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Microbiologia GeralDarlene Ana de Paula Vieira

Nayara Cludia de Assuno Queiroz Fernandes

2012Inhumas - GO

INSTITUTO FEDERAL DEEDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA

CampusInhumasGOIS

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O GRANDEO SUL

NSTITUTO

EDERAL

Presidncia da Repblica Federativa do Brasil

Ministrio da Educao

Secretaria de Educao Profissional e Tecnolgica

Equipe de Elaborao Instituto Federal de

Educao, Cincia e Tecnologia de Gois/

IFG - Inhumas

Reitor

Paulo Csar Pereira/IFG-Inhumas

Diretor Geral

Cleiton Jos da Silva/IFG-Inhumas

Coordenao Institucional

Daniel Aldo Soares/IFG-Inhumas

Professor-autor

Darlene Ana de Paula Vieira/IFG - Inhumas

Nayara Cludia de A. Queiroz Fernandes/IFG-Inhumas

Equipe Tcnica

Renata Luiza da Costa/IFG-Inhumas

Rodrigo Cndido Borges/IFG - Inhumas

Shirley Carmem da Silva/IFG-Inhumas

Viviane Margarida Gomes/ IFG - Inhumas

Comisso de Acompanhamento e Validao

Colgio Tcnico Industrial de Santa Maria/CTISM

Coordenador Institucional

Paulo Roberto Colusso/CTISM

Coordenao Tcnica

Iza Neuza Teixeira Bohrer/CTISM

Coordenao de Design

Erika Goellner/CTISM

Reviso Pedaggica

Andressa Rosemrie de Menezes Costa/CTISM

Francine Netto Martins Tadielo/CTISM

Marcia Migliore Freo/CTISM

Reviso Textual

Daiane Siveris/CTISM

Lourdes Maria Grotto de Moura/CTISM

Vera Maria Oliveira/CTISM

Reviso Tcnica

Josiane Pacheco Menezes/CTISM

Diego Pascoal Golle/CTISM

Ilustrao

Rafael Cavalli Viapiana/CTISM

Diagramao

Gustavo Schwendler/CTISM

Leandro Felipe Aguilar Freitas/CTISM

Mara Rodrigues/CTISM

Muren Fernandes Massia/CTISM

Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Gois

Este Caderno foi elaborado em parceria entre o Instituto Federal de Educao,Cincia e Tecnologia de Gois/IFG-Inhumas e a Universidade Federal de Santa

Maria para o Sistema Escola Tcnica Aberta do Brasil Rede e-Tec Brasil.

Vieira, Darlene Ana de Paula

V658m Microbiologia Geral / Darlene Ana de Paula Veira, NayaraCludia de Assuno Queiroz. Inhumas: IFG; Santa Maria:Universidade Federal de Santa Maria, 2012.

100 p. : il.Bibliografia.

Caderno elaborado em parceria entre o Instituto Federal deEducao, Cincia e Tecnologia de Gois/IFG-Inhumas e aUniversidade Federal de Santa Maria para o Sistema EscolaTcnica Aberta do Brasil e-Tec Brasil.

1. Microbiologia Geral. 2. Microrganismos. 3. Fernandes,Nayara Cludia de Assuno Queiroz. I. Ttulo.

CDD 579

Ficha catalogrfica elaborada por Maria Aparecida Rodrigues de SouzaCRB 1/1497 bibliotecria do IFG Campus Inhumas

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e-Tec Brasil33

Apresentao e-Tec Brasil

Prezado estudante,

Bem-vindo ao e-Tec Brasil!

Voc faz parte de uma rede nacional pblica de ensino, a Escola Tcnica

Aberta do Brasil, instituda pelo Decreto n 6.301, de 12 de dezembro de

2007, com o objetivo de democratizar o acesso ao ensino tcnico pblico, na

modalidade a distncia. O programa resultado de uma parceria do Minis-

trio da Educao, por meio das Secretarias de Educao a Distncia (SEED)

e de Educao Profissional e Tecnolgica (SETEC), as universidades e escolas

tcnicas estaduais e federais.

A educao a distncia no nosso pas, de dimenses continentais e grande

diversidade regional e cultural, longe de distanciar, aproxima as pessoas ao

garantir acesso educao de qualidade e ao promover o fortalecimento

da formao de jovens moradores de regies distantes dos grandes centros

geogrfica e ou economicamente.

O e-Tec Brasil leva os cursos tcnicos a locais distantes das instituies de

ensino e para a periferia das grandes cidades, incentivando os jovens a concluir

o ensino mdio. Os cursos so ofertados pelas instituies pblicas de ensino,

e o atendimento ao estudante realizado em escolas-polo integrantes das

redes pblicas municipais e estaduais.

O Ministrio da Educao, as instituies pblicas de ensino tcnico, seus

servidores tcnicos e professores acreditam que uma educao profissional

qualificada integradora do ensino mdio e da educao tcnica, capaz

de promover o cidado com capacidades para produzir, mas tambm com

autonomia diante das diferentes dimenses da realidade: cultural, social,

familiar, esportiva, poltica e tica.

Ns acreditamos em voc!

Desejamos sucesso na sua formao profissional!

Ministrio da Educao

Janeiro de 2010

Nosso contato

[email protected]

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e-Tec Brasil5

Indicao de cones

Os cones so elementos grficos utilizados para ampliar as formas de

linguagem e facilitar a organizao e a leitura hipertextual.

Ateno:indica pontos de maior relevncia no texto.

Saiba mais: oferece novas informaes que enriquecem o

assunto ou curiosidades e notcias recentes relacionadas ao

tema estudado.

Glossrio:indica a definio de um termo, palavra ou expresso

utilizada no texto.

Mdias integradas: sempre que se desejar que os estudantes

desenvolvam atividades empregando diferentes mdias: vdeos,

filmes, jornais, ambiente AVEA e outras.

Atividades de aprendizagem: apresenta atividades em diferentes

nveis de aprendizagem para que o estudante possa realiz-las e

conferir o seu domnio do tema estudado.

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Tecnologia da Informticae-Tec Brasil 6

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Sumrio

Palavra do professor-autor 9

Apresentao da disciplina 11

Projeto instrucional 13

Aula 1 Principais reas da microbiologia e microscopia 151.1 Apresentao 15

1.2 Microbiologia bsica 15

1.3 Microbiologia aplicada 16

1.4 Caractersticas dos principais grupos de microrganismos 16

1.5 Microscopia 17

Aula 2 A clula 232.1 Apresentao 23

2.2 A clula: unidade fundamental da vida que se ligam ao DNA.23

2.3 Diferenas entre organismos procariontes e eucariontes 26

2.4 Citoplasma 27

2.5 Organelas citoplasmticas 27

Aula 3 Bactrias: morfologia e estruturas 373.1 Apresentao 37

3.2 Bactrias 37

3.3 Morfologia: tamanho, forma e arranjos bacterianos 37

3.4 Estruturas externas da clula bacteriana 41

3.5 Membrana plasmtica modelo mosaico fluido 47

3.6 Estruturas internas da clula bacteriana 48

Aula 4 Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento 514.1 Apresentao 51

4.2 Reproduo bacteriana 51

4.3 Nutrio das bactrias 55

4.4 Crescimento das bactrias 56

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e-Tec Brasil 8

Aula 5 Fungos (leveduras): morfologia e estruturas 615.1 Apresentao 61

5.2 Fungos 61

5.3 Leveduras 62

5.4 Estruturas da clula da levedura 64

Aula 6 Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento 676.1 Apresentao 67

6.2 Reproduo das leveduras 67

6.3 Nutrio das leveduras 69

6.4 Crescimento das leveduras 70

Aula 7 Metabolismo e cintica dos microrganismos 737.1 Apresentao 73

7.2 Metabolismo 73

7.3 Microrganismos para aplicao em processos industriais 78

7.4 Cintica dos processos fermentativos 79

7.5 Mtodos para quantificao do crescimento 84

Aula 8 Provas bioqumicas e cultura de microrganismos 878.1 Apresentao 87

8.2 Provas bioqumicas 87

8.3 Prova da motilidade 90

8.4 Meios de cultivo 91

8.5 Tcnicas de semeadura 92

8.6 Mtodo do Nmero Mais Provvel (NMP) 96

Referncias 99

Currculo do professor-autor 100

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e-Tec Brasil9

Palavra do professor-autor

A disciplina de microbiologia, juntamente com a matemtica, a qumica e a

fsica, constitui um dos ramos fundamentais das cincias bsicas. O conheci-

mento e o estudo detalhado dos microrganismos e de suas funes permitem

estabelecer seu uso em aplicaes muito variadas, desde o campo mdico,

alimentar e ambiental, agrcola e industrial. Desse modo, a microbiologia

consolida-se como um dos pilares da biotecnologia.

Neste caderno apresentaremos a microbiologia geral, que voltada para o

estudo da morfologia, seus arranjos e reaes aos processos de colorao,

fisiologia, metabolismo, caracterizao e identificao dos microorganismos.

Ao adentrar o universo microbiolgico, voc ter condies de multiplicar seu

conhecimento, mas como em toda disciplina, no sero esgotados os assuntos

aqui iniciados, proporcionando a retomada e a complementao dos assuntos

abordados atravs de atividades e sugestes de estudo no ambiente virtual de

ensino-aprendizagem do curso. Uma fonte importante de consulta sero os

stios eletrnicos sobre microbiologia. Tambm, para que se possa aproveitar

melhor o presente material, sugerimos caro estudante, que voc faa uma

leitura cuidadosa do texto, explorando tambm as figuras que acompanham

e ilustram as explicaes.

Como em todo curso, ou em qualquer situao nova, existiro momentos

desafiadores, que nos levaro a mudanas, as quais so imprescindveis para

a nossa formao.

Bons estudos.

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Apresentao da disciplina

A microbiologia[do grego: mikros(pequeno), bios(vida) e logos (cin-

cia)] o estudo dos organismos microscpicos e de suas atividades. Preo-

cupa-se com a forma, a estrutura, a reproduo, a fisiologia, o metabolismo e

a identificao dos microrganismos. Assim a microbiologia envolve o estudo de

organismos procariotos(bactrias, archaeas), eucariotosinferiores(algas,

protozorios, fungos) Figura A.

