introdu ÇÃo ao estudo da microbiologia - instituto ... · • 1769 - lazzaro spallanzani...
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INTRODUINTRODUÇÇÃO AO ÃO AO ESTUDO DA ESTUDO DA
MICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIA
Conceito de MicrobiologiaConceito de MicrobiologiaA cA c éélula e a Classificalula e a Classifica çção dos Microorganismosão dos Microorganismos
Centro Federal de EducaCentro Federal de Educa çção Tecnolão Tecnol óógica do Pargica do Par ááMicrobiologia e Microbiologia e ImunologiaImunologia
Profa. Jedna Kato Dantas de AlmeidaProfa. Jedna Kato Dantas de Almeida
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaConceito de MicrobiologiaConceito de Microbiologia
• Microbiologia é o estudo de organismos microscópicos. Tal denominação deriva de três palavras gregas:
– Mikros = pequeno– Bios = vida– Logos = ciência
• Assim, a microbiologia significa o estudo da vida microscópica.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaOrigem dos MicroorganismosOrigem dos Microorganismos
• Originaram-se 4 bilhões de anos ⇒ material orgânico complexo presente em águas oceânicas ou de nuvens que circundavam a primitiva Terra.
• Como os primeiros indícios de vida na Terra ⇒ são considerados ancestrais de todas as outras formas de vida.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaOrigem dos MicroorganismosOrigem dos Microorganismos
• O primeiro ser vivo do nosso planeta foi o coacervado.
• O 1º microrganismo foi observado somente há 300 anos
• Somente após 200 anos ocorreu o reconhecimento de sua importância.
Coacervado = colóide orgânico com grande número de moléculas, rigidamente localizadas e isoladas do meio ambiente por uma película superficial de água. Desse modo, os coacervados adquirem sua "individualidade".
Esta figura mostram gotículas de coacervado produzidas artificialmente e fotografadas ao M.O.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaAspectos histAspectos hist óóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• 1674 - Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) ⇒ dono de armazém, zelador da prefeitura e provador de vinhos (Holanda).
– Familiarizado com lentes de aumento ⇒inspecionava tecidos e polia lentes de vidro e as montava entre finas placas para formar simples microscópicos.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaAspectos histAspectos hist óóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
– Curiosidade sobre o mundo natural ⇒ descrição detalhada sobre diminutos objetos móveis (animáculos – protozoários de vida livre) ⇒ considerado fundador da microbiologia.
– Descreveu meticulosamente suas observações e desenhos em mais de 300 cartas dirigidas à Sociedade Real Inglesa ⇒ alertar o mundo para a existência de formas microscópicas de vida e originaram a microbiologia.
Microscópio primitivo utilizado por Leeuwenhoek
(300X)
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Suas descobertas originaram 2 teorias contraditórias:
• Teoria da abiogênese (geração espontânea)– A = não;– Bios = vida;– Genesis = origem.
• Postulada por Aristóteles e voltou a ser discutida após a descoberta dos microorganismos.
• Considerava que os “animálculos” eram resultado da decomposição de plantas e tecidos animais (isto é, por meio da fermentação ou putrefação).
• Os defensores desta escola acreditavam que a vida surgia de objetos inanimados.
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• Originou-se na Grécia antiga ⇒ acreditava que rãs e minhocas surgiam espontaneamente de um pequeno lago de lama.
• Larvas de insetos e moscas eram produzidas da mesma maneira, a partir de carne em decomposição.
• Receitas para produzir camundongos ⇒ trapos de estopa em um recipiente e colocá-lo em uma área separada, por várias semanas.
• Mas, no século XVII, pensadores críticos foram discordando dessas idéias.
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• Teoria da biogênese– Bios: vida;– Genesis: origem.
• Microorganismos se originavam de pais a partir de formas de vida superiores ⇒ “animálculos” já existentes davam origem a outros “animálculos”.
• Diversos experimentos foram realizados com objetivo de derrubar a ABIOGÊNESE
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• 1668 - Francesco Redi (Médico, biogenista) ⇒ larvas da carne em putrefação eram larvas de ovos de insetos, e não um produto da geração espontânea.
(1626-1697)
Experimento de Redi
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• 1745 - John Needham (abiogenista)
– Cozinhou pedaços de carne para destruirmicrorganismos preexistentes e colocou-
os em frascos abertos ⇒ Eventualmente, ele viu colônias de microrganismos na superfície e concluiu que elas surgiam espontaneamente a partir da carne.
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• 1769 - Lazzaro Spallanzani (biogenista)– Ferveu caldo de carne por uma hora vedou;– Nenhum microrganismo apareceu no caldo
– Needham continuava insistindo que o ar é essencial à vida e também para a geração espontânea dos microrganismos.
