historico das aplicações me microbiologia

DISCIPLINAMICROBIOLOGIA AMBIENTAL

AULA 01HISTRICO E APLICAES DA MICROBIOLOGIA AUTORVIDEANNY VIDENOV ALVES DOS SANTOS ECYBELLE TEIXEIRA MARQUES

TECNLOGO EM GESTO AMBIENTAL

DISCIPLINAMICROBIOLOGIA AMBIENTAL

AULA 01HISTRICO E APLICAES DA MICROBIOLOGIA

AUTORVIDEANNY VIDENOV ALVES DOS SANTOS ECYBELLE TEIXEIRA MARQUES

TECNLOGOEM GESTO AMBIENTAL

GOVERNO DO BRASIL

Presidente da RepblicaDILMA VANA ROUSSEFF

Ministro da EducaoJOS HENRIQUE PAIM FERNANDES

Diretor de Ensino a Distncia da CAPESJOO CARLOS TEATINI

Reitor do IFRNBELCHIOR DE OLIVEIRA ROCHA

Diretor do Campus EaD/IFRNERIVALDO CABRAL

Diretora Acadmica do Campus EaD/IFRNANA LCIA SARMENTO HENRIQUE

Coordenadora Geral da UAB /IFRNILANE FERREIRA CAVALCANTE

Coordenadora Adjunta da UAB/IFRNMARLI TACCONI

Coordenadora do Curso de Tecnologia em Gesto Ambiental

MARIA DO SOCORRO DIGENES PAIVA

MICROBIOLOGIA AMBIENTAL AULA 01Histrico e Aplicaes da Microbiologia

Professor Pesquisador/ConteudistaVIDEANNY VIDENOV ALVES DOS SANTOS E CYBELLE TEIXEIRA MARQUES

Diretora da Produo de Material DidticoROSEMARY PESSOA BORGES

Coordenador da Produo de Material DidticoLEONARDO DOS SANTOS FEITOZA

Reviso LingusticaHILANETE PORPINO DE PAIVA

Coordenao de Design GrficoLEONARDO DOS SANTOS FEITOZA

Projeto GrficoBRENO XAVIER

Diagramao/ IlustraoERIWELTON CARLOS M. DA PAZ

INSTITUTO FEDERAL DEEDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIARIO GRANDE DO NORTECampus EaD

5INTEMPERISMO E SOLO

APRESENTANDO A AULA

Caro(a) aluno(a), nesta aula apresentaremos de que forma os

microrganismos afetam as nossas vidas. Eles tm sido estudados

continuamente, como voc ver na histria resumida sobre o

desenvolvimento da microbiologia apresentada durante a aula.

Mostraremos que os microrganismos no so apenas causadores

de doenas. Isso porque, existem outras espcies que tm

efeitos benficos, possibilitando ao homem produzir alimentos,

produtos qumicos e medicamentos como os antibiticos,

podendo tambm serem utilizados no tratamento de esgotos,

no controle de pragas e na limpeza de poluentes, sem esquecer a

importncia ecolgica desses seres na manuteno do equilbrio

do ambiente atravs da reciclagem dos elementos qumicos.

DEFININDO OBJETIVOSAo final desta aula, voc dever ser capaz de:

Refletir sobre a importncia da descoberta dos

microrganismos e do desenvolvimento da microbiologia

na gerao de benefcios para a sociedade;entender

a importncia do intemperismo na formao e

classificao do solo;

Reconhecer a influncia do conhecimento microbiolgico

sobre a sade e o bem-estar do homem.

6GEOLOGIA AMBIENTAL

DESENVOLVENDO O CONTEDO

O que estuda a Microbiologia?Voc j parou para pensar que microrganismos, tambm conhecidos como

micrbios, esto por toda parte e tm um profundo impacto em nosso mundo? s

vezes, causam doenas, mas tambm tm efeitos tremendamente benficos. Ajudam

a produzir comida, energia e produtos de consumo que melhoram a nossa qualidade

de vida, e at mesmo tornam a vida possvel.

Possivelmente, voc saiba que os microrganismos so formas de vida muito

pequenas para serem vistas a olho nu. Esse grupo inclui bactrias, fungos unicelulares,

protozorios, algas microscpicas e tambm os vrus, seres que voc s conseguir

ver individualmente com o auxlio do microscpio. Em breve voc conhecer cada

um desses microrganismos com um pouco mais de detalhes. Por enquanto, observe

a figura a seguir contendo os diferentes tipos de microrganismos.

A microbiologia a cincia que estuda as formas de vida diminutas. Tal

denominao deriva de trs palavras gregas: micros (pequeno), bios (vida) e logos

(cincia). Assim, no esquea, a microbiologia significa o estudo da vida microscpica

Fig. 01 - Tipos de microrganismos. a) Bactria. b) Fungo. c)Protozorio. d) Alga. e) Vrus.

