microbiologia de brock - michael t. madigan, john m

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. Clark

Sistema Microbiano e sua diversidade

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. ClarkUm tema que unifica toda a biologia é a evolução, a alteração na sequência de DNA e a herança desta

alteração, frequentemente sob as pressões seletivas de um ambiente em modificação.

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. ClarkEvidências de vida microbiana em rochas datadas da origem da terra

ESTROMATÓLITOS: massas microbianas fossilizadas, em camadas de procariotos e sedimentos aprisionados em rochas de 3,5 bilhões de anos.


Quem veio primeiro: o DNA ou o RNA?


Emergindo a vida celular a partir da união de simples RNAs e lipídeos


A diversificação metabólica dar origem ao oxigênio, e deste surge a biosfera terrestre com a camada de ozônio


Ozônio (O3): É um gás instável formado pelo oxigênio produzido na terra. Sua coloração azul absorve a luz vermelha, protegendo a terra da incidência direta dos raios U.V. do Sol. A camada de ozônio se forma a 25 e 30 Km da crosta terrestre (região onde os raios solares entram em contato com o oxigênio terrestre). Os gazes CFC (Cloro-Flúor-Carbono) de sprays também são atacados pela U.V., liberando o Cloro que reage com o O3 gerando oxigênio livre.


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O homem em relação ao universo


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Todos os organismos celulares presentes em nosso planeta estâo agrupados no que chamamos de ‘àrvore da vida’, uma imagem representativa da evoluçâo dos seres vivos. O modelo dessa àrvore proposto no final dos anos 1970 pelo microbiologista norte-americano Carl Woese divide a vida em trés domìnios (bactérias, arqueobactérias e eucariotos), cada um contendo muitos ramos.


Bacteria: (do grego Bakterion = bastão) são procariotos (desprovidos de envoltório nuclear e organelas membranosas) pertencentes ao reino Monera. Eukarya ou eucariontes (do grego eu-karyon = eu-núcleo): possuidores de núcleo celular rodeado por membrana compartimentalizando o DNA do citoplasma e com várias organelas. Archaea ou arqueobactérias (do grego = antigo, velho): relacionados com as bactérias, são procariotas que sobrevivem em lugares extremos (Extremófilos) com alta temperatura, mares salinos, ou em gás sulfídrico.


E os VÍRUS? Não apresentam natureza celular por serem desprovidos de muitos atributos celulares.

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. ClarkO PAPEL DOS VÍRUS Vìrus sâo entidades que obedecem aos mesmos princìpios fìsico-quìmicos de todos os seres vivos da Terra, mas que precisam utilizar a maquinaria de uma cèlula hospedeira para se replicar e se propagar. Refinados parasitas moleculares, os vìrus sâo comumente associados a doenças que acometem humanos, outros animais e plantas, causando prejuìzos à saùde e à economia. Por isso, sâo vistos como malèficos e des- truidores. Entretanto, apenas uma pequena fraçâo dos vìrus conhecidos causa doenças em seus hospedeiros, e esse è somente um dos efeitos que podem ter nos organismos que infectam. Na verdade, eles podem interagir de diversos modos com os seres vivos do planeta, o que faz deles ferramentas notàveis para a evoluçâo da vida. Acrani GO, Módena JLP e Arruda E (2012). O papel dos virus na árvore da vida. Ciência Hoje 292: 26-31.


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A descoberta dos vírus Os vìrus foram descobertos no final do sèculo 19, por meio de experimentos nos quais extratos de tecidos doentes eram passados por filtros capazes de reter bactèrias e fungos, as menores formas de vida entâo conhecidas, e o material filtrado era depois inoculado em tecido sâo, no qual a doença reaparecia. Esse reaparecimento levou alguns cientistas a conceber a existéncia de um ‘fluido’ (uma espècie de toxina ou veneno) capaz de transmitir doenças, e deram a este a denominaçâo vìrus (em latim, ‘veneno’). Assim, os vìrus foram chamados, por muito tempo, de agentes filtràveis associados a doença e morte.


Vírus como entidades vivas? Como eles sobrevivem sem poder expressar proteínas?Alèm disso, a despeito de sua classificaçâo como entidades vivas ou nâo, os vìrus tém participaçâo fundamental no movimento e na construçâo da vida. Por serem capazes de infectar organismos de maneira permanente e muitas vezes silenciosa, eles podem transmitir informaçôes genèticas entre diferentes hospedeiros, contribuindo para gerar variabilidade.


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Como qualquer uma das formas de vida celular existentes, o vírus pode ser infectado por muitas espècies de vìrus, eles figuram entre os principais agentes da evoluçâo, influenciando a variabilidade dos seres vivos. Decorre daì o conceito de um mundo virològico, onde os integrantes de cada domìnio da ‘àrvore da vida’ convivem em maior ou menor harmonia com seus vìrus, que por sua vez evoluìram de modo a conviver de formas peculiares com seus hospedeiros.


Todas as variedades de vírus existentes estariam, portanto, relacionadas a todas as outras formas de vida celulares. Essa perspectiva possibilita entender os vìrus como entidades criadoras de genes que podem ser acrescentados aos genomas dos hospedeiros, aumentando a diversidade genètica existente.


