Introdução à Microbiologia

1. Introdução à Microbiologia Microbiologia Ambiental Breve histórico A diversidade microbiana Classificação dos microrganismos

2. Definição: • mikros + bios + logos • - Primeiros microrganismos • 3,5 - 3,8 bilhões de anos

3. O que são microrganismos? Organismos vivos ou agentes que na maioria dos casos não são visualizados a olho nu. Protozoários, algas, bactérias, fungos e vírus

4. Importância dos microrganismosno processo evolutivo Responsáveis por alterações nas condições atmosféricas na Terra e pelo surgimento de outras formas de vida mais complexas. • Principais marcos na história da vida: • 3,7 bilhões de anos: Origem da vida • 3,5 bilhões de anos: Fóssil do procarionte mais antigo • 2,7 bilhões de anos: Acúmulo de O2 produzido pelas cianobactérias • 2,6 bilhões de anos: Primeiros organismos terrestres • 1,5 bilhões de anos: Fóssil eucarionte mais antigo Estromatólitos do Lago Thetis, na Austrália.

5. Importância dos microrganismos Responsáveis pela manutenção da vida na Terra • Ciclagem dos elementos pela degradação da matéria orgânica • Benefício/prejuízo a saúde do homem, animais e outros seres vivos • Participam das atividades produtivas da vida do homem

6. Importância sob a perspectiva do homem Microbiologia: ± 300 anos

7. Porquê estudar Microbiologia? • São importantes para os animais, plantas e saúde do homem • São fonte de alimento e importantes na produção de alimentos • São importantes na reciclagem de resíduos • São úteis na produção de antibióticos, vitaminas, ...  • São importantes na aplicação da engenharia genética tecnologia de DNA recombinante, terapia gênica • E muito mais ....

8. Terapia genética usando um Adenovíruscomo vetor: Um novo gene é inserido no adenovírus, que é usado para introduzir o DNA modificado na célula humana. Se o tratamento for bem sucedido, o novo gene vai produzir uma proteína funcional. Tratamento de doenças hereditárias

9. As primeiras observações A teoria da geração espontânea e biogênese A idade de ouro da microbiologia A microbiologia no presente HISTÓRICO DA MICROBIOLOGIA Lister, 1867 – primeira cirurgia asséptica

10. As primeiras observações: • EGÍPCIOS: protegiam tumbas com esporos de Aspergillus • BÍBLIA:descrição da lepra (Livro dos Números – 1000 aC) e proibição consumo de certas carnes (Deuteronômio – 600 aC). • Grécia (~400 aC): Tucídides verificou que os pacientes que sobreviviam à praga ficavam protegidos e podiam cuidar dos doentes. • China (50 aC): uso de sandálias mofadas para controle de infecções bacterianas nos pés. • Roma (100 dC): Varro alertava que diminutas criaturas de certos ambientes entravam no corpo e causavam doenças.

11. A Praga ou Peste Negra foi uma epidemia que atingiu a Europa, China e Oriente Médio, entre outras. Em 1347 (Idade Média), a peste matou 1/3 população Européia, destruindo uma brilhante civilização. .

12. A descoberta dos microrganismos Lentes 200 a 300 X As primeiras observações:Leeuwenhoek (em 1677)

13. O MUNDO INVISÍVEL • Leeuwenhoek é considerado o fundador da microbiologia • Observações relatadas a Sociedade Real de Londres • Observou e descreveu os microrganismos (“animálculos“)

14. A geração espontânea de volta ao debate • Redi (1626-1697): moscas não se originam de carne e peixes • A descoberta dos microrganismos reaqueceu os debates: - mais um século de controvérsias

15. Pasteur (1822-1895)

16. A geração espontânea de volta ao debate Teoria microbiana da fermentação: 1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos PASTEURIZAÇÃO

17. Teoria microbiana das doenças • Robert Koch (1843-1910): • Descobriu que uma bactéria específica causava uma determinada doença (Antraz). • Revolucionou a medicina para diagnóstico e tratamento de doenças e aumentou a expectativa de vida em décadas.

18. Desenvolvimento de técnicas para estudos dos microrganismos Necessidade de separar diferentes microrganismos para estudos: • Alemães - conceito de meio de cultura: colônias em batatas - isolamento • meios: caldos, leite, frutas, etc. • Koch: ágar-ágar e a cultura pura • Petri: placa para cultura • Erlich: coloração das células • Lister: fenol primeiro desinfetante, técnicas assépticas

19. A idade de ouro da Microbiologia (1875-1915) Estabelecimento da microbiologia como ciência Novos ramos: • Ecologia Microbiana Descoberta da importância das bactérias na ciclagem dos nutrientes (C, N,S,P) (Winogradski e Beijerinck) • Imunologia • vacinas • imunoglobulinas • anticorpos monoclonais

20. Indústria Drogas, antibióticos, alimentos (Fleming, Waksmam) • Virologia: Iwanovski/Stanley • Biologia Molecular – 1970 mapeamento, recombinação e engenharia genética

21. O futuro da microbiologia • -Área médica • Doenças emergentes • Microrganismos novos • Reaparecimento de doenças • -Biotecnologia e Bioengenharia • - Bioinformática • - Processos industriais e na área ambiental Diversidade e sua aplicação

22. A classificação dos microrganismos(Taxonomia) • Aristóteles (~350 aC): Plantas e animais • Nos séculos XVII e XVIII os botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual sistema de categorias, ainda baseados em características anatômicas superficiais. Carl Linaeus (1758) criou a hierarquia atual (táxons): - classe, ordem, gênero, espécie e variedade. - Sistema binomial • Em 1767, com a descoberta dos microrganismos, sugeriu-se: - Protozoários: Reino Animal - Outros: Reino Vegetal

23. - Muitos seres simples não se encaixavam na divisão Plantas x Animais Em 1866 Haeckel propôs o 3º Reino e o conceito de “árvore da vida” Animal Vegetal Protista(unicelulares) (algas, fungos, protozoários e bactérias) Postulou ainda uma origem comum para todos os seres, concordando com as evidências moleculares recentemente descobertas.

24. No século XX a classificação mais aceita passou a ter cinco reinos Whittaker (1960) adicionou um reino (Fungi) a visão de Aristóteles (plantas e animais) Mas relegou os microrganismos para: PROTISTA (MICRORGANISMOS EUCARIONTES) MONERA (MICRORGANISMOS PROCARIONTES

25. 1970-1980: Carl Woese estuda o gene da subunidade 16S ou 18S do RNA ribossômico: • rRNA contém os genes mais conservados em todas as células CRONÔMETRO EVOLUCIONÁRIO

26. Classificação de Woese A análise genética levou a propor o estabelecimento dos super-reinos ou domínios 1977-1980: nova árvore da vida Protozoários, fungos, algas, plantas e animais Maior diversidade genética é microbiana

27. 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. • Staphylococcus spp.