(1729-1799)
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• 1836 - Franz Schulze (biogenista)– Passou ar através de uma solução
de ácido forte ⇒ aerou infusão de carne previamente fervida em frasco fechado.
• 1837 - Theodor Schwann (biogenista)– Forçou a passagem de ar através de
tubos aquecidos ⇒ aerava o caldo.
• Em nenhum dos casos surgiram os micróbios, porque aqueles que estavam presentes no ar foram mortos pelo calor ou pelo ácido.
(1815-1873)
(1810-1882)
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• 1836 - Louis Pasteur (biogenista)– Indústria de vinhos franceses e a função dos micróbios na
produção de álcool.
(1822-1895)
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• 1859 - Félix Archimède Pouchet (abiogenista)– Publicou extenso relato que sustentava a abiogênese. – Irritado pela lógica e dados de Pouchet, Pasteur fez uma série
de experimentos definitivos ⇒ Frascos com colo longo e curvados, semelhantes ao pescoço de cisnes, que foram preenchidos com caldo nutritivo e aquecidos.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaAspectos histAspectos hist óóricos da Microbiologiaricos da Microbiologia
• 1860? – John Tyndall– Ar fica isento de microrganismos por permitir que partículas de
poeira se sedimentassem no fundo de uma caixa fechada.
– Inseriu tubos-testes contendo líquido estéril dentro da caixa ⇒ O liquido permaneceu estéril, provando que a“força vital” não era responsável pelosurgimento dos microrganismos.
(1820-1893)
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da FermentaTeoria Microbiana da Fermenta ççãoão
• Muitas civilizações antigas produziram bebidas e alimentos que, atualmente sabemos, são produtos da fermentação microbiana (Grécia,China, Japão, Ásia Central).
• Os antropologistas e os historiadores não conhecem nenhuma sociedade que não utilize a fermentação para produzir alimentos ou bebidas.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da FermentaTeoria Microbiana da Fermenta ççãoão
• 1850 - Pasteur examinou lotes de vinho bom e ruim, ele encontrou microrganismos de tipos diferentes.
• Certos tipos de microrganismos predominavam nos lotes bons de vinho, enquanto outros eram mais numerosos nos vinhos de qualidade inferior.
• Pasteur concluiu que a seleção de micróbios podia assegurar um bom produto.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da FermentaTeoria Microbiana da Fermenta ççãoão
• Para certificar-se disso, ele destruiu os microrganismos já existentes no suco de fruta, primeiro aquecendo e depois resfriando.
• Em seguida. inoculou o suco com vinho de alta qualidade que continha o tipo desejado de microrganismo.
• Ele também observou que o produto final (vinho) podia ser preservado sem qualquer alteração do sabor se fosse aquecido a 50-60 oC, por vários minutos (Pasteurização)
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doen ççaa
• Por muito tempo acreditou-se na história da humanidade que a doença era causada por fatores vagos, tais como o ar ou sangue ruins.
• Revolução da indústria do vinho ⇒ nova teoria sobre a origem das doenças.
• Descoberta do agente etiológico de algumas das mais sérias doenças que afetam o homem e os animais.
• Juntamente com outros observadores
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doen ççaa
• 1546 - Girolamo Fracastoro
– Doenças surgiam devido a organismos, pequenos demais para serem vistos.
– Poderiam ser transmitidos de uma pessoa para outra.
– Conversas com marinheiros ⇒ retornavam de expedições ao exterior (propagação de muitas doenças).
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doen ççaa
• 1746? - Anton von Plenciz– Estabeleceu que seres vivos eram causas de diferentes
doenças.– Conceito parasitismo foi estabelecido: de um organismo vivo
vivendo um ou sobre o outro, a partir do qual retirava seus nutrientes
• Pasteur ⇒ investigou a doença do bicho-da-seda– Passou seis anos para provar que um protozoário, causava a
doença. – Mecanismos de eliminar a doença, selecionando somente
bichos-da-seda saudáveis, livres da doença, para reproduzir novas linhagens de insetos.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doen ççaa
• 1876 – Albert Koch
– Bactéria do carbúnculo (Bacillus anthracis, popular antrax).
– Animais doentes deviam ser mortos e queimados ou enterrados bem fundo, após demonstrar que os esporos bacterianos podiam sobreviver por meses, em produtos contaminados.
– Foi o primeiro a provar que um tipo específico de micróbio causa um tipo definido de doença.
– Bactérias causadoras da cólera (Vibrio cholerae) e da tuberculose (Mycobacterium tuberculosis ou também conhecido como bacilo de Koch).
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doen ççaa
• Colônias crescendo sobre batatas fervidas e subseqüentemente encontraram maneiras para separar micróbios individuais (Isolamento bacteriano).
• Meios de cultura específicos para cultivar os microrganismos.
• Aprenderam a cultivar os micróbios específicos em culturas puras.
