Introdução à microbiologia

1. Introdução à microbiologia mikros+ bios + logos • Breve histórico • A diversidade microbiana • Classificação dos microrganismos

2. O que são microrganismos? Organismos vivos ou agentes que na maioria dos casos não são visíveis a olho nu.

3. Importância dos microrganismosno processo evolutivo Responsáveis por alterações nas condições atmosféricas e pelo surgimento das formas de vida complexas • Marcos na história da vida: • 4,0 bilhões de anos: Origem da vida • 3,8 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 Os traços mais antigos de lipídios microbianos têm origem na Groenlândia, em sedimentos formados há 3,8 bilhões de anos, os mais antigos na Terra. Estromatólitos do Lago Thetis na Austrália: 3,5 bA

4. Importância dos microrganismos • Responsáveis pela manutenção da vida na Terra • Ciclagem dos elementos • Benefícios e prejuízos a saúde do homem, animais e outros seres vivos • Participam das atividades produtivas do homem

5. Porquê estudar Microbiologia? • São importantes para os animais, plantas e saúde do homem • São fonte de alimento e importantes na produção de alimentos • São fundamentais 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 ....

6. Terapia genética usando um Adenovíruscomo vetor: Um gene é inserido no adenovírus, que é usado para introduzir o DNA modificado na célula humana. O novo gene poderá produzir uma proteína funcional. Tratamento de doenças hereditárias

7. As primeiras observações A teoria da geração espontânea e biogênese A idade de ouro da microbiologia A microbiologia no presente HISTÓRICO DA MICROBIOLOGIA

8. As primeiras observações: • EGÍPCIOS: protegiam tumbas com esporos de Aspergillus • BÍBLIA:descrição da lepra (Números – 1000 aC), 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): Marcus Varro alertava que diminutas criaturas de certos ambientes entravam no corpo e causavam doenças

9. A Praga (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 Yersinia pestis

10. A descoberta dos microrganismos Lentes 200 a 300 X Leeuwenhoek (em 1677)

11. O MUNDO INVISÍVEL • Leeuwenhoek é considerado o fundador da microbiologia • Observações relatadas a Sociedade Real de Londres • Observou e descreveu os microrganismos (“animálculos“)

12. A geração espontânea volta ao debate • Redi (1626-1697): moscas não se originam de carne e peixes Fez experimento que refutou a abiogênese • A descoberta dos microrganismos reaqueceu os debates: - mais um século de controvérsias

13. Pasteur (1822-1895)

14. A teoria da geração espontânea é finalmente desacreditada 1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos PASTEURIZAÇÃO Teoria microbiana da fermentação

15. Teoria microbiana das doenças Robert Koch (1843-1910): • Descobriu que uma bactéria específica causava uma determinada doença (Antraz) • Revolucionou a medicina para diagnóstico e tratamento de doenças e aumentou a expectativa de vida em décadas

16. Desenvolvimento de técnicas para estudos dos microrganismos Necessidade de separar diferentes microrganismos para estudos: • Alemães - conceito de meio de cultura: colônias em batatas - isolamento • meios: caldos de carne, leite, frutas, etc. • Koch: ágar-ágar e a cultura pura • Petri: placa para cultura • Erlich: coloração das células • Lister: fenol primeiro desinfetante, técnicas assépticas

17. A idade de ouro da Microbiologia (1875-1915) Estabelecimento da microbiologia como ciência Novos ramos: • Ecologia Microbiana Descoberta da importância das bactérias na ciclagem dos nutrientes (C, N, S, P) (Winogradski e Beijerinck) • Imunologia • vacinas • imunoglobulinas • anticorpos monoclonais

18. Indústria Antibióticos (Fleming, 1941; Waksmam, 1952), alimentos • Virologia (1930): Iwanovski/Stanley • Biologia Molecular (1970) mapeamento de genes, recombinação e engenharia genética

19. O futuro da microbiologia • -Área médica • Doenças emergentes • Novos microrganismos • -Biotecnologia e Bioengenharia • - Bioinformática • Processos industriais e na área ambiental • Aplicação da diversidade microbiana

20. A classificação dos microrganismos (Taxonomia) • Aristóteles (~350 aC): Plantas e animais • Nos séculos XVII e XVIII começou-se a delinear o atual sistema de categorias, baseado em características anatômicas superficiais Carl Linaeus (1758) criou a hierarquia atual (táxons): - classe, ordem, gênero, espécie e variedade - Sistema binomial • Em 1767, com a descoberta dos microrganismos, sugeriu-se: - Protozoários: Reino Animal - Outros: Reino Vegetal

21. - Muitos seres simples não se encaixavam na divisão Plantas x Animais Em 1866 Haeckel propôs o 3º Reino e o conceito de “árvore da vida” Animal Vegetal Protista(unicelulares) algas, fungos, protozoários e bactérias Sugeriu ainda uma origem comum para todos os seres, concordando com as evidências moleculares atuais

22. No século XX a classificação mais aceita passou a ter 5 reinos Whittaker (1960) adicionou um reino (Fungi) a visão de Aristóteles (plantas e animais) Mas relegou os demais microrganismos para: PROTISTA (MICRORGANISMOS EUCARIONTES) MONERA (MICRORGANISMOS PROCARIONTES

23. 1970-1980: Carl Woese estuda o gene que codifica a subunidade 16S e 18S dos ribossomos: • rRNA contém os genes mais conservados em todas as células ”CRONÔMETRO EVOLUCIONÁRIO”

24. Classificação de Woese A análise genética levou a propor o estabelecimento dos super-reinos ou domínios 1977-1980: nova árvore da vida Protozoários, fungos, algas, plantas e animais Maior diversidade genética é microbiana

25. 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 do gênero homenageia Theodor Escherich • coli: lembra que habita o intestino grosso (cólon) humano • Staphylococcus aureus ou Staphylococcus aureus • - Staphylé (cacho de uvas) • - aureo (dourado) • Lactococcus sp. = espécie de lactobacilo não identificada • Lactococcus spp. = várias espécies de lactobacilos