Font

e: A

dapt

ado

de To

rtor

a; F

unke

; Cas

e, 2

012.


(PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009).

Voc sabia que os microrganismos originaram-se h aproximadamente 4 bilhes

de anos? Os microrganismos seriam, dessa forma, os primeiros seres vivos na Terra,

sendo considerados os ancestrais de todas as outras formas de vida.

Embora os microrganismos sejam antigos, a microbiologia uma cincia jovem.

H at pouco tempo, antes da inveno do microscpio, os microrganismos eram

desconhecidos pelos cientistas. Parece inacreditvel que os pesquisadores tenham

observado-os pela primeira vez somente h 300 anos.

Assim, milhares de pessoas morreram devido a epidemias devastadoras, mas

as causas das doenas eram desconhecidas. H at pouco tempo atrs, cerca de 300

anos, as pessoas no imaginavam que as doenas eram resultantes da ao de seres

que elas no podiam ver.

Perceba como o desenvolvimento dessa cincia foi importante, permitindo

conhecer as causas de determinadas doenas e as possibilidades de combat-

las. Mas, no esquea, a importncia da microbiologia muito maior, conhecer os

microrganismos permitiu desenvolver benefcios comerciais e industriais para o

homem.

Ainda nesta aula discutiremos mais detalhadamente as aplicaes dos

microrganismos. Perceba como os conhecimentos sobre microbiologia se

desenvolveram, observando no prximo tpico alguns dos marcos histricos da

microbiologia que modificaram as nossas vidas para melhor. Que tal pararmos um

pouco para fazer o registro do que foi compreendido at o momento? Vamos l!

ATIVIDADE 01

1.1. O que estuda a microbiologia?

1.2. O que so microrganismos? Cite exemplos.

1.3. correto afirmar que os microrganismos so

apenas causadores de doenas? Justifique sua

resposta.

8GEOLOGIA AMBIENTAL

HISTRICO DA MICROBIOLOGIA: UM RELATO DO SEU DE-SENVOLVIMENTO

Agora, voc conhecer as principais descobertas que contriburam para o

surgimento e progresso da microbiologia.

A descoberta dos microorganismosO marco inicial da microbiologia foram s observaes feitas pelo mercador

holands Anton van Leeuwenhoek, ao examinar, por microscpio simples de uma

nica lente, gua de chuva, material raspado dos dentes e suas prprias fezes

(TORTORA; FUNKE; CASE, 2012). Leeuwenhoek considerado um dos fundadores

da microbiologia, mesmo no sendo um cientista profissional, mas por ter sido

o primeiro a observar e descrever microrganismos vivos, vistos por microscpios

fabricados por ele mesmo e com capacidade de aumentar o tamanho dos pequenos

seres em at 300x (vezes). Veja na figura 2 o microscpio de Leeuwenhoek. Na poca,

por volta de 1673, Leeuwenhoek chamou esses microrganismos de animlculos

porque ele acreditava que eram pequeninos animais vivos (TORTORA; FUNKE; CASE,

2012; PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009). Hoje, sabe-se que o que Leeuwenhoek viu foram

bactrias de diferentes formas e, tambm, o movimento de algumas delas, como

voc pode observar atravs da figura 3.

Fig. 2 - O microscpio de Anton van Leeuwenhoek. (a) Van Leeuwenhoek utilizando seu microscpio. (b) A amostra foi colocada na extremidade de um ponto ajustvel e vista do outro lado atravs de lentes finas.

Font

e: h

ttp:

//go

o.gl

/ryH

dll (

a); T

ORT

ORA

; FU

NKE

; CA

SE, 2

012

(b).


A origem dos microorganismosImagine o quanto foi difcil na poca acreditar na existncia de seres vivos que

nem ao menos podiam ser vistos a olho nu, quanto mais imaginar que eles surgiam a

partir de outros seres vivos semelhantes a eles atravs dos mecanismos de reproduo.

Biognese versus AbiogneseAA descoberta de van Leeuwenhoek instigou a comunidade cientfica da poca

a buscar a resposta sobre a origem dessas minsculas coisas vivas. At a segunda

metade do sculo XIX, muitos cientistas acreditavam que os microrganismos e outras

formas de vida surgiam de objetos inanimados, ou seja, sem vida, um processo

denominado abiognese ou gerao espontnea (TORTORA; FUNKE; CASE,

2012). Voc acredita que no mais do que 100 anos atrs, as pessoas acreditavam

que sapos e cobras poderiam surgir da lama, e que larvas de moscas surgiam da

Fig. 3 - Desenhos de bactrias de von Leeuwenhoek. Esses desenhos foram feitos em 1683 e mostram que ele observou bacilos, cocos e bactrias espiraladas. O traado de C a D demonstrou o movimento de algumas bactrias.