• Richard J. Petri ⇒ placa de vidro especial
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaTeoria Microbiana da DoenTeoria Microbiana da Doen ççaa
• Foi por meio do estudo das causas de doenças em plantas que outros cientistas descobriram o vírus (do latim virus, que significava liquido viscoso ou veneno).
• 1892 - Dmitri lvanovski
– Agente da doença do mosaico do tabaco podia ser transmitido por suco filtrado da planta doente.
– O material que passava através do filtro continha uma nova classe de agentes causadores de doença muito menores que as bactérias.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaObjetivos e Importância da MicrobiologiaObjetivos e Importância da Microbiologia
• Simplicidade dos experimentos + rápida velocidade de crescimento + variedade de atividades bioquímicas = modelo experimental de escolha para o estudo da genética, metabolismo e fisiologia celular.
• Grande potencial para ajudar na limpeza do ambiente: da decomposição de componentes de petróleo em derramamento de óleos à decomposição de herbicidas e inseticidas usados na agricultura.
• Produção de substâncias úteis à medicina, saúde, pesticidas, etc.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaObjetivos e Importância da MicrobiologiaObjetivos e Importância da Microbiologia
• Podem ser nocivos e causar doenças ao homem, animais e plantas.
• Responsáveis pela deterioração de tecidos, madeiras e metais.
• Maioria realiza alterações no ambiente essenciais para a manutenção da vida, como nós a conhecemos, no planeta Terra.
• Outros que podem ser explorados para produzir uma variedade de substâncias químicas utilizadas na indústria.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaA CA Céélula como Unidade Estruturallula como Unidade Estrutural
• “Célula” ⇒ Robert Hooke (1665)
• Menor unidade de qualquer organismo ⇒microrganismos unicelulares às formas de vida com tecidos especializados e órgãos complexos.
• Matthias Schleiden e Theodor Schwann ⇒ teoria celular (1838): unidade estrutural e funcional básica de todos os organismos.
• Protoplasma (do grego, prótos = primeiro; plásma = substância formada) ⇒ mistura complexa e gelatinosa de água e proteínas, lipídeos e ácidos nucléicos.
• O protoplasma é envolvido por uma membrana flexível e algumas vezes por uma parede celular rígida.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaA CA Céélula como Unidade Estruturallula como Unidade Estrutural
• Organismo unicelular ⇒ todos os processos vitais devem ocorrem dentro da célula.
• Organismo multicelular ⇒ suas células podem estar arranjadas em estruturas chamadas de tecidos ou órgãos, com funções específicas.
• Todos os organismos, unicelulares ou multicelulares, apresentam as seguintes características:– 1. Reprodução.– 2. Utilização de alimento como fonte de energia.– 3. Síntese de substâncias e estruturas celulares.– 4. Excreção de substâncias.– 5. Resposta a alterações ambientais.– 6. Mutações, que são alterações súbitas em suas características
hereditárias, embora ocorram raramente.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaClassificaClassifica çção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
• Taxonomia ⇒ classificação (arranjo), nomenclatura (nome) e identificação (descrição e caracterização) dos organismos vivos.
• Táxon básico (espécie) ⇒ coleção de cepas com características similares especialmente em seu material genético.
• Cepa ⇒ constituída de descendentes de uma única colônia em uma cultura pura
• Outras características usadas para agrupar os organismos em espécies incluem morfologia e exigências nutricionais.
• Espécies intimamente relacionadas são agrupadas em gênero, os gêneros em famílias, as famílias em ordens. as ordens em classes, as classes em filos ou divisões, e os fios ou divisões em reinos.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaClassificaClassifica çção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaClassificaClassifica çção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
• Separação das bactérias de todas outras células (outros microrganismos, plantas e animais):
– Células eucarióticas: têm um núcleo separado do citoplasma por uma membrana nuclear ⇒ eucariotos (eu=desenvolvido; cario=núcleo; teca=membrana). Possuem núcleo.
– Células procarióticas: apresentam material celular sem membrana ⇒ procariotos (pro=primitivo; cario=núcleo; teca=membrana). Possuem nucleóide.
IntroduIntrodu çção ão àà MicrobiologiaMicrobiologiaClassificaClassifica çção dos Organismos Vivosão dos Organismos Vivos
• A maneira pela qual organismo obtém nutrientes de sua alimentação é a base do sistema de cinco reinos de classificação proposto por Whittaker ⇒ três níveis de organização celular:
– 1) Fotossíntese: o processo pelo qual a luz fornece energia para converter o CO2 em água e açucares;
– 2) Absorção: a captação de nutrientes químicos dissolvidos em água;
– 3) Ingestão: entrada de partículas de alimentos não-dissolvidas.
• Os microrganismos foram colocados em três dos cinco remos: Monera, Protista e Fungi.