MICROBIOLOGIA
INTRODUÇÃO
MICROBIOLOGIA Estuda organismos pequenos (menos de um milímetro de diâmetro)
MICRORGANISMOS
DOMÍNIOS
o Procariotas, geralmente unicelulares;
o Parede celular com peptidoglicano como molécula estrutural;
Bacteria o Presentes nos solos, água e ar e principais habitantes da boca, pele e
intestinos humanos;
o Papel importante nos ciclos de elementos na biosfera.
o Procariotas que se distinguem dos Bacteria pelas suas sequências únicas de
RNA ribossomal, ausência de peptidoglicano na parede celular e presença
de lípidos membranares únicos;
Archaea
o Destacam-se pelo seu metabolismo – metanogénese;
o Habitat em ambiente extremos – Extremófilos (Ex.: hipertermófilos, halófilos
extremos, …).
o Fungos e Protistas (protozoários e microalgas);
o Fungos: unicelulares ou multicelulares complexos, que se destacam pelas
suas capacidades metabólicas – Aplicações na produção de pão,
desenvolvimento de antibióticos e decomposição de matéria orgânica;
Eukarya o Microalgas: capacidade fotossintética – produzem, em conjunto com as
cianobactérias (Bacteria), cerca de 75% do O2 do planeta.
(Protozoários - Eucariotas celulares, geralmente com capacidade de
locomoção e de obtenção de nutrientes através da ingestão de matéria
orgânica e de outros microrganismos)
o Agentes não-celulares, cuja reprodução exige a invasão de uma célula
Vírus hospedeira;
o São os microrganismos mais pequenos mas causadores de inúmeras doenças.
PROPRIEDADES DA VIDA CELULAR
,FUNÇÕES CATALÍTICA E GENÉTICA DA CÉLULA
Para que uma célula se reproduza é necessária energia e precursores para a síntese de novas
macromoléculas.
As instruções genéticas devem ser replicadas de tal forma que, no momento da divisão celular, cada
célula-filha receba uma cópia idêntica, ao mesmo tempo que são expressos genes codificadores de
proteínas e outras macromoléculas-chave.
REPLICAÇÃO TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO
EXPLORAÇÃO DE MICRORGANISMOS
A diversidade e alcance das adaptações ambientais dos microrganismos
permitiram a sua aplicação em várias áreas.
ENERGIA AMBIENTE
Aplicações:
os biocombustíveis lignocelulósicos são o Tratamento de águas residuais;
produzidos através da fermentação da celulose o Biorremediação (remoção de
das paredes celulares das plantas, com contaminantes de solos, rios, oceanos, etc);
leveduras ou outros microrganismos. o Lixiviação de minérios;
Produção de óleo (energético) por microalgas o Microbiota natural como barreira de defesa
100x superior às plantas terrestres. contra a invasão de microrganismos
O recurso a algas permite o consumo de CO2 e patogénicos;
evita a utilização de terrenos agrícolas. o Reciclagem de compostos inorgânicos
(como fixação do azoto e nitrificação) permite
a fertilização dos solos;
o As cianobactérias e microalgas permitem a
produção de O2 e fixação de CO2.
o Constituem a base das cadeias alimentares
aquáticas e terrestres.
, INVESTIGAÇÃO BIOTECNOLOGIA
Aplicações dos microrganismos na
Microrganismos utilizados como modelos
biotecnologia:
celulares em investigação básica com o
o Produção de antibióticos (antibacterianos,
objetivo de se atingir uma melhor compreensão
antifúngicos, algicidas, biocidas, etc);
do DNA, do mecanismo de expressão genética,
o Aumento da eficiência de processos
das vias metabólicas essenciais, entre outros.
industriais e agrícolas por produtos
farmacêuticos resultantes da Engenharia
Genética (insulina humana, hormona de
INDÚSTRIA ALIMENTAR crescimento humano, vacinas, etc),
catalisadores químicos, reagentes e
Aplicações dos microrganismos na indústria enzimas.
alimentar:
o Bebidas fermentadas – vinho e cerveja – e
panificação têm por base a fermentação
alcoólica realizada por leveduras;
o Conservação de alimentos – ácido lático
(pickles, molho de soja) e ácido acético
(vinagre);
o Aditivos probióticos, microrganismos ou
substâncias por eles sintetizadas ajudam na
digestão e trânsito intestinal e evitam a
multiplicação de bactérias nocivas.
Algumas microalgas constituem o fitoplâncton. Este grupo representa o produtor primário de matéria
orgânica (biomassa) nas cadeias alimentares e garante a oxigenação do meio ambiente. No entanto,
também pode ser uma fonte de poluição (eutrofização).
