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Microbiologia

A microbiologia [do grego: mikros (“pequeno”), bios (“vida”) e logos (“ciência”)] é o estudo de organismos microscópicos. Estuda forma, estrutura, reprodução, nutrição, atividade bioquímica e a identificação e a classificação dos microorganismos. E também os efeitos positivos e negativos dos microorganismos sobre a vida humana e a relação com outros organismos, sua distribuição e como influenciam a vida na Terra (alterações físico-químicas, biológicas).

No estudo da microbiologia, o foco são os organismos microscópicos unicelulares, em que todas funções vitais são realizadas em uma única célula. Microorganismos (MO) habitam diversos tipos de ambientes, como meio terrestre, marítimo e lugares inóspitos. Eles participam de diversas tarefas que têm impacto sobre a vida do homem, como degradação da matéria, reciclagem, fabricação de medicamento, entre outros. Há a unidade bioquímica, em que grande parte das atividades químicas que ocorrem em MO são os mesmos em todas formas de vida, inclusive a humana. Ex: transmissão genética. E a diversidade bioquímica, em que os MO tem capacidade em efetuar a maioria das reações bioquímicas que podem ser aplicados na caracterização dos mesmos.

As características semelhantes compartilhadas pelos organismos são: a) reprodução e transmissão de material genético; b) capacidade de realizar reações bioquímicas que garantem o fornecimento de energia; c) excreção de metabólitos; d) capacidade de adaptação ao meio; e) exposição à mutação.

Os microorganismos proliferam onde encontram ambiente adequado para seu crescimento e multiplicação, como temperatura adequada, fonte de alimento, umidade. Por isso, no ambiente humano é comum haver algum ser microscópio, seja o ar que respiramos ou na nossa boca, nariz.

Caracterização e Taxonomia dos Microorganismos

Para realizar a caracterização dos microorganismos, são utilizadas diferentes características como:


  • Morfológicas: Tamanho, forma e arranjo
  • Nutricionais e Culturais: Exigências químicas e físicas para o crescimento. É o meio de cultura que permite o desenvolvimento dos microorganismo, com temperatura adequada. Ex: vírus necessitam de células hospedeiras vivas.
  • Metabólicas: Conjunto de reações bioquímicas. É possível identificar uma espécie a partir da reconstrução da seqüência dos eventos químicos que ocorreram no interior da célula.
  • Antigênicas: Produção de anticorpos específicos.  
  • Patogênicas: Capacidade de causar doença

·       Genéticas: Arranjo genômico

Taxonomia

Com a realização da caracterização dos microorganismos, eles foram divididos e classificados. A seguir será mostrada as classificações que foram feitas ao longo do tempo.

Teoria Celular – Scheliden e Schwann (1838-1839)

As células são as unidades estruturais e funcionais básicas de todos os organismos.

·        CLASSIFICAÇÃO (arranjo)

·        NOMENCLATURA (denominação)

·        IDENTIFICAÇÃO (descrição e caracterização)

Carolus Linnaeus (1753)
Taxonomia

fonte: http://biologiagui.com.br/2012/02/sete-grandes-nomes-na-biologia-parte-2/

Propôs a nomenclatura binominal das espécies (ex: Saccharomyces cerevisiae).e categorização hierárquica dos seres vivos, de Reino até espécie. Linnaeus definiu as seguintes categorias: Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie. Ele baseou-se nas características físicas entre os organismos para os classificar e definiu dois reinos: Animalia e Plantae.

E. H. Haeckel (1865-1866)

Sugeriu um terceiro reino que incluía os microorganismos, que não era animal nem vegetal. Eles foram chamados de protista e o reino, Protista. Eram organismos unicelulares e compreende bactérias, algas, fungos e protozoários, excluindo os vírus que são acelulares.

Com avanços da microscopia eletrônica, os microorganismos foram divididos em Procarióticos e Eucarióticos. Eucariotos: núcleo separado do citoplasma por membrana nuclear Procariotos: não apresentam membrana nuclear.

