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ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA - USP
CURSO ENGENHARIA BIOQUÍMICA
DISCIPLINA MICROBIOLOGIA - 2015
AULA 1 - PROTEOBACTÉRIA
Profa. Dra. Bernadete de
Medeiros
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RELAÇÃO EVOLUCIONARIA ENTRE OS
ORGANISMOS
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TEORIA ENDOSSIMBIÓTICA - Lynn Margulis
Bactérias simbiontes Agrobacterium e Rhizobium
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NA CELULA A MITOCONDRIA É UMA ORGANELA
AUTONOMA PORQUE POSSUI DNA E RIBOSSOMO
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Nas bactérias a membrana citoplasmática é o
locus do transporte de elétrons e síntese de ATP
Bacillus megaterium e Nitrococcus
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COLORAÇÃO DE GRAM.
MÉTODO IDEALIZADO POR
HANS CHRISTIAN GRAM
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COLORAÇÃO DE GRAM
• 1884→O MÉDICO DINAMARQUÊS HANS CRISTIAN
GRAM ELABOROU UM MÉTODO DE COLORAÇÃO DE
CELULAS BACTERIANAS.
• DEFINIU A CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS EM DOIS
GRANDES GRUPOS DE ACORDO COM A CAPACIDADE
DA PAREDE CELULAR DA BACTERIA RETER UM DOS
CORANTES.
• AS BACTÉRIAS FORAM CLASSIFICADAS EM GRAM
POSITIVAS OU GRAM NEGATIVAS.
• ATUALMENTE É O MÉTODO MAIS UTILIZADO NA
BACTERIOLOGIA
• ATENÇÃO: AS MICOBACTÉRIAS NÃO SE CORAM PELO
MÉTODO DE GRAM.
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COLORAÇÃO DE GRAM
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BACTERIAS GRAM POSITIVAS OU
GRAM NEGATIVAS
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PAREDES CELULAR DE BACTÉRIAS GRAM
POSITIVA E GRAM NEGATIVA
![Page 11: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/11.jpg)
BIODIVERSIDADE DOS
MICRORGANISMOS NO
PLANETA TERRA
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• Aproximadamente 5x1030 bactérias
aeróbias ou anaeróbias estão na Terra. A
sua origem data de 3,8 bilhões de anos.
• As bactérias podem viver em diferentes
ecossistemas da Terra como o solo, nos
oceanos, nas profundezas de rochas, no
gelo do Ártico, na água fervente dos
glêiseres,como as fontes hidrotermais
submarinas, na pele e mucosas do corpo
humano.
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• A quantidade de bactérias aeróbias por
centímetro quadrado de pele humana é de 10
mil células. A relação entre número de células
bacterianas e do corpo humano é de dez para
um.
• O número de bactérias em uma colher de chá
de solo de jardim é cerca de 1 trilhão, com
aproximadamente 10 mil espécies diferentes.
• Atualmente, somente 0,1% dos microrganismos
do planeta tem sido classificados.
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ESTROMATÓLITOS SÃO MASSAS MICROBIANAS
FOSSILIZADAS FORMADAS POR CAMADAS DE
PROCARIOTOS FILAMENTOSOS FORMANDO UM
SEDIMENTO COMPACTO.
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CÂMARA DE ANAROBIOSE PARA CULTIVO
DE BACTÉRIAS ANAERÓBIAS.
![Page 16: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/16.jpg)
FOTOSSÍNTESE
![Page 17: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/17.jpg)
FOTOSSÍNTESE • Cornelius Van Niel postulou que a fotossíntese das
plantas e das bactérias são processos semelhantes. O que difere é o doador de hidrogênio para a assimilação redutora do dióxido de carbono:
• EQUAÇÃO GERAL DA FOTOSSÍNTESE
• 2 H2D + CO2 ----- (CH2O) + H2O + 2D
luz carboidrato
• fóton espectro da luz visível (400-700 nm)
• H2D simboliza o doador de hidrogênio que pode ser: sulfeto de hidrogênio, lactato ou água.
• D = a fórmula oxidada do doador de hidrogênio
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FOTOSSÍNTESE NÃO-OXIGÊNICA
• não produz oxigênio molecular na conversão da energia luminosa em energia química.