Font

e: T

ORT

ORA

; FU

NKE

; CA

SE, 2

012

10

GEOLOGIA AMBIENTAL

carne em decomposio? Por outro lado, ainda no sculo XVII, alguns pensadores

j discordaram dessa ideia, defendendo que os animlculos de Leeuwenhoek se

originaram de pais semelhantes a eles, como acontece com os animais superiores.

Essa ideia recebeu o nome de biognese (PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009).

Como voc acha que a biognese foi comprovada? Atravs de experimentos.

Voc ver a seguir os experimentos que apresentaram evidncias pr e contra a

abiognese e os experimentos que refutaram, ou seja, rebateram a teoria da gerao

espontnea.

Evidncias pr e contra a abiogneseUm forte oponente da gerao espontnea, o italiano Francisco Redi demonstrou

em 1668 (antes mesmo da descoberta da vida microscpica) que as larvas encontradas

na carne em decomposio eram provenientes de ovos depositados na carne por

moscas, e no um produto da gerao espontnea (PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009;

TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).

Acredite que, mesmo o experimento de Redi ter sido um forte golpe no antigo

conceito de que as formas maiores de vida, como as moscas, poderiam surgir de

formas no vivas, ainda existiam muitos cientistas acreditavam que organismos

pequenos, como os animlculos de Leeuwenhoek, eram simples o bastante para

surgir de maneira espontnea.

Um dos cientistas que persistiam com a ideia da gerao espontnea dos

microrganismos era o ingls Jonh Needham, que em 1745 aqueceu caldos de carne

para destruir microrganismos preexistentes e colocou-os em frascos abertos (PELCZAR;

CHAN; KRIEG, 2009). As solues resfriadas eram logo ocupadas por colnias de

microrganismos, com isso, ele concluiu que tais colnias surgiam espontaneamente,

a partir do caldo. E voc, como explicaria o aparecimento dos microrganismos nos

caldos de carne?

Lazaro Spallanzani, um cientista italiano, vinte anos depois, sugeriu que os

microrganismos do ar teriam entrado nas solues de Needham aps estas terem sido

fervidas (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012). Para comprovar a sua hiptese, Spallanzani

ferveu caldo de carne em um frasco durante uma hora e depois vedou-o. Nenhum

11

INTEMPERISMO E SOLO

microrganismo apareceu no caldo, contrariando, portanto, a ideia da abiognese.

Entretanto, Needham alegou que o ar continha a fora vital que era essencial vida

e tambm para a gerao espontnea dos microrganismos, e que essa fora tinha

sido destruda pelo calor e mantida fora dos frascos pelos lacres do experimento de

Spallanzani (PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009; TORTORA; FUNKE; CASE, 2012). Perceba

que as observaes de Spallanzani foram criticadas com o argumento de que no

existia ar suficiente nos frascos lacrados para o desenvolvimento da vida microbiana.

Dessa maneira, a questo sobre a origem dos microrganismos ainda no estava

resolvida.

Refutao da abiogneseImagine quanta controvrsia existiu enquanto no foram criados experimentos

esclarecedores, e isso era fundamental. Como a microbiologia poderia evoluir como

cincia at que o falso conceito de gerao espontnea fosse refutado?

Os argumentos sobre a gerao espontnea continuaram at 1861, quando a

questo foi resolvida pelo cientista francs Louis Pasteur. Veja a figura 4.

Pasteur demonstrou que os microrganismos

estavam presentes no ar e podiam contaminar

solues estreis, mas o ar por si s no podia

criar micrbios. Voc imagina como Pasteur

resolveu, em seus experimentos, o problema da

essencialidade do ar? Ele foi bastante engenhoso.

Pasteur encheu vrios frascos, que tinham a

abertura em forma de pescoo curto, com caldo

de carne e ento ferveu-os. Ele deixou alguns

frascos resfriando abertos. Em poucos dias, ele

observou que os frascos estavam contaminados

com microrganismos. Os outros frascos, lacrados

aps a fervura, estavam livres de microrganismos,

concluindo assim que os microrganismos no ar

contaminavam a matria no-viva, e no que

Figura 4 - Louis Pasteur (1822-1895) Seus experimentos demonstraram de forma definitiva que a vida no surge espontaneamente de matria no viva.

Font

e: T

ORT

ORA

; FU

NKE

; CA

SE, 2

012

12

GEOLOGIA AMBIENTAL

esses seres surgiam espontaneamente da matria sem vida, no caso mencionado

agora, o caldo de carne (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).

Pasteur, em seguida, colocou um caldo nutritivo em frascos com pescoo longo

e curvou esse pescoo na forma da letra S, como voc pode ver na figura 5. Esses

frascos foram fervidos e resfriados. O caldo no apodreceu e no apresentou sinais de

vida, mesmo aps meses. Esse modelo criado por Pasteur permitia que o ar entrasse

no frasco, mas o pescoo curvado capturava todos os microrganismos do ar que

poderiam contaminar o meio de cultura (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).

