microbiologia 6ª aula - fungos

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Artur Alves – CESAM & Departamento de Biologia – Universidade de Aveiro

Os Fungos

MICOLOGIA

estudo dos fungos

do grego “mykes" que quer dizer fungo e "logos" estudo

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O que é um fungo?

• Eucariotas

• Na maioria multicelulares

• Crescimento filamentoso (hifas)

• Paredes celulares com quitina e vários polissacarídeos

complexos

• Ergosterol na membrana plasmática, em vez de colesterol

• Heterotróficos

• Digerem o alimento segregando enzimas extracelulares e

absorvendo os nutrientes

• Reprodução assexuada, sexuada ou ambas produzindo esporos

Leveduras

(uma forma de crescimento)

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Bolores ou fungos filamentosos

(uma forma de crescimento)

Alguns exibem

dimorfismo!

Líquenes

(uma outra forma de crescimento)

Associação mutualista entre uma alga (ou

uma cianobactéria) e um fungo

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Hifas

• Filamentos cilíndricos, ramificados compostos de uma parede celular tubular preenchida com citoplasma e organelos.

• Podem ser cenocíticas ou septadas e crescem por extensão apical

• A maioria das hifas fúngicas têm entre 2-10 µm de diâmetro

• Ao conjunto das hifas dá-se o nome de micélio

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Composição da parede celular fúngica

• Microfibrilhas de quitina [polímero ß(1-4)- de N-acetilglucosamina]

– quitosano em Zygomycota [polímero ß(1-4)-de glucosamina]

• ß glucanas

• Manoproteínas

• Glicoproteínas – à superfície da parede

• Melaninas – pigmentos castanho escuro ou pretos (conferem resistência à lise por enzimas, resistência mecânica, protegem da radiação UV, etc.)

• Membrana plasmática – semi-permeável

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• saprofíticos

– obtêm nutrientes de matéria orgânica morta

– segregam enzimas hidrolíticas

• simbiontes (parasitas, comensais, mutualistas)

• patogénicos, endofíticos

• quimiorganoheterotróficos

• glicogénio é o principal polissacarídeo de armazenamento

• na maioria são aeróbios

– alguns são anaeróbios facultativos

– fungos anaeróbios obrigatórios são encontrados no rúmen de alguns animais

Nutrição e metabolismo

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Reprodução

• Reprodução sexuada

– Esporos com núcleos resultantes de meiose

• Homotálicos

• Heterotálicos

• Pseudohomotálicos

• Sistema de “mating”– MAT loci– 1 até centenas de “sexos”

• Reprodução assexuada

– Esporos com núcleos resultantes de mitose

Reprodução

• Anamorfo = estágio assexual – Mitosporo = esporo formado via reprodução

assexuada (mitose), normalmente chamado conídio ou esporangiosporo (dependendo do grupo de fungos)

• Teleomorfo = estágio sexual– Meiosporo = esporo formado via reprodução

sexuada (meiose). Tipo de esporo varia com o Filo.

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Conceito de holomorfo

• Os fungos podem reproduzir-se assexuada e/ou sexuadamente

• A reprodução assexuada e sexuada podem estar separadas no espaço e no tempo

• O holomorfo é “todo o fungo” – incluindo ambos os estágios sexuado e assexuado.

Importância dos fungos

• Metabolitos primários

• Enzimas

• Metabolitos secundários

• Biotecnologia

- álcoois- ácidos orgânicos- vitaminas- …

- antibióticos- antifúngicos- antitumorais- imunossupressores- micotoxinas- pigmentos- …

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Importância dos fungos

Beadle e Tatum

• Usando a espécie

Neurospora crassa

desenvolveram o conceito

clássico de “um gene, uma

proteína”

• Receberam o prémio Nobel

em 1945

Organismos modelo em Genética

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Onde podemos encontrar fungos?

Fungos - diversidade

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Fungos - diversidade

• cerca de 100 000 sps conhecidas e 1700 descritas anualmente

• nº total de espécies estimado em 1,5 milhões !!!

Quantas espécies existem ???

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FUNGI – MYCOTA - EUMYCOTA

verdadeiros fungos ou Fungi

“fungos”

Fungi

Oomicetos

Dictyostelídios

etc

Fungos NÃO são plantas !!!

