Reprodução e Crescimento Bacteriano

O termo crescimento, tal como é comumente aplicado às bactérias e a outros microrganismos, refere-se, usualmente, às alterações ocorridas na cultura das células e não às alterações de um organismo isolado.

Bactérias geralmente reproduzem-se assexuadamente por fissão binária transversa, quando ocorre a replicação do cromossomo bacteriano e a célula desenvolve uma parede celular transversa, dividindo-se então em duas novas células, conforme imagem abaixo.

Após a replicação do cromossomo, a parede transversa forma como uma invaginação da membrana plasmática e da parede celular. Quando a nova parede formada não se separa completamente em duas paredes, pode-se formar uma cadeia (ou filamento) de bactérias.

A fissão binária não é o único método reprodutivo entre as bactérias.

As espécies do gênero Streptomyces produzem muitos esporos reprodutivos por organismo, cada esporo dando origem a um novo indivíduo.

Bactérias do gênero Nocardia produzem extenso crescimento filamentoso, seguido pela fragmentação dos

filamentos em pequenas células bacilares ou cocóides. Já as espécies do gênero Hyphomicrobium podem reproduzir-se por brotamento, onde desenvolve-se um broto, a partir da célula-mãe e, depois de um período de aumento de tamanho, o broto se separa da célula original, formando um novo indivíduo, porém esses tipos de reprodução são casos isolados e não correspondem à maioria dos espécimes clínicos.

Fissão Binária. Fonte: Pelczar et al., 1996.

Como já foi mencionado, o processo de reprodução prevalecente entre as

bactérias é a fissão binária; uma célula se divide, formando duas células.

Assim sendo, partindo de uma única bactéria, o aumento populacional se faz em progressão

geométrica:

O tempo necessário para que uma célula se divida - ou para que a população duplique - é conhecido como tempo de geração, que não é o mesmo para todas as bactérias.

Para algumas, como a Escherichia coli, pode ser de 15 a 20 minutos; para outras pode ser de muitas horas.

O tempo de geração está na forte dependência dos nutrientes existentes no meio e das condições físicas de incubação.

A figura abaixo mostra a curva de crescimento típica das bactérias em um sistema fechado. Na curva, observa-se que há um período inicial no qual não parece haver crescimento (fase lag ou de latência), que é o período de adaptação bacteriana ao novo meio em que foi semeada ou inoculada. O segundo período é o de rápido aumento da

população (fase logarítmica), correspondendo ao período de máxima atividade bacteriana. Posteriormente, há a fase estacionária, onde a velocidade de reprodução e morte bacteriana são proporcionais. Essa é a fase em que são produzidos os antibióticos bacterianos, como forma de "luta por sobrevivência". E, por fim, a fase de declínio, quando o número de células viáveis é menor que o número de células inviáveis.

Brock et al., 1994.

Fonte: Bossolan, N.R.S. Introdução à Microbiologia. USP. 2002.

Tecnologia do DNA Recombinante

Um dos avanços fundamentais no desenvolvimento da clonagem molecular foi a descoberta (em meados da década de 70) das endonucleases de restrição bacterianas. Essas proteínas são simplesmente chamadas de enzimas de restrição. Estas reconhecem sequências de DNA de fita dupla específicas (geralmente curtas, de 4 a 6 pares de bases nitrogenadas) e as cortam no sítio de reconhecimento ou bem próximo a ele. São chamadas de tesouras biológicas.

Enzima de Restrição ou endonuclease de restrição é um tipo de nuclease que cliva a fita dupla de DNA sempre que identificar as sequências específicas para as quais estão programadas.

