2413_Introducao a Microbiologia
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Introdução à Microbiologia
Microbiologia Geral
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• Definição: – mikros + bios + logos
• Primeiros microrganismos – 3,5 - 3,8 bilhões de anos
. e n ç o e or gem
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Aparecimento do mamíferos, plantas com flores, insetos sociais100
Desenvolvimento da flora terrestre400 emdiante
A primeira evidência de uma plenitude de organismos vivos nasrochas
570 emdiante
Os mais antigos fósseis de animais multicelulares, incluindoartrópodes primitivos
650-570
Oxigênio alcança 3% do nível atual na atmosfera640
Depósitos de rochas contendo cerca de 20 taxóns de eucariotos,incluindo protozoários e algas verdes filamentosas
800-700
Agrupamentos microbianos de organismos unicelularesrelativamente grandes (25-200 µm) encontrados em sedimentos
marinhos, indicando a presença de organismos eucarióticos(nucleados). Esses fósseis são considerados como cistos dealgas planctônicas. [Considera-se que o surgimento doseucariotos ocorreu cerca de 2 bilhões de anos atrás].
1.400
Oxigênio começa a se acumular na atmosfera2.000-1.800
Cianobactérias capazes de realizar fotossíntese (baseado nadatação com carbono em matéria orgânica desse período). Elas
teriam sido precedidas por bactérias fotossintetizantesanoxigênicas)
2.800
Vida microbiana presente, evidenciada pelos estromatólitos(estruturas sedimentares formadas por comunidadesmicrobianas) em alguns depósitos da Austrália Ocidental
3.500-3.400
Formação do planeta Terracerca 4.600
Evidências geológicas/fósseis (EnciclopédiaBritânica, 1986)
Milhões deanos atrás
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• Definição: – mikros + bios + logos
• Primeiros microrganismos: – 3,5 - 3,8 bilhões de anos
• Ancestrais das outras formas de vida
• Microbiologia: ± 300 anos
1. Definição e origem
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• As primeiras idéias sobre doenças efermentações
• Povos antigos já tinham idéias sobre
doenças e putrefação
. r - s r a a cro o og a
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India (1300 a.C.):
proibição do casamento de pessoascom tuberculose
Bhagavata Purana (500 a.C.):descrição dos sintomas da pestebubônica
. r - s r a a cro o og a
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Leis judaicas: 1ọ
código de saúde públicaLivro dos Números (1000 a.C.):
isolamento de pessoas com lepra ougonorréia
isolamento de cadáveres
Deuteronômio (600 a.C.) (14, 3-21):proibição do consumo de certascarnes: porco, mariscos, animais
encontrados mortos
. r - s r a a cro o og a
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China (50 a.C.):uso de sandálias mofadas paracontrole de infecções bacterianasnos pés
Fracastoro (1546): contagion
(partículas destrutivas)'Shyphilus sofrendo da doença francesa'
. r - s r a a cro o og a
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Jenner (1749-1823):aperfeiçoou um método de
vacinação já utilizado na India(Rig Veda, 1100 a.C.)
Uso de bebidas fermentadas data dosurgimento das primeiras civilizações
EgitoGrécia
. r - s r a a cro o og a
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3. A descoberta dosmicrorganismos
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Antony vanLeeuwenhoek
(1632-1723) -Delft, Holanda
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• Lentes com aumentos de 200-300 X
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O microscópio deLeeuwenhoek
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1673-1723:observações relatadas àSociedade Real de Londres
Leeuwenhoek
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• Redi (1626-1697) já havia demonstrado
que: – carne e peixes não se originam de moscas,mas,
– A descoberta dos microrganismos reaqueceuos debates, resultando em
– Mais um século de controvérsias
. . geraç o espon nea e vo a
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• Spallanzani (1729-1799):
frascos com caldo estéril, sepermanecerem fechados nãoapresentam microrganismos
. . geraç o espon nea e vo a
geraç o espon nea e vo a
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• Schulze (1815-1882): esterilização do ar comácido
• Schwann (1810-1882): esterilização do ar comcalor
. . geraç o espon nea e vo a
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Pasteur (1822-1895)
geraç o espon nea e vo a
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• Pasteur (1822-1895)
. . geraç o espon nea e vo a
geraç o espon nea e vo a
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• Pasteur (1822-1895)
. . geraç o espon nea e vo a
geraç o espon nea e vo a
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• Pasteur (1822-1895)
. . geraç o espon nea e vo a
geraç o espon nea e vo a
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Tyndall e as bactériasprodutoras de endósporos:
TINDALIZAÇÃO
. . geraç o espon nea e vo a
eor a m cro ana as ermen aç e
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Povos antigos usavam a fermentação paraa 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: Balcãs
• koumiss: leite de camelo fermentado
. . eor a m cro ana as ermen aç e
eor a m cro ana as ermen aç e
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• 1850: Pasteur resolve problemas da
