TRABALHO MICRO-ORGANISMOS - pronto

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UNIVESIDADE DA REGIÃO DA CAMPANHA CURSO DE MEDICINA VETERINÁRIA DISCIPLINA DE MICROBIOLOGIA
MICRO-ORGANISMOS
Acadêmicos Ana Lia Vargas, Ana Carolina, Ana Elise, Allanis Machado, Antonella Pasi, Jéssica Vieira, Ketlin Sarotto.
 (
10
) (
ALEGRETE
2024/01
)
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO.	4
OBJETIVOS	5
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	6
Morfologia	6
Bactérias	6
Fungos	6
Vírus	6
Importância	7
Bactérias	7
Fungos	8
Vírus	9
Metabolismo	11
Bactérias	11
Fungos	11
Vírus	11
Mecanismos de Resistência	12
Bactérias	12
Fungos	12
Vírus	13
Isolamento	14
Bactérias	14
Fungos	14
Vírus	15
CONCLUSÃO.	15
REFÊRENCIAS	17
1. INTRODUÇÃO
Os micro-organismos, compreendidos por fungos, bactérias e vírus, desempenham papéis fundamentais nos ecossistemas terrestres e aquáticos, influenciando desde processos biogeoquímicos até a saúde humana e animal. Este estudo visa explorar a complexidade e a importância desses micro- organismos em diversos contextos, destacando suas características distintas, interações e potenciais aplicações biotecnológicas.
Fungos constituem um grupo diversificado de organismos eucarióticos que desempenham funções vitais na decomposição de matéria orgânica e na simbiose com plantas. Sua capacidade de produzir enzimas e metabólitos secundários tem sido explorada em diversas indústrias, incluindo a farmacêutica e a alimentícia. Por outro lado, bactérias, como organismos procariontes, são conhecidas por sua versatilidade metabólica, sendo cruciais para ciclos biogeoquímicos, fixação de nitrogênio e degradação de compostos tóxicos. Além disso, a emergência de bactérias patogênicas resistentes a antibióticos representa um desafio significativo para a saúde pública global.
Já os vírus, agentes infecciosos acelulares, destacam-se por sua capacidade de infectar todos os tipos de organismos vivos, alterando seu metabolismo e até mesmo seu ciclo celular. A compreensão de suas estratégias de replicação e evolução é crucial não apenas para a medicina, mas também para a biotecnologia, onde vírus são utilizados como vetores para terapias genéticas e vacinas.
Este trabalho abordará, portanto, a diversidade taxonômica e funcional desses micro-organismos, os mecanismos de patogenicidade e resistência antimicrobiana, além das interações ecológicas e potenciais aplicações biotecnológicas. A análise desses aspectos proporcionará uma visão integrada dos papéis desempenhados por fungos, bactérias e vírus na sustentabilidade ambiental, na saúde humana e no desenvolvimento de novas tecnologias.
2. OBJETIVOS
Este estudo propõe investigar de maneira abrangente e integrativa o papel essencial desempenhado por micro-organismos, abrangendo fungos, bactérias e vírus, nos ecossistemas naturais e na saúde humana. O objetivo central é compreender as interações complexas entre esses microrganismos e seus hospedeiros, tanto em contextos patogênicos quanto simbióticos, além de explorar sua diversidade genética e metabólica.
Ao enfatizar a importância dos microrganismos na manutenção da biodiversidade e na funcionalidade dos ecossistemas, pretende-se também avaliar como mudanças ambientais globais, como as alterações climáticas e a urbanização, estão influenciando a distribuição e a dinâmica populacional desses organismos. Este estudo buscará identificar e analisar os mecanismos de resistência antimicrobiana desenvolvidos por fungos, bactérias e vírus, frente aos desafios impostos por antibióticos e outros agentes antimicrobianos, visando contribuir para estratégias de controle e prevenção de doenças infecciosas.
