fa733:crescimento_microbiano
Diferenças
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fa733:crescimento_microbiano [02/08/2020 21:32] – [As plantas como habitats microbianos] Rodrigo Ratti Brolo | fa733:crescimento_microbiano [22/09/2022 17:33] (atual) – edição externa 127.0.0.1 | ||
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===== Divisão Celular ===== | ===== Divisão Celular ===== | ||
- | A divisão celular é o meio pelo qual os microrganismos aumentam sua população. Assim se dá o crescimento microbiano, sendo relativo a aumento da quantidade de indivíduos. Este aumento se faz necessário porque esses organismos microscópicos possuem tempo de vida limitado e para poder garantir a sobrevivência da espécie dividem-se com a finalidade de gerar descendentes e assim perpetuar sua existência e permanência. | + | |
+ | A divisão celular é a capacidade de uma célula se dividir dando origem à células filhas, existem dois meios de divisão celular: mitose e meiose. Assim se dá o crescimento microbiano, sendo relativo a aumento da quantidade de indivíduos. Este aumento se faz necessário porque esses organismos microscópicos possuem tempo de vida limitado e para poder garantir a sobrevivência da espécie dividem-se com a finalidade de gerar descendentes e assim perpetuar sua existência e permanência. | ||
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+ | É um processo onde as células mães dão origem à células filhas através de dois processos de divisão. A mitose trata-se de uma sequência de eventos onde a célula originada tem o mesmo número de cromossomos que a célula mãe. Já no processo de meiose, a célula mãe origina quatro novas células contendo apenas metade dos cromossomos da progenitora. | ||
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==== Fissão Binária ==== | ==== Fissão Binária ==== | ||
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- | O entendimento desses processos na divisão celular é muito importante, pois ele possibilita o desenvolvimento de novos medicamentos que interfiram o crescimento de bactérias patogênicas em etapas especificas. [(cite:#1)] | + | O entendimento desses processos na divisão celular é muito importante, pois ele possibilita o desenvolvimento de novos medicamentos que interfiram o crescimento de bactérias patogênicas em etapas especificas. [(cite:> |
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Exitem proteínas específicas que definem a forma da célula, a principal delas é a //MreB//, esta proteína age de forma homologa a actina em células eucarióticas, | Exitem proteínas específicas que definem a forma da célula, a principal delas é a //MreB//, esta proteína age de forma homologa a actina em células eucarióticas, | ||
- | Ela atua formando uma espiral ao longo da célula em crescimento e no contato dessa espiral com a membrana citoplasmática ligam-se peptideoglicanos, | + | Ela atua formando uma espiral ao longo da célula em crescimento e no contato dessa espiral com a membrana citoplasmática ligam-se peptideoglicanos, |
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As células cocoides (esféricas) não produzem MreB, pois não possuem o gene que as codificam. Algumas células bacilar, também podem não conseguir codificar a MreB, tornando-se cocoides, isso ocorre porque a nova parede celular se forma a partir de um único ponto, em volta do Anel Z. | As células cocoides (esféricas) não produzem MreB, pois não possuem o gene que as codificam. Algumas células bacilar, também podem não conseguir codificar a MreB, tornando-se cocoides, isso ocorre porque a nova parede celular se forma a partir de um único ponto, em volta do Anel Z. | ||
- | Algumas espécies de bactérias, como a // | + | Algumas espécies de bactérias, como a // |
Como foi comentado acima, a sintetização de uma nova parede celular depende da ligação de peptideoglicano recém formados na estrutura espiral formada pela MreB. O peptideoglicano é uma macromolécula, | Como foi comentado acima, a sintetização de uma nova parede celular depende da ligação de peptideoglicano recém formados na estrutura espiral formada pela MreB. O peptideoglicano é uma macromolécula, | ||
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Na fase citoplasmática, | Na fase citoplasmática, | ||
- | ácido N-acetil-muramico// | + | ácido N-acetil-muramico// |
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- | Na fase membranar, por se tornar hidrofóbico, | + | Na fase membranar, por se tornar hidrofóbico, |
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- | A ultima fase da síntese da parede celular é chamada de transpeptidação, | + | A ultima fase da síntese da parede celular é chamada de transpeptidação, |
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- | É interessante analisar o crescimento populacional microbiano de maneira quantitativa, | + | Analisar o crescimento microbiano é de suma importância para a microbiologia, |