Algumas características que diferem procariotos e eucariotos:

Características

Procariotos

Eucariotos

Material genético envolto por sistema de membranas

Não

Sim

Tamanho da célula (dm)

0,2 a 2 um

> 2 um

Mitocôndria

Ausente

Presente

Cloroplastos

Ausentes

Presentes

Retículo endoplasmático e Complexo de Golgi

Ausentes

Presentes

Vacúolos de gás

Formados por algumas espécies

Ausentes

Nucléolo

Ausente

Presente

Pinocitose

Ausente

Presente

Utilizar compostos inorgânicos como fonte de energia

Presentes em algumas espécies

Ausentes

Fixar nitrogênio atmosférico

Presentes em algumas espécies

Ausentes

Sítio da fotossíntese

Extensões da membrana plasmática

Cloroplastos

Mitose

Não

Sim

Gametogênese

Não

Sim

Cromossomos

Circular e único, sem histonas

Linear e mais de um, têm histonas

Ribossomos

Dispersos no citoplasma, coeficiente de sedimentação: 70s

Ligados ao retículo endoplasmático, coeficiente de sedimentação: 80s

 

Robert Whittaker (1969)

Propôs o sistema de classificação com 5 reinos, em que leva em conta as relações evolutivas, e a endossimbiose( viver junto, no interior do outro).

A teoria da endossimbiose defende que o DNA mitocondrial é mais semelhante ao DNA de eubactérias do que de eucariotos. Isso é uma evidência de que no passado, eubactérias que procuravam alimento e proteção se associaram a eucariotos, obtiveram, assim, respiração aeróbica, que é mais vantajosa.

Para formular o sistema com 5 reinos, Whittaker considerou 3 níveis de organização celular, bem como os 3 principais modos de nutrição:

·        Fotossíntese: processo pelo qual a luz fornece energia para converter o dióxido de carbono em nutrientes

·        Absorção: captação de nutrientes químicos dissolvidos

·        Ingestão: entrada de partículas de nutrientes não-dissolvidas

Os 5 reinos são: Animalia, Plantae, Monera, Protista e Fungi. Os eucariotos unicelulares estão no Protista – algas faz fotossíntese, protozoários faz ingestão e fungos inferiores faz absorção; procariotos estão no Monera – faz absorção; eucariotos uni e pluricelulares estão no Plantae - plantas multicelulares e algas superiores fazem fotossíntese, Animalia - animais pluricelulares fazem absorção e ingestão, e Fungi - fungos superiores multinucleados fazem absorção.

Os microorganismos são encontrados no reino Monera ( bactérias e cianobactérias), reino Protista (microalgas e protozoários) e reino Fungi (leveduras e fungo). Os vírus não são incluídos nessa classificação.

Carl Woese (1977)

Até 1977, acreditava-se que os eucariotos mais complexos evoluíram de organismos procariotos. No entanto, Woese comprovou que os procariotos e os eucariotos evoluíram por caminhos diferentes a partir de um ancestral em comum. Utilizaram uma técnica que compara o seqüência de nucleotídeos do RNAr entre diferentes organismos.

A divergência de determinadas regiões de rRNA pode ser empregada para medir o grau de relacionamento entre organismos.

·        rRNA

o       Localiza-se principalemente no citoplasma e em menor quantidade, no núcleo.

o       Importante na síntese protéica, liga-se ao mensageiro e forma o polirribossomo.

o       Ribossomos das células procariotas são iguais aos das eucariotas.

Os eucariotos possuem um tipo de sequência e os procariotos, um segunto tipo. Dentre os procariotos, alguns têm um terceiro tipo de sequência, que difere dos anteriores. Assim, Woese concluiu que há 2 tipos principais de bactérias, diferentes entre si assim como o são dos eucariotos,  designadas de arqueobactérias e eubactérias.

 

Referências

1-  PELCZAR, M. J., CHAN, E. C. S., KRIEG, N. R. Microbiologia - conceitos e aplicações. v.1, 2.ed. São Paulo: Makron Books, 1996.

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