Percebeu o quanto os experimentos de Pauster foram importantes para a

microbiologia? Pasteur no somente comprovou que os microrganismos podem

ser encontrados nos slidos, em lquidos e no ar, mas tambm que eles podem

contaminar solues a partir do seu contato com as mesmas. Alm disso, esse cientista

demonstrou que a vida microbiana pode ser destruda pelo calor e que podem

ser elaborados mtodos para impedir que os microrganismos do ar contaminem

ambientes nutritivos. No esquea que essas descobertas foram a base das tcnicas

de assepsia, que previnem a contaminao por microrganismos indesejveis e que

agora so prticas rotineiras para muitos procedimentos mdicos e laboratoriais.

Fig. 5 - Experimentos de Pasteur que refutaram a teoria da gerao espontnea. 1- Caldo de carne foi colocado em um frasco de pescoo longo. 2- Em seguida, o pescoo foi aquecido e curvado no formato de S, e o caldo de carne foi fervido por vrios minutos. 3- Os microrganismos no apareceram na soluo resfriada, mesmo aps longos perodos, como se pode ver atravs desta fotografia recente de um dos frascos utilizados por Pasteur em seus experimentos. Este frasco est preservado no Instituto Pasteur em Paris.

Font

e: T

ORT

ORA

; FU

NKE

; CA

SE, 2

012

13

INTEMPERISMO E SOLO

As tcnicas de assepsia esto entre os primeiros e mais importantes conceitos

que um estudante de microbiologia aprende. Outro exemplo de antissepsia uma

prtica que usamos em nosso cotidiano, a de lavar bem as mos com detergente para

evitar a contaminao de objetos e, assim, evitar a veiculao de doenas atravs das

mos.

Fermentao e pasteurizaoUma das etapas fundamentais, que estabeleceu a relao entre microrganismos e

doenas, ocorreu quando Pasteur, em 1850, foi solicitado por um grupo de mercadores

franceses para descobrir porque o vinho e a cerveja azedavam (TORTORA; FUNKE;

CASE, 2012). Pasteur encontrou nas bebidas tipos diferentes de microrganismos

e observou que no lote bom predominava certos tipos de microrganismos e nos

lotes ruins predominavam outros tipos (PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009). Seus estudos

demonstraram que microrganismos chamados de leveduras transformavam o

acar da uva e da cevada em lcool na ausncia de ar. Esse processo, chamado de

fermentao, usado para fazer vinho e cerveja; e que bactrias, na presena de ar,

transformavam o lcool da bebida em vinagre (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).

Para resolver o problema da deteriorao, Pasteur aqueceu a cerveja e o vinho

o suficiente para matar a maioria das bactrias que estragavam as bebidas. Esse

processo, utilizado para reduzir a deteriorao do produto e matar bactrias, chama-

se pasteurizao.

Os estudos de Pasteur sobre a fermentao foram o incio do uso do

conhecimento microbiolgico na indstria. Atravs do entendimento de que

existem microrganismos especficos fermentando certos produtos, como o suco da

uva, e de que os patognicos seriam outros, os cientistas aprenderam a cultivar os

microrganismos desejados em culturas isoladas para serem utilizadas na produo

de substncias especficas. Hoje, vincolas, cervejarias, fbricas de queijo e iorgute

utilizam esse conhecimento para manter a qualidade de seus produtos.

Outro ponto a destacar que a demonstrao da relao entre deteriorao

de alimentos e os microrganismos foi a etapa mais importante para estabelecer a

relao entre doenas e microrganismos.

14

GEOLOGIA AMBIENTAL

Teoria microbiana da doenaComo j comentamos, at relativamente pouco tempo atrs, as pessoas morriam

sem saber a causa da doena, sem relacion-las aos microrganismos.

A descoberta de que as leveduras tm um papel fundamental na fermentao

foi importante para pensar sobre o fato de que a atividade de um microrganismo

pode causar mudanas na matria orgnica. Essa descoberta alertou os cientistas

para a possibilidade da atividade microbiana em animais e plantas pudessem causar

doenas. Essa ideia ficou conhecida como a teoria microbiana da doena ou teoria

do germe da doena.

Mais uma vez Pasteur foi importante para a aceitao dessa teoria. Aps seu

sucesso com a fermentao, em 1865, Pasteur foi requisitado para investigar a doena

do bicho-da-seda, que ameaava arruinar a indstria da seda francesa. Ele descobriu

que a infeco era causada por um protozorio, e ento, desenvolveu um mtodo

para identificar os bichos-da-seda saudveis, ajudando os seus criadores a eliminar a

doena (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).

Voc hoje sabe que se abrir um ferimento em sua pele deve higienizar o

local com gua e sabo para evitar que os microrganismos presentes no ambiente

penetrem atravs da ferida. Entretanto, at pouco tempo atrs, pessoas morriam por

infeces devido falta de cuidados de higiene durante procedimentos cirrgicos.

