Biotecnologia

Exercícios de Biotecnologia. Primeira parte.

Estes exercícios servem como um guia de estudos ,mas não representam a totalidade dos conteúdos. Estes são obtidos através das indicações passadas em sala de aula e através da bibliografia sugerida. A bibliografia básica para a primeira avaliação é o livro Biotecnologia industrial volume 1 – fundamentos.

Questões:

1. O que é biotecnologia? Quais as ciências que a compõe e que função tem cada uma?

                  Biotecnologia pode se definir pelo agrupamento de conhecimento, métodos e técnicas da utilização de seres vivos em processos industriais e para bens de consumo.

                   As ciências envolvidas na Biotecnologia são a Fisiologia e a Bioquímica, responsáveis por estudar os processos físicos e químicos dos microrganismos. Também fazem parte da Biotecnologia ciências como a Zoologia, a Botânica e a Virologia, visando buscar o conhecimento necessário para o desenvolvimento dos organismos desejados, e também a Genética e a Ecologia, para estudar a hereditariedade e características de cada microrganismos, e também sua interação com o meio ambiente.

1. Caracterize as células procarióticas e eucarióticas diferenciando-as em sua estrutura, morfologia, funcionamento e reprodução. Explique sua evolução.

      A diferença entre as células eucarióticas e as procarióticas, é a presença de cariotéca nas eucarióticas. As eucarióticas possuem um metabolismo mais avançado, inclusive com a presença de organelas e também contam com sistemas reprodutores diversos, o que garante variabilidade genética. Por outro lado, as procarióticas, não possuem um núcleo bem definido, não possuem organelas e se reproduzem por cissiparidade.

     A evolução dos seres vivos é separada em Domínios ou Supra-Reinos, que são as Arquibactérias, as Eubactérias e as Eucarióticas. As Arquibactérias são as mais primitivas, e possuem características para viver em locais extremos, como áreas vulcânicas. As Eubactérias são as bactérias e cianobactérias que existem por todo o planeta hoje e as Eucarióticas formam os Reinos Protista, Fungi, Animalia e Plantae (demais seres vivos).

1. Explique como se dá a nutrição bacteriana. Quais as fontes de energia, fontes de material plástico, quais os fatores de crescimento, importância da água e oxigênio?

           A nutrição bacteriana pode ser feita de dois modos, o autotrófico e o heterotrófico. As autotróficas produzem seu próprio alimento, através de processos como a quimiossíntese e a fotossíntese. Já as heterotróficas, se alimentam de outros seres vivos, como animais, plantas ou outros microrganismos.

         As fontes de material plástico são Nitrogênio, Carbono e íons não orgânicos. O Nitrogênio é extraído da atmosfera e convertido em nitrogênio orgânico, para depois ser fixado no solo, e servir de alimento para outros seres vivos. O Carbono é adquirido através de carboidratos nos seres heterotróficas e através de CO2 nos autotróficos. Os íons não orgânicos são o Enxofre, Fósforo, Magnésio, Potássio e Ferro e desempenham funções metabólicas.

         Os fatores de crescimento são compostos orgânicos necessários para o desenvolvimento dos microrganismos. A importância da água é garantir o equilíbrio térmico e regular a pressão osmótica, enquanto o Oxigênio atua nos processos de respiração aeróbica, e a presença ou não desses fatores de crescimento, atuam limitando o crescimento do microrganismo.

1. O que são e como se compõem os meios de cultura? Como se conservam os microrganismos?

      Os meios de cultura são os ambientes onde serão cultivados os microrganismos. Diversos pontos devem ser levados em consideração para um meio de cultura adequado a um certo tipo de microrganismo, como fontes de energia, crescimento da cultura, quantidade de água e oxigênio e podem ser classificados em dois tipos. O meio de cultura sintético possui um controle rígido de composição química e é bem conhecido, enquanto o meio de cultura complexo não é tão bem definido.

     Para conservar microrganismos e preservá-los, utiliza-se a técnica de congelamento, para prolongar seu tempo de vida. Existem diversos métodos de congelamento, desde a utilização de uma geladeira, mantendo-o a uma temperatura de -4ºC em média, até a utilização de Nitrogênio líquido, onde a temperatura fica em torno dos -179ºC, sendo a técnica utilizada dependente da resistência do microrganismo e também da sua importância ou raridade. Outra técnica também utilizada é a Liofilização, que se trata de desidratar o microrganismo, parando seu metabolismo e mantendo-o estável por um longo tempo.

1. Descreva o crescimento bacteriano e suas formas de análise.

    O crescimento microbiano é o aumento da população de um certo de tipo de microrganismo e existem maneiras de medir esse crescimento bacteriano como a turbidimetria, contagem do numero total de indivíduos, determinação do peso seco ou úmido, determinação química dos componentes celulares e contagem do número de microrganismos viáveis.

   

    - Na turbidimetria, é medida a turbidez de uma amostra. Mede-se a absorção de luz em um espectômetro ou a dispersão em um nefelômetro, e trata-se de uma técnica simples, mas que tem que ser levada em consideração o tamanho das células.

    - A contagem do numero total de indivíduos consiste em fazer a contagem dos indivíduos da amostra com um microscópio, porém, não leva em consideração os vivos e os mortos.

      - A determinação do peso seco ou úmido se colhe a amostra, centrifuga-a, e lava o sedimento com água destilada ou solução salina. Após isso feito, a amostra é centrifugada de novo e pesada, contudo, essa técnica é imprecisa e há perdas de amostra durante o processo.

     - A determinação química dos componentes celulares consiste em calcular o crescimento microbiano através da dosagem de componentes químicos. O método é bastante preciso , mas é necessário faze-lo com uma quantidade pequena de amostra.

     - A contagem do numero de microrganismos viáveis é a contagem do numero de colônias em suspensão após um tempo de incubação. Se após um certo tempo, o crescimento for igual, cada colônia corresponde a um tipo de bactéria.

1. Como se pode executar o controle de microrganismos (controle de contaminação bacteriana)?

        O controle de microrganismos pode ser feito com agentes químicos ou físicos, dentre eles agentes como desinfetantes, quimioterápicos, radiação, filtração, controle de temperatura e vibrações sônicas.

       - O mais utilizado entre os processos é o de controle de temperatura, e pode ser aplicado seco ou úmido, embora a esterilização por calor a seco seja pouco eficiente, por precisar ser submetido a altas temperaturas (em torno de 170ºC) por um tempo mínimo de duas horas, forçando o material utilizado, e comprometendo materiais mais sensíveis. Já o processo por calor úmido é mais eficiente, principalmente por utilizar uma temperatura mais baixa (em torno de 60ºC) e precisar de menos tempo (em torno de 1h), exceto com formas de vidas mais resistentes, onde é necessário elevar a temperatura para cerca de 120ºC.