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Fungos
Filamentosos e
Produção de Ácido
CítricoProf Bernardo Dias
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
EQB353 - MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL E ENZIMOLOGIA
Características
Eucarióticos - pertencem ao Reino Fungi, Domínio Eukarya;
São quimioheterotróficos (não possuem clorofila) – saprófitas,
simbiontes, parasitas;
Geralmente são filamentosos, ramificados e multicelulares (5 a 10 mm
dimensão transversal) com crescimento apical;
Absorvem nutrientes – digestão externa (enzimas);
Não possuem celulose e nem tecidos vasculares;
Podem ser uni ou pluricelulares (micro/macro) - micélio e corpos de
frutificação. A reprodução se dá por meio de esporos (com poucas
exceções), com diferenciação das estruturas;
Aeróbios estritos
Habitat100.000 espécies, talvez
existam até 1,5 milhões de
espécies;
Podridão da laranja
Podridão descendente
da videira
Podridão branca - Phanerochaete
Basidiomiceto decompondo madeira
Aspergillus flavus
Amanita muscari Psilocybe mexicana
amendoim
Citologia80 a 90% de polissacarídeo,
• Núcleo com cromossomos e membrana nuclear.
• Organelas citoplasmáticas superiores
• Encontram-se geralmente haplóides; núcleo torna-sediplóide por meio de fusão nuclear no processo dereprodução sexual.
• A parede celular é rígida e a membrana plasmática érica em ergosterol (vit. D)
• Reprodução: Sexuada e/ou Assexuada
Citologia dos Fungos
• Polissacarídeos: mananas e glucanas
• Manoproteínas: polímeros de manose
• Glucanas: polímeros de glucosil
• N-acetil-glucosamina
• Metabolismo: energia orgânica exógena (C, N, O).
Estrutura da Parede Celular
Fungos
- Determina a forma e
garante a estrutura da
célula fúngica;
- Protege contra injúrias
mecânicas;
- Evita a lise osmótica
do protoplasto
- Bloqueia o ingresso de
moléculas tóxicas
Modelo da Estrutura da Parede Celular
Morfologia celular
Imagem de microscopia eletrônica de varredura (cores adicionadas) de micélio fúngico com as hifas (verde), esporângio (laranja) e esporos (azul), Penicillium sp.
(aumento de 1560 x)
A alimentação dessas células é feitapela secreção de enzimas, que degradamsubstâncias no meio exterior, gerandopequenas moléculas que podematravessar a malha da parede fúngica eassim serem absorvidas.
Quando em condições adversas, os fungos filamentosos desenvolvemestruturas reprodutivas denominadas conídios (esporos), que é uma formade reprodução e de resistência às condições ambientais adversas.
As unidades fundamentais da estrutura dos fungos filamentosos são ashifas, que são as células arranjadas sob a forma de filamentos.
• A porção do micélio que se projeta acima da
superfície do substrato é denominada micélio aéreo ou
reprodutor.
• Aquela porção que penetra no substrato e absorve os
alimentos chama-se micélio vegetativo ou nutritivo.
• Tipos de hifa:
Morfologia
• Algumas hifas podem ser quase que completamente
asseptadas durante a etapa de crescimento, mas um
septo pode separar as células mais velhas ou danificadas;
• A maioria dos fungos possui septos: células
individualizadas;
• Três tipos de septos:
• 1) Pseudo-septos: septos com muitos poros (peneira);
• 2) Septo simples:
• 3) Doliporo:
• -Outras formas também podem ocorrer
Septos
Doliporo
Parede Celular
Membrana Citoplasmática
Aplicações Industriais
• A maioria dos fungos produz duas fases (ciclo de vida):
1) Somática: Todas as células que não estão envolvidascom a reprodução.
2) Reprodutiva: Células envolvidas na produção deesporos ou de qualquer estrutura especializadaenvolvida na formação destes.
Reprodução dos Fungos Filamentosos
Ciclo Reprodutivo dos Fungos
Brotamento
Fragmentação somática
Fissão celular
Esporulação: conídios e esporangiosporos. Estes
podem ser móveis (zoósporos) ou imóveis
(aplanósporos).
Reprodução Assexuada
• esporangiosporos: se originam no
interior de cavidades muito
especializadas, os esporângios. Da hifa,
forma-se uma vesícula (esporangióforo)
que forma esporos no seu interior;
depois a vesícula se rompe e libera os
esporangiosporos.
• blastosporos: uma única estrutura
desenvolve-se por brotamento ou
gemulação, com separação posterior
entre este e a célula mãe. Ex: leveduras.
• clamidosporos: as células terminais ou
intercaladas de uma hifa aumentam de
tamanho e desenvolvem paredes
espessas. Têm função de resistência.
Ex: Candida albicans.
• artrosporos: resultam da
fragmentação de uma hifa em
células isoladas.
• conidiosporos ou conídios:
originam-se, em alguns casos,
diretamente de hifas vegetativas
e, em outros, de partes
diferenciadas do talo, as quais se
denominam conidióforos. Ex:
Penicillium.