A microbiologia teve incio com o polimento de lentes, feitas a partir de

peas de vidro, combinadas at produzir aumentos suficientemente grandes

que possibilitassem a visualizao dos microrganismos. Os relatos de Robert

Hooke e Antony van Leeuwenhoek possibilitaram as primeiras observaes

de bactrias e outros microrganismos. Embora no tenha sido, provavel-

mente, o primeiro a ver as bactrias e os protozorios, o holands Antony

van Leeuwenhoek (1632-1723) foi o primeiro a relatar suas observaes, com

descries precisas e desenhos. Embora van Leeuwenhoek seja considerado

o pai da microbiologia, os relatos de Hooke, descrevendo a estrutura de

um bolor, foram publicados anteriormente aos de Leeuwenhoek. Assim, esses

dois pesquisadores so considerados os pioneiros nessa cincia.

No se pode ensinar tudo a algum,

pode-se apenas ajud-lo a encontrar por si mesmo.

Galileu Galilei

Para saber mais sobre a formade algumas bactrias e a histriada microbiologia, acesse:http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/microbiologia/microbiologia-3.php

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Figura A: Exemplos de microorganismos: (a)Archeae; (b) Bactria; (c ) Fungo Penicilium;(d) Alga; (e) Protozorio Tripanossoma cruzie (f) Vrus HIVFonte: (a) www.microbiologybytes.com

(b) http://www.sciencemusings.com/blog/uploaded_images/Bacteria-772833.jpg(c ) http://faculty.clintoncc.suny.edu(d) http://lectoracorrent.blogspot.com(e) http://cbme.usp.br(f) http://pathmicro.med.sc.edu/lecture/hiv9.htm

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Palavra do professor-autor

e-Tec Brasil13

Disciplina: Microbiologia Geral (carga horria: 60h).

Ementa: Morfologia, estrutura celular e reproduo de bactrias e leveduras.

Bioqumica das fermentaes. Velocidade de reaes fermentativas e fatores que

as influenciam. Fatores que influenciam no desenvolvimento de microorganis-

mos. Procedimentos bsicos de anlises microbiolgicas. Unidades de medidas,

sistemas de unidades e fatores de converso para expressar os resultados das

anlises efetuadas.

AULA OBJETIVOS DEAPRENDIZAGEM MATERIAISCARGA

HORRIA(horas)

1. Principais reas

da microbiologia emicroscopia

Reconhecer a importncia da

microbiologia nas diferentes reas

biolgicas.Compreender as principais caractersticas

dos microrganismos.Compreender a importncia da

microscopia no estudo da microbiologia,

reconhecendo as principais partes e ostipos de microscpio.

Entender como as imagens so ampliadas.

Apostila didtica, composta

de introduo, objetivos e um

roteiro de estudo, compostopor textos, figuras, exemplos,

equaes, links, mdias integra-

das, questionamentos, reflexes,lembretes, atividades de apren-

dizagem e sntese. No ambientevirtual sero disponibilizadas

atividades complementares, bemcomo fruns para discusso.

04

2. A clula

Compreender que as clulas so

unidades fundamentais da vida.Diferenciar clulas procariontes de

clulas eucariontes.

Apostila didtica, compostade introduo, objetivos e um





atividades complementares, bem

como fruns para discusso.

05

3. Bactrias: morfo-

logia e estrutura

Conhecer as bactrias: seu tamanho e

sua morfologia.Compreender as estruturas das clulas

bacterianas.

Entender e diferenciar bactrias Grampositivas de Gram negativas.

Identificar estruturas da membrana e docitoplasma bacteriano.


de introduo, objetivos e umroteiro de estudo, compostopor textos, figuras, exemplos,



dizagem e sntese. No ambiente

virtual sero disponibilizadasatividades complementares, bem


07

Projeto instrucional

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AULA OBJETIVOS DEAPRENDIZAGEM MATERIAISCARGA

HORRIA(horas)

4. Bactrias: repro-duo, nutrio e

crescimento

Compreender os tipos de reproduo

bacteriana.Conhecer as formas de obteno de

energia das bactrias.

Entender e diferenciar macro demicronutrientes.

Compreender as fases da curva de

crescimento das bactrias.Compreender os fatores que limitam o

crescimento das bactrias.


de introduo, objetivos e um

roteiro de estudo, composto

por textos, figuras, exemplos,equaes, links, mdias integra-das, questionamentos, reflexes,

lembretes, atividades de apren-




07

5. Fungos (levedu-

ras): morfologia e

estruturas

Conhecer os fungos: suas principais

caractersticas.Conhecer a importncia das leveduras

nos processos industriais.

Identificar as formas e os arranjosmorfolgicos das leveduras.

Compreender as estruturas das clulasdas leveduras.




das, questionamentos, reflexes,

lembretes, atividades de apren-dizagem e sntese. No ambientevirtual sero disponibilizadas



08

6. Fungos (levedu-

ras): reproduo,

nutrio e cresci-mento

Compreender os tipos reprodutivos das

leveduras.Conhecer as formas de obteno de

energia das leveduras.

Entender a nutrio das leveduras.Compreender a curva de crescimento e

os fatores que limitam o crescimento das

leveduras.






virtual sero disponibilizadas


10

7. Metabolismo

e cintica dosmicrorganismos

Compreender o metabolismo e a cintica

dos microrganismos.

Diferenciar e entender anabolismo ecatabolismo.

Conhecer tipos fermentativos.Entender o rendimento energtico na

respirao e na fermentao.

Entender os clculos do tempo degerao e a taxa de crescimento.


roteiro de estudo, composto

por textos, figuras, exemplos,equaes, links, mdias integra-



virtual sero disponibilizadasatividades complementares, bem


10

8. Provas bioqu-

micas e cultura de

microrganismos

Conhecer princpios e procedimentos de

diversas provas (testes) bioqumicas usa-das na identificao de microrganismos.

Conhecer tcnica de enumerao edeteco de microrganismos Mtodo

do Nmero Mais Provvel (NMP).

Apostila didtica, compostade introduo, objetivos e umroteiro de estudo, composto

por textos, figuras, exemplos,equaes, links, mdias integra-

das, questionamentos, reflexes,

lembretes, atividades de apren-dizagem e sntese. No ambiente

virtual sero disponibilizadas


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e-Tec Brasil 14

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e-Tec Brasil

Aula 1 Principais reas damicrobiologia e microscopia

Meditai se s as naes fortes podem fazer

cincia ou se a cincia que as torna fortes.

Objetivos

Reconhecer a importncia da microbiologia nas diferentes reas

biolgicas.

Compreender as principais caractersticas dos microrganismos.

Compreender a importncia da microscopia no estudo da microbio-

logia, reconhecendo as principais partes e os tipos de microscpio.

Entender como as imagens so ampliadas.

1.1 ApresentaoAs informaes aqui apresentadas auxiliaro na compreenso de algumas

reas de atuao da microbiologia, assim como na apreenso das principais

caractersticas dos microrganismos. Existem numerosos aspectos no estudo

da microbiologia, que dividido em duas reas: a microbiologia bsica e a

microbiologia aplicada.

1.2 Microbiologia bsicaA Microbiologia Bsica estuda:

A natureza e as propriedades dos microrganismos (morfolgicas, fisiol-

gicas, bioqumicas, etc.).

Caractersticas morfolgicas (tamanho e forma das clulas, composio

qumica, etc.).

Oswaldo Cruz

Aula 1 - Principais reas da microbiologia e microscopia e-Tec Brasil15

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Caractersticas fisiolgicas (nutrio e condies de crescimento e reproduo).

Atividades bioqumicas (obteno de energia pelos microrganismos).

Caractersticas genticas (hereditariedade e variabilidade das caractersticas).

Caractersticas ecolgicas (microrganismos no ambiente e sua relao

com outros organismos).

Potencial patognico dos microrganismos.

Classificao (relao taxonmica entre os grupos dos microrganismos).

1.3 Microbiologia aplicadaA microbiologia aplicada estuda o controle e o uso dos microrganismos de

maneira benfica (processos industriais, controle de pragas e de doenas,

produo de alimentos, etc.).

Na rea industrial, os microrganismos so utilizados na sntese de substncias

qumicas como cido ctrico, antibiticos mais complexos e enzimas.

Na rea ambiental, os microrganismos so usados como agentes de biode-

gradao e de limpeza ambiental, no controle de pragas, etc.

A microbiologia mdica trata dos microrganismos causadores de doenas e

da preveno e controle das mesmas.

A microbiologia dos alimentos est relacionada com doenas transmitidas por

alimentos, controle de qualidade e produo de alimentos (queijos, bebidas,

pes, etc.).

1.4 Caractersticas dos principais gruposde microrganismosOs microrganismos procariontes compreendem as bactrias, que se dividem

em eubactrias e arqueobactrias, e os microrganismos eucariontes, que

compreendem os protozorios e alguns fungos. (Quadro 1.1)

Para saber maissobre a importncia damicrobiologia, acesse:

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/microbiologia/

microbiologia-2.php

e-Tec Brasil 16 Microbiologia Geral

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Quadro 1.1: Caractersticas dos principais grupos de microrganismos

Microrganismos Caractersticas

1. Vrus

Acelulares; menores e mais simples, em estrutura que as bactrias; contm geralmente

apenas um tipo de cido nuclico (DNA ou RNA), protegido por uma capa protica;

podem multiplicar-se apenas dentro das clulas vivas. Porm, poucos vrus de DNA, comoo citomegalovrus e o vrus da hepatite B, podem iniciar a sntese de molculas de RNA

enquanto ainda esto se formando, de modo que a partcula viral contm os dois tipos decidos nuclicos (DNA e RNA).

2. BactriasSo procariontes; no possuem membrana nuclear (carioteca) e estruturas membrano-sas intracelulares organizadas; so divididas em dois grupos: Eubactrias e Arqueobactrias.

EubactriasApresentam vrias formas (esfrica, bastonete e espirilo), aparecem isoladas ou em for-

mas de colnias; variam de 0,2 5,0 m; so unicelulares e algumas apresentam flagelos.

ArqueobactriasSo semelhantes s eubactrias, mas apresentam diferenas importantes quanto a suacomposio qumica, habitam ambientes extremos como os de altas concentraes sali-

nas, os de acidez e os de temperatura.

3. Protozorios

So eucariontes; unicelulares, no apresentam parede celular rgida, no contm clo-

rofila; alimentam-se por ingesto; alguns movem-se por meio de flagelos ou clios e so

amplamente distribudos na natureza.

