Apostila de microbiologia básica

Apostila de microbiologia básica

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MICROBIOLOGIA BÁSICA CAPÍTULO 1: Introdução à Microbiologia

Microbiologia como uma Ciência

Estuda a natureza fundamental e as propriedades dos microrganismos (Microbiologia Básica). O controle e o uso dos microrganismos de maneira benéfica (Microbiologia Aplicada)

Principais temas de pesquisa usados na Microbiologia Básica:

1. Características Morfológicas - forma e tamanho da célula; composição química e função de suas estruturas internas.

2. Características Fisiológicas - p.ex; a necessidade nutricional específica e as condições físicas necessárias ao crescimento e reprodução.

3. Atividades Bioquímicas - como os microrganismos quebram os nutrientes para obter energia e como eles usam esta energia para a síntese de compostos da célula.

4. Características Genéticas - a hereditariedade e variabilidade das características. 5. Potencial de causar doença - presença ou ausência para o homem, animais e plantas

6. Características Ecológicas - a ocorrência natural dos microrganismos no ambiente e sua relação com outros m.o.

7. Classificação - a relação taxonômica entre os grupos no mundo microbiano.

Principais campos de aplicação da microbiologia Aplicada (medicina, alimentos e laticíneos, agricultura, indústria e ambiente). Alguns exemplos:

1. Produção de vacina com método mais econômico 2. Processos mais eficientes para o tratamento de esgoto

3. Síntese de numerosas substâncias, desde mais simples, como o ácido cítrico, a antibióticos mais complexos, e enzimas

4. Utilizado como suplemento alimentar (proteína de célula única - SCP)

5. Produção de gás metano, utilizado como combustível (pesquisa atual)

6. Biometalurgia - explora a atividade química de bactérias para extrair minerais de minérios de baixa qualidade

7. Usados como "inseticidas biológicos", no lugar de produtos químicos; microrganismos capazes de degradar poluentes

8. Microrganismos capazes de melhorar a capacidade de detergentes caseiros, em remover manchas

9. Iserção de genes bacterianos em plantas para matar insetos

10. Produção de enzimas bacterianas que dissolvem coágulos sanguíneos; vacinas humanas utilizando vírus de insetos; e testes laboratorias rápidos para diagnóstico de infecção viral (novas pesquisas da Engenharia Genética-Microbiologia Médica)

A célula

As células microbianas podem ser divididas em duas categorias com base em como a substância nuclear se apresenta dentro da célula: Células Eucarióticas, apresenta um núcleo separado do citoplasma por uma membrana nuclear; Células Procarióticas, que apresentam material nuclear sem membrana.

Todos os organismos, unicelulares (constituídos de uma única célula), ou multicelulares (que contém muitas células), apresentam as seguintes características:

1. reprodução 2. utilização de alimentos como fonte de energia 3. síntese de substâncias e estrutura celular

4. excreção de substâncias 5. resposta a alterações ambientais

6. mutações (alterações súbitas em suas características hereditárias), embora ocorram raramente

Elementos diferenciais entre células procarióticas e eucarióticas:

Elemento Células Procarióticas Células Eucarióticas

Grupos pertencentes Bactérias, algas verdeazuis

Algas, fungos, protozoários, vegetais e animais

Tamanho da célula tipicamente 0.2-2.0 µm tipicamente 10-100 µm

Núcleo membrana nuclear e nucléolo ausentes limitado por membrana nuclear e presença de nucléolo

Organelas envolvidas por membrana ausente presentes : lisossomos, complexo de Golgi, retículo endoplasmático, mitocôndria e cloroplastos

Flagelo consiste de 2 proteínas construídas em blocos complexo : consiste de múltiplos microtúbulos

Glicocálice presente como uma cápsula ou camada limosa presente em algumas células que tem parede celular

Parede Celular usualmente presente; quimicamente complexa (parede celular bacteriana típica inclue peptidoglicano) quando presente quimicamente simples

Membrana citoplasmática não contém carboidratos e esteróis presença de esteróis e carboidratos que servem como receptores

Ribossomos 70S, distribuidos no citoplasma

80S (retículo endoplasmático); 70S (mitocôndria e cloroplasto)

Cromossomos (DNA) cromossomo único, circular, sem histona um ou mais cromossomos, linear, com histona

Divisão Celular fissão binária mitose

Reprodução sexual transferência de DNA apenas por fragmentos envolve meiose

Relação G + C (%) 28 a 73 em torno de 40

Origem da Vida

Conclusões do estudo da origem da vida :

1. origem única das formas de vida

2. existem 3 linhas primárias de descendência evolucionária: Eubactérias, Arqueobactérias e Eucariótos

3. há duas linhas de procariótos: Eubácterias e Arqueobácterias 4. tanto os cloroplastos como as mitocôndrias - origem bacteriana 5. o relógio evolucionário não é constante para todos os microrganismos 6. as maiores divergências entre as Arqueo e Eubactérias são das termofílicas

7. a fotossíntese surgiu depois

8. os organismos mais primitivos são associados aos ambientes hidrotermais (água + alta temperatura)

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