Introdução à Microbiologia

Microbiologia Geral

MIP 7013

Prof. Admir J. Giachini

• Definição:– mikros + bios + logos

• O que são considerados microrganismos?– Organismos unicelulares (?) microscópicos

• Fungos• Bactérias• Protozoários

– Vírus (acelulares)

1. Definição e origem

• Primeiros microrganismos– 3,5 - 3,8 bilhões de anos

1. Definição e origem

MetioninaMetioninaFormilmetioninaIniciador tRNA

3, com 12-14 subunidades cada

Muitas, com 8-12 subunidades cada

1, com 4 subunidades

RNA Polimerase

Ligações EsterLigações Éter

Ligações Ester entre cabeças

polares e caudas de ácidos graxos

Lipídios da MembranaPlasmática

Se presente, sem peptidoglicano

Sem peptidoglicanoPeptidoglicano

presenteParede Celular

EucarionteProcarionteProcarionteTipo de Célula

EucaryaArchaeaBacteria

Estruturas celulares

1,500 Fungos

Archaea e BacteriaCianobactérias

• Microbiologia menos de 400 anos de história

• As primeiras idéias sobre doenças e fermentações: Europa ocidental

• Povos antigos já tinham idéias sobre doenças e putrefação: África e Ásia

2. A "Pré-história" da Microbiologia

3. A descoberta dos microrganismos

Antony van Leeuwenhoek (1632-1723 sec. XVII e XVIII) Delft, Holanda

O microscópio de Leeuwenhoek

1673-1723: observações relatadas à Sociedade Real de Londres

Leeuwenhoek

Pasteur (1822-1895 sec. XIX)

3.1. A geração espontânea de volta

• Pasteur (1822-1895)

3.1. A geração espontânea de volta

3.1. A geração espontânea de volta

• Pasteur (1822-1895)

3.1. A geração espontânea de volta

• Pasteur (1822-1895)

Povos antigos usavam a fermentação para

a produção de:

• vinhos: Grécia

• kiu (cerveja de arroz): China (2300 a.C.)

• sakê (vinho de arroz fermentado): Japão(500 a.C.)

• shoyu (molho de soja)

• leite fermentado

• koumiss: leite de camelo fermentado

3.2. Teoria microbiana das fermentações

• 1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos e estabelece a primeira teoria microbiana da fermentação

• PASTEURIZAÇÃO

3.2. Teoria microbiana das fermentações

• Fracastoro (sec. XVI): – seres pequenos causadores de doenças

• Plenciz (séc. XVII): – diferentes doenças eram causadas por

diferentes microrganismos (parasitismo)

• Pasteur (séc. XIX) - indústria da seda:– doença causada por um protozoário– sugere a seleção de insetos

3.3. Teoria microbiana das doenças

• Robert Koch (1843-1910): – rival de Pasteur na descoberta do agente do

carbúnculo (antraz):

• descobriu a bactéria Bacillus anthracis em 1876

• Primeiro pesquisador a provar que um microrganismos era causador da doença, fazendo o mesmo mais tarde com a tuberculose

3.3. Teoria microbiana das doenças

POSTULADOS DE KOCH

1. O organismo patogênico suspeito deve estar presente em todos os casos da doença e ausente em animais sadios

2. O organismo suspeito deve ser cultivado em cultura pura

3. Células de uma cultura pura do organismo suspeito devem causar a doença em um animal sadio

4. O organismo deve ser reisolado e demonstrar-se idêntico ao original

• Alemães: – conceito de meio de cultura: colônias em batatas – isolamento– meios: caldos, leite, frutas, etc.

• Robert Koch: – ágar-ágar e a cultura pura

• Julius Petri: placa para cultura• Paul Erlich: coloração das células• Joseph Lister: fenol como primeiro desinfetante,

técnicas assépticas

3.4. Desenvolvimento de técnicas

• Ecologia Microbiana: – Sergei Winogradski e Martinus Beijerinck

• bactérias autotróficas

• fixação do N2 bactérias

• bactérias fotossintetizantes

3.5. A idade de ouro (1875-1915)

• Imunologia:– primeiras vacinas

• Indústria: drogas, antibióticos, alimentos

Fleming, Waksman

• Virologia: Iwanovski/Stanley

3.5. A idade de ouro (1875-1915)

• Carl Linaeus (1707-1778): – Animal x Vegetal– Sistema binomial

• 1767: – descoberta dos microrganismos, sugere:

• Protozoários: Reino Animal• Outros microrganismos: Reino Vegetal

4. A classificação dos microrganismos

Haeckel e o 3º reino (1866):

Animal

Vegetal

Protista (unicelulares)

4. A classificação dos microrganismos

• advento do microscópio eletrônico (1940):• detalhes da ultra-estrutura das células

• Procariotos x Eucariotos (1960)

4. A classificação dos microrganismos

• Whittaker propõe os 5 Reinos (1969)

• tipo de célula: procariótica x eucariótica

• organização celular: unicelular x pluricelular

• nutrição: aborção x fotossíntese x ingestão

4. A classificação dos microrganismos

O sistema de classificação em cinco reinos de Whittaker (1969)

Eucariotos

Pluricelulares

Unicelulares

Procariotos

Fotossíntese Absorção Ingestão Nutrição

Organizaçãocelular

• 1965: – Emile Zuckerkandl e Linus Pauling:

• sugerem a observação de diferenças/semelhanças em blocos de genes ou de proteínas

• 1960-1970: – Sequenciamento de proteínas

• Cianobactérias como um grupo separado

4. A classificação dos microrganismos

ESTUDOS DE EVOLUÇÃO

• 1970-1980: – Carl Woese estuda o gene da subunidade

16S e 18S do rRNA:

4. A classificação dos microrganismos

• 1977-1980: – nova árvore da vida

• confirmação de idéias já aceitas:procariotos x eucariotos

• Surpresa ou revelação!!!: • 3 domínios

4. A classificação dos microrganismos

Domínio Archaea

Filo EuryarchaeotaFilo Crenarchaeota

hipertermófilos

Domínio Bactéria

Domínio Eukarya

Impacto dos microrganismos

nas atividades dos seres humanos

Procariotos totais: 5 x 1030 células

5,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 células

Considerando-se que 1 bactéria pesa 10-12 g, isso representaria:

5 x 1018 g, ou 5 x 1015 kg, ou 5 x 1012 ton = 5,000,000,000,000,000 kg

5 trilhões de toneladas

A quantidade de carbono nessa biomassa carbono presente em todas as plantas da Terra

Nitrogênio e fósforo dos procariotos é 10 x maior que o de toda biomassa vegetal

A maior parte disso encontra-se nos oceanos

A extensão da vida microbiana

A microbiologia como uma carreira

• Medicina clínica

• Farmacêutica

• Química

• Biotecnologia: produtos e processos

• Alimentícia

• Saúde pública

• Laboratórios de pesquisa

• Universidades