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2: Bactérias - Biologia


2: Bactérias

Bactéria fixadora de nitrogênio

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Bactéria fixadora de nitrogênio, microrganismos capazes de transformar o nitrogênio atmosférico em nitrogênio fixo (compostos inorgânicos utilizáveis ​​pelas plantas). Mais de 90 por cento de toda a fixação de nitrogênio é efetuada por esses organismos, que desempenham um papel importante no ciclo do nitrogênio.

O que são bactérias fixadoras de nitrogênio?

Bactérias fixadoras de nitrogênio são microrganismos procarióticos capazes de transformar o gás nitrogênio da atmosfera em compostos de “nitrogênio fixo”, como a amônia, utilizáveis ​​pelas plantas.

Por que as bactérias fixadoras de nitrogênio são importantes?

O nitrogênio é um componente de proteínas e ácidos nucléicos e é essencial para a vida na Terra. Embora o nitrogênio seja abundante na atmosfera, a maioria dos organismos não pode usá-lo dessa forma. As bactérias fixadoras de nitrogênio realizam mais de 90% de toda a fixação de nitrogênio e, portanto, desempenham um papel importante no ciclo do nitrogênio. Por causa dessas bactérias, os legumes têm o nitrogênio necessário para produzir muitas proteínas, o que, por sua vez, é o motivo pelo qual os feijões são uma fonte tão boa de proteína na dieta de humanos e outros animais. Além disso, leguminosas e certas gramíneas de cereais são freqüentemente cultivadas como adubos verdes e para rotação de culturas em fazendas como uma fonte orgânica de nitrogênio para outras culturas.

Onde vivem as bactérias fixadoras de nitrogênio?

Existem dois tipos principais de bactérias fixadoras de nitrogênio. As espécies simbióticas ou mutualísticas vivem nos nódulos das raízes de certas plantas. As plantas da família da ervilha, conhecidas como leguminosas, são alguns dos hospedeiros mais importantes das bactérias fixadoras de nitrogênio, mas várias outras plantas também podem abrigar essas bactérias úteis. Outras bactérias fixadoras de nitrogênio têm vida livre e não precisam de hospedeiro. Eles são comumente encontrados no solo ou em ambientes aquáticos.

Quais são alguns exemplos de bactérias fixadoras de nitrogênio?

Exemplos de bactérias fixadoras de nitrogênio simbióticas incluem Rhizobium, que está associado a plantas da família da ervilha, e vários Azospirillum espécies, que estão associadas a gramíneas de cereais. Os fixadores de nitrogênio de vida livre incluem as cianobactérias Anabaena e Nostoc e gêneros como Azotobacter, Beijerinckia, e Clostridium.


Um micróbio é qualquer organismo que não seja visível a olho nu. A resolução sem ajuda do olho é de cerca de 0,1 mm

As bactérias são classificadas de acordo com sua forma:

1) Cocci: bactéria esférica

  • Cocos - menor bactéria, ocorrem como esferas únicas
  • Diplococos - pares de esferas, por ex. pneumonia
  • Estafilococos - aglomerados de esferas, por ex. intoxicação alimentar
  • Estreptococos - cadeias de esferas, por ex. dor de garganta

2) Bacilli: bactérias em forma de bastonete:

3) Spirilla - bactérias grandes em forma de espiral - por ex. sífilis

4) Vibrio - bactérias em forma de crescente - por ex. cólera

Alongamento celular resulta na síntese de citoplasma adicional e material nuclear de amp

A replicação do DNA ocorre (não há fuso mitótico) e o material nuclear se liga ao membrana de plasma ou mesossomo

UMA septo começa a se desenvolver, e o material nuclear é distribuído para ambos os lados

O septo é concluído e uma parede celular se desenvolve para dividir a célula em duas

As duas células filhas crescem até um tamanho crítico e, em seguida, repita este processo

Novo material genético pode ser inserido em uma bactéria de três maneiras principais:

1) Conjugação: as bactérias se unem por seus pili.