Aplicações: Produção de carotenóides (indústria cosmética e alimentar), de óleos (biocombustíveis) e
proteínas (ração animal), bem como contribui para a mitigação do CO2 em indústrias altamente
poluentes.
, MICROSCOPIA
MICROSCÓPIO ÓTICO COMPOSTO
Poder de resolução: capacidade de tornar claramente visíveis e distinguir como entidades separadas dois
objetos muito próximos. O poder de resolução determina a ampliação máxima útil.
0,5𝜆
𝑑 = 𝑛 𝑠𝑖𝑛𝜃
onde 𝑑 é a distância mínima entre dois objetos que os revela
como entidades claramente distintas, 𝜆 é o comprimento de onda
da fonte de luz, 𝑛 é o índice de refração entre a lamela e a objetiva
e o termo 𝑛 𝑠𝑖𝑛𝜃 representa a abertura numérica (NA). Quanto
menor o valor de 𝑑 maior o poder de resolução.
Microscopia de campo claro
Coloração
A aplicação de corantes permite aumentar o contraste o que, tipicamente, leva a um melhoramento
da imagem final. Aplica-se na microscopia de campo claro. Cada corante apresenta afinidade
com materiais celulares específicos o que permite, consoante a escolha do corante, visualizar
diferentes estruturas celulares.
Aumenta o contraste das células ou estruturas
subcelulares;
● Acentua características morfológicas específicas;
● Preserva preparações;
● Facilita diagnóstico de microrganismos específicos (ex.:
Coloração de Gram);
Passos Principais:
1. Fixação
‐ Fixação química (preserva estrutura subcelular fina)
‐ Fixação por acção do calor
2. Tratamento da preparação com corantes
Coloração simples
Envolve um único corante, geralmente carregado positivamente
(corante básico), como é o caso do azul de metileno, o violeta de cristal e
a safranina. A carga positiva permite alta afinidade entre o corante e as
células em estudo, uma vez que a superfície celular tende a estar
carregada negativamente. Destaca-se ainda que antes da aplicação do
corante é necessário proceder a uma técnica de fixação.
É ainda possível utilizar corantes ácidos (carregados negativamente).
Estes levam à coloração do meio em torno da célula (coloração negativa), que acaba por distinguir-
se por oposição.
INTRODUÇÃO
MICROBIOLOGIA Estuda organismos pequenos (menos de um milímetro de diâmetro)
MICRORGANISMOS
DOMÍNIOS
o Procariotas, geralmente unicelulares;
o Parede celular com peptidoglicano como molécula estrutural;
Bacteria o Presentes nos solos, água e ar e principais habitantes da boca, pele e
intestinos humanos;
o Papel importante nos ciclos de elementos na biosfera.
o Procariotas que se distinguem dos Bacteria pelas suas sequências únicas de
RNA ribossomal, ausência de peptidoglicano na parede celular e presença
de lípidos membranares únicos;
Archaea
o Destacam-se pelo seu metabolismo – metanogénese;
o Habitat em ambiente extremos – Extremófilos (Ex.: hipertermófilos, halófilos
extremos, …).
o Fungos e Protistas (protozoários e microalgas);
o Fungos: unicelulares ou multicelulares complexos, que se destacam pelas
suas capacidades metabólicas – Aplicações na produção de pão,
desenvolvimento de antibióticos e decomposição de matéria orgânica;
Eukarya o Microalgas: capacidade fotossintética – produzem, em conjunto com as
cianobactérias (Bacteria), cerca de 75% do O2 do planeta.
(Protozoários - Eucariotas celulares, geralmente com capacidade de
locomoção e de obtenção de nutrientes através da ingestão de matéria
orgânica e de outros microrganismos)
o Agentes não-celulares, cuja reprodução exige a invasão de uma célula
Vírus hospedeira;
o São os microrganismos mais pequenos mas causadores de inúmeras doenças.
PROPRIEDADES DA VIDA CELULAR
,FUNÇÕES CATALÍTICA E GENÉTICA DA CÉLULA
Para que uma célula se reproduza é necessária energia e precursores para a síntese de novas
macromoléculas.
As instruções genéticas devem ser replicadas de tal forma que, no momento da divisão celular, cada
célula-filha receba uma cópia idêntica, ao mesmo tempo que são expressos genes codificadores de
proteínas e outras macromoléculas-chave.
REPLICAÇÃO TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO
EXPLORAÇÃO DE MICRORGANISMOS
A diversidade e alcance das adaptações ambientais dos microrganismos
permitiram a sua aplicação em várias áreas.
