INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA
Renato Varges
Porque estudar
Microbiologia?
Cerca de metade da biomassa do planeta é constituída por
microrganismos, sendo os 50% restantes distribuídos entre plantas
(35%) e animais (15%).
- Importante para sobrevivência dos seres humanos, plantas e animais- Infecções primárias e secundárias- Reciclagem de resíduos- Produção de antibióticos, vitaminas, outras substâncias- Industria de alimentos e combustíveis -Engenharia genética, etc...
Microbiologia: Mikros (= pequeno) + Bio (= vida) + logos (= ciência)
A Microbiologia é classicamente definida como a área da ciência
que dedica-se ao estudo de organismos que somente podem ser
visualizados ao microscópio.
Assim, a microbiologia envolve o estudo de organismos procarióticos
(bactérias, archaeas), eucarióticos (algas, protozoários, fungos) e
também seres acelulares (vírus).
O que se estuda na Microbiologia? Classificação
Estrutura
Reprodução
Hereditariedade
Atividades bioquímicas
Nutrição
Atividades e relações entre si e com outros seres vivos
Habilidade em causar mudanças físicas e químicas no ambiente
História da Microbiologia
Maldição divina
Teoria dos miasmas (vapores ou venenos)
Mau odores
O ar como meio de transmissão
Antes do século XVIII, a que se atribuía as doenças?
As primeiras observações:
A descoberta dos microrganismos
Lentes 200 a 300 X
Antoni Van Leeuwenhoek (1632 - 1723)
Leeuwenhoek - Fundador da microbiologia
Observações relatadas a Sociedade Real de Londres
Observou e descreveu os microrganismos ("animáliculos“)
O MUNDO INVISÍVEL
Louis Pasteur (1822-1895)
Teoria germinal das enfermidades infecciosas
Teoria microbiana das doenças
• Robert Koch (1843-1910):
Descobriu a etiologia do Antraz.
Fez o primeiro isolamento bacteriano
Descobriu e isolou o bacilo causador da tuberculose
Desenvolveu o primeiro tratamento contra a tuberculose
Revolucionou a medicina para diagnóstico e tratamento de doenças e
aumentou a expectativa de vida em décadas.
Teoria microbiana das doenças
POSTULADOS DE KOCH
Os microorganismos devem estar presentes em todos os casos de doenças
Os microorganismos devem ser isolados em cultura pura no laboratório
Os mesmos sintomas devem surgir se o microorganismo for inoculado em
um hospedeiro saudável e susceptível
O mesmo microorganismo deve ser re-isolado do hospedeiro inoculado
DIVERSIDADE DOS MICRORGANISMOS
● BACTÉRIAS
● FUNGOS
● VÍRUS
● PROTOZOÁRIOS
● ALGAS
TaxonomiaSistemas de classificação dos seres vivos
Linnaeus (séc. XVIII): Reinos Animal e Vegetal
Haeckel (1866): Inclusão do reino Protista: "animais" e "vegetais“ unicelulares
Whittaker (1969): Cinco reinos - características morfólogicas e fisiológicas:
Monera: Procariotos
Protista: Eucariotos unicelulares
Fungi: Eucariotos aclorofilados
Plantae: Vegetais
Animalia: Animais
Carl Woese (1990) - O DNA poderia ser considerado um fóssil molecular.
Classificação baseada em aspectos evolutivos (filogenéticos)
Comparação das sequências de genes que codificavam o rRNA
Esta nova proposta de classificação subdivide os seres vivos em 3 domínios:
Archaea: Composto por procariotos – Ancestrais das bactérias
Bacteria: Composto por procariotos – Bactérias em geral
Eukarya: Composto por eucariotos – Animais, vegetais, algas, protozoários e
fungos
Taxonomia
A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a
biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os
organismos.
Taxonomia: do grego tassein = "para classificar" e nomos = lei. È a
ciência de administrar a descoberta, descrição e classificação das
espécies e grupo de espécies, com suas normas e princípios
Filogenia: relações evolutivas entre os organismos
Classificação definitiva: métodos fenotípicos e genotípicos
Métodos fenotípicos1. Morfologia
Coco : De forma esférica ou subesférica (do gênero Staphylococcus)
Bacilo ou Bastonete : Em forma de bastonete (do gênero Bacillus)
Vibrião : Em forma de vírgula (do gênero Vibrio)
Espiroqueta : Em forma de espiral (do gênero Treponema e Leptospira)
Bacilos ou Bastonetes
Cocos
Vibrios Espiroqueta
2. Propriedades tintoriais
•Gram-positivas•Gram-negativas•Bacilos álcool ácido resistentes - BAAR•Não se coram pelo Gram
Gram-positivas
Gram-negativas BAAR
3. Exigências nutricionais
Autotróficas x Heterotróficas
A maioria das espécies bacterianas de interesse médico
apresentam nutrição heterotrófica, ou seja, tanto a fonte de
energia quanto a de átomos são moléculas orgânicas que a
bactéria ingere como alimento.
4. Tipagem enzimática: enzimas do metabolismo
Enzimas respiratórias • Pesquisa da Catalase
Metabolismo glicídicoA maioria das bactérias utiliza os hidratos de carbono hidrolizando-os até à formação de ácidos com consequente alteração do pH do meio. Em alguns casos essa hidrólise conduz à formação de gases.
Pesquisa de coagulase : a presença desta enzima indica patogenicidade; na presença de plasma, os produtores de coagulase (como o Staphylococcus aureus) vão desencadear os mecanismos da coagulação.
Pesquisa de enzimas hidrolíticas: esta prova tem a sua principal aplicação na caracterização de espécies do género Streptococcus, alguns dos quais elaboram enzimas hemolíticas
5. Enzimas extracelulares e toxinas
6. Sorotipagem
Microrganismos inertes às provas bioquímicas
Microrganismos de cultivo difícil
Fins epidemiológicos
Métodos genotípicos
1. Tamanho do DNA
2. Índice Crioscópico
3. Índice Citosina-Guanina (C+G)
4. Hibridização de DNA
5. Sondas moleculares: 50-100pb
6. Sequenciamento de DNA
7. Ribotipagem: RNAr 16S
8. Análise plasmidial
Nomenclatura binomial• Atribuição de nomes científicos às espécies.
• Formado por duas palavras – o nome do gênero e o restritivo específico (adjetivo que qualifica o gênero)
Ex:
Escherichia coli ou Escherichia coli nome homenageia Theodor Escherich, coli: lembra que habita o cólon humano ou intestino grosso.
Staphylococcus aureus ou Staphylococcus aureus
Staphylo (tipo de agrupamento) + coccus (forma esférica) aureus (cor de ouro). Staphylococcus sp. X Staphylococcus spp.