  • O doador passa um plasmídeo chamado fator F (fertilidade) para a célula receptora.
  • O fator F pode estar em um plasmídeo (replicando-se independentemente) ou incorporado no cromossomo bacteriano principal

2) Transformação: uma bactéria libera DNA que é absorvido por uma segunda bactéria, permitindo-lhe adquirir novas características

3) Transdução: novos genes podem ser inseridos no cromossomo bacteriano por um fago bacteriano (um vírus que atua como um vetor)

o curva de crescimento da população bacteriana ocorre em quatro fases principais:

1) Fase de atraso: as células estão ativas, mas há pouco aumento em número.

2) Fase de registro: Nutrientes e espaço de amp são abundantes, então há pouca competição e as bactérias se multiplicam em sua taxa máxima

3) Fase estacionária: capacidade de carga (número máximo de bactérias que o ambiente pode suportar) é atingida, então a competição intraespecífica ocorre entre as bactérias.

Portanto, a taxa de mortalidade equilibra a taxa de crescimento da população e o número de bactérias permanece aproximadamente constante

4) Fase de morte: o suprimento de nutrientes está acabando e os produtos residuais se acumulam, resultando em aumento da toxicidade do meio ambiente.

Organismos são mortos e o tamanho da população eventualmente cai para zero.

Os esporos podem ser produzidos durante a fase estacionária que são resistentes às condições adversas

O crescimento bacteriano pode ser controlado usando métodos físicos (irradiação gama ou em uma autoclave usando altas temperaturas) ou por meios químicos:


Tipos de bactérias úteis e prejudiciais

As bactérias são organismos microscópicos que formam um enorme mundo invisível ao nosso redor e dentro de nós. Eles são famosos por seus efeitos nocivos, enquanto os benefícios que proporcionam raramente são conhecidos. Obtenha uma breve visão geral das bactérias boas e más.

As bactérias são organismos microscópicos que formam um enorme mundo invisível ao nosso redor e dentro de nós. Eles são famosos por seus efeitos nocivos, enquanto os benefícios que proporcionam raramente são conhecidos. Obtenha uma breve visão geral das bactérias boas e más.

Durante a primeira metade do tempo geológico, nossos ancestrais eram bactérias. A maioria das criaturas ainda são bactérias, e cada um dos nossos trilhões de células é uma colônia de bactérias. & # 8211 Richard Dawkins

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Bactérias & # 8211 os organismos vivos mais antigos da Terra & # 8211 são onipresentes. O corpo humano, o ar que respiramos, as superfícies que tocamos, os alimentos que comemos, as plantas que nos cercam, o ambiente em que vivemos, etc., estão todos repletos de bactérias.

Quase 99% dessas bactérias são úteis, enquanto as restantes são notórias. Na verdade, alguns são essenciais para o crescimento adequado de outros seres vivos. Eles vivem livremente ou formam uma relação simbiótica com animais ou plantas.

A lista de bactérias úteis e prejudiciais contém algumas das mais comumente bactérias conhecidas benéficas e mortais.

Características: Gram-positivo, em forma de bastonete

Presença: As espécies de lactobacilos estão presentes no leite e produtos lácteos, alimentos fermentados e também fazem parte da nossa microflora oral, intestinal e vaginal. L. acidophilus, L. reuteri, L. plantarum, etc., são algumas das espécies mais predominantes.

Beneficiar: Lactobacilos são conhecidos por sua capacidade de utilizar lactose e produzir ácido lático, como um subproduto metabólico. Essa capacidade de fermentar a lactose torna os lactobacilos um ingrediente importante para preparar alimentos fermentados. É também uma parte importante do processo de decapagem, uma vez que o ácido láctico serve como conservante. A formação do iogurte a partir do leite é feita por meio do que se chama de fermentação. Certas cepas são até usadas comercialmente para a produção de iogurte. Em mamíferos, os lactobacilos auxiliam na quebra da lactose durante a digestão. O ambiente ácido resultante impede o crescimento de outros micróbios nos tecidos do corpo. Sendo assim, os lactobacilos são uma parte importante das formulações probióticas.

Características: Gram-positivo, ramificado, em forma de bastonete

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Presença: Bifidobactérias estão presentes no trato gastrointestinal de humanos.