4. FungosSo eucariontes; com parede celular rgida; uni ou pluricelulares; desprovidos de cloro-

fila; alimentam-se por absoro. So conhecidos como bolores, leveduras e cogumelos.

Bolores So fungos multicelulares e produzem estruturas filamentosas (hifas e miclios).

LevedurasSo fungos unicelulares e apresentam formas variadas (esfrica a ovide; elipside afilamentosos).

5. AlgasSo eucariontes; contm clorofila (realizam fotossntese); podem ser uni ou pluricelula-res; apresentam parede celular rgida; crescem em diversos ambientes, mas a maioria

aqutica.

Fonte: Adaptado de Amabis e Martho, 2004

1.5 MicroscopiaO microscpio um instrumento indispensvel para os trabalhos laboratoriais,

tornando possvel a observao de estruturas invisveis a olho nu.

Os microscpios so classificados dependendo do princpio no qual a amplia-

o baseada. Eles podem ser:

pticos empregam dois sistemas de lentes, ocular e objetiva, atravs das

quais a imagem ampliada obtida. (Figura 1.1)

Eletrnicos empregam um feixe de eltrons para produzir a imagem ampliada.

O microscpio ptico utilizado para observar clulas procariotas e eucariotas,

e o eletrnico, detalhes celulares e vrus.

DNA

cido desoxirribonuclico.

RNAcido ribonuclico.

procariontesSeres unicelulares que nopossuem carioteca.

cariotecaMembrana que separa o materialgentico do citoplasma.

eucariontesSeres uni ou pluricelulares quepossuem carioteca.

Classificao dos seres vivoshttp://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/intromicro/intromicro.html#classificacao

e-Tec Brasil17Aula 1 - Principais reas da microbiologia e microscopia

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Figura 1.1: Partes do microscpio pticoFonte: CTISM

1.5.1 Partes mecnicas do microscpioP (1) d suporte ao microscpio, garantindo a estabilidade.

Brao (3) haste vertical ou inclinvel fixada base.

Platina (4) plataforma na qual se colocam as preparaes a serem observa-

das. Apresenta no centro, uma abertura por onde passam os raios luminosos.

Revlver (6) suporte das objetivas, fixado extremidade inferior do tubo,

serve para facilitar a substituio de uma objetiva por outra, colocando-as por

rotao em posio de observao.


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Canho (7) suporte cilndrico da ocular.

Parafuso macromtrico ou dos grandes deslocamentos (2) permite

movimentos de grande amplitude e rpidos, por deslocamento vertical da

platina. indispensvel para fazer as focagens.

Parafuso micromtrico ou de focagem lenta (3) permite movimentos

lentos do deslocamento da platina para focagens mais precisas.

1.5.2 Partes pticas do microscpioSistema de ampliao consiste na associao de dois conjuntos de lentes

(objetiva e ocular), constituindo u m sistema ptico composto. A ampliao

total resulta do produto da capacidade de ampliao da objetiva pela capaci-

dade de ampliao da ocular. Veja a Tabela 1.1.

Tabela 1.1: Produtos da ampliao do microscpio ptico

Ampliao Ampliao final

Objetiva Ocular Objetiva x ocular

4x 10x 40x

10x 10x 100x

45x 10x 450x

100x 10x 1000x

Fonte: Adaptado de http://www.mundodacana.com

Objetiva aumenta a imagem do objeto.

Objetiva de imerso a lente que fornece maior aumento, muito usada

em laboratrio de microbiologia. necessrio leo de imerso para assegurar

um trajeto do raio luminoso opticamente homogneo entre a lmina e a lente

objetiva. Depois do uso, devem-se limpar as superfcies pticas com papel

absorvente com um pouco de xilol, pois restos de leo podem danificar o

sistema ptico do microscpio.

Ocular lente que aumenta a imagem recebida da objetiva.

Sistema de iluminao consiste na associao de trs peas fundamentais:

Espelho duplo oufonte de luz destina-se a refletir para a platina a

luz que recebe da fonte luminosa.


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Diafragma regula a intensidade de luz no campo visual do microscpio.

Condensador distribui regularmente no campo visual do microscpio

a luz refletida pelo espelho ou diretamente da fonte luminosa.

Quadro 1.2: Comparativo de diferentes tipos de microscpios

Tipo de microscpioAmpliao

mxima til

Observao

do espcimeAplicaes

Campo claro 1.000 2.000

Microrganismos e tecidos

corados ou descorados; asbactrias, geralmente coradas,

aparecem com a cor do

corante

Caractersticas morfolgicas

grosseiras de bactrias,leveduras, bolores, algas e

protozorios

Campo escuro 1.000 2.000

Microrganismos vivos sem

prvia preparao; aparecem

brilhantes ou iluminados

sobre um campo escuro

Microrganismos que exibemalgumas caractersticas morfo-

lgicas especiais quando vivose em suspenso fluida; por

exemplo, as espiroquetas

Fluorescncia 1.000 2.000Luminoso e corado; cor do

corante fluorescente

Tcnica de diagnstico em

que o corante fluorescente

fixado ao organismo revela asua identidade

Contraste de fase 1.000 2.000Graus variveis de

iluminao

Exame de estruturascelulares em microrganismos

maiores e vivos; por exemplo,

leveduras, algas, protozoriose algumas bactrias

Eletrnico 200.000 400.000Observado em tela fluores-cente

Exame das ultra-estruturasdas clulas Microbianas e

de vrusFonte: Pelczar et al, 1996

Tendo em vista que a base desta disciplina trabalhar com microrganismos,

importante ter uma noo da escala de tamanho e das diferentes unidades

de comprimento.

Quadro 1.3: Unidades de comprimento utilizadas

Unidade

de comprimentoSmbolo Equivalncia

Micrmetro mm milsima parte do milmetro

Nanmetro nm milsima parte do micrmetro

Angstrom dcima parte do nanmetro

Fonte: Raven et al, 2001

Unidades mtricas usadas em microbiologia so: micrmetro e nanmetro.


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ResumoNessa aula estudamos as reas de atuao da microbiologia; os grupos de

microrganismos e suas caractersticas; e os principais tipos de microscpios.

Dentre os microrganismos daremos destaque nas prximas aulas s bactrias

e aos fungos, em especial s leveduras.

Atividades de aprendizagem1. O que estuda a microbiologia e qual a sua importncia?

2. O que estuda a microbiologia bsica? E a microbiologia aplicada?

3. Cite dois exemplos da utilizao dos microrganismos em processos

industriais.

4. Qual a diferena entre as eubactrias e as arqueobactrias?

5. Como so classificados os fungos?

6. Como constitudo o sistema de ampliao de um microscpio?

7. Se voc estiver observando uma estrutura ao microscpio ptico em que a

ocular fornece aumento de 10 vezes e a objetiva de 25 vezes, em quanto

estar sendo aumentado o seu objeto de estudo?

8. Explique de forma simplificada, o que se consegue analisar utilizando um

microscpio de campo claro e um microscpio de contraste de fase.


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e-Tec Brasil

Aula 2 A clula

A honestidade foi e ser sempre a arma decididamente mais forte

para todas as lutas da humanidade que vive e progride.

Objetivos

Compreender que as clulas so unidades fundamentais da vida.

Diferenciar clulas procariontes de clulas eucariontes.

2.1 ApresentaoAs informaes aqui apresentadas ajudaro voc a compreender melhor que

a clula a unidade bsica da vida, e entender as diferenas entre uma clula

procarionte e uma clula eucarionte, que de fundamental importncia para

o estudo dos microrganismos.

2.2 A clula: unidade fundamental da vidaque se ligam ao DNA

A clula a unidade estrutural e funcional dos organismos vivos, ou seja,

todos os seres vivos so formados por clulas. Os menores so constitudos

por uma nica clula, os maiores por bilhes. A percepo de que todos os

organismos so compostos por clulas foi um dos mais importantes avanos

cientficos. A palavra clula no sentido biolgico foi usada, pela primeira vez,

pelo cientista ingls Robert Hooke no sculo XVII.

As clulas surgem de outras clulas preexistentes. As formas mais simplesde vida so clulas solitrias (organismos unicelulares), enquanto as formas

superiores contm associaes de clulas, constituindo colnias de organismos

unicelulares ou constituindo organismos pluricelulares mais complexos. As

clulas podem apresentar estrutura e forma variadas.

Enrico Fermi

Aula 2 - A clula e-Tec Brasil23

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Todas as clulas compartilham dois aspectos essenciais. O primeiro uma

membrana externa, a membrana plasmtica. O outro o material gentico

(informao hereditria) que regula a atividade da clula, possibilitando a sua

reproduo e a passagem das suas caractersticas para a sua descendncia.

A organizao do material gentico uma das caractersticas que separa as

clulas procariontes das clulas eucariontes. Nas clulas procariontes, o mate-

rial gentico (DNA) est na forma de uma grande molcula circular, conhecida

como cromossomo. Em clulas eucariontes, o DNA linear e fortemente ligado

a protenas especiais, conhecidas como histonas, formando certo nmero de

cromossomos complexos.

As clulas dos microrganismos podem ser divididas em duas categorias: Clu-

las Eucariticas apresentam um ncleo separado do citoplasma por uma

membrana nuclear (carioteca); Clulas Procariticas apresentam material

nuclear sem membrana. Veja as Figuras 2.1, 2.2 e 2.3.

Figura 2.1: Clula bacterianaFonte: CTISM

histonasSo protenas que se

ligam ao DNA.

membrana plasmticaMembrana que separa os

contedos celulares doambiente externo.


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Os procariontes consistem de duas linhagens distintas: Bactria(ou eubact-

ria) eArchea. So os menores organismos e os mais simples estruturalmente.

Em termos evolutivos, eles so tambm os mais antigos organismos da Terra

(foram encontrados fsseis de cerca de 3,5 bilhes de anos).

Figura 2.2: Clula vegetalFonte: CTISM

e-Tec Brasil25Aula 2 - A clula

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Figura 2.3: Clula animalFonte: CTISM

2.3 Diferenas entre organismosprocariontes e eucariontes

O Quadro 2.1 apresenta as principais caractersticas das clulas de procariontes

e de eucariontes.

