Introdução à Microbiologia

1. Introdução à Microbiologia Microbiologia Geral MIP 7013 Prof. Admir J. Giachini

2. 1. Definição e origem • Definição: • mikros + bios + logos • O que são considerados microrganismos? • Organismos unicelulares (?) microscópicos • Fungos • Bactérias • Protozoários • Vírus (acelulares)

3. 1. Definição e origem • Primeiros microrganismos • 3,5 - 3,8 bilhões de anos

6. Estruturas celulares Bacteria Archaea Eucarya Tipo de Célula Procarionte Procarionte Eucarionte Parede Celular Peptidoglicano presente Sem peptidoglicano Se presente, sem peptidoglicano Lipídios da Membrana Plasmática Ligações Ester entre cabeças polares e caudas de ácidos graxos Ligações Éter Ligações Ester RNA Polimerase 1, com 4 subunidades Muitas, com 8-12 subunidades cada 3, com 12-14 subunidades cada Iniciador tRNA Formilmetionina Metionina Metionina

7. Fungos 1,500 Cianobactérias Archaea e Bacteria

8. 2. A "Pré-história" da Microbiologia • 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

9. 3. A descoberta dos microrganismos Antony van Leeuwenhoek (1632-1723 sec. XVII e XVIII) Delft, Holanda

10. O microscópio de Leeuwenhoek

11. Leeuwenhoek 1673-1723: observações relatadas à Sociedade Real de Londres

12. 3.1. A geração espontânea de volta Pasteur (1822-1895 sec. XIX)

13. 3.1. A geração espontânea de volta • Pasteur (1822-1895)

14. 3.1. A geração espontânea de volta • Pasteur (1822-1895)

15. 3.1. A geração espontânea de volta • Pasteur (1822-1895)

16. 3.2. Teoria microbiana das fermentações 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

17. 3.2. Teoria microbiana das fermentações • 1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos e estabelece a primeira teoria microbiana da fermentação • PASTEURIZAÇÃO

18. 3.3. Teoria microbiana das doenças • 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

19. 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

20. POSTULADOS DE KOCH

21. O organismo patogênico suspeito deve estar presente em todos os casos da doença e ausente em animais sadios • O organismo suspeito deve ser cultivado em cultura pura • Células de uma cultura pura do organismo suspeito devem causar a doença em um animal sadio • O organismo deve ser reisolado e demonstrar-se idêntico ao original

22. 3.4. Desenvolvimento de técnicas • 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

23. 3.5. A idade de ouro (1875-1915) • Ecologia Microbiana: • Sergei Winogradski e Martinus Beijerinck • bactérias autotróficas • fixação do N2 bactérias • bactérias fotossintetizantes

24. 3.5. A idade de ouro (1875-1915) • Imunologia: • primeiras vacinas • Indústria: drogas, antibióticos, alimentos Fleming, Waksman • Virologia: Iwanovski/Stanley

25. 4. A classificação dos microrganismos • Carl Linaeus (1707-1778): • Animal x Vegetal • Sistema binomial • 1767: • descoberta dos microrganismos, sugere: • Protozoários: Reino Animal • Outros microrganismos: Reino Vegetal

26. 4. A classificação dos microrganismos Haeckel e o 3º reino (1866): Animal Vegetal Protista (unicelulares)

27. 4. A classificação dos microrganismos • advento do microscópio eletrônico (1940): • detalhes da ultra-estrutura das células • Procariotos x Eucariotos (1960)

28. 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

29. Eucariotos Pluricelulares Unicelulares Procariotos Organização celular Fotossíntese Absorção Ingestão Nutrição O sistema de classificação em cinco reinos de Whittaker (1969)

30. 4. A classificação dos microrganismos • 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

31. 4. A classificação dos microrganismos • 1970-1980: • Carl Woese estuda o gene da subunidade 16S e 18S do rRNA: ESTUDOS DE EVOLUÇÃO

32. 4. A classificação dos microrganismos • 1977-1980: • nova árvore da vida • confirmação de idéias já aceitas: procariotos x eucariotos • Surpresa ou revelação!!!: • 3 domínios

34. Domínio Archaea hipertermófilos Filo Euryarchaeota Filo Crenarchaeota

35. Domínio Bactéria

36. Domínio Eukarya

37. Impacto dos microrganismos nas atividades dos seres humanos

38. A extensão da vida microbiana 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

45. A microbiologia como uma carreira • Medicina clínica • Farmacêutica • Química • Biotecnologia: produtos e processos • Alimentícia • Saúde pública • Laboratórios de pesquisa • Universidades