Beneficiar: Semelhante aos lactobacilos, também são conhecidos pela produção de ácido láctico. Além disso, também produz ácido acético. Isso inibe o crescimento de bactérias patogênicas, controlando os níveis de pH no intestino. B. longum ajuda na decomposição de polímeros vegetais não digeríveis. B. longum e B. infantis ajudam a prevenir diarreia, candidíase e outras infecções fúngicas em bebês e crianças. Devido a esses benefícios, esta espécie em particular também está incluída nos probióticos disponíveis comercialmente.

Características: Gram-negativo, em forma de bastonete

Presença: E. coli é uma parte da microflora normal dos intestinos delgado e grosso.

Beneficiar: E. coli ajuda na quebra de açúcares monossacarídeos não digeridos e, portanto, ajuda na digestão. Essas bactérias produzem vitamina K e biotina, que são essenciais para uma variedade de processos celulares.

Nota.- Certas cepas de E. coli podem causar toxicidade severa, diarréia, anemia e insuficiência renal.

Características: Gram-positivo, filamentoso

Presença: Eles são amplamente encontrados no solo, água e matéria em decomposição.

Beneficiar: Streptomyces spp. desempenham um papel importante na ecologia do solo, provocando a decomposição da matéria orgânica presente no solo. Como resultado, eles estão sendo explorados como agentes de biorremediação. S. aureofaciens, S. rimosus, S. griseus, S. erythraeus e S. venezuelae são algumas das espécies comercialmente importantes usadas para a produção de compostos antibacterianos e antifúngicos.

Características: Gram-negativo, em forma de bastonete

Presença: Os rizóbios estão presentes no solo ou formam uma associação simbiótica com os nódulos das raízes das leguminosas.

Beneficiar: Rhizobium etli, Bradyrhizobium spp., Azorhizobium spp.., e muitas outras espécies, são úteis para fixar o nitrogênio atmosférico, incluindo a amônia, tornando-o assim disponível para as plantas. As plantas não possuem a capacidade de utilizar o nitrogênio atmosférico e são dependentes de bactérias fixadoras de nitrogênio, que estão presentes no solo.

Características: Gram-negativo, em forma de bastonete

Presença: As cianobactérias são principalmente bactérias aquáticas, mas também são encontradas em rochas nuas e no solo.

Beneficiar: Também conhecidas como algas verde-azuladas e bactérias verde-azuladas, são um grupo de bactérias importantes para o ambiente. Eles provocam a fixação de nitrogênio em habitats aquáticos. Suas habilidades de calcificação e descalcificação os tornam essenciais para manter o equilíbrio do ecossistema dos recifes de coral.

Características: Nem Gram-positivo nem Gram-negativo (devido ao alto teor de lipídios), em forma de bastonete

Presença: As micobactérias são geralmente encontradas na água e nos alimentos. Contudo, M. tuberculosis e M. leprae (também conhecido como Hansen & # 8217s coccus spirilly), são parasitas obrigatórios e não podem sobreviver em sua forma livre.

Doença: As bactérias do gênero Mycobacterium são patógenos com longos tempos de duplicação. M. tuberculosis e M. leprae, as espécies mais notórias, são os agentes causadores da tuberculose e da hanseníase, respectivamente. M. ulcerans causa nódulos ulcerados e não ulcerados na pele. M. bovis causa tuberculose em bovinos.

Características: Gram-positivo, em forma de caixa

Presença: C. tetani os esporos são encontrados no solo, na pele e no trato gastrointestinal.

Doença: C. tetani é o agente etiológico do tétano. Ele entra no corpo através de uma ferida, ali se replica e libera toxinas, a saber, a tetanospasmina (também conhecida como toxina espasmogênica) e a tetanolisina. Isso leva a espasmos musculares e insuficiência respiratória.

Características: Gram-negativo, em forma de bastonete

Presença: Y. pestis só pode sobreviver dentro do hospedeiro, ou seja, roedores (pulgas) e mamíferos.

Doença: Y. pestis causa peste bubônica e pneumônica. Uma infecção de pele com Y. pestis leva à forma bubônica caracterizada por mal-estar, febre, calafrios e até convulsões. Uma infecção nos pulmões causada por Y. pestis leva à peste pneumônica, causando tosse, dificuldade em respirar e febre. De acordo com QUEM, cerca de 1.000 a 3.000 casos de peste são relatados em todo o mundo a cada ano. Este micróbio está sendo reconhecido e explorado como uma arma biológica em potencial.