Quadro 2.1: Diferenas entre clulas procariontes e clulas eucariontes

Caractersticas Clulas procariontes Clulas eucariontes

Grupos pertencentes Bactrias e cianobactriasProtozorios, algas, fungos, vegetais

e animais

Tamanho da clula 0,2 - 5,0 m 10 - 100 m

NcleoAusente ausncia de carioteca

(membrana nuclear)

Presente presena de carioteca

(membrana nuclear)Organelas membranosas Ausentes Presentes

Glicocliceou glicoclise Presente Presente em clulas animais

Parede celular

Presente e complexa bioquimicamente

(parede celular bacteriana tpicaapresenta peptidoglicano)

Quando presente simples quimica-mente (apenas plantas e fungos)

Ribossomos Distribudos no citoplasmaDistribudos no retculo endoplasm-

tico, na mitocndria e no cloroplasto

GlicocliceZona rica em carboidratos na

superfcie das clulas.


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Caractersticas Clulas procariontes Clulas eucariontes

DNACromossomo nico, circular, sem

histona

Cromossomos mltiplos, linear, com

histona

Grupos pertencentes Bactrias e cianobactriasProtozorios, algas, fungos, vegetais

e animais

Diviso celular Fisso binria Mitose e meioseFonte: Junqueira & Carneiro, 2005

2.4 CitoplasmaO citoplasma o espao intracelular (dentro da clula) preenchido por uma

matriz semifluida que tem a consistncia de gel, denominada hialoplasma,

na qual est mergulhado tudo o que se encontra dentro da clula, tal

como molculas e organelas. O citoplasma constitudo principalmente de

gua (80%), mas tambm contm ons, sais minerais e molculas, tais como

protenas, carboidratos e o RNA, que correspondem aos 20% restantes.

2.5 Organelas citoplasmticasComo vimos os organismos procariontes no possuem ncleo organizado

e geralmente so pequenos. Caracterizam-se por no possurem organelas

envoltas por membranas, tais como o retculo endoplasmtico, o complexo de

Golgi, as mitocndrias e os plastos. As clulas eucariontes so mais complexas

e so tpicas de protozorios, fungos, animais e vegetais.

Uma organela citoplasmtica pode ser definida como uma determinada parte

do citoplasma responsvel por uma ou mais funes especiais. As organelas

mais importantes esto citadas abaixo.

Ribossomos

Mitocndrias

Complexo de Golgi

Centrolo

Lisossomo

Retculo endoplasmtico liso


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Retculo endoplasmtico rugoso

Cloroplastos

Flagelos

2.5.1 RibossomosSo responsveis pela sntese de protena. Eles no so limitados por membra-

nas e, portanto, ocorrem tanto em procariontes quanto em eucariontes. Os

ribossomos de eucariontes so ligeiramente maiores que os de procariontes.

Eles so compostos por duas subunidades de tamanhos diferentes. Bioquimica-

mente, o ribossomo consiste em RNA ribossmico (RNAr) e umas 50 protenas

estruturais. Veja na Figura 2.4.

Figura 2.4: Estrutura de um ribossomoFonte: CTISM

2.5.2 MitocndriasSo formadas por duas membranas, uma externa e outra interna. Enquanto

a membrana externa lisa, a membrana interna possui inmeras pregas,

chamadas cristas mitocondriais. A cavidade interna das mitocndrias pre-

enchida por um fluido, denominado matriz mitocondrial, que contm grande

quantidade de enzimas dissolvidas, necessrias para a extrao de energia dosnutrientes. Figura 2.5.

As mitocndrias so de fundamental importncia no processo de respirao

celular e no fornecimento de energia a partir da quebra da glicose.


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Figura 2.5: Estrutura de uma mitocndriaFonte: CTISM

2.5.3 Complexo de Golgi

So estruturas membranosas, formadas por bolsas ach atadas e empilhadascuja funo elaborar e armazenar protenas advindas do retculo endoplas-

mtico. abundante em clulas secretoras. Figura 2.6.

Figura 2.6: Estrutura do complexo de GolgiFonte: CTISM

2.5.4 Centrolos formado por um par de cilindros cuja parede constituda por nove conjun-

tos de trs microtbulos cada, e, geralmente, ocorrem aos pares nas clulas.Os centrolos so desprovidos de membrana, sua constituio de natureza

protica. Os centrolos originam estruturas locomotoras, denominadas clios

e flagelos, que diferem entre si quanto ao comprimento e nmero por clula.

Figura 2.7.


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Figura 2.7: Estruturas dos centrolosFonte: CTISM

2.5.5 Lisossomos

So pequenas bolsas portadoras de enzimas digestivas. Elas so liberadas pelocomplexo de Golgi, com a finalidade de promover a digesto de substncias

englobadas pelas clulas. Pode tambm digerir componentes da prpria clula,

promovendo a morte celular para uma contnua renovao. Figura 2.8.

Figura 2.8: Ao dos lisossomosFonte: CTISM

2.5.6 Retculo endoplasmtico liso uma rede de estruturas tubulares e vesiculares achatadas e interligadasformada por uma membrana dupla, amplamente distribuda pela clula e em

comunicao com a membrana plasmtica ou com a carioteca. No apresenta

ribossomos aderidos membrana externa. responsvel pela sntese de todos

os lipdios que constituem a membrana plasmtica, incluindo fosfolipdios e

colesterol. Figura 2.9.


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Figura 2.9: Representao do retculo endoplasmtico lisoFonte: CTISM

2.5.7 Retculo endoplasmtico rugosoDe formato achatado e com ribossomos aderidos, o retculo endoplasmtico

rugoso est presente em maior nmero nas clulas especializadas na secreo

de protenas. Figura 2.10.

Figura 2.10: Representao do retculo endoplasmtico rugosoFonte: CTISM

2.5.8 Cloroplasto

So delimitadas por duas membranas lipoproticas uma externa lisa e outrainterna que forma dobras para o interior da organela. Esse conjunto bem

organizado de membranas formam pilhas unidas entre si, chamadas de grana.

Cada elemento da pilha, que tem o formato de moeda, o tilacide. Todo esse

conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um fludo gelatinoso

que preenche o cloroplasto, o estroma, onde h enzimas, DNA, pequenos

ribossomos e amido. As molculas de clorofila localizam-se nas membranas


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dos tilacides, tal sistema , portanto, a sede das reaes fotoqumicas respon-

sveis pela captao e transformao da energia luminosa em energia qumica.

Figura 2.11: Partes do cloroplastoFonte: CTISM

2.5.9 Flagelos

Os flagelos das bactrias (procariontes) so compostos por uma protenachamada flagelina, os de eucariontes, so extenses filamentosas citoplas-

mtica, frequentes em protozorios, esponjas e gametas mveis. O flagelo

de eucarionte completamente diferente do flagelo bacteriano, tanto em

termos de estrutura como em origem evolucionria, mas a funo em ambos

a mesma: criar movimentos.

Figura 2.12: Diferenas entre flagelos bacterianos e flagelos animaisFonte: CTISM

No Quadro 2.2, verifique as principais estruturas celulares, suas funes e

ocorrncias.


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Quadro 2.2: Organelas citoplasmticas

Organela Funo Procarionte Eucarionte

Responsvel pela

sntese (produo)de protenas

Presente Presente

Responsvel pela

respirao celularAusente Presente

Armazena esecreta diversas

substncias

Ausente Presente

Atua na divisocelular

Ausente

Presente, exceto

em vegetais efungos

Digesto

intracelularAusente Presente


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Resumo

Nessa aula estudamos a clula, unidade fundamental dos seres vivos. Vimosque as clulas dos microrganismos podem ser procariontes (no apresentam

ncleo definido) ou eucariontes (com ncleo definido). Alm disso, tambm

estudamos as principais diferenas entre esses tipos celulares.

Quadro 2.2: Organelas citoplasmticas

Organela Funo Procarionte Eucarionte

Transporte desubstncias eproduo deesterides

Ausente Presente

Transporte de

substncias e

sntese de

protenas

Ausente Presente

Atuana fotossntese

AusentePresente

em vegetais

e algas

Deslocamentocelular

PresentePresente

apenas em animais

(gametas)

esteridesSo hormnios responsveis

pela harmonia das funesno organismo.

Para saber mais sobre clulacomo unidade biolgica, acesse:http://www.portalsaofrancisco.

com.br/alfa/citologia/citologia-3.php


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Atividades de aprendizagem1. Defina clulas procariontes e clulas eucariontes.

2. Quais as principais diferenas entre uma clula procarionte e uma

eucarionte?

3. Que grupos pertencem aos procariontes? E aos eucariontes?

4. Qual a constituio do citoplasma da clula?

5. Qual organela citoplasmtica est presente nos procariontes?

6. Qual a diferena entre o DNA dos procariontes e o DNA dos eucariontes?

7. Quais as duas linhagens de procariontes?

8. Qual a constituio do citoplasma?

9. As bactrias so seres procariontes por que:

a) Podem apresentar formas de resistncia que so os esporos.

b) Possuem uma parede celular espessa, constituda de polissacardeos, pro-

tenas e lipdios.

c) No possuem ncleo organizado envolto pela carioteca.

d) Possuem estruturas locomotoras denominadas flagelos.

e) Podem reproduzir-se sexuadamente por conjugao.


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Estrutura celular

( 1 ) Retculo endoplasmtico

liso

( 2 ) Lisossomo

( 3 ) Mitocndria

( 4 ) Aparelho Golgiense

( 5 ) Ribossomo

( 6 ) Membrana plasmtica

Funo

(__) Responsvel pela respirao aerbica.

(__) Responsvel pela sntese de protenas.

(__) Responsvel pelo transporte de substn-

cias e produo de esterides.

(__) Promove a digesto intracelular.

(__) Mantm a seletividade das clulas.

(__) Realiza sntese e transporte de substncias.

10.Numere os elementos da coluna da direita com os seus correspondentes

da coluna da esquerda.


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e-Tec Brasil

Aula 3 Bactrias: morfologia e estruturas

O que sabemos uma gota,

o que ignoramos um oceano.

Objetivos

Conhecer as bactrias: seu tamanho e sua morfologia.

Compreender as estruturas das clulas bacterianas.

Entender e diferenciar bactrias Gram-positivas de Gram-negativas.

Identificar estruturas da membrana e do citoplasma bacteriano.

3.1 ApresentaoAs anlises das caractersticas morfolgicas das bactrias so importantes

para classificao preliminar e para o conhecimento de algumas propriedades

importantes do ponto de vista industrial.