Em 1860, o cirurgio ingls Joseph Lister, ao ter conhecimento do trabalho de Pasteur,

conectando os micrbios com as doenas em animais, comeou a tratar as feridas

cirrgicas com uma soluo de fenol, substncia capaz de matar bactria. A prtica

utilizada para evitar infeces e mortes foi rapidamente adotada por outros cirurgies

(TORTORA; FUNKE; CASE, 2012). Veja na figura abaixo o procedimento adotado por

Lister, durante as cirurgias realizadas por ele.

Voc conhece algum produto, alm das bebidas alcolicas, que tambm melhor conservado pelo uso do processo de pasteurizao? Que tal pesquisar?

15

INTEMPERISMO E SOLO

A primeira prova de que um microrganismo especfico causa uma doena

especfica foi fornecida pelo mdico alemo Robert Koch, ao descobrir, em 1876,

a causa da doena antraz que estava destruindo os rebanhos de gado e ovelhas

na Europa. Ele descobriu, no sangue

do gado, uma bactria em forma de

basto, atualmente conhecida como

Baccilus anthracis, cultivou a bactria

e a injetou em animais saudveis, que

tambm ficaram doentes e morreram.

Em seguida, isolava do sangue desses

animais a mesma bactria que havia

sido identificada anteriormente, sendo

assim a responsvel pala doena.

Essa sequncia de procedimentos foi

adotada por outros pesquisadores para

identificar o agente causador de outras

doenas (TORTORA; FUNKE; CASE,

2012). Na figura a seguir voc ver uma

fotografia de Koch trabalhando em seu

laboratrio.

Fig. 6 - Joseph Lister produzindo um nvoa de fenol durante cirurgia, para reduzir a incidncia de infeco.

Font

e: h

ttp:

//go

o.gl

/uCD

lpa

Fig. 7 - Robert Koch trabalhando em seu laboratrio. Descobriu a bactria causadora da doena antraz no gado (1876), o bacilo da tuberculose (1882) e o vibrio da clera (1883).

Font

e: h

ttp:

//go

o.gl

/Sp2

1Yx

16

GEOLOGIA AMBIENTAL

Desenvolvimento nos processos de preveno das doenas: Antissepsia, Imunizao, Quimioterapia e SanitarismoA partir do conhecimento de que os microrganismos causam doenas,

os cientistas passaram a dar maior ateno a sua preveno e tratamento. Os

funcionrios de hospitais adotaram a antissepsia, que previne a propagao de

doenas infecciosas por inibir ou destruir os agentes causadores das doenas. Foi

descoberta a imunizao, que um processo que estimula as defesas do corpo

contra a infeco atravs das vacinas. A quimioterapia, tratamento de uma doena

com uma substncia qumica (o termo se refere tambm ao tratamento qumico de

doenas no infecciosas, como o cncer), evoluiu medida que os pesquisadores

encontraram drogas melhores. Tambm passou-se a pensar em medidas mais efetivas

de melhoramento da sade pblica, como o sanitarismo, particularmente aquelas

relacionadas com a gua e alimentos, para reduzir a propagao dos microrganismos

e a incidncia das doenas.

Agora, vamos falar um pouco mais sobre a quimioterapia. Alguma vez voc j

ficou doente e precisou tomar medicamento? Provavelmente sim. Todos os estudos

que mostramos para voc at agora foram importantssimos para o desenvolvimento

dos tratamentos contra as doenas. Como j falamos anteriormente, o marco

determinante para os mdicos microbiologistas direcionarem suas pesquisas para a

busca de substncias capazes de matar o microrganismo sem causar nenhum mal

pessoa ou ao animal infectado foi o estabelecimento da relao entre microrganismos

e doenas.

Em 1910, o mdico ingls Paul Ehrlich descobriu uma substncia capaz de

combater a sfilis. O agente quimioterpico recebeu o nome de salvarsan, um derivado

do arsnio. Na dcada de 1930, um grupo de substncias qumicas denominadas

de sulfanamidas foram descobertas como capazes de combater vrias infeces

bacterianas (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).

Talvez voc j tenha ouvido falar na penicilina. Ela um antibitico, substncia

produzida por microrganismos capazes de combater outros microrganismos.

A penicilina foi o primeiro antibitico descoberto, quase por acaso. Em 1928, o

microbiologista escocs Alexander Fleming relatou que uma substncia produzida

17

INTEMPERISMO E SOLO

pelo fungo Penicillium notatum impedia o crescimento de certas bactrias. Fleming

chamou essa substncia de penicilina. Apenas na dcada de 1940 ela foi testada e

produzida em grande escala (PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009; TORTORA; FUNKE; CASE,

2012). Veja na figura 8 a fotografia retirada por Alexander Fleming em 1928 da placa

contaminada por fungos.