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� Deuteromycota (Fungos imperfeitos)

� Ascomycota

� Basidiomycota

� Glomeromycota

� Zygomycota

� Chytridiomycota

Grupo mais importante com cerca de 60 000 sps

Fungos - classificação

BasidiomycotaBasidiomycotaBasidiomycotaBasidiomycota

AscomycotaAscomycotaAscomycotaAscomycota

GlomeromycotaGlomeromycotaGlomeromycotaGlomeromycota

ChytridiomycotaChytridiomycotaChytridiomycotaChytridiomycota

ZygomycotaZygomycotaZygomycotaZygomycota

Grupos possivelmente não monofiléticos ???

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Características gerais dos diferentes Phyla do Reino Fungi

Chytridiomycota:

• unicelulares ou miceliais (cenocíticos)

• zoósporos com um flagelo posterior

• aquáticos e terrestres

• não produzem esporocarpo

Chytridium Allomyces

Zygomycota:

• micélio geralmente cenocítico

• produção de zigosporângios e zigósporos


Pilobolus Rhizopus Mucor

zigosporângio


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Ciclo de vida de um zigomiceto

Glomeromycota:

• anteriormente parte de Zygomycota

• micélio cenocítico

• sem reprodução sexual

• micorrizas arbusculares


Glomus Micorriza arbuscular


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Basidiomycota:

• micélio septado

• septos complexos

• micélio haplóide dicariótico

• produção de exósporos (basidiósporos) num basídio

• produção de esporocarpos complexos Agaricus

MycenaBoletus Geastrum


Ciclo de vida de um basidiomiceto

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Ascomycota:

• micélio septado

• septos simples

• micélio haplóide monocariótico produção de endósporos (ascósporos) num asco

• produção de esporocarpos complexos

• reprodução assexuada frequentemente dominante

BotryosphaeriaCucurbitariaMorchella Neurospora Cryphonectria


Ciclo de vida de um ascomiceto

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Deuteromycota:

• não é um grupo natural (filogenético)

• criado exclusivamente por razões práticas

• inclui todos aqueles fungos que se reproduzem apenas de forma assexuada ou para os quais não foi descoberta ainda a forma sexuada

• a grande maioria pertence ao Phylum Ascomycota e alguns ao PhylumBasidiomycota

Aspergillus Alternaria Penicillium Fusicoccum

Fungos - identificação

Amostra

cultura

isolamento

IDENTIFICAÇÃO

isolamento

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Caracteres macromorfológicos

• Micélio: cor

textura

morfologia da colónia …

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Caracteres micromorfológicos

• esporos: cor, forma, comprimento, largura

• parede: espessa, fina, lisa, rugosa

• estrias e septos

• etc

Conídios – esporos assexuados

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Vários tipos de

conídios,

conídioforos e

conidioma

• Hifomicetos - hifas

• Coelomicetos - acérvulo e

pícnidio

Anamorfos de Ascomicetos

Ascosporos – esporos sexuados

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Teleomorfos de Ascomicetos

Ascoma:

cleistotécio

apotécio

peritécio

pseudotécio

Ascos:

ascoforo

prototunicado

unitunicado operculado

unitunicado inoperculado

bitunicado

Caracteres fisiológicos

• Temperaturas cardinais

• Taxas de crescimento

• Produção de pigmentos

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Caracteres bioquímicos

• Utilização de compostos de carbono, azoto…

��

��

leveduras

fungos filamentosos

PCR fingerprinting

Sequenciação de DNA

PCR-RFLP

Caracteres moleculares

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Os RNAs ribossomais

• Universalidade de distribuição

• Conservação de função e estrutura geral

• Existência de regiões com diferentes taxas de evolução de

sequências (cronómetros moleculares de diferentes passos)

• Ausência de fenómenos de transferência lateral entre

organismos contemporâneos

• Facilidade de extracção e sequenciação

??

Sequenciação de rDNA

17171717----18S18S18S18S 5,8S5,8S5,8S5,8S 25252525----28S28S28S28S 5S5S5S5S

ITS1ITS1ITS1ITS1 ITS2ITS2ITS2ITS2 IGSIGSIGSIGS

ITS totalITS totalITS totalITS total

Amplificação por PCR

> Família> Género

Espécie/Género/OrdemEspécie/Género

Sub-espécie/EspécieEstirpe

Nível Taxonómico5S

5,8S18S28SITSIGS

Região

Sequenciação

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Genes que codificam proteínas

EF1α – factor de alongamento 1 alfa

TUB – β-tubulina

ACT – actina

RPB2 – RNA polimerase subunidade 2

Cyt C – citocromo oxidase (mitocondrial)