indústria francesa de vinhos e estabelece aprimeira teoria microbiana da fermentação
• PASTEURIZAÇÃO
. . eor a m cro ana as ermen aç e
eor a m cro ana as oenças
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• Fracastoro (1546): – seres pequenos causadores de doenças
• Plenciz (séc. 17):
– diferentes doenças eram causadas por diferentes microrganismos (parasitismo)
• Pasteur (séc. 19): indústria da seda: – doença causada por um protozoário
– sugere a seleção de insetos
. . eor a m cro ana as oenças
eor a m cro ana as oenças
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• 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 germe eracausador da doença, fazendo o mesmo mais tardecom a tuberculose
. . eor a m cro ana as oenças
esenvo v men o e cn cas
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• necessidade de separar diferentes espéciesde microrganismos para estudos
• TÉCNICAS DE ISOLAMENTO
. . esenvo v men o e cn cas
. . esenvo v men o e cn cas
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• 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 desinfectante, técnicas
assépticas
. . esenvo v men o e cn cas
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A placa de Petri
. . esenvo v men o e cn cas
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• 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 desinfectante, técnicasassépticas
. . esenvo v men o e cn cas
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POSTULADOS DE KOCH
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Madigan et al., 2004
. . a e e ouro -
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• Ecologia Microbiana:
– Sergei Winogradski e Martinus Beijerinck
• bactérias autotróficas
• fixação do N2 bactérias
• bactérias fotossintetizantes
. . a e e ouro
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• Imunologia:
– primeiras vacinas
• Indústria: drogas, antibióticos, alimentosFleming, Waksman
• Virologia: Iwanovski/Stanley
. c ass caç o os m crorgan smos
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• Carl Linaeus (1707-1778):
– Animal x Vegetal – Sistema binomial
• 1767: – descoberta dos microrganismos, sugere:
• Protozoários: Reino Animal
• Outros microrganismos: Reino Vegetal
– Classe Chaos
ç g
. c ass caç o os m crorgan smos
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Haeckel e o 3º reino (1866):
Animal
Vegetal
Protista (unicelulares)
ç g
. c ass caç o os m crorgan smos
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• advento do microscópio eletrônico (1940):
• detalhes da ultra-estrutura das células
• Procariotos x Eucariotos (1960)
ç g
. c ass caç o os m crorgan smos
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• Whittaker propõe os 5 Reinos (1969)
• tipo de célula: procariótica x eucariótica
• organização celular: unicelular x pluricelular
• nutrição: aborção x fotossíntese x ingestão
• endossimbiose hereditária (Margulis)
ç g
Eucariotos
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O sistema de classificação em cinco reinos de Whittaker (1969)
Pluricelulares
Unicelulares
Procariotos
Fotossíntese Absorção Ingestão
. c ass caç o os m crorgan smos
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• 1965:
– Emile Zuckerkandl e Linus Pauling:• sugerem a observação de diferenças/semelhançasem blocos de genes ou de proteínas
• 1960-1970:
– Sequenciamento de proteínas• Cianobactérias como um grupo separado
. c ass caç o os m crorgan smos
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CRONÔMETRO EVOLUCIONÁRIO
• 1970-1980:
– Carl Woese estuda o gene da subunidade16S ou 18S do rRNA:
. c ass caç o os m crorgan smos
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• 1977-1980: – nova árvore da vida
• confirmação de idéias já aceitas:procariotos x eucariotos
• surpresa!!!:• 3 domínios
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. c ass caç o os m crorgan smos
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• Archaea
– lipídeos da membrana – estrutura de proteínas
– maquinária de transcrição e tradução
• Bacteria
• Eucarya
Domínio Bactéria
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Madigan et al., 2004
Domínio Archaea
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Madigan et al., 2004
Archaea
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CrenarchaeotaEuryarchaeotaKorarchaeotaNanoarchaeotaThaumarchaeota
Phyla
Scientific classification
Halobacteria sp. strain NRC-1, each cell about 5 µm in length.
Fossil range: Paleoarchean - Recent
ArchaeaWoese, Kandler & Wheelis, 1990
Domain:
Domínio Eukarya
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Madigan et al., 2004
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Impacto dos microrganismosnas atividades dos seres
humanos
A extensão da vida microbiana
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Procariotos totais: 5 x 1030 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
tonA quantidade de carbono nessa biomassa ≈ carbono presente em todas aplantas da Terra
Nitrogênio e fósforo dos procariotos é 10 x maior que o de toda biomassavegetal
Procariotos são a principal fração da biomassa na TerraReservatórios-chave dos nutrientes essenciais à vida
A maior parte encontra-se nos oceanos
http://www.dms.ufsc.br/mip7013/
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Madigan et al., 2004
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Madigan et al., 2004