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Taxonomia bacteriana
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DIVERSIDADE DOS MICRORGANISMOS
● BACTÉRIAS
● FUNGOS
● VÍRUS
● PROTOZOÁRIOS
● ALGAS
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TaxonomiaSistemas de classificação dos seres vivos
Linnaeus (séc. XVIII): Reinos Animal e Vegetal
Haeckel (1866): Inclusão do reino Protista: "animais" e "vegetais“ unicelulares
Whittaker (1969): Cinco reinos - características morfólogicas e fisiológicas:
Monera: Procariotos
Protista: Eucariotos unicelulares
Fungi: Eucariotos aclorofilados
Plantae: Vegetais
Animalia: Animais
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Haeckel
(1894)
Três reinos
Whittaker
(1959)
Cinco reinos
Woese
(1977)
Seis reinos
Woese
(1990)
Três domínios
ProtistaMonera
Eubacteria Bactéria
Archaebacteria Archaea
Protista Protista
EukaryaPlantae
Fungi Fungi
Plantae Plantae
Animalia Animalia Animalia
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Virus?
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Carl Woese (1990) - O DNA poderia ser considerado um “fóssil” molecular.
Classificação baseada em aspectos evolutivos (filogenéticos)
Comparação das sequências de genes que codificavam o rRNA
Esta nova proposta de classificação subdivide os seres vivos em 3 domínios:
Archaea: Composto por procariotos – Ancestrais das bactérias
Bacteria: Composto por procariotos – Bactérias em geral
Eukarya: Composto por eucariotos – Animais, vegetais, algas, protozoários e
fungos
Taxonomia
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A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a
biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os
organismos.
Taxonomia: do grego tassein = "para classificar" e nomos = lei.
È a ciência de administrar a descoberta, descrição e
classificação das espécies e grupo de espécies, com suas
normas e princípios
Filogenia: relações evolutivas entre os organismos
Classificação definitiva: métodos fenotípicos e genotípicos
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Novas Classificações
• Existem dois grupos de procariotos que são chamados de archaea e a bactéria.
• Pelo trabalho de Woese (1990), levando em conta dados de filogenia molecular, elas são tão diferentes que ocupam dois reinos, e as archaea são mais próximas dos eucariotos do que as bactérias
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Evolutivamente falando, a classificação de
Whittaker em cinco reinos: Animalia, Plantae,
Fungi, Protista e Monera é antiquada, e
existem hoje apenas três reinos: Archaea,
Bacteria e Eukarya.
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As Archaea vivem em ambientes extremos, onde não há
possibilidade de vida para outros seres.
Há Archaea em fontes termais a quase 100oC (Thermus
aquaticus), no Mar Morto, com salinidade altíssima, em
ambientes próximos a vulcões, em fontes de enxofre,
etc.
Comparando: Archaea Eukarya
Temperatura ideal de crescimento 2oC - >100oC20oC -
40oC
pH ideal de crescimento 1 - 12 7
Capacidade de suportar altas pressões
atmosféricassim não
Capacidade de suportar altas salinidades sim não
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As bactérias podem ser classificadas por
várias características:
Fonte de carbono Fonte de ATP Fonte de NADPH
autotróficas
fotolitotróficasCO2 luz
substrato
inorgânico (NH4+)
autotróficas
quimiolitotróficasCO2
substrato
inorgânico (NH4+)
substrato
inorgânico (NH4+)
heterotróficas
fotoorganotróficas
compostos
orgânicos (lactato)luz
compostos
orgânicos (lactato)
heterotróficas
quimioorganotróficas
compostos
orgânicos (lactato)
compostos
orgânicos (lactato)
compostos
orgânicos (lactato)
FORMA
COLORAÇÃO GRAM
TOLERÂNCIA AO O2:
NUTRIÇÃO
Fenotípicas X Genotípicas
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As bactérias podem ter diversas formas:
As esféricas são chamadas cocos (geralmente G+)
Quando alongadas, recebem o nome de bacilos(geralmente G-)
Em formas helicoidais, em geral móveis, são
denominadas espirilos (não se coram bem pelo GRAM)
Mas ocorrem com 3 formas fundamentais
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Métodos fenotípicos
Cocos: De forma esférica ou subesférica (ex: Staphylococcus)
Bacilos ou Bastonetes : Em forma de bastonete (Ex: Bacillus)
Vibrios ou Vibriões : Em forma de vírgula (Ex: Vibrio)
Espirilos ou Espiroquetas : Em forma de espiral (Ex: Treponema e Leptospira)
Bacilos ou Bastonetes
Cocos
Vibrios
Espiroqueta
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Freqüentemente as células bacterianas
aparecem em grupos, e não isoladas.