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Somos feitos de vírus? A ocorréncia dessa integraçâo em cèlulas germinativas, como òvulos e espermatozoides, permite que a nova informaçâo genètica seja transmitida de pais e mâes para filhos. Assim, o vìrus deixa de ser uma partìcula infectante externa e passa a constituir parte do genoma do hospedeiro.


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O dilema da maternidade Foi identificada a sequência intacta do gene viral env na placenta, que determina a produçâo de uma proteìna do sinciciotrofoblasto, denominada sincicina. Essa proteìna està envolvida na fusâo de tecidos que ocorre na interface mâe-feto e na supressâo da resposta imunològica, garantindo a toleráncia ao feto pelo sistema imune da mâe.


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Mutualismo Certos fungos que crescem em tecidos vegetais beneficiam a planta parasitada. Um fenómeno conhecido è a associaçâo de fungos com a resisténcia ao calor de certas plantas. No entanto, estudo recente mostrou que a resisténcia ao calor que o fungo Curvularia protuberata confere à planta Dichanthelium lanuginosum, que vive em solos muito quentes, perto de fontes geotèrmicas no Parque Nacional de Yellowstone, nos Estados Unidos, è mediada por um vìrus. Denominado vìrus da toleráncia termal da Curvularia, ele è transmitido pelos esporos do fungo.


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A presença no genoma humano, e de outros organismos, de genes originados de um retrovìrus e que contém informaçôes para a produçâo de uma proteìna crucial para a sobrevivência è um forte indìcio de que uma infecçâo por retrovìrus ocorrida hà milhôes de anos pode ter sido fundamental para a evoluçâo.

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. ClarkTeoria da Endossimbiose: é quando um organismo vive no interior de outro organismo

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. ClarkAspectos que sustentam a teoria da Endossimbiose entre mitocôndria e cloroplastos: ✓Ambos possuem ribossomos do tipo procariótico (70S). ✓Ambos apresentam sequências gênica de RNA ribossomal 16S característica de determinadas bactérias. ✓Antibióticos que afetam a função ribossomal de bactérias de vida livre, também inibem mitocôndria e cloroplastos. ✓Ambos possuem pequeno DNA circular, típico de bactérias.

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. ClarkGenes utilizados para a análise filogenética: comparando com o rRNA de E. Coli, o rRNA 16S de Archaea tem similaridades à estrutura secundária (dobramento), mas numerosas diferenças na estrutura primária (sequência). Em Eukarya, o rRNA 16S bacteriano é equivalente ao 18S, presente nos ribossomos citoplasmáticos.

Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap e David P. ClarkProcariotos x Eucariotos


Diversidade fisiológica dos microrganismos: quimiotróficos (quimiorganotróficos e quimiolitotróficos), fototróficos, heterotróficos ou autotróficos.


Característica Bacteria Archaea EukaryaEstrutura celular procariótica Sim Sim NãoPresença de DNA na forma circular, covalentemente fechada Sim Sim NãoNúcleo envolto por membrana Ausente Ausente PresenteRibossomos (massa) 70S 70S 80SIntrons na maioria dos genes Não Não SimOperons Sim Sim NãoAdição de cap na calda poli(A) no mRNA Não Não SimPlasmídeos Sim Sim RarosRedução de S0 ou SO4

2- a H2S, ou Fe3+ a Fe2+ Sim Sim NãoFixação de nitrogênio Sim Sim NãoNitrificação (formação de nitrito pela conversão de amônia) Sim Não NãoDesnitrificação (transformação de nitratos em gás nitrogênio) Sim Sim NãoQuimiolitrotofia Sim Sim NãoSíntese de grânulos para armazenamento de carbono Sim Sim NãoCrescimento acima de 70oC Sim Sim Não

Características distintivas


BACTÉRIAS: Formas e Tamanhos


BACTÉRIAS e ARCHAEA Membrana: não possuem esteróis (ex: colesterol) como os eucariotos que possuem 5 a 25% de todo constituinte lipídico.


BACTÉRIAS Parede celular e o peptideoglicano: o citoplasma de bactérias possui alta concentração de solutos que aumenta significantemente a pressão osmótica intracelular (2 atmosferas em E. coli). Para impedir a lise, as bactérias desenvolveram parede celular.


Impacto dos Micro-organismos nos seres humanos

Micro-organismos como agentes de doença?


Impacto dos Micro-organismos nos seres humanos Ao contrario do que se pensa, poucos micro-organismos são causadores de doenças. No entanto, afetam na agricultura, alimentos, energia e meio ambiente (buscas para utilização biotecnológica)


Descobindo a microbiologia Robert Hooke (1635 - 1703) após inventar o microscópio, descreveu estruturas de frutificação de bolores.


Descobindo a microbiologia Ferdinand Cohn (1828 - 1898) estudando plantas unicelulares (algas) e bactérias fotossintetizantes, direcionou a separar as bactérias das plantas e de outros tipos celulares.


Descobrindo a microbiologia Robert Koch (1843 - 1910) e seu postulado usando Bacillus anthracis.

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