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==== Aspectos quantitativos do crescimento microbiano ==== | ==== Aspectos quantitativos do crescimento microbiano ==== | ||
- | A divisão celular é a transformação de uma célula em duas, onde há a duplicação do número total de células e de massa. No aspecto microbiano, o crescimento pode tornar-se elevado com certa rapidez, por isso surge esse enfoque em trabalhar com esses números de maneira quantitativa. | + | A divisão celular é a transformação de uma célula em duas, onde há a duplicação do número total de células e de massa. No aspecto microbiano, o crescimento pode tornar-se elevado com certa rapidez, por isso surge esse enfoque em trabalhar com esses números de maneira quantitativa, levando em conta sua taxa de crescimento, |
Dado um experimento de crescimento com apenas uma célula inicial, com tempo de geração em 30 minutos, conforme visto na figura acima. | Dado um experimento de crescimento com apenas uma célula inicial, com tempo de geração em 30 minutos, conforme visto na figura acima. | ||
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==== Fase estacionária e morte ==== | ==== Fase estacionária e morte ==== | ||
- | Aqui acontece o momento o qual a população dos microrganismos chega no seu tamanho máximo em decorrência da limitação de fatores do meio como disponibilidade de nutrientes. Não há crescimento da comunidade microbiana, sendo que algumas células até podem dividir-se, porém, outras morrem na mesma velocidade que novas surgem. A partir daqui, por conta dos fatores limitantes, a população em questão começa a morrer. interessante salientar que algumas culturas podem sobreviver por até um ano após ter alcançado essa última fase em questão. | + | Aqui acontece o momento o qual a população dos microrganismos chega no seu tamanho máximo em decorrência da limitação de fatores do meio como disponibilidade de nutrientes. Não há crescimento da comunidade microbiana, sendo que algumas células até podem dividir-se, porém, outras morrem na mesma velocidade que novas surgem. A partir daqui, por conta dos fatores limitantes, a população em questão começa a morrer |
- | Além das fases descritas, | + | Além das fases descritas, é importante |
==== Cultura contínua ==== | ==== Cultura contínua ==== | ||
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Os microrganismos necessitam de quantidades distintas de gases tais como o oxigênio, dióxido de carbono, nitrogênio e metano. Alguns gases podem ser necessários para o metabolismo celular, outros podem ser tóxicos às células. Os principais gases que afetam o crescimento das células microbianas são o dióxido de carbono, que é utilizados por todas as células para determinadas reações químicas e o oxigênio, esse é altamente necessário para alguns microrganismos, | Os microrganismos necessitam de quantidades distintas de gases tais como o oxigênio, dióxido de carbono, nitrogênio e metano. Alguns gases podem ser necessários para o metabolismo celular, outros podem ser tóxicos às células. Os principais gases que afetam o crescimento das células microbianas são o dióxido de carbono, que é utilizados por todas as células para determinadas reações químicas e o oxigênio, esse é altamente necessário para alguns microrganismos, | ||
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- | **I) Microrganismo Aeróbios**, | + | **I) Microrganismo Aeróbios**, |
- | **II) Microrganismo Facultativos**, | + | **II) Microrganismo Facultativos**, |
- | **III) Microrganismos Anaeróbios**, | + | **III) Microrganismos Anaeróbios**, |
- | **IV) Microrganismos Microaerófilos**, | + | **IV) Microrganismos Microaerófilos**, |
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A água difunde-se a partir de regiões de alta concentração aquosa e baixa concentração de solutos para regiões de menor concentração aquosa e maior concentração de soluto, um processo denominado osmose. O citoplasma de uma célula apresenta concentração de solutos maior em relação ao meio externo, de modo que a água difundir-se para o interior da célula. Nessas condições, | A água difunde-se a partir de regiões de alta concentração aquosa e baixa concentração de solutos para regiões de menor concentração aquosa e maior concentração de soluto, um processo denominado osmose. O citoplasma de uma célula apresenta concentração de solutos maior em relação ao meio externo, de modo que a água difundir-se para o interior da célula. Nessas condições, | ||
- | Porém, quando a célula se encontra em um ambiente onde a concentração do soluto excede a do citoplasma, a água fluirá | + | Porém, quando a célula se encontra em um ambiente onde a concentração do soluto excede a do citoplasma, a água partirá |
=== Halófilos e outros organismos === | === Halófilos e outros organismos === | ||