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1. Morfologia
3.1.1. Bactérias
A morfologia bacteriana refere-se a forma e estruturas das bactérias, sendo que as características morfológicas podem variar amplamente, geralmente incluindo três formas principais. Os cocos são esféricos e podem ocorrer individualmente (como cocos simples) ou em cadeias (como cocos em cadeia). Já os bacilos são em forma de bastão, sendo frequentemente encontrados individualmente ou em pares. Os espirilos têm forma de espiral rígida e as espiroquetas são espirais flexíveis, muitas vezes com movimento flagelar.
3.1.2. Fungos
A morfologia fungica refere-se a forma e estruturas dos fungos, sendo que as características morfológicas podem variar amplamente, a morfologia mais comum são as leveduras que são unicelulares e geralmente esféricas ou ovaladas. Os fungos filamentosos são multicelulares e consistem em estruturas filamentosas chamadas hifas, que podem formar um emaranhado chamado micélio.
3.1.3. Vírus
A morfologia dos vírus refere-se a forma e estruturas dos fungos, sendo que as características morfológicas podem variar amplamente, entre elas os icosaedrais com uma forma geométrica de icosaedro, que possui vinte faces triangulares equiláteras, vírus helicoidais são vírus cujo a cápsula protetora que envolve o material genético assume a forma de um cilindro ou bastonete em espiral, vírus complexos estes possuem uma morfologia mais complexa que combina elementos elementos de icosaedros e helicoidais com estruturas adicionais e frequentemente possuem uma cabeça icosaédrica e uma cauda helicoidal, também temos os vírus envelopados que possuem uma camada lipídica chama envelope viral que o envolve ,esta membrana é derivada da membrana da célula hospedeirae contém glicoproteínas virais que são importantes para a ligação ás células
hospedeiras, e os vírus filamentosos têm uma forma alongada e filamentosas.
3.2. Importâncias
3.2.1. Bactérias
As bactérias, organismos unicelulares presentes em todo o planeta, desempenham um papel crucial na vida humana e no equilíbrio ambiental. Sua importância se manifesta em diversas funções. Decomposição da Matéria Orgânica e Ciclagem de Nutrientes as bactérias são decompositores primários, quebram a matéria orgânica morta em nutrientes essenciais para o solo. Essa atividade garante a fertilidade do solo e a produtividade das plantas. Contribui para a ciclagem de nutrientes nos ecossistemas. Fixação de Nitrogênio algumas bactérias fixam o nitrogênio gasoso do ar, convertendo-o em formas assimiláveis pelas plantas. Esse processo essencial é fundamental para a agricultura, reduzindo a necessidade de fertilizantes nitrogenados sintéticos. Aumenta a produtividade dos solos e contribui para a sustentabilidade da agricultura. Digestão em Animais e Seres Humanos as bactérias intestinais auxiliam na digestão de alimentos, principalmente carboidratos complexos e fibras. Produzem vitaminas essenciais como B12 e K, importantes para o funcionamento do corpo humano. A microbiota intestinal, composta por trilhões de bactérias, é crucial para a saúde digestiva e a imunidade. Biotecnologia e Produção Industrial as bactérias são utilizadas em diversos processos biotecnológicos, como produção de insulina, antibióticos, enzimas, biocombustíveis e outros produtos. A biotecnologia bacteriana contribui para a saúde humana, produção de alimentos e proteção do meio ambiente. Controle Biológico de Pragas algumas bactérias podem ser usadas como agentes de controle biológico de pragas agrícolas e florestais. Infectam insetos e outros organismos nocivos, reduzindo a necessidade de pesticidas químicos. Uma alternativa mais segura e ambientalmente amigável ao uso de pesticidas químicos. Impactos Negativos das Bactérias apesar dos benefícios, algumas
bactérias podem causar doenças em animais e seres humanos. Doenças bacterianas como pneumonia, tuberculose e salmonelose representam um risco à saúde humana. A resistência a antibióticos dificulta o tratamento de infecções bacterianas e exige medidas para o uso racional de antibióticos.
3.2.2. Fungos
Os fungos, organismos eucarióticos presentes em diversos ambientes, desempenham um papel fundamental na vida na Terra. Sua importância se manifesta em diversas funções Decomposição da Matéria Orgânica e Ciclagem de Nutrientes Decompositores primários, quebram a matéria orgânica morta em nutrientes essenciais para o solo.