Conídios de Aspergillus agrupados em forma de cabeça, aoredor de uma vesícula.
No Penicillium falta a vesícula na extremidade dos conidióforosque se ramificam dando a aparência de pincel.
Conidióforos
• União de um núcleo haplóide doador com célula do
receptor.
• Aqueles fungos que apresentam apenas formação
assexuada de esporos são os fungos imperfeitos.
• HOMOTÁLICOS: são aqueles cujo micélio (ou talo)
é auto-fértil e podem, portanto, reproduzir-se
sexuadamente por si só, sem a participação de outro
micélio.
• HETEROTÁLICOS: são os que possuem micélio
auto-estéril e requerem a participação de outro talo
compatível para a reprodução sexuada.
Reprodução Sexuada
Formação dos Zigotos
- zigosporos: as extremidades das hifas
próximas fundem-se, ocorre meiose e
desenvolvem-se os zigosporos.
- ascosporos: 4-8 esporos se formam no
interior de uma célula especializada, o
asco, na qual ocorreu meiose.
Tipo de Esporos Sexuados
- basidiosporos: após a meiose, 4 esporos
geralmente se formam na superfície de
uma célula especializada, o basídio.
- oosporos: resultantes da união dos
elementos sexuados desiguais, o oogônio
e o anterídeo.
Tipo de Esporos Sexuados
Taxonomia
Endomicorrizas
Parasitas em
plantas e animais
• Hifas cenocíticas.
• Maioria terrestres.
• Grupo de importância: muitas micorrizas
(associações mutualísticas com raízes de
plantas).
• Zigomiceto comum: Rhizopus (bolor negro
do pão), Mucor, Rhizomucor, Blakeslea,
Cunninghamella, Mortierella
ZIGOMYCOTA
Estrutura de
reprodução
(Eporangióforo), A;
Foto macroscópica
da morfoespécie 5
do gênero Rhizopus,
B; Hifas com
projeções em forma
de rizóides, C.
A
B
C
Fungos que formam “sacos” ou ascos em ascocarpos.
Marinhos, de água doce ou terrestres
Formam associações com algas, líquens e raízes.
Incluem muitos patógenos de plantas.
Incluem desde unicelulares (leveduras) atémulticelulares.
ASCOMYCOTA
conídios
germinação
micélio
conidióforos
ascocarpo
gametângios
núcleos dos gametas
plasmogamia
hifas ascógenas
células-mães dos ascoscariogamia
ascos jovens
meiose
mitose
ascósporos
germinação
diplofase
dicariofase
haplofase
conídios
germinação
micélio
conidióforos
ascocarpo
gametângios
núcleos dos gametas
plasmogamia
hifas ascógenasascos jovens
meiose
mitose
ascósporos
germinação
diplofase
dicariofase
haplofase
ASCOMYCOTA
Ciclo de Vida
Tipos de Ascos
Ascomycota. Ascos com 4 ascósporos
de Saccharomyces cerevisiae, uma
levedura. Aumento de 400X.
Ascomycota. Ascos com ascósporos de
Apiosordaria hispanica. Aumento de 200X.
Ascomycota. Conidióforo e conidiósporos de Aspergillus sp.
A B
CONIDIÓFOROVESÍCULA
HIFA SEPTADA
CONÍDIOS SUSTENTADOS
PELAS FIÁLIDES
A B
CONIDIÓFOROVESÍCULA
HIFA SEPTADA
CONÍDIOS SUSTENTADOS
PELAS FIÁLIDES
Aspergillus sp2
A
Aspergillus sp3
B
Aspergillus sp18
C
Ascomycota. Conidióforo e conidiósporos
de Penicillium sp.
Penicillium sp 51Penicillium sp 5151 AAAAAA
Penicillium sp. 59
BBBBBB
CCCCCC
Penicillium sp. 18
Incluem os cogumelos ou um corpo de frutificação
conhecido como basidiocarpo.
Importantes decompositores, em especial de
madeira.
A reprodução assexuada é menos comum.
BASIDIOMYCOTA
Ciclo de Vida BASIDIOMYCOTA
Basidiomycota. Basidiocarpo de
Coprinus cinereus em ágar batata-
dextrose.
Basidiomycota. Basídio e
basidiósporos de Schizophyllum
commune. Microscopia eletrônica
de varredura. Aumento de 2500X.
Reprodução Sexuada BASIDIOMYCOTA
Aplicações Industriais
Aplicações Industriais
Pleurotus ostreatus - Shimeji
Lentinula edodes - Shitake
Agaricus bisporus - Champignon
Ácido Cítrico
Características e Usos
Características e Usos
30 tons limão 1 ton ácido cítrico
Limão + CaCO3 Citrato de cálcio
Agentes
Matérias-Primas
Azul da Prússia
Matérias-Primas
Bioquímica do Processo
Fixação Anaplerótica de CO2
Bioquímica do Processo
Bioquímica do Processo
Regulação do Metabolismo
Regulação do Metabolismo
Condições de Fermentação
Condições de Fermentação
Sistemas de Produção
Sistemas de Produção
Sistemas de Produção
Sistemas de Produção