nutrição, metabolismo e genética bacteriana microbiologia prof. josiane lampire

Nutrição, Metabolismo e Genética Bacteriana

Microbiologia

Prof. Josiane Lampire

Foto autotróficos e foto-heterotrófico

Chloroflexus aurantiacus- Bactérias verdes não sulfurosas

Chlorobium- Bactérias verdes sulfurosas

Chromatium – Bactérias púrpuras

Chloroflexus aurantiacus- Bactérias verdes não sulfurosas

Rhodopseudomonas- Bactérias púrpuras não sulfurosas

Metabolismo Autotrófico – são capazes de utilizar CO2 como principal fonte de carbono, obter energia pela síntese de ATP pela oxidação de compostos inorgânicos ou captação de energia luminosa

Metabolismo Heterotrófico - síntese de ATP a partir da energia liberada pela oxidação de compostos orgânicos, transformando-os em moléculas mais simples e utilizadas como fonte de carbono

• Do seu habitat - grande diversidade de nichos onde bactérias podem ser encontradas

• Dos meios de cultura laboratoriais quando se quer estudá-las em ambiente controlado

De onde as bactérias captam estes elementos?

• Elementos químicos como nutrientes– Fonte de carbono– Nitrogênio– H, O, S, P– Outros elementos– Água

Necessidades nutricionais e meios de cultivo bacteriológicos

• NITROGÊNIO

– todos os organismos necessitam em alguma forma

– parte essencial dos aminoácidos (proteínas) e ácidos nucléicos

– podem utilizar o N2 (fixação biológica),

nitratos, nitritos e sais de amônia

– em geral compostos nitrogênio orgânico: aminoácidos e peptídeos

ENXOFRE, HIDROGÊNIO E FÓSFORO – essenciais a todos os organismos – S é necessário na biossíntese de cisteína,

cistina, metionina e de vitaminas (tiamina e biotina)

– P é essencial para a síntese de ácido nucléicos e ATP

– sais inorgânicos (sulfatos e fosfatos) podem ser utilizados para suprir estes elementos também presentes em fontes protéicas (aa), DNA e RNA

– alguns destes elementos são encontrado na água ou na atmosfera

As bactérias anaeróbias não necessitam de oxigênio, na realidade, algumas não sobrevivem em sua presença. Elas tendem a causar infecções que formam coleções purulentas (abcessos)

Supuração com odor fétido ; Localização da infecção na proximidade da superfície

mucosa ; Tecido necrótico, gangrena; formação de

pseudomembrana ; Centenas de espécies de bactérias anaeróbias vivem

normalmente e sem causar danos na pele e nas membranas mucosas (p.ex., revestimento da boca, do intestino e da vagina)

Gangrena gasosa

Anaeróbios  estritos:Clostridium  botulinum: botulismo, paralisia

facialClostridium  tetatni: paralisia espásmica,

infecções em ferimentosClostritium  perfringens: infecções de

ferimentos, gangrena gasosaBacteroides  fragilis: infecções de

ferimentos, peritonites, abscessos cerebrais

Bacteroides  gingivalis: gengivites

● Anaeróbios aerotolerantes: não requer oxigênio e cresce melhor na sua ausência, mas pode sobreviver em atmosferas que contenham o mesmo.

Ex: Lactobacillus acidophillus

● Anaeróbios facultativos: crescem tanto na presença como na ausência de oxigênio.

Ex.: Enterobactérias, estreptococos e estafilococos

● Microaerófilas – Crescimento aeróbio, porém, em baixas concentrações de O2

Ex: Campylobacter

Presença de Oxigênio(atmosfera)

Nutrição e metabolismo microbiano

• Condições físicas para o cultivo de bactérias

• TemperaturaTemperatura• pHpH• Atmosfera gasosaAtmosfera gasosa• LuzLuz

RESPIRAÇÃO CELULAR

▪ Respiração aeróbica: ácido pirúvico – acetil + CoA

- Respiração Anaeróbica:

▪ Aceptor final de elétrons – substância inorgânica, diferente do O2

▪ Nitrato( NO3-) – reduzido a nitrito, óxido nitroso, ou gás nitrogênio

▪ Carbonato – METANO – CH4

▪ Sulfato – H2S

1- Metabolismo Microbiano

EX: BACTÉRIA ORGANOTRÓFICA

Atividade metabólica – meio de cultura – glicose- única fonte de carbono, sais minerais fornecendo fontes de N, H,O,S,P e Mg

Glicose – glicose- 6- fosfato – ácido pirúvico

⇨Ácido Pirúvico – fermentação ou respiração celular:

- Respiração aeróbica ou anaeróbica

● Ácido lático: Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus ● Etanol e CO2: Saccharomyces ( Levedura) ● Ácido propiônico, ácido acético, CO2 e H2:

Propionibacterium ● Ácido butírico, butanol, acetona, álcool isopropílico e CO2:

Clostridium ● Etanol, ácido lático, ácido succínico, ácido acético, CO2, H2:

Escherichia, Salmonela ● Etanol, ácido lático, ácido fórmico, butanodiol, acetoína,

CO2 e H2: Enterobacter

Metabolismo - FermentaçãoClostridium

Piruvato

Ácido acetoacético

Àcido butírico

Àcido fórmico

Àcido láctico

Acetil-coa

Àcido acético

CO2 + H2

Àcido misto

Acetobacter

Proteus

Streptococcus

E.coli,Shigella

Acetilmetilcarbinol

2,3-butanodiol

H2

Enterobacter

Àcido oxalacético

Àcido succínico

Àcido propiônico

Propionibacterium

1.4. Condições Físicas (Fatores Ambientais)

Temperatura - Psicrófilos- Mesófilos- Termófilos

Thermus aquaticus

Min. 40oC

òtima:70-72oC

Máxima: 79 oC

Growth rate vs pH for three environmental classes of procaryotes. Most free-living bacteria grow over a pH range of about three units. Note the symmetry of the curves

below and above the optimum pH for growth.

1. 3. pH

pH Mínimo, Ótimo e Máximo para o crescimento de alguns procariotos

OrganismopH mínimo pH ótimo pH máximo

Thiobacillus thiooxidans 0.5 2.0-2.8 4.0-6.0

Sulfolobus acidocaldarius 1.0 2.0-3.0 5.0

Bacillus acidocaldarius 2.0 4.0 6.0

Zymomonas lindneri 3.5 5.5-6.0 7.5

Lactobacillus acidophilus 4.0-4.6 5.8-6.6 6.8

Staphylococcus aureus 4.2 7.0-7.5 9.3

Escherichia coli 4.4 6.0-7.0 9.0

Clostridium sporogenes 5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0

Erwinia caratovora 5.6 7.1 9.3

Pseudomonas aeruginosa 5.6 6.6-7.0 8.0

Thiobacillus novellus 5.7 7.0 9.0

Streptococcus pneumoniae 6.5 7.8 8.3

Nitrobacter sp 6.6 7.6-8.6 10.0

Curva de Crescimento

A

DB

C

Fases da Curva de Crescimento de bactérias:

- Fase Lag - Fase Estacionária

- Fase Exponencial ou Logaritmica (Log) - Fase de Declínio

A C

B D