Introdução à Introdução à Microbiologia Microbiologia Microbiologia Ambiental Microbiologia Ambiental Breve histórico A diversidade microbiana Classificação dos microrganismos
Introdução à Introdução à MicrobiologiaMicrobiologia
Microbiologia AmbientalMicrobiologia Ambiental
Breve históricoA diversidade microbianaClassificação dos microrganismos
- Definição:Definição:
mikrosmikros + + biosbios + + logoslogos
- Primeiros microrganismos- Primeiros microrganismos
3,5 - 3,8 bilhões de anos3,5 - 3,8 bilhões de anos
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O que são O que são microrganismos?microrganismos?
Organismos vivos ou agentes que na maioria dos casos
não são visualizados a olho nu.
Protozoários, Algas, Bactérias, Fungos e Vírus
Importância dos Importância dos microrganismosmicrorganismosno processo evolutivono processo evolutivo
Responsáveis por alterações nas condições atmosféricas na Terra e
pelo surgimento de outras formas de vida mais complexas.
Principais marcos na história da vida:
• 3,7 bilhões de anos: Origem da vida
• 3,5 bilhões de anos: Fóssil do procarionte mais antigo
• 2,7 bilhões de anos: Acúmulo de O2 produzido pelas cianobactérias
• 2,6 bilhões de anos: Primeiros organismos terrestres
• 1,5 bilhões de anos: Fóssil eucarionte mais antigo
Importância dos microrganismosImportância dos microrganismos
Responsáveis pela manutenção da vida na Terra
Ciclagem dos elementos pela degradação da matéria orgânica
Benefício/prejuízo a saúde do homem, animais e outros seres vivos
Participam das atividades produtivas da vida do homem
Importância sob a perspectiva do homemImportância sob a perspectiva do homem
Microbiologia: Microbiologia: ± 300 anos± 300 anos
99%
1%
Benéficos ou inócuos P atogênicos
Porquê estudar Porquê estudar Microbiologia? Microbiologia?
São importantes para os animais, plantas e saúde do
homem
São fonte de alimento e importantes na produção de
alimentos
São importantes na reciclagem de resíduos
São úteis na produção de antibióticos, vitaminas, ...
São importantes na aplicação da engenharia genética
tecnologia de DNA recombinante, terapia gênica
E muito mais ....
Terapia genética usando um Adenovírus como vetor. Um novo gene é inserido no adenovírus, que é usado para introduzir o DNA modificado na célula humana. Se o tratamento for bem sucedido, o novo gene vai produzir uma proteína funcional.
Tratamento de doenças hereditárias
• As primeiras observaçõesAs primeiras observações
• A teoria da geração espontânea e biogêneseA teoria da geração espontânea e biogênese
• A idade de ouro da microbiologiaA idade de ouro da microbiologia
• A microbiologia no presenteA microbiologia no presente
Lister, 1867 – primeira cirurgia asséptica
HISTÓRICO DA MICROBIOLOGIA
EGÍPCIOS: protegiam tumbas com esporos de Aspergillus
BÍBLIA: descrição da lepra (Livro dos Números – 1000 aC) e proibição
consumo de certas carnes (Deuteronômio – 600 aC).
Grécia (~400 aC): Tucídides verificou que os pacientes que
sobreviviam à praga ficavam protegidos e podiam cuidar dos doentes.
China (50 aC): uso de sandálias mofadas para controle de infecções
bacterianas nos pés.
Roma (100 dC): Varro propôs que diminutas criaturas entravam no
corpo e causavam doenças.
Constatações:
““Praga” e população Praga” e população mundialmundial
.
Praga ou Peste Negra foi uma epidemia que atingiu a Europa,
China e Oriente Médio, entre outras. Em 1347 (Idade Média), a
peste matou 1/3 população Européia, destruindo uma brilhante
civilização.
Todas as classes sociais foram afetadas.
Leeuwenhoek é considerado o fundador da microbiologia
• Observações relatadas a Sociedade Real de Londres
• Observou e descreveu os microrganismos ("animálculos“)
O MUNDO INVISÍVEL
A geração espontânea de volta ao A geração espontânea de volta ao debatedebate
Redi (1626-1697): moscas não se originam de Redi (1626-1697): moscas não se originam de carne e peixescarne e peixes
a descoberta dos microrganismos reaqueceu os a descoberta dos microrganismos reaqueceu os debatesdebates
- mais um século de controvérsias- mais um século de controvérsias
A geração espontânea de volta ao A geração espontânea de volta ao debatedebate
Pasteur (1822-1895)Pasteur (1822-1895)
Teoria microbiana da fermentação:
1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos
PASTEURIZAÇÃO
Teoria microbiana das Teoria microbiana das doençasdoenças
Robert Koch (1843-1910): Robert Koch (1843-1910):
Descobriu que uma bactéria específica causava Descobriu que uma bactéria específica causava uma determinada doença (Antraz).uma determinada doença (Antraz).