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Os efeitos osmóticos são cruciais em hábitats com altas concentrações de salinidade. Os microrganismos marinhos na maioria da vezes têm uma necessidade pelo composto de NaCl, além de apresentarem crescimento ótimo na atividade de água do mar. Esses organismos são denominados **halófilos**. O crescimento de tais demanda uma quantidade especifica de NaCl, no entanto o melhor valor muda conforme o organismo. | Os efeitos osmóticos são cruciais em hábitats com altas concentrações de salinidade. Os microrganismos marinhos na maioria da vezes têm uma necessidade pelo composto de NaCl, além de apresentarem crescimento ótimo na atividade de água do mar. Esses organismos são denominados **halófilos**. O crescimento de tais demanda uma quantidade especifica de NaCl, no entanto o melhor valor muda conforme o organismo. | ||
- | Por exemplo, os **microrganismos marinhos** na maioria | + | Por exemplo, os **microrganismos marinhos** na maioria |
- | Organismos que sobrevivem em ambientes saturado de açúcar como soluto são denominados **osmófilos**, | + | Organismos que sobrevivem em ambientes saturado de açúcar como soluto são denominados **osmófilos**, |
==== Oxigênio e Crescimento Microbiano ==== | ==== Oxigênio e Crescimento Microbiano ==== | ||
Linha 266: | Linha 275: | ||
Para todo o crescimento populacional e desenvolvimento estrutural de um microorganismo a principal fonte de energia para a manutenção de seu metabolismo advém através da ingestão de nutrientes e da respiração. No entanto, os microorganismos divergem entre si quanto as suas capacidades de respiração em relação ao meio ambiente, ou seja, há aqueles microorganismos que não estão aptos para sobreviverem em locais com presença de oxigênio e também aqueles que dependem de oxigênio para realizar a respiração. | Para todo o crescimento populacional e desenvolvimento estrutural de um microorganismo a principal fonte de energia para a manutenção de seu metabolismo advém através da ingestão de nutrientes e da respiração. No entanto, os microorganismos divergem entre si quanto as suas capacidades de respiração em relação ao meio ambiente, ou seja, há aqueles microorganismos que não estão aptos para sobreviverem em locais com presença de oxigênio e também aqueles que dependem de oxigênio para realizar a respiração. | ||
Desse modo, de acordo com (Brock, 2014), os microorganismos são classificados em classes e subclasses quanto a sua respiração, | Desse modo, de acordo com (Brock, 2014), os microorganismos são classificados em classes e subclasses quanto a sua respiração, | ||
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***Aeróbios**: | ***Aeróbios**: | ||
***Aeróbios Obrigatórios: | ***Aeróbios Obrigatórios: | ||
***Aeróbios Facultativos: | ***Aeróbios Facultativos: | ||
- | ***Microaerófilos**: | + | ***Microaerófilos**: |
***Anaeróbios**: | ***Anaeróbios**: | ||
***Anaeróbios Aerotolerantes**: | ***Anaeróbios Aerotolerantes**: | ||
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==== Controle do crescimento pelo calor ==== | ==== Controle do crescimento pelo calor ==== | ||
- | Dentre ao processos citados acima, o controle microbiano pelo calor é o mais utilizado, tanto pela facilidade como acessibilidade. Micro organismos | + | Dentre ao processos citados acima, o controle microbiano pelo calor é o mais utilizado, tanto pela facilidade como acessibilidade. Micro organismos possuem uma faixa de temperatura |
- | Os processos de caracterização do calor como agente esterilizante e seus ensaios não são o objetivo desse estudo, mas sim como ele afeta os micro organismos. Dito isso, é um tanto quanto intuitivo o fato da morte decorrente do aquecimento ocorrer de modo mais acelerado | + | É esperado que conforme se aumente |
- | Outros fatores como composição estrutural ou concentração de certos compostos afetam a forma como o micro organismo interagem com o calor. Estruturas como endósporos, | + | Outros fatores como composição estrutural ou concentração de certos compostos afetam a forma como o micro organismo interagem com o calor. Estruturas como endósporos, |
==== Autoclave e pasteurização ==== | ==== Autoclave e pasteurização ==== | ||
- | A **autoclave** é um dispositivo que permite o vapor d’agua chagar a temperaturas superiores a 100 ºC aumentando a pressão do meio. Seu uso é interessante | + | A **autoclave** é um dispositivo que permite o vapor d’água chagar a temperaturas superiores a 100 ºC aumentando a pressão do meio. Seu uso é recomendado |
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==== Controle Físico por Radiação ==== | ==== Controle Físico por Radiação ==== | ||
- | Radiação, como raio X, raio ultravioleta (UV), bem como partículas carregadas (partículas alfa e beta) também constituem um agente capaz de controlar o crescimento microbiano. Esse controle ocorre ao se incidir radiação sobre o material a ser esterilizado de modo a destruir a microbiota local. Essa destruição é decorrente da transferência direta ou indireta de energia, que depende de vários fatores, entre eles energia do feixe, número atômico do material e principalmente do tipo da radiação.[(cite:# | + | A esterilização por radiação depende de uma série de fatores, sendo eles o comprimento de onda, a intensidade, |