Características: Gram-negativo, em forma de bastonete

Presença: H. pylori coloniza o revestimento da mucosa do estômago humano.

Doença: É a principal causa de gastrite e úlceras pépticas. Produz citotoxinas e amônia que danificam o epitélio do estômago, causando dor abdominal, náuseas, vômitos e distensão abdominal. H. pylori está presente em metade da população mundial & # 8217s, no entanto, a maioria deles é assintomática, enquanto apenas alguns desenvolvem gastrite e úlceras.

Características: Gram-positivo, em forma de bastonete

Presença: B. anthracis está amplamente presente no solo.

Doença: A doença mortal chamada antraz é o resultado de um B. anthracis infecção, onde a inalação de B. anthracis endosporos é o que causa esta doença. O antraz ocorre principalmente em ovinos, caprinos, bovinos, etc. No entanto, a transmissão de bactérias do gado doméstico para o homem ocorre em casos raros. A formação de feridas, febre, dor de cabeça, dor abdominal, náusea, diarreia, etc., são os sintomas mais comuns (de antraz).

Estamos cercados por bactérias, algumas amigáveis ​​e outras mortais. Cabe a nós tirar o máximo proveito desses minúsculos seres vivos. Ganhe com os que são úteis, evitando o uso excessivo ou desnecessário de antibióticos, e mantenha os prejudiciais à distância, tomando medidas preventivas adequadas, como manter a higiene e visitar o médico em exames regulares.

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2: Bactérias - Biologia

Montagem das bactérias (procedimentos):

1. Pegue o seu prato de ágar que contém todas as bactérias e retire a tampa.

2. Observe e escolha as bactérias que parecem interessantes.

3. Pegue uma alça de inoculação e esfregue suavemente as bactérias do prato de ágar, certificando-se de não pressionar com muita força e coletar o ágar. (Se você coletar ágar, não será capaz de ver as bactérias adequadamente)

4. Transfira as bactérias para a lâmina microscópica com cuidado.

5. Coloque uma lamela em cima da bactéria e pressione levemente para que fique plana e mais fácil para você observá-la ao microscópio.

6. Repita os passos 3 a 5 usando outros tipos de bactérias e coloque-os na mesma lâmina microscópica.

7. Agora você tem uma lâmina microscópica com três lamínulas em 3 bactérias diferentes.

8. Despeje uma gota de óleo em cada lamínula para ver as bactérias claramente.

9. Ajuste as lentes do microscópio para que você possa ver as bactérias

10. Observe a cor e a forma da bactéria e, em seguida, registre os dados de todas as três bactérias diferentes.

Coccus (laranja muito claro) - Assento higiênico

Coccus (rosa muito claro) -Mesa de laboratório de ciências

A partir desta experiência, descobrimos sobre o tipo / forma da bactéria e a cor da bactéria. Primeiro testamos a bactéria amarela do assento do vaso sanitário e descobrimos que a forma da bactéria é Coccus e a cor era laranja muito claro. Essa bactéria também foi a maior das outras três. A segunda bactéria que testamos também era do vaso sanitário, mas era laranja. Descobrimos que até mesmo essa bactéria tinha a forma de Coccus e a cor dela era laranja, assim como a cor da colônia. Esta bactéria foi a segunda maior bactéria das outras três e pelas fotos você pode ver como ela é pequena. A terceira bactéria que testamos foi uma bactéria branca da mesa do laboratório de ciências. Descobrimos que esta bactéria também tinha a forma de Coccus e a cor era rosa muito claro. A partir disso, posso concluir que todas as bactérias comuns encontradas em nossos objetos diários geralmente têm a forma de cocos, porque todas as três bactérias que testamos tinham a forma de cocos. Também aprendi que as bactérias são muito pequenas porque mal podíamos ver sua forma. No geral, também achei esse experimento muito divertido porque aprendi alguns fatos novos sobre as bactérias.


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Reflexões finais

A história do quorum sensing, do meu ponto de vista, fornece insights sobre o processo da ciência, que compartilho com vocês aqui.