…

Vários outros

Diplodia sp. AJ292761

Sphaeropsis sapinea AF243409


B. obtusa CAP148

B. obtusa AF243408

B. obtusa AF027759

B. obtusa JL414

B. obtusa JL379

B. obtusa CAP063

D. alni CBS 200.49

Diplodia sp. AJ292761



B. obtusa CAP148

B. obtusa AF243408

B. obtusa AF027759

B. obtusa JL414

B. obtusa JL379

B. obtusa CAP063

D. alni CBS 200.49

B stevensii CBS230.30

B. stevensii CAP062

B. stevensii AF243406

B stevensii CBS230.30

B. stevensii CAP062


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Guignardia bidwellii AF216533

Mycosphaerella africana AF283690B. rhodina CBS339.90

B. rhodina CBS124.13

L. heobromae CAA006

B. rhodina AF027762

B. rhodina AF027761

B. mamane AF246929

B. corticis AF243397

B. dothidea CBS110731

B. dothidea AF027747

B.dothidea AF027749

B. dothidea CAP127

B. dothidea CAP125

Fusicoccum sp. JL339

Fusicoccum sp. FE 2


B. populi CAP086

Fusicoccum sp. FA 1

B. ribis AY236936

B. ribis AF027743

B dothidea JL352


B. parva AF243395

B. parva CBS110301

B. protearum AF452530



Fusicoccum luteum AF243396

B. lutea CBS110299

B. australis AF452548


B. eucalyptorum AF283686


D. sarmentorum CAP 145

D. sarmentorum DA 1

D. sarmentorum JL 209


D. sarmentorum DE 27


D. sarmentorum CBS 120.41

D. sarmentorum IMI 63581

D. pruni CBS 165.33

B. tsugae AF243405

B. corticola DOA 1

B. corticola CBS110272

B. corticola CBS678.88



B. rhodina

B. mamane

B. corticis

B. dothidea

B. ribis

B. parva

B. protearum

B. lutea

B. australis

B. eucalyptorum

D. sarmentorum

B. tsugae

B. corticola

B. stevensii

B. stevensii

D. pinea

B. obtusa

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L. heobromae CAA006

B. rhodina AF027762

B. rhodina AF027761

B. mamane AF246929




B.dothidea AF027749

B. dothidea CAP127

B. dothidea CAP125


Fusicoccum sp. FE 2


B. populi CAP086

Fusicoccum sp. FA 1

B. ribis AY236936

B. ribis AF027743

B dothidea JL352


B. parva AF243395

B. parva CBS110301





B. lutea CBS110299






D. sarmentorum DA 1







D. pruni CBS 165.33

B. tsugae AF243405

B. corticola DOA 1





B. rhodina

B. mamane

B. corticis

B. dothidea

B. ribis

B. parva

B. protearum

B. lutea

B. australis

B. eucalyptorum

D. sarmentorum

B. tsugae

B. corticola

B. stevensii

B. stevensii

D. pinea

B. obtusa

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L. heobromae CAA006

B. rhodina AF027762

B. rhodina AF027761

B. mamane AF246929




B.dothidea AF027749

B. dothidea CAP127

B. dothidea CAP125


Fusicoccum sp. FE 2


B. populi CAP086

Fusicoccum sp. FA 1

B. ribis AY236936

B. ribis AF027743

B dothidea JL352


B. parva AF243395

B. parva CBS110301





B. lutea CBS110299






D. sarmentorum DA 1







D. pruni CBS 165.33

B. tsugae AF243405

B. corticola DOA 1





10




L. heobromae CAA006

B. rhodina AF027762

B. rhodina AF027761

B. mamane AF246929




B.dothidea AF027749

B. dothidea CAP127

B. dothidea CAP125


Fusicoccum sp. FE 2


B. populi CAP086

Fusicoccum sp. FA 1

B. ribis AY236936

B. ribis AF027743

B dothidea JL352


B. parva AF243395

B. parva CBS110301





B. lutea CBS110299






D. sarmentorum DA 1







D. pruni CBS 165.33

B. tsugae AF243405

B. corticola DOA 1





B. rhodina

B. mamane

B. corticis

B. dothidea

B. ribis

B. parva

B. protearum

B. lutea

B. australis

B. eucalyptorum

D. sarmentorum

B. tsugae

B. corticola

B. stevensii

B. stevensii

D. pinea

B. obtusa

Morfologia

vs

Análise molecular

microbiologia 6ª aula - fungos

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