Contribuem para a fertilidade do solo e a produtividade das plantas. Participam da ciclagem de nutrientesnos ecossistemas. Micorrizas uma Simbiose Benéfica Formação de associações simbióticas com as raízes de muitas plantas, conhecidas como micorrizas.
Aumentam a capacidade da planta de absorver água e nutrientes do solo. O fungo recebe compostos fotossintéticos da planta. Essenciais para a saúde das plantas e a produtividade de florestas e pastagens.
Estima-se que 90% das plantas terrestres possuem micorrizas. Controle Biológico de Pragas Alguns fungos podem ser usados como agentes de controle biológico de pragas agrícolas e florestais.
Parasitam ou infectam insetos e outros organismos nocivos. Reduzem a necessidade de pesticidas químicos. Uma alternativa mais segura e ambientalmente amigável ao uso de pesticidas químicos. Produção de Alimentos e Bebidas Papel essencial na produção de diversos alimentos e bebidas, como queijos, pães, cervejas, vinhos e cogumelos comestíveis. A fermentação fúngica agrega sabor, textura e valor nutritivo aos alimentos. Contribui para a preservação dos alimentos. Uma prática milenar que contribui para a segurança alimentar e a diversidade gastronômica. Produção de Medicamentos Fonte de diversos antibióticos importantes, como penicilina e estreptomicina. Revolucionaram o tratamento de infecções bacterianas e salvaram milhões de vidas. Produzem outros medicamentos com propriedades medicinais, como
antifúngicos, imunossupressores e antitumorais. A pesquisa em biotecnologia fúngica busca o desenvolvimento de novos medicamentos para o tratamento de diversas doenças. Biotecnologia e Biocombustíveis Utilizados em diversos processos biotecnológicos, como a produção de enzimas, biocombustíveis e proteínas recombinantes. A biotecnologia fúngica tem potencial para revolucionar diversos setores da indústria. Produção de biocombustíveis a partir de fungos é uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis.
Contribui para a sustentabilidade ambiental. Impactos Negativos dos Fungos Apesar dos benefícios, alguns fungos podem causar doenças em plantas, animais e humanos. Doenças fúngicas em plantas podem levar à perda de safras. Infecções fúngicas em animais e humanos podem representar um risco à saúde, especialmente em indivíduos com sistema imunológico debilitado. A compreensão dos mecanismos de patogenicidade dos fungos é crucial para o desenvolvimento de medidas de controle e tratamento de doenças fúngicas.
3.2.3. Vírus
Os vírus, apesar de sua natureza complexa e microscópica, desempenham um papel crucial e multifacetado na vida na Terra, impactando diversos aspectos da saúde humana, do equilíbrio ambiental e do desenvolvimento tecnológico. Sua importância se manifesta em diversas áreas Agentes Patogênicos Causam diversas doenças em animais e seres humanos, desde resfriados comuns até enfermidades graves como gripe, HIV/AIDS, Ebola e COVID-19. A compreensão da biologia viral é fundamental para o desenvolvimento de vacinas, medicamentos e estratégias de controle de doenças. A rápida mutação dos vírus exige pesquisa constante e medidas de prevenção eficazes para combater as ameaças à saúde pública. Controle Biológico de Pragas Alguns vírus podem ser utilizados como agentes de controle biológico em pragas agrícolas e florestais. Infectam insetos e outros organismos nocivos, reduzindo a necessidade de pesticidas químicos e promovendo a
agricultura sustentável. Uma alternativa mais segura e ambientalmente amigável ao uso de pesticidas, mas requer pesquisa e desenvolvimento cuidadosos. Evolução e Diversidade Genética Os vírus desempenham um papel importante na evolução e na diversidade genética dos organismos através da transferência horizontal de genes. Esse processo permite a transferência de genes entre diferentes espécies, promovendo adaptação e especiação. A compreensão da transferência horizontal de genes é crucial para o estudo da evolução e para o desenvolvimento de novas tecnologias biomédicas. Terapia Gênica Vírus modificados geneticamente podem ser utilizados como vetores para transferir genes terapêuticos em células humanas.