Os cocos quando aparecem aos
pares, formam os diplococos
Quando dispostos em fileiras são
chamados streptococos
Quando aparecem como cachos de
uvas, denominam-se estafilococos
Os bastonetes podem raramente se apresentar em cadeia
ou na forma de diplobacilos, mas os espirilos somente se
apresentam isoladamente.
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Morfologia Bacteriana (M.E.)
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Todas as bactérias, com exceção dos micoplasmas,
apresentam uma parede rígida responsável pela forma
da célula e que a protege contra a ruptura. Apesar de
ser rígida e resistente, a parede é permeável, o que
facilita a nutrição da célula.
Uma das formas de classificar as bactérias é em função
da composição da parede bacteriana
A parede das bactérias Gram (+) é simples, formada por
uma espessa camada de peptidioglicano.
A parede das bactérias Gram (-) é mais complexa, pois
além da camada de peptidioglicano ser mais fina que as
Gram (+), apresenta uma camada de lipoproteínas e
outra de lipossacarídeos.
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GRAM +Tem uma espessa camada de peptidioglicano (mureína) e duasclasses de ácidos teicoicos: Ácido Lipoteicóico que está nasuperfície, próximo a camada de peptidioglicano e unido amembrana citoplásmática e o da superfície da parede que se unesó a capa de peptidioglicano. O ácido Teicóico é responsavel pelodeterminante antigênico do organismo.
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GRAM -Possui fina camada de peptidioglicano(mureína) unida a umamembrana exterior por lipoproteínas. A membrana exterior é feita deptn, fosfolípidio e LPS. No LPS, a porção de lípideo está no interior dofosfolípidio e o polisacárideo (antígeno O) está na superficie. OLipídeo se chama Lipídeo A e é tóxico, mas o LPS inteiro se chamaEndotoxina. A parede da célula possui poros chamados porinas quetransportam substâncias de baixo peso molecular. Entre a membranacitoplasmática e a parede celular há um espaço periplásmico comenzimas hidrolíticas, enzimas inativadoras de antibióticos e ptns detransporte.
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Podemos diferenciar as bactérias em 2 grandes
grupos, segundo às propriedades de suas
paredes, através da coloração de GRAM:
Gram (-)
• Aparecem com cor avermelhada ao
microscópio óptico quando
submetidas a coloração e GRAM
Gram (+)
• Aparecem com cor arroxeada ao
microscópio óptico quando
submetidas a coloração e GRAM
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Propriedades Tintoriais
•Gram-positivas
•Gram-negativas
•Bacilos álcool ácido resistentes -
BAAR
•Não se coram pelo Gram
Gram-positivas
Gram-negativas BAAR
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O Tamanho das bactérias
• As bactérias medem milésimos de milímetro ou
sejam os micrômetros (m), (microscopia ótica)
• Os vírus dimensões inferiores a 0,2 m (limite
de visibilidade do microscópio ótico) não
podem ser observados neste instrumento.
• A maioria das bactérias estudadas em
laboratório medem 0,5 a 1,0 por 2,0 a 5,0 m
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Morfologia Colonial
Lisa? Rugosa? Pigmentada? Côncava? Convexa?
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Morfologia Colonial
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Exigências nutricionais
Autotróficas x Heterotróficas
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Provas bioquímicas
Fermentação açúcar Citrato de sódio
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Tipagem enzimática: enzimas do metabolismo
Enzimas respiratórias
• Pesquisa da Catalase
Metabolismo glicídico
A maioria das bactérias utiliza os hidratos de carbono
hidrolizando-os até à formação de ácidos com consequente
alteração do pH do meio. Em alguns casos essa hidrólise
conduz à formação de gases.