 A nomenclatura que essas enzimas recebem são baseadas nos microrganismos de onde elas foram isoladas, como, por exemplo, a EcoRI, isolada a partir da bactéria Escherichia coli R, e a BamHI, proveniente do Bacillus amyloliquefasciens H. Relembrando: essas enzimas são altamente específicas: reconhece e corta apenas a sequência de nucleotídeos para a qual ela está programada.
Muitas enzimas de restrição (EcoRI, HindIII, PstI...) produzem cortes em ziguezague nos sítios de restrição das cadeias de DNA, originando fragmentos que possuem uma “cauda” com uma só cadeia –“sticky” ends ou extremidades coesivas. As “caudas”, de ambos os lados, são complementares às de todos os outros fragmentos gerados pela mesma enzima de restrição (ou outra enzima de restrição que origine as mesmas extremidades coesivas). Assim, à temperatura adequada, estas regiões “single-stranded” podem portanto emparelhar com as dos outros fragmentos de DNA gerados pela mesma enzima de restrição.Algumas enzimas de restrição, como a AluI e SmaI, clivam ambas as cadeias de DNA no mesmo ponto do sítio de restrição, originando extremidades “blunt” (abruptas), nas quais todos os nucleotídeos das extremidades do fragmento se encontram emparelhados.

Diferenciando Staphylococcus e Streptococcus: Prova da Catalase

Nesse vídeo aprenderemos como fazer a prova da enzima catalase.
Esta enzima atua sobre a água oxigenada (peróxido de hidrogênio) transformando-a em oxigênio e água.
A prova é considerada positiva quando há borbulhamento ou efervescência devido à liberação do oxigênio. A catalase é produzida por muitos microrganismos e é usualmente empregada para diferenciar Staphylococcus, que são catalase positivos de Streptococcus, catalase negativos, ou os bacilos Gram positivos catalase negativos Lactobacillus e Erysipelothrix de Listeria e a maioria dos Corynebacterium catalase positivos.

Meios de Cultura Bacteriológicos

É importante que o profissional conheça cada meio de cultura e os adeque ao perfil bacteriano esperado para cada material.

Alguns procedimentos são essenciais na hora da preparação de cada meio de cultura para a obtenção de melhores resultados e evitar contaminações.

O processo de autoclavação deve ser realizado sempre a 121ºC durante 15 minutos, sob pressão de 1 atm.

Quando distribuir o meio antes de autoclavar, os tubos não precisam estar esterilizados; quando distribuir o meio após a autoclavação, os tubos, frascos, placas, pipetas e vidrarias ou materiais auxiliares obrigatoriamente devem ser estéreis e os meios devem ser autoclavados com as tampas semi-abertas, para que a esterilização seja por igual em todo o conteúdo dos tubos. 

Vejamos abaixo os meios de cultura mais utilizados na rotina clínica de bacteriologia:

Ágar nutriente
Meio relativamente simples, de fácil preparo e barato, muito usado nos procedimentos do laboratório de microbiologia.

Utilidade: análise de água, alimentos e leite como meio para cultivo preliminar das amostras submetidas à exames bacteriológicos e isolamento de organismos para culturas puras, conservação e manutenção de culturas em temperatura ambiente, como método opcional para os laboratórios que não dispõem do método da criopreservação (congelamento das cepas em freezer à - 80ºC) e observação da esporulação de espécies de bacilos Gram positivos.

Cor original do meio: branco opalescente

Positivo: Crescimento na superfície do ágar;
Negativo: Ausência de crescimento.

Ágar Sangue de Carneiro (5%)
O meio, usando uma base rica formada a partir do Ágar Mueller-Hinton, oferece ótimas condições de crescimento a maioria dos microrganismos. A conservação dos eritrócitos íntegros favorecem a formação de halos de hemólise nítidos, úteis para a diferenciação de Streptococcus spp. e Staphylococcus spp.

É utilizado no isolamento de microrganismos não fastidiosos, verificação de hemólise dos Streptococcus spp. e Staphylococcus spp. e usado na prova de satelitismo (para identificação presuntiva de Haemophilus spp.).

A cor original do meio é vermelho.

Beta hemólise: presença de halo transparente ao redor das colônias semeadas (lise total dos eritrócitos).

Alfa hemólise: presença de halo esverdeado ao redor das colônias semeadas (lise parcial dos eritrócitos).

Gama hemólise (sem hemólise): ausência de halo ao redor das colônias (eritrócitos permanecem íntegros).