• Lições sobre a necessidade de pesquisas orientadas pela curiosidade: muitas pessoas pensam que a pesquisa deve ser sempre pragmática, por exemplo, relevante para a medicina. Freqüentemente, a relevância só pode ser apreciada muito depois que as descobertas iniciais são feitas, na verdade, apenas quando os cientistas tiveram tempo para mergulhar profundamente em um assunto e aprenderam o suficiente para reunir descobertas díspares em um quadro coeso. Ninguém imaginava que estudar a bioluminescência levaria à biotecnologia usando essas descobertas para desenvolver novos medicamentos antimicrobianos, principalmente em uma época em que o problema global de resistência aos antibióticos atingiu uma escala épica.

• Perguntas empolgantes sem resposta: em todos os casos até agora, as moléculas que os cientistas descobriram como autoindutores com detecção de quorum são moléculas totalmente novas para a humanidade, sugerindo que as bactérias abrigam um tesouro de compostos que aguardam descoberta. Em caso afirmativo, os cientistas podem aprender o suficiente sobre o código de comunicação química para aproveitar essas moléculas, ou para fazer suas próprias "moléculas projetadas" para obrigar as bactérias a realizar tarefas úteis ou para impedi-las de realizar tarefas prejudiciais sob demanda?

• O panorama geral dos aplicativos. Pesquisas recentes sugerem fortemente que o quorum sensing pode ser manipulado, por exemplo, fornecendo moléculas inibidoras de quorum sensing para evitar que as bactérias infectem animais e plantas em modelos de estudos de doenças. Amarrar moléculas com detecção de anti-quorum em superfícies agora está sendo explorado para impedir que bactérias adiram a dispositivos médicos implantados, como stents e cateteres, e para evitar o acúmulo de bactérias em comunidades de biofilme altamente resilientes e resistentes a antibióticos em ambientes médicos e industriais. Moléculas pró-quorum sensing que promovem comportamentos bacterianos coletivos benéficos também estão agora sendo investigadas para uso na indústria de biorremediação, agricultura e como probióticos. Um grande objetivo em nosso horizonte é entender o suficiente sobre as conversas bacterianas para ser capaz de criar estratégias para “falar” com as bactérias de maneiras que sejam úteis para os humanos, seus hospedeiros maiores.

• O que perdemos? Muitas vezes me pergunto como aconteceu com a detecção de quorum em V. harveyi e por que fiz as descobertas específicas que descrevi nesta Narrativa. Desde que comecei minha carreira independente, muitos alunos e pós-docs vieram ao meu laboratório e também fizeram suas próprias descobertas que impulsionaram a pesquisa de detecção de quorum. Quando trabalhamos juntos em equipes de laboratório, encorajamos uns aos outros a buscar jornadas particulares de descoberta, muitas vezes promovendo caminhos que se encaixam com nossas descobertas mais recentes, em vez de inspirar um ao outro a seguir algum outro caminho aparentemente estranho.

Tento ao máximo encorajar os trainees em meu laboratório a serem criativos ao máximo e a fazer o experimento “louco”. Mas muitas vezes me pergunto e me preocupo se sou tão aventureiro quanto costumava ser e se, por acidente, eu seguro o campo enviesando pupilos em meu laboratório com minha visão. Talvez algum processo ainda mais mágico do que a detecção de quorum exista nas bactérias. Quero dizer, como expliquei, as bactérias foram estudadas por mais de 400 anos, como a detecção de quorum foi perdida por tanto tempo? Estou também perdendo algum outro recurso totalmente surpreendente nas bactérias? Provavelmente! Eu me pergunto que outras características, atualmente inimagináveis, se escondem nas bactérias que podem virar a ciência ou as perspectivas da medicina e da humanidade de cabeça para baixo. Espero que outra geração de exploradores embarque em jornadas de descoberta de bactérias e espero que o façam em breve.


2: Bactérias - Biologia

Técnica asséptica

A. Observação de bactérias

1. Formas básicas de bactérias

2. A coloração de Gram

3. Outras manchas diferenciais

4. Observando culturas vivas com o suporte suspenso suspenso

B . Observando Colônias Bacterianas

C. Isolamento de bactérias (e fungos) do meio ambiente

D. Interação entre bactérias e plantas

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