMPORTÂNCIA

CARBONO Forma o esqueleto de : proteínas, lipídeos e carboidratos

NITROGÊNIO Parte essencial: aminoácidos que formam as proteínas, ácidos nucléicos, vitaminas

HIDROGÊNIO Fazem parte de muitos compostos orgânicos

OXIGÊNIO Fazem parte de muitos compostos orgânicos

ENXOFRE Biossíntese de aminoácidos que contenham S, vitaminas e grupos prostéticos

FÓSFORO Síntese de ácidos nucléicos e ATP

ELEMENTOS TRAÇO:


ELEMENTO QUÍMICO EXEMPLOS DE IMPORTÂNCIA

Sódio Transporte de substância na membrana plasmática

Ferro Exigido como co-fator para enzimas

NaCl Bactérias halofílicas extremas (osmorregulador)

ELEMENTOS TRAÇO EXEMPLOS DE IMPORTÂNCIA

Zinco, Cobre, Manganês, Molibdênio, Cobalto

Requeridos para ativar enzimas


CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL DOS CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL DOS MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS

CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL

DEFINIÇÃO

QUIMIOAUTOTRÓFICOS MICRORGANISMOS QUE UTILIZAM COMPOSTOS QUÍMICOS INORGÂNICOS COMO FONTE DE ENERGIA E CO2 COMO PRINCIPAL FONTE DE CARBONO

QUIMIOHETEROTRÓFICOS MICRORGANISMOS QUE UTILIZAM COMPOSTOS QUÍMICOS ORGÂNICOS COMO FONTE DE ENERGIA E COMPOSTOS ORGÂNICOS COMO PRINCIPAL FONTE DE CARBONO

FOTOAUTOTRÓFICOS MICRORGANISMOS QUE UTILIZAM A LUZ COMO FONTE DE ENERGIA E CO2 COMO PRINCIPAL FONTE DE CARBONO

FOTOHETEROTRÓFICOS MICRORGANISMOS QUE UTILIZAM A LUZ COMO FONTE DE ENERGIA E COMPOSTOS ORGÂNICOS COMO PRINCIPAL FONTE DE CARBONO


CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL DOS CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL DOS MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS

GRUPO NUTRICIONAL FONTE DE CARBONO

FONTES DE ENERGIA

EXEMPLOS

QUIMIOAUTOTRÓFICOS CO2COMPOSTOS

INORGÂNICOSBactérias nitrificantes, do ferro, hidrogênio e

enxofre

QUIMIOHETEROTRÓFICOS COMPOSTOS ORGÂNICOS

COMPOSTOS ORGÂNICOS

Muitas bactérias, fungos, protozoários e

animais

FOTOAUTOTRÓFICOS CO2LUZ Bactérias do enxofre

verde e púrpura, algas, plantas e cianofíceas

FOTOHETEROTRÓFICOS COMPOSTOS ORGÂNICOS

LUZ Bactérias púrpuras e verdes e nâo-

enxofradas


MEIOS DE CULTURA: material nutriente preparado em laboratório para o cultivo de microrganismos;

FINALIDADE DOS MEIOS DE CULTURA:Cultivar e manter microrganismos viáveis no laboratório, sob a forma de culturas puras.

MEIOS UTILIZADOS PARA CULTIVO DE MEIOS UTILIZADOS PARA CULTIVO DE MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS


TIPOS DE MEIOS DE CULTURA:

LÍQUIDOS: caldos; SÓLIDOS: agarizados (úteis na contagem e isolamento de microrganismos);

ÁGAR: polissacarídeo complexo extraído de algas marinhas (CONCENTRAÇÃO DE USO DO: 1,5 – 2,0%);

SEMI-SÓLIDOS: utilizados para a detecção de placas de lise em culturas bacterianas infectadas por vírus.




MEIOS DE CULTURA LÍQUIDOS - CALDOS



MEIO SÓLIDO - ÁGAR


CONDIÇÕES FÍSICAS PARA O CULTIVO DOS CONDIÇÕES FÍSICAS PARA O CULTIVO DOS MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS

TEMPERATURA; pH; ATMOSFERA GASOSA; PRESSÃO OSMÓTICA;

CULTIVO BEM SUCEDIDO: NUTRIENTES APROPRIADOS + CONDIÇÃO FÍSICA ADEQUADA.


OS MICRORGANISMOS CRESCEM NUMA FAIXA DE TEMPERATURA; A TAXA DE CRESCIMENTO GERALMENTE DOBRA PARA CADA AUMENTO DE TEMPERATURA DE 10ºC.

TEMPERATURATEMPERATURA


TEMPERATURA MÍNIMA DE CRESCIMENTO: menor temperatura em que o microrganismo é capaz de crescer; TEMPERATURA ÓTIMA DE CRESCIMENTO: é a temperatura na qual uma espécie de microrganismo cresce mais rapidamente; TEMPERATURA MÁXIMA DE CRESCIMENTO: temperatura mais alta na qual ainda é possível o crescimento do microrganismo.



TTEEMMPPEERRAATTUURRAA


CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS DE ACORDO COM A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA NA QUAL CRESCEM MELHOR: PSICRÓFILOS: microrganismos que crescem em baixas temperaturas; MESÓFILOS: microrganismos que crescem em temperaturas moderadas – maioria dos microrganismos; TERMÓFILOS: microrganismos que crescem em altas temperaturas (a maioria procarióticos).



TERMÓFILOS EXTREMOS

CURVA DE CRESCIMENTO CARACTERÍSTICA DE DIFERENTES MICRORGANISMOS.