3.2 BactriasSo organismos unicelulares. Podem ser encontrados de forma isolada ou em

colnias; so constitudos por uma clula (unicelulares), no possuem ncleo

celular definido (procariontes) e no possuem organelas membranosas.

3.3 Morfologia: tamanho, forma earranjos bacterianosAs bactrias so variveis quanto ao tamanho e quanto s formas que apresentam.

Isaac Newton

Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas e-Tec Brasil37

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3.3.1 Tamanho bacterianoA unidade de medida das bactrias o mm (micrmetro) que equivale a 103mm.

Muitas bactrias medem de 2 a 6 mm de comprimento e 1 a 2 mm de largura.

Tamanho varivel: 0,1 0,2 m 5,0 mm

3.3.2 Morfologia das bactrias: formas earranjos bacterianos

Embora existam milhares de espcies bacterianas, elas podem ser agrupadas

em trs tipos morfolgicos gerais: cocos, bacilose espiralados.

a) Formas de cocos(esfricas) o grupo de bactrias mais homogneo

em relao ao tamanho. Os cocos tomam denominaes diferentes de

acordo com o seu arranjo (Figura 3.1).

Micrococos cocos.

Diplococos cocos agrupados aos pares.

Ttrades agrupamentos de quatro cocos.

Sarcina agrupamentos de oito cocos em forma cbica.

Estreptococos cocos agrupados em cadeias.

Estafilococos cocos agrupados em grupos irregulares, lembrando ca-

chos de uva.


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Figura 3.1: Diferentes arranjos de bactrias esfricas (cocos): (a) Coco: Methanococcussp; (b) Diplococo: Neisseria sp (gonococo); (c) Ttrade: Deinococcus sp; (d) Sarcina:Methanosarcina sp; (e) Estreptococo: Streptococcus spe (f) Estfilococo: Staphylococcus spFonte: (a) http://microbewiki.kenyon.edu/images/2/22/methanococcus_6.gif

(b) http://student.ccbcmd.edu/courses/bio141/labmanua/lab1/dkngon.html(c) http://fpslivroaberto.blogspot.com/2009_08_01_archive.html(d) http://faculty.ksu.edu.sa/3822/picture%20library%2002/forms/allitems.aspx(e) http://www.britannica.com/ebchecked/topic/48203/bacteria/39338/capsules-and-slime-layers?anchor=toc39338(f) http://staphylococcusaureustreatment.com

b) Forma de bastonete so clulas cilndricas em forma de bastonete;

apresentam grande variao na forma e no tamanho entre gneros e

espcies (Figura 3.2).

Figura 3.2: Exemplos de bastonetes: (a) Halobacteriume (b) Salmonella, causadorade aguda infeco intestinal em humanosFonte: (a) http://www.foxnews.com/scitech/2010/05/07/aliens-saturn-titan/

(b) http://www.icb.ufmg.br/big/vacinas/Salmonella.htm

e-Tec Brasil39Aula 3 - Bactrias: morfologia e estruturas

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As clulas bacterianas cilndricas ou em bastonetes (bacilos) no apresentam

a mesma disposio dos cocos, mas podem apresentar-se isolados, aos pares

(diplobacilos) e em cadeias (estreptobacilos). Em alguns casos esses arranjos

no constituem padres morfolgicos caractersticos, mas devido s etapas

de crescimento ou s condies de cultivo.

De um modo geral, essas duas formas de bactrias (cocos e bacilos) so as

mais comuns entre as contaminantes nas indstrias de acar e de lcool.

c) Formas espiraladas caracterizadas por clulas em espiral; dividem-se em:

Espirilos possuem corpo rgido e movem-se custa de flagelos exter-

nos. Ex.: GneroAquaspirillium(Figura 3.3).

Espiroquetas so flexveis e locomovem-se geralmente por contraes

do citoplasma, podendo dar vrias voltas completas em torno do prprio

eixo. Ex.: Gnero Treponema(Figura 3.3).

Figura 3.3: Exemplos de bactrias com formas espiraladas: (a) espirilo e (b) espiro-queta Leptospira interrogans, causadora da leptospiroseFonte: (a) http://mikroby.blox.pl/html/1310721,262146,21.html?341847

(b) http://mac122.icu.ac.jp/gen-ed/higher-plants-etc.html

Observao

Alm desses trs tipos morfolgicos, existem algumas formas de transio(Figura 3.4).

Bacilos muito curtos: cocobacilo.

Unidades celulares que se assemelham a uma vrgula: vibrio.


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Figura 3.4: Formas bacterianas de transio: exemplos de vibries (a) Vibrio cholerae,

causador da clera em humanos e (b) Vibrio vulnificus, agressiva bactria carnvoraFonte: (a) e (b) http://visualsunlimited.photoshelter.com

3.4 Estruturas externas da clula bacterianaO tamanho, a forma e o arranjo das bactrias constituem sua morfologia,

sua aparncia externa; a observao interna das estruturas celulares permite

conhecer um pouco o funcionamento da bactria no ambiente.

3.4.1 Parede celularA parede celular uma estrutura rgida que est presente em quase todas

as bactrias e localiza-se acima da membrana citoplasmtica. Ela contm

polmeroscomplexos conhecidos como peptidioglicanos, que so respon-

sveis pela sua rigidez. A parede celular impede que a clula estoure em

decorrncia do grande turgor, atua como uma barreira de proteo contra

determinados agentes qumicos e fsicos externos e funciona como suporte

de antgenos somticos bacterianos.

As bactrias podem ser divididas em dois grandes grupos, com base na capaci-

dade de suas paredes celulares fixarem o corante violeta cristal: as Gram-positivas

(que coram em roxo) e as Gram-negativas (que coram em vermelho).

A parede celular de bactrias Gram-positivas composta basicamente por

peptideoglicano, que constitui uma espessa camada ao redor da clula. Outros

polmeros, tais como cidos lipoteicicos e polissacardeos, tambm podem

estar presentes nessa camada (Figura 3.5).

polmerosMacromolculas formadas apartir de unidades estruturaismenores.


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Nas bactrias Gram-negativas o peptideoglicano constitui uma camada basal

delgada, sobre a qual se encontra outra camada, denominada membrana

externa que composta por lipoprotenas, fosfolipdios, protenas e lipopo-

lissacardeos (Figura 3.6). O processo de colorao de Gram consiste basica-

mente em tratar bactrias sucessivamente com cristal violeta, lugol, lcool efucsina (Figura 3.7). O cristal violeta e o lugol penetram tanto nas bactrias

Gram-positivas quanto nas Gram-negativas, formando um complexo de cor

roxa. O tratamento com lcool a etapa diferencial; nas Gram-positivas, o

lcool no retira o complexo cristal violeta+lugol, pois a sua ao desidratante

faz com que a espessa camada de peptideoglicano torne-se menos permevel,

retendo o corante. Nas Gram-negativas, devido pequena espessura da

camada de peptideoglicano, o complexo corado extrado pelo lcool, dei-

xando as clulas descoradas. O tratamento com fucsina no altera a cor roxa

das Gram-positivas, ao passo que as Gram-negativas descoradas pelo lcool

tornam-se avermelhadas (Figura 3.7).

A colorao de Gram amplamente utilizada para identificar e classificar

bactrias.

O processo de colorao de Gram usado para classificar as bactrias em

Gram-positivasou Gram-negativas, conforme fixam ou no o corante.

Essa classificao importante, pois as bactrias Gram-positivas so mais

sensveis penicilina e sulfa. Este processo de colorao um dos mais

importante mtodos realizados em laboratrio de microbiologia.

delgada (ou delgado)Fina ou fino


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Figura 3.5: Parede celular de bactria Gram-positivaFonte: CTISM

Figura 3.6: Parede celular de bactria Gram-negativaFonte: CTISM


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Figura 3.7: Processo de colorao do Gram

Fonte: Adaptado de http://pathmicro.med.sc.edu/fox/gram-st.jpg

Figura 3.8: (a) Micrografia da parede celular de bactria Gram-negativa; (b) indicaode suas partes; (c) micrografia da parede celular de bactria Gram-positiva e (d) indica-

o de suas partesFonte: (a) e (c) http://visualsunlimited.photoshelter.com

(b) e (d) CTISM

3.4.2 FlagelosSo organelas especiais (apndices delgados) responsveis pela locomoo das

bactrias. De acordo com o nmero e distribuio dos flagelos, as bactrias

podem ser classificadas como: atrquias (sem flagelos), monotrquias (um nico

flagelo), anfitrquias (um flagelo em cada extremidade), lofotrquias (um tufo


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de flagelos em uma, ou ambas as extremidades) e peritrquias (apresentando

flagelos ao longo de todo o corpo bacteriano), veja Figura 3.9.

Figura 3.9: Exemplos de bactrias com flagelos: (a) monotrquia Pseudomonasaeruginosa; (b) anfitrquia Fetus venerealis; (c) lofotrquia Spirillum volutans e (d)peritrquia SalmonellaFonte: (a), (b), (c) e (d) http://visualsunlimited.photoshelter.com

Algumas bactrias movimentam-se por outros meios, diversos da atividade

flagelar, tais como o deslizamento provocado pelo fluxo protoplasmtico ou

pela resposta txica (fototaxia, quimiotaxia).

3.4.3 Plos (fmbrias)So apndices finos, retos e curtos que esto presentes em muitas bactrias

Gram-negativas. So encontrados tanto nas espcies mveis como nas im-

veis e, portanto, no desempenham papel relativo mobilidade. Os plosoriginam-se de corpsculos basais na membrana citoplasmtica e sua funo

parece estar relacionada com a troca de material gentico durante a conju-

gao bacteriana (fmbria sexual) com a aderncia s superfcies mucosas. As

fmbrias podem ser removidas sem comprometimento da viabilidade celular

e regeneram-se rapidamente (Figura 3.10).


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Figura 3.10: Exemplos de bactrias fimbriadas: (a) bactria Escherichiacolirecobertade fmbrias e (b) com fmbrias e flagelosFonte: (a) e (b) http://visualsunlimited.photoshelter.com

3.4.4 Glicoclice formado por uma substncia mucilaginosa ou gelatinosa (viscosa) e fica

ligada parede celular como um revestimento externo. Se o glicoclice estiver

organizado de maneira definida e acoplado firmemente parede celular,

recebe o nome de cpsula(Figura 3.11); se estiver desorganizado e sem qual-

quer forma frouxamente acoplada parede celular, recebe o nome de camada

limosa. O glicoclice pode ser de natureza polissacardica (um ou vrios tipos

de acares como galactose, ramnose, glicana, etc.) ou polipeptdica (cido

glutmico). O glicoclice desempenha papel importante na infeco, permi-

tindo que a bactria patognica se ligue a tecidos especficos do hospedeiro.