• A fotossíntese começou nas bactérias anaeróbicas estritas que habitavam a terra há 3,0 bilhões de anos.
2 LACTATO + CO2 ----- (CH2O) + H2O + 2 PIRUVATO
luz carboidrato
• Bactérias verde não sulfurosas, como Rhodospirillum e Rhodopseudomonas o doador de hidrogênio é uma molécula orgânica: o ácido lático ou etanol.
2 H2S + CO2 ----- (CH2O) + H2O + 2S
luz carboidrato produção de enxofre
origem das minas de enxofre
H2S = Sulfeto de hidrogênio é um gás venenoso e mal cheiroso.
• Bactérias fototróficas verdes sulfurosas
• Fotossíntese na ausência do oxigênio (anaeróbios estritos)
• Gêneros: Chlorobium e Chromatium
• As bactérias podem excretar o S ou reter no citoplasma como enxofre basal. São classificadas como bactérias sulfurosas
•
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FONTE HIDROTERMAL RICA EM ENXOFRE NO
PARQUE NACIONAL DE YELLOWSTONE
• FONTE TERMAL RICA EM
ENXOFRE CONTENDO UMA
DENSA POPULAÇÃO DE
Sulfolobus. A ACIDEZ DO
SISTEMA É DEVIDO A
OXIDAÇÃO DE H2S E S0 A
H2SO4
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MINA DE ENXOFRE EM UBERABA - MG
![Page 21: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/21.jpg)
FOTOSSÍNTESE COM PRODUÇÃO DE OXIGÊNIO
• H2O + CO2 ----- (CH2O) + O2
• luz carboidrato
• plantas superiores, algas e cianobactérias que contém clorofila a
• Fotólise da água.(quebra da molécula da água pela luz)
12H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O + energia
( G0 = + 686 Kcal.mol )
![Page 22: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/23.jpg)
TAXONOMIA É A ARTE DE
CLASSIFICAR
![Page 24: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/24.jpg)
RNA ribossomal
• A árvore filogenética da vida é definida a
partir da comparação entre a sequência
dos nucleotídeos do RNA ribossomal.
• BACTÉRIA e ARCHAEA são compostos
por células procarióticas enquanto que
EUKARYA são eucariotos
![Page 25: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/25.jpg)
TÉCNICAS UTILIZADAS PARA
ANÁLISE DO RNA ribossomal
FRAÇÃO 16S
![Page 26: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/26.jpg)
TÉCNICAS APLICADAS PARA OBTENÇÃO DE
HOMOGENEIZADO CELULAR E SEPARAÇÃO POR
CENTRIFUGAÇÃO DAS ORGANELAS
![Page 27: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/27.jpg)
Composição dos Ribossomos
das células procarioto
![Page 28: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/28.jpg)
RNA DA MENOR SUBUNIDADE DO
RIBOSSOMO PROCARIOTO ( rRNA 16S )
![Page 29: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/29.jpg)
DOMÍNIO Archaea
![Page 30: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/30.jpg)
• Estas cores são devidas à existência de
biofilmes de bactérias hipertermófílas. A
área em azul contém água a 980C e as
regiões que vão do verde ao laranja são
onde crescem as bactérias.
![Page 31: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/31.jpg)
PROSPECÇÃO DA ARCHAEA
• MICROBIÓLOGOS COLETANDO AMOSTRAS PARA
ISOLAR ARCHAEA
• AMOSTRAS DA FONTE HIDROTERMAL NO PARQUE
YELLOWSTONE E DO GELO DO MAR ANTÁRTICO.
![Page 32: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/32.jpg)
PRESENÇA DE ARCHAEA OU EXTREMOPHILES
EM DIFERENTES AMBIENTES
• HALÓFILOS DE SALINAS • HIPERTERMÓFILOS ISOLADOS DE SALINAS E DOS
RESÍDUOS ORIGINADOS DA EVAPORAÇÃO DAS
FONTES TERMAIS.
