CLÁUDIA PINHO HARTLEBENclaudia.hartleben@pq.cnpq.br

clauhart@terra.com.br

13 de setembro de 2011

Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Biotecnologia Microbiana I

Reprodução e Fisiologia Bacteriana

Reprodução

Fissão Binária

Reprodução ou crescimento bacteriano

Tempo de Geração –

Fases:

1. Fase de Latência: adaptação

2. Fase de Crescimento Exponencial ou Logarítmico

3. Fase Estacionária ou Equilíbrio

4. Fase de Declínio

Crescimento Microbiano

12

4

3

Curva Normal de Crescimento Crescimento Microbiano

Crescimento Microbiano

Condições para o crescimento :

Fatores Físicos: Temperatura

pH

Pressão Osmótica

Fatores Químicos: Carbono

Nitrogênio /Enxofre/ Fósforo

Oxigênio

Fisiologia Bacteriana -

Qto a Temperatura

1. Psicrófilos

2. Mesófilos

3. Termófilos

Classificação Microbiana

Psicrotróficos

Temperaturas de crescimento

Psicrotrófilos

Hipertermófilos

MínimaÓtimaMáxima

Temperatura

Qto ao pH

Bactérias Acidófilas

Qto a Pressão Osmótica

6,5 a 7,5

Plasmólise

Bactérias Halofílicas ExtremasFacultativas

Classificação MicrobianaFisiologia Bacteriana -

Classificação Microbiana

Quanto a fonte de Energia:

Luz – fototróficos

Compostos Químicos - Quimiotróficos

Quimiotróficos

quimiolitotróficos - inorgânicos

quimiorganotróficos - orgânicos

Fisiologia Bacteriana -

Classificação MicrobianaFisiologia Bacteriana -

Quanto a fonte de Carbono:

Autotróficos – fonte de Carbono CO2

Heterotróficos – fonte Carbono não CO2

Fisiologia Bacteriana - Classificação Microbiana

Quanto a fonte de Energia + fonte de Carbono:

Fonte de Energia Fonte de Carbono

AUTOTRÓFICOSCO2

HETEROTRÓFICOSNÃO CO2

FOTOTRÓFICOS FOTOAUTOTRÓFICOS FOTOETEROTRÓFICOS

QUIMIOTRÓFICOS QUIMIOAUTOTRÓFICOS QUIMIOETEROTRÓFICOSMaioria bactérias

glicólise, ciclo de Krebs e CTE

– membrana citoplasmática

Fisiologia Bacteriana - Classificação Microbiana

• Aceptor final de elétrons não é O2

•Anaeróbicos

Íon nitrato (NO3 – ) ou N2

• O2 recebe elétrons – Aeróbicos

Respiração: Aeróbica e Anaeróbica

SE...

Geração de ATP – Cadeia Transportadora de Elétrons

Mecanismo Quimiosmótico de Geração de

ATP

Oxigênio – Não requer

Fisiologia Bacteriana - Glicólise e Fermentação

Glicose Piruvato

Ausência de O2

C.Krebs e CTE O2 / N2/ (NO3 – )

Fermentação

Produtos diferentes:

Ac. Lático – bactérias ac. Lático(Lactobacillus)/ Streptococcus

Etanol – Saccharomyces, Zymomonas

Ac. Propiônico - Propionilbacterium

Presença Ausência de O2

Fisiologia Bacteriana

Respiração: Aeróbica e Anaeróbica Aceptor final de elétrons é O2 ou outra mol inorgânica

Fermentação:

energia de açucares ou moléculas orgânicas

não envolve Oxigênio

não requer ciclo de Krebs ou CTE

Aceptor final de elétrons é Molécula orgânica

produz baixa energia – ac. Lático/ Etanol

• Aeróbicas

• Aeróbicas obrigatórias - Pseudomonas aeruginosa

• Microaerófilas – [ ] baixas O2 - Helicobacter

• Anaeróbicas

•Anaeróbicas obrigatórias – Clostridium

•Anaeróbicas aerotolerantes - Lactobacillus

•Anaeróbicas facultativas – E.coli

Fisiologia Bacteriana

Quanto ao O2 as Bactérias classificam-se em:

Quanto ao O2 as Bactérias classificam-se em:

AeróbicasObrigatórias

MicroAerófilas AnaeróbicasObrigatórias

AnaeróbicasFacultativas

Aerotolerantes

Todos os microorganismos produzem superóxido ( O2-)

Superóxido é toxico para as células

Superóxido deve ser neutralizado

Enzima Superóxido Dismutase (SOD)

O2- + O2- + 2 H+ -------> H2O2 + O2

2 H2O2 --------> 2 H2O + O2

Enzima Catalase

Enzima Peroxidase

Lipídeos

Ácidos Nucléicos

Proteínas

AERÓBIAS OBRIGATÓRIAS – crescem na

presença de O2 livre – presença de SOD e

catalase

Ex. Mycobacterium tuberculosis

ANAERÓBIAS OBRIGATÓRIAS – crescem na

ausência de O2 livre – ausência das 3 enzimas:

catalase, SOD e peroxidase

Ex. Treponema pallidum

ANAERÓBIAS FACULTATIVAS – crescimento

aeróbio e anaeróbio – presença de SOD e

catalase

Ex. Staphylococcus, Escherichia

MICROAERÓFILAS – crescimento aeróbio,

porém, em baixas concentrações de O2 –

presença de SOD e Peroxidase

Ex. Neisseria

ANAERÓBIAS AEROTOLERANTES – crescem na

ausência de O2 livre, mas toleram sua presença –

(dismutação de O2- para H2O2 e O2) e peroxidase

Ex. Streptococcus

Metabolismo Bacteriano:

CATABOLISMO: reações de quebra – geração de energia

ANABOLISMO: reações de Síntese – gasto de energia

Parede celular

M. Citoplasmática

Ácidos nucléicos

Fermentação

Respiração Aeróbica

Anaeróbica

geração de energia gasto de energia

Meios de cultura MEIO QUIMICAMENTE DEFINIDO

sintéticos : toda a composição química é conhecida

Ex: meio para cultivo de células

MEIO COMPLEXO

sintéticos: composição química não conhecida (composto por nutrientes como extrato de levedura, de carne ou de plantas)

Meios de culturaMEIO ENRIQUECIDO:

favorece o desenvolvimento de uma população bacteriana que está em desvantagem entre outras populações.

Ágar sangue

Meios de culturaMEIO SELETIVO:

favorece o crescimento de uma determinada bactéria de interesse, impedindo o crescimento de outras bactérias.

Ex: ágar Sabouraud dextrose, pH 5,6, é utilizado no crescimento de fungos que são favorecidos, em relação as bactérias, pelo baixo pH.

Meios de culturaMEIO INDICADOR:

facilita a identificação de um determinado organismo.

Ex: meio ágar-sangue, utilizado para a identificação de bactérias capazes de destruir células sangüíneas (anel claro em torno da colônia).

Ágar Chapman Ágar sangue

Meios de culturaMEIO DE MANUTENÇÃO:

Estocagem ou manutenção - utilizados para conservação de microrganismos no laboratório, ou seja, garantem a viabilidade de microrganismos

Ex: ágar Conservação, Meios com leite, Ágar suco de tomate, Ágar Simples, meio

semi-sólido, etc.

Ágar Nutriente