MICRORGANISMO TEMPERATURA MÍNIMA

(ºC)

TEMPERATURA ÓTIMA

(ºC)

TEMPERATURA MÁXIMA

(ºC)

PSICRÓFILOPSICRÓFILO -5 a +5 12 a 15 15 a 20

MESÓFILOMESÓFILO 5 a 15 30 a 45 35 a 47

TERMÓFILOTERMÓFILO 40 a 45 55 a 75 60 a 90



PSICRÓFILOS:

Encontrados em oceanos e regiões polares; Ex: algumas bactérias, fungos e protozoários.


MESÓFILOS: Microrganismos parasitários de homens e animais; Microrganismos patogênicos: 37°C; Ex: algumas bactérias saprófitas, fungos, algas e protozoários.

TERMÓFILOS Podem ser encontrados em ambiente de águas termais e em áreas vulcânicas (NÃO CRESCEM EM TEMPERATURAS < 40°C); Ex: procariotos.


TERMÓFILOS

MESÓFILOS

PSICRÓFILOS

PSICROTRÓFICOS

TEMPERATURAS LETAIS

TEMPERATURAS DE CRESCIMENTO

TEMPERATURAS DE SOBREVIVÊNCIA


PHPH

PH PRÓXIMO À NEUTRALIDADE (6,5 a 7,5): MAIS FAVORÁVEL PARA A MAIORIA DOS MICRORGANISMOS;

BOLORES > LEVEDURAS > BACTÉRIAS: tolerância a baixos pHs;

AS BACTÉRIAS PATOGÊNICAS SÃO MAIS EXIGENTES QUANTO AO PH.


PHPH

OS MICRORGANISMOS TÊM TOLERÂNCIAS DIFERENTES DE PH:

MICRORGANISMOS

PH MÍNIMO PH ÓTIMO

PH MÁXIMO

BACTÉRIAS (MAIORIA) 4,5 6,5 a 7,5 9,0

LEVEDURAS 1,5 a 3,5 4,0 a 6,5 8,0 a 9,0

BOLORES 1,5 a 3,5 4,5 a 7,0 8,0 a 11,0


PHPH

PH ADVERSO: AFETA PRINCIPALMENTE A RESPIRAÇÃO DOS MICRORGANISMOS, POR AÇÃO DE SUAS ENZIMAS E NO TRANSPORTE DE NUTRIENTES PARA DENTRO DA CÉLULA MICROBIANA.


MICRORGANISMOS AERÓBIOS: requerem O2 para o seu crescimento, ex: fungos filamentosos e bactérias do gênero Mycobacterium e Legionella;

MICRORGANISMOS FACULTATIVOS: crescem na presença do ar ou em anaerobiose, ex: Enterobacteriaceae e leveduras.


ATMOSFERA GASOSAATMOSFERA GASOSA

MICRORGANISMOS ANAERÓBIOS: o O2 é tóxico para esses microrganismos, não crescem em presença do ar e não utilizam oxigênio para reações de produção de energia, ex: bactérias do gênero Clostridium; MICRORGANISMOS MICROAERÓFILOS: são aeróbicas (necessitam de O2), mas não resistem a níveis normais de oxigênio (1 a 15%).




MICRORGANISMOS ANAERÓBIOS AEROTOLERANTES: toleram o O2 mas não podem utilizá-lo para seu crescimento, a maioria das bactérias aerotolerantes é capaz de fermentar carboidratos produzindo ácido lático (ex. Lactobacilos);

POSSUEM ENZIMAS (SUPERÓXIDO DISMUTASE) OU SISTEMAS SIMILARES QUE NEUTRALIZAM AS FORMAS TÓXICAS DE O2.


AERÓBIOESTRITOS

Alta [O2]

ANAERÓBIO ESTRITO

Ausência [O2]

MICROAERÓFILO

Baixa [O2]

AERÓBIO FACULTATIVO

Alta/Baixa [O2]

Alta/Baixa [O2]

ANAERÓBIO AEROTOLERANTES

EFEITO DO OXIGÊNIO SOBRE O CRESCIMENTO DE VÁRIOS TIPOS DE MICRORGANISMOS.



PRESSÃO OSMÓTICAPRESSÃO OSMÓTICA

OS MICRORGANISMOS NECESSITAM DE ÁGUA PARA SUA SOBREVIVÊNCIA;

PRECISAM DE ÁGUA NA FORMA DISPONÍVEL: METABOLISMO E MULTIPLICAÇÃO;


A adição de sais, açúcar e de outras substâncias; a remoção de H2O (desidratação) e congelamento diminuem a água disponível para o desenvolvimento dos microrganismos.

REPRODUÇÃO E MULTIPLICAÇÃO DE REPRODUÇÃO E MULTIPLICAÇÃO DE MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS


REPRODUÇÃO E MULTIPLICAÇÃO DE REPRODUÇÃO E MULTIPLICAÇÃO DE BACTÉRIASBACTÉRIAS

REPRODUÇÃO EM MICRORGANISMOS PROCARIÓTICOS


CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO TÍPICOCURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO TÍPICO

Tempo (h)

Lo

g d

o n

úm

ero d

e b

actérias viáveis

FASE LAG

FASE LOG

FASE ESTACIONÁRIA

FASE DE MORTE CELULAR


CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO TÍPICOCURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO TÍPICO

FASE DE CRESCIMENTO

TAXA DE CRESCIMENTO

CARACTERÍSTICAS

LAG ZEROFase adaptativa, ocorre intensa atividade metabólica (síntese de DNA e de enzimas)

EXPONENCIAL OU LOG

MÁXIMA OU CONSTANTE

Período de maior atividade metabólica celular, as células iniciam seu processo de divisão celular

ESTACIONÁRIA ZEROO número de morte celular é equivalente ao número de células novas e a população se torna estável

MORTE CELULAR NEGATIVA

Fase de declínio, o número de células diminui até existir uma fração ínfima da população original


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