Acredita-se que o glicoclice possa proteger as bactrias da dessecao.


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Figura 3.11: Micrografia eletrnica com destaque para a cpsula de uma bactriaFonte: http://visualsunlimited.photoshelter.com

3.5 Membrana plasmtica modelomosaico fluido

Fina membrana que separa a parede celular do citoplasma. Sua espessura

da ordem de 7,5 nanmetros e composta principalmente por uma bicamada

de fosfolipdeos (20 a 30%) e protenas (50 a 70%); desempenha importante

papel na permeabilidade seletiva da clula (Figura 3.12). A membrana o stio

da atividade enzimtica especfica e do transporte de molculas para dentro

e para fora da clula.

Ela difere da membrana plasmtica das clulas eucariticas por:

no apresentar esterides em sua composio;

ser sede de numerosas enzimas do metabolismo respiratrio das bact-

rias (mesmas funes das cristas mitocondriais);

controlar a diviso bacteriana atravs dos mesossomos.

Os mesossomosso invaginaes da membrana plasmtica que podem ser

simples dobras ou estruturas tubulares ou vesiculares. Alguns autores associam

ainda aos mesossomos o valor funcional das mitocndrias, atribuindo a eles

o papel na respirao bacteriana.

Para saber mais sobre estruturade membrana, acesse:http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/morfologia1/morfologia1.html#ultraestrutura


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Figura 3.12: Representao esquemtica da membrana plasmticaFonte: CTISM

3.6 Estruturas internas da clula bacteriana3.6.1 Citoplasma composto pela poro fluida e contm substncias dissolvidas e partculas,

tais como ribossomos, e material nuclear ou nucleide, rico em DNA.

3.6.2 Incluses citoplasmticasAs incluses so formaes no vivas existentes no citoplasma, como gros

de amido, gotas de leo, chamadas de grnulos, e podem servir como fonte

de material de reserva ou energia.

3.6.3 Nucleide e plasmdeosAs clulas bacterianas no contm o ncleo tpico das clulas animais e vege-

tais. O cromossomo bacteriano consiste de um cromossomo nico e circular

e ocupa uma posio prxima ao centro da clula. Pode ser chamado de

nucleide. Vrias bactrias apresentam tambm molculas de DNA extra-

cromossomal, denominadas plasmdeos, as quais so geralmente circulares,contendo muitas vezes genes que conferem caractersticas adaptativas van-

tajosas ao microrganismo.

As bactrias so importantes nos processos biotecnolgicos na indstria,

agricultura e na medicina.

Para saber mais sobre morfologiada membrana, acesse:

http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/morfologia3/

morfologia3.html


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ResumoAo final dessa aula compreendemos a morfologia e a estrutura das clulas

bacterianas. Na aula seguinte, abordaremos os processos de reproduo,

nutrio e crescimento, fundamentais nas indstrias que utilizam os potenciais

microbiolgicos.

Atividades de aprendizagem1. Qual o conceito de bactrias?

2. Qual a unidade utilizada para medir as bactrias?

3. Como as bactrias so divididas quanto forma e ao arranjo?

4. De acordo com a parede celular bacteriana, como as bactrias so clas-sificadas?

5. Qual a principal substncia que compe a parede celular das bactrias?

Qual sua funo e como podemos diferenciar a parede celular de bact-

rias Gram+ das Gram-?

6. De acordo com o nmero e distribuio dos flagelos, como as bactrias

podem ser classificadas?

7. Qual a funo dos plos nas bactrias?

8. Qual a funo do glicoclice?

9. O que compe a membrana citoplasmtica das bactrias? O que a dife-

rencia da membrana citoplasmtica das clulas eucariticas?

10.Cite e comente as estruturas internas da clula bacteriana.


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e-Tec Brasil

Aula 4 Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento

A diferena entre o possvel e o impossvel

est na vontade humana.

Objetivos

Compreender os tipos de reproduo bacteriana.

Conhecer as formas de obteno de energia das bactrias.

Entender e diferenciar macro de micronutrientes.

Compreender as fases da curva de crescimento das bactrias.

Compreender os fatores que limitam o crescimento das bactrias.

4.1 ApresentaoA diviso dessas aulas (3 e 4) em duas partes deve-se ao grande volume

de informaes exigido para compreender a morfologia e a fisiologia das

bactrias. Nessa aula veremos os processos reprodutivos, de nutrio e do

crescimento bacteriano.

4.2 Reproduo bacterianaAs bactrias geralmente reproduzem-se assexuadamente por fisso binria

ou cissiparidade. Nesse processo reprodutivo ocorre replicao do cromos-

somo e uma nica clula divide-se em duas; em seguida ocorre a diviso docromossomo bacteriano replicado e o desenvolvimento de uma parede celular

transversal (Figura 4.1). A fisso binria no o nico mtodo reprodutivo

assexuado entre as bactrias. Tambm pode ocorrer esporulao e brotamento.

Louis Pasteur

Para saber mais sobre

reproduo, acesse:http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/divisao/divisao.html#fissao

Aula 4 - Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento e-Tec Brasil51

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Figura 4.1: (a) Fisso binria e (b) exemplo de diviso binria em bactria Moraxella catarrhalisFonte: (a) CTISM

(b) http://www.avelox.com/scripts/pages/en/microsites/electronmicrographs/index.php?page=3

Embora no ocorra reproduo sexuada, pode ocorrer troca de material

gentico entre as bactrias. Tal recombinao gentica pode ocorrer por

transformao, conjugao ou transduo.

a) Transformao incorporao de fragmentos de DNA perdidos por ou-

tra bactria que se rompeu. Esse mecanismo demonstra formalmente

que o DNA a base qumica da hereditariedade (Figura 4.2).

Figura 4.2: Transformao bacterianaFonte: CTISM


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b) Conjugao duas clulas bacterianas geneticamente diferentes trocam

DNA atravs de plo sexual (Figura 4.3).

Figura 4.3: (a) Conjugao bacteriana e (b) exemplo de conjugao entre bactriasFonte: (a) CTISM

(b) http://www.focus.it/Salute/fotodelgiorno/Cellule_mortali_ma_immortali.aspx

c) Transduo molculas de DNA so transferidas de uma bactria para

outra usando os vrus como vetores (bacterifagos). Quando o bacteri-

fago entra numa clula bacteriana, o DNA do vrus mistura-se com uma

parte do DNA bacteriano, de modo que o vrus passa a carregar essa par-

te do DNA. Se o vrus infecta uma segunda bactria, o DNA da primeira

pode misturar-se com o DNA da segunda. Essa nova informao gentica

ento replicada a cada nova diviso (Figura 4.4).

e-Tec Brasil53Aula 4 - Bactrias: reproduo, nutrio e crescimento

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Figura 4.4: Transduo bacterianaFonte: CTISM

d) Tempo de gerao o tempo necessrio para que uma clula bac-

teriana se divida ou para que a populao duplique. Esse tempo pode

variar de 15 a 20 minutos ou at algumas horas. O tempo de gerao

depende da espcie bacteriana e das condies ambientais, ou seja, as

bactrias so capazes de crescer numa ampla faixa de condies fsicas,

podendo utilizar alimentos muito diferentes. Contudo, seu crescimento

requer condies especficas para uma dada espcie.

e) Endsporos (esporos) formas dormentes de clulas bacterianas so

produzidas por certas espcies de bactrias em situaes de escassezde nutrientes (Figura 4.5). Os esporos representam uma fase latente

(repouso) da clula: so extremamente resistentes aos agentes fsicos e

qumicos adversos, demonstrando uma estratgia de sobrevivncia. O

endsporo resiste at que as condies melhorem e muitos resistem at

mesmo gua fervente. A indstria de alimentos preocupa-se em tomar

providncias para que os endsporos no estejam presentes durante o


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processo de acondicionamento dos alimentos. Todas as bactrias dos g-

neros Bacilluse Clostridiumproduzem endsporos.

Figura 4.5: (a) Formao do endsporo; (b) e (c) exemplos de endosporosFonte: (a) CTISM

(b) http://www.technolog.friko.pl/neoalmanach/5.mikrobiologia/4.html(c) http://visualsunlimited.photoshelter.com

4.3 Nutrio das bactriasDo ponto de vista nutricional, as bactrias podem ser divididas em classes

fisiolgicas dependendo da forma de obteno de fontes de energia e carbono

para a realizao de suas atividades vitais:

Fototrficos so organismos que utilizam a energia radiante (luz)

como fonte.

Bactrias auttrofas: fotossintetizantes e quimiossintetizantes.


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Quimiotrficos so organismos incapazes de utilizar a energia radiante;

dependem da oxidao de compostos qumicos para a obteno de energia.

Bactrias hetertrofas: quimiossintetizantes.

4.3.1 NutrientesSo as substncias encontradas no ambiente, que participam do metabolismo

celular (anabolismo e catabolismo), podendo ser divididos em dois grandes

grupos: macronutrientes, que so necessrios em grandes quantidades e

micronutrientes, necessrios em pequenas quantidades (Quadro 4.1).

Principais macronutrientes Carbono, Nitrognio, Hidrognio, Fsfo-

ro, Enxofre, Potssio, Magnsio, Clcio, Sdio e Ferro.

Principais micronutrientes Cobalto, Zinco, Molibdnio, Cobre, Man-

gans e Nquel.

Quadro 4.1: Macronutrientes

Principais elementos Forma em que so encontrados

C CO2e composto orgnico

H H2O e composto orgnico

O H2O e O2

N NH3, NO3e composto orgnico

P PO4

S H2S, SO4e composto orgnico

K K+

Mg Mg+2

Ca Ca+2

Na Na+

Fe Fe+3e composto orgnico

Fonte: http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/nutricao/nutricao.html#nutricao

4.4 Crescimento das bactrias

um somatrio dos processos metablicos progressivos, que normalmenteconduz diviso (reproduo diviso binria ou brotamento) com produo

de duas clulas-filhas a partir de uma bactria. Dessa forma, o crescimento

exponencial (crescimento logartmico). Em microbiologia, o termo cresci-

mento refere-se a um aumento do nmero de clulas e no ao aumento das

dimenses celulares.