Essa técnica tem potencial para o tratamento de doenças genéticas como distrofia muscular de Duchenne e fibrose cística. A terapia gênica ainda está em desenvolvimento, mas representa uma área promissora da medicina com potencial para curar doenças atualmente incuráveis. Biotecnologia e Aplicações Industriais Os vírus são utilizados em diversos processos biotecnológicos, como produção de vacinas, biocombustíveis e nanomateriais.A biotecnologia viral tem potencial para revolucionar diversos setores da indústria, como saúde, agricultura e energia. A pesquisa em biotecnologia viral busca desenvolver novas aplicações que beneficiem a sociedade, mas exige cuidado e responsabilidade para evitar riscos à saúde humana e ao meio ambiente.Impactos Ambientais Os vírus podem ter diversos impactos no meio ambiente, como controle de populações de animais e plantas,decomposição da matéria orgânica e ciclagem de nutrientes.A compreensão da ecologia viral é crucial para a preservação da biodiversidade e para o manejo sustentável dos recursos naturais. O estudo dos vírus no meio ambiente pode fornecer insights valiosos para o desenvolvimento de novas estratégias de controle de doenças e de proteção ambiental. Os vírus, apesar de sua reputação negativa como causadores de doenças, apresentam um papel crucial e complexo na vida na Terra, impactando diversos aspectos da saúde humana, do equilíbrio ambiental e do desenvolvimento tecnológico.
3.3. Metabolismo
3.3.1. Bactérias
O metabolismo das bactérias envolve diferentes formas de obter energia, são elas: Quimioorganotróficas; Quimiolitotróficas; Fototróficas Fontes de carbono, bactérias podem ser: Autotróficas (Fixam carbono a partir de CO2 como sua fonte principal de carbono.); Heterotróficas (Utilizam compostos orgânicos complexos como fonte de carbono.) Respiração ou fermentação: para produzir energia e armazenar reservas como glicogênio. Metabolismo anaeróbico: Algumas bactérias são capazes de sobreviver e crescer na ausência de oxigênio, utilizando diferentes compostos como acceptors de elétrons em processos anaeróbicos. Fixação de nitrogênio: Algumas bactérias são capazes de fixar nitrogênio atmosférico, convertendo-o em formas utilizáveis para a síntese de compostos orgânicos.
3.3.2. Fungos
O metabolismo dos fungos varia bastante dependendo da espécie e do ambiente em que vivem. Geralmente, os fungos são heterotróficos, o que significa que obtêm nutrientes através da absorção de matéria orgânica do ambiente. Eles secretam enzimas digestivas para quebrar moléculas complexas em nutrientes mais simples, que são então absorvidos pelas células fúngicas. Os fungos geralmente passam por processos de respiração celular para produzir energia, utilizando compostos orgânicos como fonte de carbono e energia. Eles também podem armazenar nutrientes na forma de glicogênio, semelhante aos animais.
3.3.3. Vírus
Os vírus não possuem metabolismo próprio como células ou organismos. Eles são estruturas simples que dependem inteiramente das células hospedeiras para se replicar e produzir novos vírus. Alguns pontos principais sobre o metabolismo dos vírus: Não são células, vírus são basicamente material genético (DNA ou RNA) envolvido por uma cápsula proteica chamada cápside. A replicação é dependente de células, para se
replicarem, os vírus precisam infectar uma célula hospedeira. Dentro da célula hospedeira, eles usam os recursos celulares para sintetizar novos componentes virais, como ácidos nucleicos e proteínas virais. Quando um vírus infecta uma célula, ele injeta seu material genético na célula hospedeira. Dependendo do tipo de vírus, seu DNA ou RNA pode então ser transcrito e traduzido pela maquinaria celular para produzir proteínas virais e replicar seu material genético Não realizam metabolismo autônomo, os vírus não possuem metabolismo independente porque não têm organelas celulares nem capacidade de gerar energia ou metabolizar nutrientes. Eles não realizam respiração celular nem produzem ATP. Após a replicação viral,novos vírus são montados dentro da célula hospedeira. Portanto, o "metabolismo" dos vírus é essencialmente uma interação molecular com a célula hospedeira para permitir sua replicação e produção de novos vírus, usando os recursos da célula hospedeira para esse fim.