Revolucionou a medicina para diagnóstico e Revolucionou a medicina para diagnóstico e tratamento de doenças e aumentou a expectativa tratamento de doenças e aumentou a expectativa de vida em décadas.de vida em décadas.
Desenvolvimento de técnicas Desenvolvimento de técnicas para estudos dos microrganismospara estudos dos microrganismos
Necessidade de separar diferentes Necessidade de separar diferentes microrganismos para estudosmicrorganismos para estudos
TÉCNICAS DE ISOLAMENTOTÉCNICAS DE ISOLAMENTO
Desenvolvimento de Desenvolvimento de técnicastécnicas
Alemães - conceito de meio de cultura: Alemães - conceito de meio de cultura:
colônias em batatas - isolamentocolônias em batatas - isolamento
meios: caldos, leite, frutas, etc.meios: caldos, leite, frutas, etc.
Koch: ágar-ágar e a cultura puraKoch: ágar-ágar e a cultura pura
PetriPetri: placa: placa para cultura para cultura
Erlich: coloração das célulasErlich: coloração das células
Lister: fenol primeiro desinfetante, técnicas Lister: fenol primeiro desinfetante, técnicas
assépticasassépticas
A idade de ouro da A idade de ouro da Microbiologia Microbiologia (1875-1915)(1875-1915)
Estabelecimento da microbiologia como ciênciaEstabelecimento da microbiologia como ciência
Novos ramos:Novos ramos:
Ecologia MicrobianaEcologia MicrobianaDescoberta da importância das bactérias na ciclagem dos Descoberta da importância das bactérias na ciclagem dos nutrientes (C, N,S,P) (Winogradski e Beijerinck)nutrientes (C, N,S,P) (Winogradski e Beijerinck)
ImunologiaImunologia vacinasvacinas imunoglobulinasimunoglobulinas anticorpos monoclonaisanticorpos monoclonais
IndústriaIndústria
Drogas, antibióticos, alimentos (Fleming, Waksmam)Drogas, antibióticos, alimentos (Fleming, Waksmam)
VirologiaVirologia: Iwanovski/Stanley: Iwanovski/Stanley
Biologia MolecularBiologia Molecular – 1970 – 1970 mapeamento, recombinação e engenharia genética mapeamento, recombinação e engenharia genética
O futuro da microbiologia
- Área médica
• Doenças emergentes
• Microrganismos novos
• Reaparecimento de doenças
- Biotecnologia e Bioengenharia
- Bioinformática
- Processos industriais e na área ambiental
Diversidade e sua aplicação
A classificação dos A classificação dos microrganismos microrganismos (Taxonomia)(Taxonomia)
Aristóteles (~350 aC): Plantas e animaisAristóteles (~350 aC): Plantas e animais
Nos séculos XVII e XVIII os botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual Nos séculos XVII e XVIII os botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual sistema de categorias, ainda baseados em características anatômicas superficiais.sistema de categorias, ainda baseados em características anatômicas superficiais.
Carl Linaeus (1758) criou a hierarquia atual (táxons):Carl Linaeus (1758) criou a hierarquia atual (táxons): - classe, ordem, gênero, espécie e variedade.- classe, ordem, gênero, espécie e variedade.
- Sistema binomial- Sistema binomial
1767: descoberta dos microrganismos, sugere:1767: descoberta dos microrganismos, sugere:
- Protozoários: - Protozoários: Reino AnimalReino Animal
- Outros: - Outros: Reino VegetalReino Vegetal
Falta de comunicação na época gerou confusãoFalta de comunicação na época gerou confusão
- Muitos seres simples não se encaixavam na - Muitos seres simples não se encaixavam na divisão Plantas x Animaisdivisão Plantas x Animais
1866: Haeckel propôs o 3º Reino: 1866: Haeckel propôs o 3º Reino:
AnimalAnimalVegetalVegetalProtista Protista (unicelulares)(unicelulares)(algas, fungos, protozoários e bactérias)(algas, fungos, protozoários e bactérias)
Estrutura celular: eucarionte e procarionte
Modo de nutrição: ingestão, fotossíntese e absorção
Algas e protozoários
Bactérias
No século XX a classificação mais aceita passou a ter cinco reinos
1977-1980: nova árvore da vida1977-1980: nova árvore da vida
Confirmação de idéias já aceitas:Confirmação de idéias já aceitas:
procariotos x eucariotosprocariotos x eucariotos
A análise genética levou a propor o estabelecimento
dos super-reinos ou domínios
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.
Staphylococcus spp.