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Curva de crescimento bacteriano tem quatro fases, conforme a Figura 4.6.

Figura 4.6: Curva de crescimento bacterianoFonte: CTISM

4.4.1 Fatores limitantes do crescimento bacterianoA oferta de nutrientes o principal fator que limita o crescimento bacteriano.

Outros fatores importantes no crescimento bacteriano so: temperatura, pH,

disponibilidade de O2e quantidade de gua.

Temperatura algumas bactrias crescem melhor em temperaturas bai-

xas, outras em temperaturas intermedirias e outras em temperaturas

altas. A temperatura tima de crescimento aquela em que o microrga-

nismo cresce mais rapidamente. Em temperaturas mais favorveis para

o crescimento, o nmero de divises celulares por hora, chamada de

taxa de crescimento, dobra para cada aumento de temperatura de 10C.H trs temperaturas importantes a conhecer: mnima, tima e mxima

(nessa ltima as enzimas so danificadas pelo calor e a clula para de

crescer).

De acordo com a temperatura de crescimento, possvel distinguir, pelo

menos, trs grupos fisiolgicos de bactrias: as psicrfilas tm tempera-


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tura tima de crescimento entre 15 - 25C; as mesfilas tm temperatura

tima de crescimento entre 25 - 45C; e as termfilas tm temperatura

tima de crescimento entre 45 - 80C.

pH quanto tolerncia ao pH, as bactrias podem ser acidfilas, neu-troflicas e alcalfilas. Normalmente, o pH timo bem definido para

cada espcie e a maioria das bactrias no cresce em valores de pH acima

ou abaixo de seu pH timo.

Tabela 4.1: Classificao das bactrias quanto a tolerncia ao pH

Bactrias Crescimento faixa de pH

Acidfilas 0,1 a 5,4

Neutrfilas 5,5 a 8,5

Alcalfilas 8,5 a 11,5

Fonte: http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/nutricao/nutricao.html#nutricao

Oxignio quanto respirao, as bactrias podem ser: aerbias estri-

tas (necessitam de O2para crescer), anaerbias estritas (s crescem na

ausncia de O2), microaeroflicas (precisam de O2, mas em presso infe-

rior atmosfrica) e anaerbias facultativas ou aerotolerantes (crescem

na presena ou ausncia de O2). Veja Figura 4.7.

Figura 4.7: Cultura de microorganismos com diferentes necessidades de O2: (a) aerbios;(b) anaerbios estritos; (c) anaerbios facultativos; (d) microaerfilos e (e) anaerbiosaerotolerantesFonte: CTISM


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gua essencial a qualquer microrganismo; embora a necessidade seja

variada, somente endsporos bacterianos podem sobreviver sem gua.

ResumoNessa aula, tivemos a compreenso dos tipos reprodutivos, as formas deobteno de energia, macro e micronutrientes, as fases de crescimento e os

fatores que limitam o crescimento bacteriano. Na prxima aula, iniciaremos

o estudo dos fungos, em especial as leveduras.

Atividades de aprendizagem1. Defina reproduo assexuada por cissiparidade ou fisso binria.

2. Explique, por meio de esquemas com texto explicativo, o processo derecombinao gentica por transformao.

3. Descreva a reproduo em que uma bactria transmite a outra bactria

material gentico atravs de plos sexuais.

4. Represente esquematicamente o processo de recombinao gentica por

transduo.

5. O que se entende como endsporo ou esporo bacteriano?

6. Do ponto de vista nutricional, como as bactrias podem ser divididas?

7. Diferencie macronutrientes de micronutrientes e d exemplos de cada um.

8. Comente sobre as fases de crescimento das bactrias, caracterizando

cada uma delas.

9. Quais os principais fatores limitantes do crescimento bacteriano?

10.De acordo com a temperatura e as necessidades de oxignio, como as

bactrias podem ser classificadas?

11.D a classificao das bactrias de acordo com o timo de pH.

12.Diferencie bactrias aerbias de bactrias anaerbias.


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e-Tec Brasil

Aula 5 Fungos (leveduras):morfologia e estruturas

A persistncia o caminho do xito.

Objetivos

Conhecer os fungos: suas principais caractersticas.

Conhecer a importncia das leveduras nos processos industriais.

Identificar as formas e os arranjos morfolgicos das leveduras.

Compreender as estruturas das clulas das leveduras.

5.1 ApresentaoOs fungos so importantes nas indstrias qumicas, farmacuticas, de alimen-

tos e tambm na agricultura.

Voc j ouviu falar de leveduras, bolores, cogumelos, orelhas de pau. Todos

so seres vivos que possuem caractersticas semelhantes, prprias do reino dos

fungos. Nesta aula e neste caderno daremos nfase s leveduras.

5.2 FungosOs fungos so organismos eucariontes, aclorofilados, heterotrficos e

absorve componentes orgnicos como fonte de energia. So aerbicos em sua

grande maioria, mas alguns so anaerbicos estritos e facultativos. Podem ser

uni ou multicelulares e reproduzem-se sexuada ou assexuadamente. Possuemparede celular rgida que pode ser composta de celulose, glicanas, mananas

ou quitina e membrana celular com esteris presentes. Seu principal material

de reserva o glicognio.

Os fungos estudados em microbiologia compreendem as leveduras e os bolo-

res. As leveduras so unicelulares, no-filamentosas, apresentam em mdia de

Charles Chaplin

aclorofiladosQue no possuem clorofila.Clorofila: grupo de pigmentos

fotossintticos presente noscloroplastos (organelas presentesnas clulas das plantas e algas,ricos em clorofila), responsvelpela colorao verde das plantas.

Aula 5 - Fungos (leveduras): morfologia e estruturas e-Tec Brasil61

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1 a 5 m de dimetro e de 5 a 30 m de comprimento. Elas so geralmente

ovais, podendo apresentar morfologia alongada ou esfrica. As leveduras no

possuem flagelos, so imveis.

Os bolores so organismos pluricelulares, que se apresentam filamentosos aomicroscpio ptico a fresco com baixa ampliao. Ao exame macroscpico

apresentam crescimento caracterstico com aspecto aveludado ou cotonoso

(algodo) ou como borra de caf (Aspergillus niger).

5.3 LevedurasSo fungos da classe dos ascomicetos, os quais pertencem ao filoAscomycota.

Este filo caracteriza-se por possuir fungos nos quais a produo de esporos

ocorre em esporngios especficos, denominados de ascos.

5.3.1 CaractersticasSo microrganismos eucariontes, unicelulares, desenvolvem-se na fermentao

alcolica. Apresentam membrana celular bem definida, pouco espessa em

clulas jovens, e rgidas em clulas adultas. As leveduras no formam filamen-

tos, so imveis, quimio-heterotrficos e aerbios facultativos (metabolismos

oxidativo e fermentativo). Reproduzem-se assexuada e sexuadamente. No

so capazes de utilizar amido e celulose como fonte de carbono.

5.3.2 ImportnciaNas indstrias, as leveduras apresentam os seguintes pontos de interesse:

so utilizadas na produo do lcool industrial e de todas as bebidas

alcolicas destiladas ou no;

so utilizadas na panificao;

so prejudiciais conservao de frutos e de sucos vegetais, pois so

agentes de fermentao;

algumas espcies so patognicas s plantas, animais e ao homem.

5.3.3 Tamanho das clulas das levedurasO tamanho das clulas de leveduras variado, mas, numa cultura jovem, os

tamanhos das clulas podem ser bem uniformes em algumas espcies ou

extremamente heterogneos em outras. Estas disparidades podem ser usadas


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para fazer a diferenciao entre as espcies e algumas vezes at mesmo entre

linhagens da mesma espcie. De maneira geral, as leveduras industriais variam

consideravelmente no que se refere a suas dimenses.

A unidade de medida das leveduras assim como das bactrias o m(micr-metro), que equivale a 10-3mm.

Muitas leveduras tem de 5 a 30 m de comprimento e de 1 a 5 mde largura.

5.3.4 Morfologia das levedurasA clula da levedura pode apresentar vrias formas, as quais podem ser o

resultado da maneira de reproduo vegetativa, bem como das condies de

cultivo e da idade da cultura. Veja alguns exemplos na Figura 5.1.

Figura 5.1: Forma de levedurasFonte: CTISM

e-Tec Brasil63Aula 5 - Fungos (leveduras): morfologia e estruturas

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5.4 Estruturas da clula da leveduraA maioria das investigaes feitas sobre as estruturas da clula de levedura

baseada em trabalhos com Saccharomyces cerevisiae. As informaes sobre a

citologia da levedura tm sido feitas por observaes diretas ao microscpio

ptico, por tcnica de colorao da clula para componentes especficos, pormicroscopia eletrnica de transmisso, bem como por microscopia de varredura.

Assim, possvel verificar que as principais estruturas das leveduras so: parede

celular, membrana plasmtica, ncleo, mitocndrias e vacolos (Figura 5.2).

Figura 5.2: Estrutura da levedura Sacharomyces cerivisiaeFonte: CTISM

5.4.1 Parede celular das levedurasA parede celular responsvel pela forma da levedura. No caso das Saccharomyces

cerevisiae, a parede formada por glicano (30 a 34%) e manano (30%). Ela

fina nas clulas jovens e espessa nas adultas. As protenas tambm esto

presentes nas paredes celulares das leveduras, cerca de 6 a 8%; os lipdeos

variam de 8,5 a 13,5%. A quantidade de quitinavaria conforme a espcie,

sendo que Saccharomyces cerevisiaeapresenta entre 1 a 2% desse composto.

5.4.2 Membrana citoplasmticaA membrana citoplasmtica est localizada abaixo da parede celular e suafuno permitir a entrada seletiva de nutrientes e proteger a levedura da

perda de pequenas molculas, por vazamento do citoplasma. A composio

qumica da membrana composta por glicoprotenas, lipdeos e ergosterol

(diferente das membranas dos mamferos que contm colesterol).

quitinaPolissacardeos encontrados naparede celular dos fungos e no

exoesqueleto dos artrpodos.


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reniformeQue tem a forma de um rim.

5.4.3 Estruturas de superfcieAlgumas leveduras so cobertas por um material limoso, viscoso e aderente,

que a substncia capsular. A maior parte das cpsulas de leveduras cons-

tituda de polissacardeo.