Hoje em dia, um dos desafios da microbiologia a soluo da resistncia a drogas,

devido ao aparecimento e a propagao de novas linhagens de microrganismos que

so resistentes aos antibiticos.

Microbiologia do ambienteAs descobertas dos microbiologistas Martinus Beijerinck e Sergei Winogradsky,

na dcada de 1880, fizeram surgir uma nova rea da microbiologia, que passou a

compreender a influncia da atividade microbiolgica sobre o ambiente, atravs da

demonstrao de que as bactrias ajudam a reciclar as substncias essenciais vida

do homem e de outros seres vivos que esto no solo e na atmosfera (PELCZAR; CHAN;

KRIEG, 2009).

As substncias que constroem nosso corpo e dos demais organismos vivos

so formadas basicamente por tomos de carbono, nitrognio, oxignio e fsforo.

Font

e: A

dapt

ado

de To

rtor

a; F

unke

; Cas

e, 2

012.

Fig. 8 - Joseph Lister produzindo um nvoa de fenol durante cirurgia, para reduzir a incidncia de infeco.

18

GEOLOGIA AMBIENTAL

Esses elementos so abundantes no ambiente, mas existem em uma forma que

os seres vivos no conseguem utilizar diretamente, fazendo parte de substncias

que precisam ser transformadas em outras para serem utilizadas por plantas e

animais. Voc j deve ter estudado que as bactrias e certos fungos so recicladores

da matria orgnica, pois eles atuam sobre a matria orgnica em decomposio

(plantas e animais mortos) devolvendo atmosfera o dixido de carbono que pode

ser reutilizado pelas plantas. Alguns microrganismos (algas e cianobactrias), alm

das plantas, utilizam o gs carbnico durante a fotossntese, processo importante

para a produo de carboidrato e de gs oxignio, que necessrio para a vida da

maioria dos seres vivos da Terra.

Essa descoberta foi importante para que pudssemos deixar de associar os

microrganismos no ambiente apenas a doenas ou deteriorao de alimentos.

Hoje, pela razo que acabamos de expor para voc, sabemos que a maioria dos

microrganismos essencial para o equilbrio da vida na Terra.

A descoberta de que certos microrganismos podiam utilizar substncias

presentes no solo para produzir outras essenciais para o crescimento de algumas

plantas foi importante na agricultura. Sergei Winogradsky descobriu, ainda no final

do sculo XIX, que o nitrognio presente na atmosfera convertido por bactrias

em formas que podem ser utilizadas como alimento pelas plantas. Atravs desse

conhecimento, os agricultores passaram a utilizar bactrias no enriquecimento do

solo, melhorando a produo de certas culturas, aumentando assim o seu retorno

financeiro (PELCZAR; CHAN; KRIEG, 2009).

Microbiologia e GenticaMuito do nosso conhecimento sobre a gentica tem sido revelado por

experimentos com bactrias. A sua escolha para esses estudos deve-se a simplicidade

de sua forma e a capacidade de se reproduzir muito rapidamente, podendo gerar

Outras preocupaes da rea da microbiologia ambiental so a poluio das guas e a presena de compostos txicos no ambiente. Vocs conhecero um pouco mais desses assuntos na aula 04, sobre microrganismos de interesse sanitrio e ambiental.

19

INTEMPERISMO E SOLO

cpias de si em menos de uma hora. A manipulao do seu material gentico

possibilitou avanos rpidos na gentica a partir da dcada de 1940, desde a

compreenso da estrutura do DNA at correlacionar um gene produo de uma

determinada protena, e assim, foi possvel manipular o material gentico desses

microrganismos para a produo de tecnologias que beneficiam o homem.

Um passo importante nessa direo foi dado por Paul Berg no final da dcada

de 1960, quando ele conseguiu ligar genes humanos ao DNA de bactrias. A

molcula de DNA recombinante, resultante dessa ligao, colocada no interior de

outra bactria que, ao conter o gene humano, passa a funcionar como uma fbrica

para a produo de protenas desejadas, como o caso da produo de hormnios

humanos para o controle de doenas como o diabetes, produo de enzimas para

sabes com o poder de remover manchas engorduradas dos tecidos, alm de outras

substncias de interesse humano. A essa tcnica d-se o nome de tecnologia do

DNA recombinante (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).

Biografia de Paul Berg (1926 - )

Bioqumico americano nascido em New York City, pesquisador em RNA e DNA. Aps pesquisar o papel do RNA na sntese de protenas nos anos sessenta, ele comeou a pesquisar sobre DNA recombinante em 1970. Realizou, em 1973, experimentos com o DNA de um vrus e usando compostos qumicos chamados enzimas, tirou um gene do vrus e colocou-o em um ponto de encaixe no DNA da bactria, conseguindo pela primeira vez que material gentico de dois organismos diferentes se combinasse em laboratrio. A tcnica criada por ele ficou conhecida como tcnica do DNA-recombinante e fundou

a biotecnologia moderna, tambm chamada de engenharia gentica. Em 1980, ganhou o Prmio Nobel de Qumica por desenvolver experimentos no processamento de genes. Alm do Nobel tambm recebeu muitos outros ttulos e prmios honorficos.

Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/PaulBerg.html

Font

e: h

ttp:

//go

o.gl

/Noq

GkC

Fig. 9 - Paul Berg

20

GEOLOGIA AMBIENTAL

ATIVIDADE 02

2.1. Qual foi a maior contribuio de van Leeuwenhoek

para a microbiologia?

2.2. Como surgiu a ideia da gerao espontnea?

2.3. Como o conceito de gerao espontnea foi

refutado?

2.4. Identifique as contribuies feitas por Needham,

Spallanzani e Pasteur para a microbiologia.

2.5. Explique a importncia dos trabalhos de Pasteur sobre a

fermentao e pasteurizao.

2.6. Resuma, com suas palavras, a teoria microbiana da doena.

2.7. Comente sobre a importncia dos estudos de Koch.

2.8. Quais avanos na microbiologia aconteceram a partir dos estudos

de Koch?

2.9. Explique como o desenvolvimento da rea da microbiologia do

ambiente beneficiou o homem.

2.10. Explique como os microrganismos contriburam para os estudos

na rea da gentica.

MICROBIOLOGIA E SOCIEDADE: APLICAES DESSA CINCIA QUE POSSIBILITARAM O BEM-ESTAR HUMANO

Voc deve ter percebido que os primeiros estudos na rea da microbiologia

foram responsveis por muitos avanos tecnolgicos que possibilitaram uma melhoria

no bem-estar humano e at hoje beneficiam nossas vidas, seja na rea da sade,

ambiental, da agricultura e tambm industrial atravs da produo de medicamentos,

de hormnios e de alimentos, e pelo desenvolvimento de tcnicas que permitam a

conservao de alimentos por mais tempo, alm de outros benefcios.

21

INTEMPERISMO E SOLO

Os microrganismos possuem muitas aplicaes comerciais. A indstria

de alimentos utiliza esses seres na produo de produtos ou subprodutos da

fermentao, como o po, coalhada, queijo, manteiga, iogurte, vinagre, alm das

bebidas alcolicas. So usados tambm na produo de produtos qumicos como

vitaminas, enzimas, medicamentos e lcool por meio da fermentao de gros como

uma fonte de combustvel.

Imagine quantas substncias tm sido produzidas por manipulao gentica

dos microrganismos! Durante anos, para o tratamento do diabetes, somente a

insulina bovina era utilizada. O problema estava na sua obteno e no fato de

algumas pessoas no poderem utiliz-la por ela gerar alergia. A insulina era obtida

do pncreas de bezerros abatidos e, por no se tratar da insulina humana, causava

alergia em alguns pacientes que utilizava-a. Hoje, a insulina humana produzida

em grande quantidade por bactrias geneticamente modificadas por conter em

seu DNA o gene humano para a produo de insulina. Outras substncias que os

microrganismos normalmente no produziam, mas passaram a fazer por serem

modificados geneticamente, incluem a celulose, substncias para limpar tubulaes

e tecidos.

A utilizao comercial de microrganismos na produo de alimentos e de

compostos qumicos recebe o nome de biotecnologia, que evoluiu bastante com

o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante, que possibilitou utilizar

bactrias e outros microrganismos como verdadeiras fbricas dessas substncias de

interesse para o homem.

Fig. 10 - Esquema das aplicaes da microbiologia.

Font

e: P

az (2

014)

.

22

GEOLOGIA AMBIENTAL

Os microrganismos tambm tm uma grande utilidade na limpeza do ambiente:

atualmente, bactrias tm sido utilizadas no tratamento de esgotos reciclando a

gua; bactrias podem atuar na decomposio de componentes de petrleo em

derramamento de leos e na decomposio de herbicidas e inseticidas usados na

agricultura. Assim, o controle de pragas de insetos pode ser feito por pulverizao de

certas espcies de bactrias sobre as plantaes.

O conhecimento sobre os micrbios possibilitou cuidados na medicina e no

nosso prprio comportamento cotidiano para evitar a disseminao de doenas,

atravs dos cuidados com a higiene. At pouco tempo, antes da inveno do

microscpio, os micrbios eram desconhecidos para os cientistas, e a consequncia

disso, como j falamos durante essa aula, eram mortes sem ningum saber as suas

causas. As vacinas e os antibiticos no existiam para combater as infeces, pois

esses benefcios s surgiram medida que os estudos sobre os microrganismos foram

se desenvolvendo, como j vimos nessa aula no tpico Histrico da Microbiologia.

ATIVIDADE 03

3.1. Todos os microrganismos causam doenas?

Explique.

3.2. Comente sobre os principais benefcios que o

conhecimento microbiolgico proporcionou ao

homem.