ENERGIA AMBIENTE
Aplicações:
os biocombustíveis lignocelulósicos são o Tratamento de águas residuais;
produzidos através da fermentação da celulose o Biorremediação (remoção de
das paredes celulares das plantas, com contaminantes de solos, rios, oceanos, etc);
leveduras ou outros microrganismos. o Lixiviação de minérios;
Produção de óleo (energético) por microalgas o Microbiota natural como barreira de defesa
100x superior às plantas terrestres. contra a invasão de microrganismos
O recurso a algas permite o consumo de CO2 e patogénicos;
evita a utilização de terrenos agrícolas. o Reciclagem de compostos inorgânicos
(como fixação do azoto e nitrificação) permite
a fertilização dos solos;
o As cianobactérias e microalgas permitem a
produção de O2 e fixação de CO2.
o Constituem a base das cadeias alimentares
aquáticas e terrestres.
, INVESTIGAÇÃO BIOTECNOLOGIA
Aplicações dos microrganismos na
Microrganismos utilizados como modelos
biotecnologia:
celulares em investigação básica com o
o Produção de antibióticos (antibacterianos,
objetivo de se atingir uma melhor compreensão
antifúngicos, algicidas, biocidas, etc);
do DNA, do mecanismo de expressão genética,
o Aumento da eficiência de processos
das vias metabólicas essenciais, entre outros.
industriais e agrícolas por produtos
farmacêuticos resultantes da Engenharia
Genética (insulina humana, hormona de
INDÚSTRIA ALIMENTAR crescimento humano, vacinas, etc),
catalisadores químicos, reagentes e
Aplicações dos microrganismos na indústria enzimas.
alimentar:
o Bebidas fermentadas – vinho e cerveja – e
panificação têm por base a fermentação
alcoólica realizada por leveduras;
o Conservação de alimentos – ácido lático
(pickles, molho de soja) e ácido acético
(vinagre);
o Aditivos probióticos, microrganismos ou
substâncias por eles sintetizadas ajudam na
digestão e trânsito intestinal e evitam a
multiplicação de bactérias nocivas.
Algumas microalgas constituem o fitoplâncton. Este grupo representa o produtor primário de matéria
orgânica (biomassa) nas cadeias alimentares e garante a oxigenação do meio ambiente. No entanto,
também pode ser uma fonte de poluição (eutrofização).
Aplicações: Produção de carotenóides (indústria cosmética e alimentar), de óleos (biocombustíveis) e
proteínas (ração animal), bem como contribui para a mitigação do CO2 em indústrias altamente
poluentes.
, MICROSCOPIA
MICROSCÓPIO ÓTICO COMPOSTO
Poder de resolução: capacidade de tornar claramente visíveis e distinguir como entidades separadas dois
objetos muito próximos. O poder de resolução determina a ampliação máxima útil.
0,5𝜆
𝑑 = 𝑛 𝑠𝑖𝑛𝜃
onde 𝑑 é a distância mínima entre dois objetos que os revela
como entidades claramente distintas, 𝜆 é o comprimento de onda
da fonte de luz, 𝑛 é o índice de refração entre a lamela e a objetiva
e o termo 𝑛 𝑠𝑖𝑛𝜃 representa a abertura numérica (NA). Quanto
menor o valor de 𝑑 maior o poder de resolução.
Microscopia de campo claro
Coloração
A aplicação de corantes permite aumentar o contraste o que, tipicamente, leva a um melhoramento
da imagem final. Aplica-se na microscopia de campo claro. Cada corante apresenta afinidade
com materiais celulares específicos o que permite, consoante a escolha do corante, visualizar
diferentes estruturas celulares.
Aumenta o contraste das células ou estruturas
subcelulares;
● Acentua características morfológicas específicas;
● Preserva preparações;
● Facilita diagnóstico de microrganismos específicos (ex.:
Coloração de Gram);
Passos Principais:
1. Fixação
‐ Fixação química (preserva estrutura subcelular fina)
‐ Fixação por acção do calor
2. Tratamento da preparação com corantes
Coloração simples
Envolve um único corante, geralmente carregado positivamente
(corante básico), como é o caso do azul de metileno, o violeta de cristal e
a safranina. A carga positiva permite alta afinidade entre o corante e as
células em estudo, uma vez que a superfície celular tende a estar
carregada negativamente. Destaca-se ainda que antes da aplicação do
corante é necessário proceder a uma técnica de fixação.
É ainda possível utilizar corantes ácidos (carregados negativamente).
Estes levam à coloração do meio em torno da célula (coloração negativa), que acaba por distinguir-
se por oposição.