5.4.4 CitoplasmaO citoplasma composto pela poro fluida na qual as organelas esto loca-

lizadas. Ele contm enzimas, carboidratos de reserva (glicognio e trealose)

e grandes quantidades de ribossomos e polifosfato. De 1 a 5% do DNA das

leveduras pode estar presente no citoplasma.

5.4.5 NcleoO ncleo das clulas das leveduras facilmente observado no campo claro

do microscpio ptico. Ele bem definido, pequeno esfrico ou reniforme,

circundado por uma membrana semipermevel e com funes metablicase reprodutivas.

5.4.6 VacolosQuando as clulas de leveduras so vistas ao microscpio de contraste de fase,

pode-se observar um ou mais vacolos de tamanhos diferentes (0,3 a 3,0 mm

de dimetro). Eles tm aparncia esfrica e so mais transparentes a um feixe

de luz que o citoplasma que os circunda. Ao microscpio eletrnico pode-se

observar que o vacolo cercado por uma membrana simples e a sua consti-

tuio est relacionada ao transporte de substncias que so armazenadas no

vacolo, tais como enzimas, aminocidos livres e lipdeos. Os vacolos tambm

servem como vesculas de armazenamento para vrias enzimas hidrolticas.

5.4.7 MitocndriasSo organelas membranosas, no gnero Saccharomyces, elas esto geralmente

bem prximas da periferia da clula, mas em leveduras aerbias apresentam-se

distribudas pelo citoplasma. O nmero de mitocndrias pode variar de um

a vinte por clula. Essas organelas so envolvidas por membranas externas e

internas; a membrana interna forma as cristas mitocondriais. Elas so impor-

tantes nos processos de converso aerbios de energia.

As leveduras so clulas eucariontes. As clulas eucariontes so mais comple-

xas que as clulas procariontes (bactrias).

e-Tec Brasil65Aula 5 - Fungos (leveduras): morfologia e estruturas

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ResumoNessa aula estudamos as caractersticas, a importncia das leveduras nos

processos industriais, a morfologia (forma), o tamanho e as estruturas que

compe uma clula de levedura. Na aula seguinte, veremos a reproduo, a

nutrio e o crescimento das leveduras.

Atividades de aprendizagem1. D as principais caractersticas dos fungos.

2. Quais os fungos que so estudados em microbiologia?

3. Microscopicamente, quais as caractersticas tpicas das leveduras?

4. Quais os principais tipos morfolgicos das leveduras?

5. Qual a composio da parede celular nas leveduras?

6. D a composio qumica da membrana plasmtica das leveduras.

7. Qual a composio da cpsula das leveduras?

8. Quais os carboidratos de reserva que so encontrados no citoplasma de

uma clula de levedura?

9. Quais as funes do vacolo nas leveduras?

10.Descreva as mitocndrias presentes nas leveduras.

11.Esquematize uma clula de uma levedura com todas as suas estruturas.


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e-Tec Brasil

Aula 6 Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento

A melhor maneira de ter uma boa idia ter muitas idias.

Objetivos

Compreender os tipos reprodutivos das leveduras.

Conhecer as formas de obteno de energia das leveduras.

Entender a nutrio das leveduras.

Compreender a curva de crescimento e os fatores que limitam o

crescimento das leveduras.

6.1 ApresentaoNessa aula, estudaremos a reproduo das leveduras, sua nutrio e seu

crescimento, importantes nos processos industriais.

6.2 Reproduo das levedurasAs leveduras reproduzem-se assexuadamente por brotamentoou gemulao.

Nesse tipo de reproduo, na superfcie da clula-me, forma-se uma pequena

protuberncia (broto) que se transforma em uma clula-filha. Cada broto

que se separa pode tornar-se uma nova levedura ou pode permanecer ligada

clula-me, formando uma cadeia. Durante sua vida, uma clula madura

produz, por gemulao, uma mdia de 24 clulas-filhas. As gemulaes

sucessivas so sempre formadas em locais diferentes na superfcie celular,permanecendo cicatrizes das gmulas como resultado desse processo de

reproduo. Veja exemplos de brotamento na Figura 6.1.

Linus Pauling

Aula 6 - Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento e-Tec Brasil67

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Figura 6.1: Reproduo de levedura por brotamento: (a) etapas do desenvolvimento

do broto em uma levedura; (b) e (c) micrografias eletrnicas mostrando o brotamentoe as cicatrizes decorrentes do mesmoFonte: (a) CTISM

(b) http://www.scientistlive.com/European-Food-Scientist/Ingredients/Eliminate_&lsquo%3Benemy&rsquo%3B_yeast/19429/(c) http://www.microbiologyonline.org.uk/about-microbiology/introducing-microbes/fungi

Alm da reproduo assexuada por brotamento ou gemulao, as leveduras

podem reproduzir-se assexuadamente por cissiparidade ou diviso binria,

forma pela qual os organismos unicelulares reproduzem-se pela simples diviso

da clula (igual reproduo que ocorre nas bactrias).

As leveduras tambm se reproduzem por esporos a formao de esporossexuados de grande importncia biolgica. A esporulao constitui uma

fase do ciclo sexual da levedura, isto , a alternncia da condio haplidee

diplide. Esse ciclo permite levedura sofrer recombinaes genticas, muta-

o, hibridao e seleo, processos esses que levam a mudanas evolutivas

(melhoramento gentico). Para que a esporulao ocorra, so necessrias

condies de aerobiose, uma vez que pouco ou nenhum esporo formado sob

haplideClulas com ncleo com n

cromossomos.

diplideClulas com ncleo 2n

cromossomos.


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condies de anaerobiose (fermentao). J na fisso a levedura aumenta de

tamanho ou se alonga, o ncleo divide-se e so formadas duas clulas-filhas.

Durante os perodos de rpida multiplicao, as clulas podem dividir-se sem

separar-se, formando cadeias de clulas.

6.3 Nutrio das levedurasOs fungos (leveduras) so seres heterotrficos e retiram os nutrientes do meio

ambiente circundante. Atravs da digesto enzimtica externa, transformam

as substncias de maneira que possam ser absorvidas. Se o substrato for com-

pletamente oxidado, diz-se que h respirao; se o substrato for parcialmente

degradado, acarretando a formao de metablitos, diz-se que h fermentao.

A levedura como entidade independente realiza a fermentao do acar

com o objetivo de conseguir a energia qumica necessria sua sobrevivncia,sendo o etanol apenas e to somente um subproduto desse processo. Se o

homem pretende beneficiar-se dessa habilidade metablica, ele deve buscar

os conhecimentos que lhe permitam propiciar s leveduras, condies ideais

para que as mesmas trabalhem a seu favor, isto , com maior eficincia na

produo do etanol. A clula de levedura possui estruturas para a adequao

de sua atividade metablica; a fermentao alcolica (gliclise anaerbia)

ocorre no citoplasma, enquanto que a oxidao total do acar (respirao)

d-se na mitocndria.

De maneira geral, as leveduras necessitam de quatro elementos bsicos:

Carbono, Hidrognio, Nitrognio e Oxignio, alm de outros em menor quan-

tidade: Fsforo, Enxofre, Ferro, Zinco, Cobre, Potssio, Magnsio e Clcio.

Alguns fungos necessitam ainda de determinados fatores de crescimento,

como por exemplo, a tiamina. As leveduras, para crescer, necessitam de uma

fonte de carbono e de uma fonte orgnica ou inorgnica de nitrognio.

Necessidades nutricionais as leveduras necessitam dos mesmos elemen-

tos qumicos que as outras formas de vida.

Fatores de crescimento as leveduras necessitam de determinados fatores

de crescimento tais como vitaminas.

e-Tec Brasil69Aula 6 - Fungos (leveduras): reproduo, nutrio e crescimento

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6.4 Crescimento das levedurasAs leveduras precisam de acares para crescer. Atravs da metabolizao dos

acares, elas produzem lcool e dixido de carbono. Por isso, as leveduras

tornam-se importantes na indstria de alimentos.

O crescimento das leveduras pode ser considerado um aumento no nmero

de clulas. Dessa forma, igual ao crescimento das bactrias, o crescimento

exponencial (crescimento logartmico).

A curva de crescimento das leveduras, assim como a das bactrias, tem quatro

fases, conforme a Figura 6.2.

Figura 6.2: Curva de crescimento das levedurasFonte: CTISM

6.4.1 Fatores limitantes do crescimentodas leveduras

Quase todos os fungos, quando cultivados em condies favorveis e de

abundncia de alimentos de fcil assimilao, crescem rapidamente e, quando

o alimento tende a diminuir, o crescimento tambm diminui. Outros fatores


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importantes no crescimento dos fungos, em especial das leveduras, so:

temperatura, pH, luz e quantidade de gua.

Temperatura a temperatura tem efeito marcante nos fungos; de uma

maneira geral, o timo para todos os fungos est entre 20C 30C, em-bora diferentes espcies tenham outros timos de temperatura. Psicr-

filos so organismos com timo de temperatura abaixo de 20C; alguns

continuam crescendo mesmo em temperaturas muito baixas (organismos

marinhos e aqueles que causam deteriorao em alimentos congelados).

Mesfilos, inclui a maioria, tem timo entre 20C e 45C. Termfilos tem

timo de temperatura acima de 45C, incluem fungos de compotas, pi-

lhas de feno em fermentao e fontes termais.

pH as leveduras crescem em variao de pH entre 2,5 e 8,5, mas, de

maneira geral, o pH timo neutro, sendo que as mesmas no tolerampH alcalino.

Oxignio as leveduras so capazes de crescimento anaerbio facul-

tativo. Elas podem utilizar o oxignio ou um composto orgnico como

aceptor final de eltrons, isso permite que esses fungos sobrevivam a

vrios ambientes. Em presena de oxignio, as leveduras respiram aero-

bicamente para metabolizarcarboidratos e formar dixido de carbono

e gua; na ausncia de oxignio elas fermentam os carboidratos e pro-

duzem etanol e dixido de carbono.

gua indispensvel para o crescimento dos fungos. Pouqussimos

fungos podem desenvolver-se em pequeno grau de umidade.

ResumoNessa aula, tivemos a compreenso dos tipos reprodutivos, a nutrio, as

fases de crescimento e os fatores que limitam o crescimento das leveduras.

Na aula seguinte, iniciaremos o

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