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Pesquisa de coagulase : a presença desta enzima indica
patogenicidade; na presença de plasma, os produtores de coagulase
(como o Staphylococcus aureus) vão desencadear os mecanismos da
coagulação.
Pesquisa de enzimas hidrolíticas: esta prova tem a sua principal
aplicação na caracterização de espécies do género Streptococcus,
alguns dos quais elaboram enzimas hemolíticas
Enzimas extracelulares e toxinas
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Sorotipagem
Microrganismos inertes às provas bioquímicas
Microrganismos de cultivo difícil
Fins epidemiológicos
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Métodos genotípicos
1. Tamanho do DNA
2. Índice Crioscópico
3. Índice Citosina-Guanina (C+G)
4. Hibridização de DNA
5. Sondas moleculares: 50-100pb
6. Sequenciamento de DNA
7. Ribotipagem: RNAr 16S
8. Análise plasmidial
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Nomenclatura binomial
• Atribuição de nomes científicos às espécies.
• Formado por duas palavras – o nome do gênero e o restritivo
específico (adjetivo que qualifica o gênero)
Ex:
Escherichia coli ou Escherichia coli
nome homenageia Theodor Escherich,
coli: lembra que habita o cólon humano ou intestino grosso.
Staphylococcus aureus ou Staphylococcus aureus
Staphylo (tipo de agrupamento) + coccus (forma esférica)
aureus (cor de ouro).
Staphylococcus sp. X Staphylococcus spp.
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Fora da árvore Filogenética da
“vida”
Vírus
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Vírus ciclo lítico
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As bactérias são células procarióticas, possuindo estruturalmente:
• parede celular
• membrana citoplasmática
• citoplasma com numerosos ribossomos
• Núcleo disperso (sem membrana nuclear)
E pode apresentar outras
estruturas como flagelos,
fímbrias, esporos, cápsulas
e também inclusões
citoplasmáticas
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Membrana celular ou citoplasmática
• Constituída de lipídeos e proteínas, semelhante a eucarióticos.
• membrana semi-permeável, seletiva, sede de várias enzimas, limita o citoplasma. transporte de íons e metabólitos (ex. enzimas permeases e porinas) também atua em numerosos processos biossintéticos.
Citoplasma com núcleo disperso e numerosos ribossomos
• Uma área citoplasmática , (granular e rica em RNA) Uma área cromatínica ou nuclear, (rica em DNA) e uma porção fluída com nutrientes dissolvidos
• Na área citoplasmática junto com o RNA partículas protéicas, formando corpúsculos com cerca de 20nm de diâmetro ribossomas Estes possuem enzimas que atuam na biossíntese da célula.
• Na área cromatínica temos o cromossoma bacteriano formado por DNA circular.
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Flagelos
• Organelas especiais de locomoção responsáveis pela mobilidade bacteriana.
• São representados por longos filamentos ondulados de 3-12m e compostos por subunidades proteicas (flagelina)
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Fímbrias
• Também conhecidas como pili são apêndices
filamentosos encontrados em algumas bactérias Gram -,
mais finos, mais curtos e geralmente mais numerosos
que os flagelos, sem papel na mobilidade funções:
• aderência à superfícies
• porta de entrada para material genético na conjugação
bacteriana.
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Esporos
• São estruturas de “repouso” altamente resistentes à agentes físicos e químicos, formadas por certas bactérias (Bacillus e Clostridium) composição alto teor de cálcio associado ao ácido dipicolínico.
• A presença do ácido dipicolínico no esporo está relacionado à desidratação, alta resistência e termorresistência.
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Cápsulas
• Envoltório viscoso que cerca a parede celular,
• ocorre somente em certas bactérias,
• natureza química, maior parte polissacarídica, é variada, e depende da espécie bacteriana.
• Fornece um envoltório protetor e também pode servir de reservatório de alimentos armazenados e despejo de escória, (????)
• Papel principal: virulência
de algumas bactérias patogênicas
e sua imunogenicidade.
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Inclusões Citoplasmáticas
• Em algumas células identificam-se depósitos concentrados de certas substâncias,
• Os grânulos podem conter diferentes materiais, (dependendo da célula em questão).
• ex. grânulos de volutina (metacromáticos) –metafosfatos e polifosfatos
• grânulos de amido, grânulos
polissacarídeos, etc...