+ | Radiação, como raio X, raio ultravioleta (UV), bem como partículas carregadas (partículas alfa e beta) também constituem um agente capaz de controlar o crescimento microbiano. Esse controle ocorre ao se incidir radiação sobre o material a ser esterilizado de modo a destruir a microbiota local. Essa destruição é decorrente da transferência direta ou indireta de energia, que depende de vários fatores, entre eles energia do feixe, número atômico do material e principalmente do tipo da radiação.[(cite:# | ||
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- | A radiação pode ser classificada em dois tipos, ambas com potencial de controlar o crescimento microbiano. A primeira é a radiação ionizante, uma radiação eletromagnética (campos elétricos e magnéticos oscilantes no espaço) com energia suficiente para “ejetar” um elétron do átomo de um material. Este elétron, por ser uma partícula carregada, interage com a matéria através de ionizações e colisões, trocando momento e carga com o meio. Quando este elétron interage diretamente com a membrana de DNA da célula, se fala em dano direto. Quando o elétron, por outro lado, interage com o meio intracelular (para patógenos como bactérias, protozoários e fungos) ele pode produzir radicais livres. Estes radicais se tratam de espécies muito reativas que podem danificar macromoléculas.[(cite:# | + | A radiação pode ser classificada em dois tipos, ambas com potencial de controlar o crescimento microbiano. A primeira é a radiação ionizante, uma radiação eletromagnética (campos elétricos e magnéticos oscilantes no espaço) com energia suficiente para “ejetar” um elétron do átomo de um material. Este elétron, por ser uma partícula carregada, interage com a matéria através de ionizações e colisões, trocando momento e carga com o meio. Quando este elétron interage diretamente com a membrana de DNA da célula, se fala em dano direto, bloqueando a duplicação de NA e paralisando a síntese proteica. Quando o elétron, por outro lado, interage com o meio intracelular (para patógenos como bactérias, protozoários e fungos) ele pode produzir radicais livres. Estes radicais se tratam de espécies muito reativas que podem danificar macromoléculas.[(cite:# |
- | Os principais radicais livres são os radicais hidroxila (OH) e hidreto (H), oriundos da radiólise (quebra) da molécula de água, principal componente do meio intracelular das células.[(cite:# | + | Os principais radicais livres são os radicais hidroxila (OH) e hidreto (H), oriundos da radiólise (quebra) da molécula de água, principal componente do meio intracelular das células.[(cite:# |
- | Existem também radiações não-ionizantes, | + | |
- | A radiação ionizante, por ter mais energia, tende a penetrar mais na matéria, sendo suficiente para matar os microrganismos em itens volumosos, como produtos alimentícios e suprimentos médicos, fármacos e até mesmo tecidos para enxertos, tendo a aprovação do FDA (“Food and Drug Administration”), | + | A radiação ionizante, por ter mais energia, tende a penetrar mais na matéria |
- | Seja ionizante ou não ionizante, natural (como produtos do decaimento de radionuclídeos) ou artificial (emitida por tubos de raios X) a radiação pode ser quantificada em termos de várias grandezas. Para aplicações biológicas como a esterilização usa-se por padrão, a grandeza “dose absorvida”, | + | |
As doses de radiação empregadas para o controle do crescimento de microrganismos são muito maiores do que as utilizadas em aplicações médicas, por exemplo, em radioterapia. Isso ocorre porque micro-organismos são muito mais resistentes à radiação do que macro-organismos, | As doses de radiação empregadas para o controle do crescimento de microrganismos são muito maiores do que as utilizadas em aplicações médicas, por exemplo, em radioterapia. Isso ocorre porque micro-organismos são muito mais resistentes à radiação do que macro-organismos, | ||
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- | Apesar do calor ser uma forma eficaz de esterilização da maioria dos líquidos, a esterilização por filtração pode ser utilizada em gases e líquidos sensíveis ao calor. Nesse método o líquido ou gás passa por um filtro com poros de diâmetro muito pequeno (cerca de 0,2 micrometro) que limitam a passagem de qualquer célula que esteja presente, | + | Apesar do calor ser uma forma eficaz de esterilização da maioria dos líquidos, a esterilização por filtração pode ser utilizada em gases e líquidos sensíveis ao calor. Nesse método o líquido ou gás passa por um filtro com poros de diâmetro muito pequeno (cerca de 0,2 micrometro) que limitam a passagem de qualquer célula que esteja presente, |
- | São vários tipos de filtros disponíveis para uso na microbiologia como filtros de profundidade, | + | |
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