3.4. Mecanismos de Resistência
3.4.1. Bactérias
A resistência das bactérias se dão por, mutação genética que as mutações aleatórias no DNA bacteriano podem conferir resistência a um antibiótico específico, aquisição de genes de resistências que as bactérias podem adquirir genes de resistência através de plasmídeos, transposons e integrons por meio de conjugação, transformação ou transdução, alteração do alvo do antibiótico que são as modificações nas proteínas-alvo, como nas enzimas ou ribossomos, podem impedir que o antibiótico se ligue eficazmente, bombas de refluxo que são proteínas que expulsam o antibiótico da célula bacteriana antes que ele possa exercer seu efeito e por fim, destruição ou modificação do antibiótico que as enzimas como beta-lactamases podem degradar ou modificar quimicamente os antibióticos, tornando-os inativos.
3.4.2. Fungos
A resistência dos fungos se da por, alteração do alvo que ocorre mudanças nas enzimas ou estruturas celulares que os antifúngicos visam
podem tornar os medicamentos ineficazes, efluxo de drogas que são similar às bactérias, os fungos podem usar bombas de efluxo para remover o antifúngico das suas células, modificação do antifúngico que as enzimas são específicas podem modificar o antifúngico, reduzindo sua eficácia e a adaptabilidade e plasticidade genética onde os fungos podem rapidamente adaptar-se às pressões seletivas do tratamento através de mutações e recombinação genética.
3.4.3. Vírus
A resistência dos vírus se da por, mutação que a alta taxa de mutação, especialmente em vírus de RNA como o HIV e o influenza, permite a rápida evolução da resistência antiviral, recombinação genética que ocorre a troca de material genético entre diferentes vírus pode gerar novas variantes resistentes, bloquei da entrada do fármaco que vão ocorrer modificações na estrutura do vírus podem impedir que os antivirais entrem na célula hospedeira ou no próprio vírus e a inativação do fármaco que alguns vírus podem produzir enzimas que inativam os antivirais.
Medidas de Combate à Resistência:
Uso racional de antimicrobianos que tem por evitar o uso indiscriminado e excessivo de antibióticos, antifúngicos e antivirais, desenvolvimento de novos fármacos que nada mais é que investir na pesquisa e desenvolvimento de novos medicamentos que possam superar os mecanismos de resistência, também podemos falar da educação e conscientização que será necessário informar profissionais de saúde e o público sobre a importância do uso correto de antimicrobianos e o monitoramento e controle de infecções que busca implementar programas de vigilância e controle de infecções para prevenir a disseminação de microrganismos resistentes. A resistência antimicrobiana é uma questão complexa que exige uma abordagem multidisciplinar para ser efetivamente controlada e mitigada.
3.5. Isolamento
3.5.1. Bactérias
O isolamento de uma bactéria envolve várias etapas importantes em microbiologia. O processo começa com a escolha do local e método de coleta são cruciais para garantir que as bactérias de interesse sejam capturadas. Logo, meios de cultura são utilizados para fornecer nutrientes e condições ideais de crescimento para as bactérias. A amostra coletada é então transferida para o meio de cultura apropriado, geralmente através de técnicas assépticas para evitar contaminação. As placas ou frascos inoculados são incubados em condições adequadas de temperatura e umidade para permitir o crescimento das bactérias. Após o período de incubação, as colônias bacterianas visíveis são observadas, colônias individuais podem ser isoladas usando técnicas como streaking (estrilamento) em placas de Petri para obter colônias puras. As colônias isoladas podem ser identificadas através de testes bioquímicos, morfológicos ou moleculares para determinar sua identidade
3.5.2. Fungos
O isolamento dos fungos se inicia na coleta da amostra onde os fungos estão presentes, pode ser do solo, de alimentos, de plantas, etc. Segundo passo a amostra deve ser preparada para o isolamento, o que pode incluir homogeneização, diluição e/ou trituração, dependendo da matriz da amostra. Terceiro passo inocular a amostra em meios de cultura seletivos para fungos. Quarto passo colocar os meios inoculados em uma incubadora a uma temperatura adequada para o crescimento de fungos. A temperatura (25-30°C) comum para fungos. Após alguns dias, observe os meios de cultura para o crescimento de colônias fúngicas, selecione as colônias individuais que você deseja isolar. Para obter culturas puras de fungos, transfira cada colônia para um novo meio de cultura para crescimento individual, garantindo assim que cada cultura contenha apenas um tipo de fungo. Ao final isolado e purificado, o fungo pode ser identificado utilizando técnicas como microscopia, testes bioquímicos e moleculares, entre outros métodos.