3.3. Voc acha que seria possvel a vida na Terra se

manter sem a existncia dos microrganismos? Explique.

23

INTEMPERISMO E SOLO

LEITURA COMPLEMENTAR

Saiba mais sobre as aplicaes da microbiologia

atravs da biotecnologia, leia o texto presente no livro

de Microbiologia, 10 edio, dos autores Tortora,

Funke e Case (2012) intitulado Projeto de jeans: feito

por micrbios? O texto relata o uso de microrganismos

para produzir jeans de maneira que minimizem os

impactos ambientais. Leia o texto que encontra-se na

plataforma Moodle.

RESUMINDO

Como voc viu at agora, os estudos sobre os

microrganismos proporcionaram melhorias para a

sociedade e para o bem-estar do homem, uma vez

que o conhecimento sobre a existncia desses seres

microscpicos proporcionou o desenvolvimento de

tecnologia. Todo esse estudo permitiu ao homem utilizar

os microrganismos na produo de alimentos, bebidas

alcolicas, vacinas, medicamentos, hormnios, como

a insulina, e outras substncias qumicas de interesse

comercial, como substncias desengordurantes, e, alm

disso, utiliz-los para resolver problemas ambientais

atravs do tratamento de esgotos, da degradao de

poluentes e do controle de pragas. O conhecimento

sobre os micrbios contribuiu tambm para o

desenvolvimento e utilizao de tcnicas de assepsia

para diminuir infeces, cuidados que utilizamos,

inclusive, no nosso dia a dia para evitar a disseminao

de doenas.

24

GEOLOGIA AMBIENTAL

AVALIANDO SEUS CONHECIMENTOS

Elabore um quadro correlacionando

as descobertas que foram marcantes para o

estabelecimento da microbiologia como cincia s

suas consequncias prticas no que diz respeito aos

benefcios proporcionados sociedade. Organize as

descobertas na sequncia cronolgica em que elas

aconteceram.

LEMBRE-SE

Antissepsia mtodo qumico de desinfeco da pele ou da membrana mucosa.

Assepsia ausncia de contaminao por organismos indesejveis.

Colnia massa visvel de clulas microbianas que se formam a partir de uma

nica clula ou grupo de clulas do mesmo microrganismo.

Enzima molcula de protena que catalisa reaes bioqumicas em um

organismo vivo.

Estril livre de microrganismos.

Gene segmento ou poro do DNA (uma sequncia de nucleotdeos no DNA)

que tem a informao na forma de cdigo para a produo de uma protena.

Leveduras: fungo unicelular com formato esfrico.

Metabolismo: todas as reaes qumicas que ocorrem em uma clula viva.

Protozorios: organismos unicelulares eucariontes; normalmente

heterotrficos.

Putrefao: Decomposio de matria orgnica por microrganismos,

produzindo odor desagradvel.

25

INTEMPERISMO E SOLO

CONHECENDO AS REFERNCIAS_______. American Gallery: Greatest American Painters. Anton van Leeuwenhoek. Disponvel em: http://americangallery.files.wordpress.com/2012/09/antonie-von-leeuwenhoek.jpg. Acesso em: mar. 2014.

_______. Joseph Lister and antiseptic surgery. Disponvel em:http://www.abpischools.org.uk/page/modules/infectiousdiseases_timeline/timeline5.cfm?coSiteNavigation_allTopic=1. Acesso em: fev. 2014.

_______. Paul Berg (1926 - ). Disponvel em: http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/PaulBerg.html. Acesso em: mar. 2014.

PELCZAR JNIOR., M. J.; CHAN, E. C. S.; KRIEG, N. R. Microbiologia: conceitos e aplicaes. Traduo Sueli Fumie Yamada, Tania Ueda Nakamura, Benedito Prado Dias Filho. 2. ed. So Paulo: Pearson Makron Books, 2009. v. 1.

_______. Robert Koch (1843 1910). Disponvel em: http://general-anaesthesia.com/images/robert-koch.html. Acesso: em fev. 2014.

TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. Traduo Aristbolo Mendes da Silva et al. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.

LISTA DE FIGURAS

Fig. 01 - Adaptado de Tortora; Funke; Case, 2012.

Fig. 02 - http://americangallery.files.wordpress.com/2012/09/antonie-von-leeuwenhoek.jpg (a); TORTORA;

FUNKE; CASE, 2012 (b).

Fig. 03 - TORTORA; FUNKE; CASE, 2012Fig. 04 - autoria do prprio autor.

Fig. 05 - TORTORA; FUNKE; CASE, 2012Fig. 06 -Martinelli, 2003.

Fig. 07 - http://general-anaesthesia.com/images/robert-koch.html

Fig. 08 - Adaptado de Tortora; Funke; Case, 2012.

Fig. 09 - http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/PaulBerg.html

Fig. 10 - Paz (2014).

Documents

historico das aplicações me microbiologia