![Page 33: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/33.jpg)
ARVORE FILOGENÉTICA DAS
PRINCIPAIS LINHAGENS DE BACTÉRIA
![Page 34: Profa. Dra. Bernadete de Medeiros - Sistema de …sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840685/LOT2053/Aula1PR0TE0... · escola de engenharia de lorena - usp curso engenharia bioquÍmica](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022604/5b6735757f8b9a851e8e5aab/html5/thumbnails/34.jpg)
PROTEOBACTERIA
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CARACTERÍSTICAS DAS PROTEOBACTÉRIAS
• Com base na sequência dos genes dos RNAr
fração 16s, as Proteobactérias estão divididas em
cinco classes; alpha, beta, gamma, delta e épsilon
Proteobactérias.
• São de interesse nas áreas de saúde,
biotecnologia e agrícola.
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FILOGENIA DAS PROTEOBACTÉRIAS
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Características das Proteobactéria 1
• É o maior Phylum do domínio Bactéria com 384
gêneros e 1 300 espécies.
• Todas as bactérias são GRAM-NEGATIVAS.
• Quanto aos mecanismos de obtenção de
energia são quimiolitotróficos, fototróficos e
quimiorganotróficos.
• Quanto a fisiologia são anaeróbio, microaerófilo
e anaeróbio facultativo.
• As células apresentam morfologia de cocos,
bacilo, espirilo e bactérias apendiculadas.
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Arranjos das células com a forma de cocos e bacilos
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Opções metabólicas para obtenção de energia
das proteobactérias.
Mecanismos quimiolitotróficos, fototróficos e
quimiorganotróficos
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PROCARIOTOS
QUIMIOLITOTRÓFICOS.
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MANUAL DE BERGEY DE
SISTEMÁTICA DE BACTÉRIA
PROPORCIONA
INFORMAÇÕES PARA
IDENTIFICAR E CLASSIFICAR
AS BACTÉRIAS
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Bergey´s Manual of Systematic Bacteriology
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Manual de Bergey e os Procariotos
• O Manual de Bergey descreve as principais
propriedades taxionômicas dos procariotos
BACTERIA E ARCHAEA
• Com informações quanto a sequência do RNA
ribossomal e da taxonomia clássica.
• O conjunto das duas publicações oferecem aos
microbiologistas os fundamentos, os detalhes
da taxonomia e da filogenia microbianas.
• As duas publicações são referências para
taxonomistas na caracterização de novas
linhagens de procariótos isolados.
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Relação filogenética das α-proteobacteria.
Com destaque a Agrobacterium
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β-proteobacteria Nitrosomonas eThiobacillus
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Reação quimiolitotróficas de algumas β-
proteobacteria: Nitrosomonas e Thiobacillus
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Proteobacteria e Corrosão microbiana
As bactérias do gênero Thiobacillus oxida o enxofre a sulfato e como
consequência há produção de ácido sulfúrico, que funciona como agente
corrosivo.
Algumas bactérias metabolizam sulfetos solúveis quando a concentração
de H2S é inferior a 200 ppm. Essas bactérias convertem sulfatos (SO42-) para
sulfetos (S2-) e sulfetos para enxofre (S) (GENTIL, 2007).
As principais espécies envolvidas no processo de oxidação do enxofre
são Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thiooxidans, e
Thiobacillus concretivorus.
São bactérias aeróbias e autotróficas e obtém energia da oxidação de
compostos inorgânicos:
2 S + 3 O2 + 2 H2O 2 H2SO4
No caso de utilizar o gás sulfídrico ou ácido sulfídrico, tem-se:
2 H2S + 2 O2 H2S2O3 + H2O
5 H2S2O3 + 4 O2 + H2O 6 H2SO4 + 4 S
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Biolixiviação de ouro
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Lixiviação de minério com baixo concentração de ouro
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LIXIVIAÇÃO BACTERIANA DE MINERAIS
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γ- proteobácteria
Chromatium, Eschericia, Xantomonas,
Pseudomonas
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Sistema membranoso de γ-proteobacteria
fototrófico Ectothiorhodospira
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γ- proteobacteria
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Carcterísticas de alguns generos do
grupo γ-proteobacteria
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γ- proteobácteria: gênero Pseudomonas
pigmento: pyocyanea
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γ- proteobacteria: Chromatium
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γ- proteobácteria: Chromatium
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γ- proteobacteria: Chromatium