3.5.3. Vírus
O isolamento dos vírus é processo complexo e altamente especializado, geralmente realizado em laboratórios que possuem os equipamentos e técnicas adequadas. Se inicia pegando uma amostra que contenha os vírus desejados, pode incluir amostras de sangue, secreções corporais, tecidos infectados, entre outros. Prepare a amostra para o isolamento viral, pode envolver a filtragem para remover células e detritos celulares maiores. Inocule a amostra filtrada em culturas de células hospedeiras suscetíveis ao vírus que está sendo estudado. Incube as culturas de células inoculadas a uma temperatura (37°C) e condições adequadas para o crescimento viral. Após a incubação, observe as culturas de células para sinais de efeito citopático (CPE), como mudanças morfológicas, lise celular, formação de sincícios, entre outros. Isso indica a presença e replicação do vírus. Caso o efeito citopático for observado, colha o vírus das culturas de células, pode ser feito através da coleta do sobrenadante das culturas, que contém partículas virais liberadas pelas células infectadas. Logo purifique as partículas virais para remover contaminantes celulares e outros componentes não virais, pode envolver técnicas como ultracentrifugação em gradientes de densidade. No final identifique o vírus isolado utilizando métodos laboratoriais como microscopia eletrônica, sorologia, testes moleculares (PCR), entre outros.
4. CONCLUSÃO
Os micro-organismos, compreendidos por fungos, bactérias e vírus, desempenham papéis essenciais e multifacetados nos ecossistemas naturais e na saúde humana. Este estudo destacou a diversidade taxonômica e funcional desses micro-organismos, destacando suas características morfológicas distintas e suas interações complexas com o ambiente e os hospedeiros.
Os fungos, com sua capacidade de decomposição de matéria orgânica e formação de simbioses, são fundamentais para a ciclagem de nutrientes e a saúde das plantas. Bactérias, com sua versatilidade metabólica, são cruciais para processos
biogeoquímicos, como a fixação de nitrogênio e a degradação de compostos tóxicos, além de desempenharem papéis críticos na resistência antimicrobiana, um desafio crescente para a saúde pública.
Os vírus, embora sejam agentes infecciosos acelulares, têm uma influência significativa na biologia celular e na evolução dos organismos. Sua capacidade de infectar e manipular o metabolismo dos hospedeiros os torna ferramentas valiosas na biotecnologia, especialmente no desenvolvimento de terapias genéticas e vacinas.
Este	estudo	também	enfatizou	a	importância	dos	micro-organismos	na manutenção da biodiversidade e na funcionalidade dos ecossistemas. As mudanças ambientais globais, como as alterações climáticas e a urbanização, estão impactando a distribuição e a dinâmica populacional desses organismos, exigindo uma compreensão aprofundada para a mitigação dos efeitos negativos. Por fim, a análise dos mecanismosde resistência antimicrobiana em fungos, bactérias e vírus revelou a necessidade urgente de desenvolver novas estratégias de controle e prevenção de doenças infecciosas. A integração do conhecimento sobre a morfologia, ecologia e patogenicidade desses micro-organismos é fundamental para promover a sustentabilidade ambiental, melhorar a saúde pública e fomentar avanços biotecnológicos inovadores.
5. REFÊRENCIAS
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