IMPORTÂNCIA DAS BACTÉRIAS
As bactérias também têm sua importância no meio ambiente, assim como qualquer ser vivo.
- Decomposição: atuam na reciclagem da matéria, devolvendo ao ambiente moléculas e elementos químicos reutilizáveis por outros seres vivos.
- Fermentação: algumas bactérias são utilizadas nas indústrias para produzir iogurte, queijo, etc (derivados do leite).
- Indústria farmacêutica: na fabricação de antibióticos e vitaminas
- Indústria química: na produção de metanol, etanol, etc;
- Genética: com a alteração de seu DNA, pode-se fazer produtos de interesse dos seres humanos, como insulina.
- Fixação do Nitrogênio: retiram o nitrogenio do ar e o fixa no solo, servindo de alimentação para as plantas.
Colónia de Streptococcus, uma das espécies patogénicas mais freqüentes.
FONTE: http://contanatura.net/arquivo/Streptococcus%20pneumoniae.jpg
Os vários tipos de bactérias podem ser prejudiciais ou úteis para o meio ambiente e para os seres vivos. O papel das bactérias na saúde, como agentes infecciosos é bem conhecido: o tétano, a febre tifóide, a pneumonia, a sífilis, a cólera e tuberculose são apenas alguns exemplos. Nas plantas, as bactérias podem também causar doenças. O modo de infecção inclui o contacto direto com material infectado, pelo ar, comida, água e por insetos. A maior parte das infecções pode ser tratada com antibióticos e as medidas anti-sépticas podem evitar muitas infecções bacterianas, por exemplo, fervendo a água antes de tomar, lavar alimentos frescos ou passar álcool numa ferida. A esterilização dos instrumentos cirúrgicos ou dentários é feita para os livrar de qualquer agente patogénico.
No entanto, muitas bactérias são simbiontes do organismo humano e de outros animais como, por exemplo, as que vivem no intestino ajudando na digestão e evitando a proliferação de micróbios patogénicos.
No solo existem muitos microorganismos que trabalham na transformação dos compostos de nitrogênio em formas que possam ser utilizadas pelas plantas e muitos são bactérias que vivem na rizosfera (a zona que inclui a superfície da raiz e o solo que a ela adere). Algumas destas bactérias – as nitrobactérias - podem usar o nitrogénio do ar e convertê-lo em compostos úteis para as plantas, um processo denominado fixação do nitrogénio. A capacidade das bactérias para degradar uma grande variedade de compostos orgânicos é muito importante e existem grupos especializados de microorganismos que trabalham na mineralização de classes específicas de compostos como, por exemplo, a decomposição da celulose, que é um dos mais abundantes constituintes das plantas e difícil de degradar.
Existem ainda várias espécies de bactérias usadas na preparação de comidas ou bebidas fermentadas, incluindo queijos, pickles, molho de soja, sauerkraut (ou chucrute), vinagre, vinho e iogurte. Com técnicas da biotecnologia foram já “criadas” bactérias capazes de produzir drogas terapêuticas, como a insulina e para a biodegradação de lixos tóxicos, incluindo derrames de hidrocarbonetos.
Resumindo: para produção de antibióticos.
BACTÉRIAS COMO ARMAS BIOLÓGICAS
FONTE: http://www.niles-hs.k12.il.us/DAVMAL/sswebs/m11/dinhad17/images/gasmask.jpg
Aqui estão citadas algumas bactérias que poderiam ser usadas como armas biológicas.
Doença | Transmissão | Sintomas | Tratamento | Prevenção | Antrax - Doença causada pelo Bacillus anthracis. A inalação de esporos costuma ser fatal. | Por inalação, ingestão de alimentos contaminados ou contato dos esporos com a pele. | Quando a bactéria é inalada, problemas respiratórios surgem depois de 7 dias de incubação. | Antibióticos, como o ciprofloxacino. Quanto mais tardio o tratamento, menores as chances de cura. | Existe uma vacina eficaz, mas de uso restrito a militares. | Varíola - o vírus Poxvirus variolae, que provoca erupções no corpo, foi erradicada em 1977. Boa parte das pessoas não estão imunizadas. | Por meio de gotas de saliva de pessoas contaminadas. | Febre, fadiga e dores, seguidas de erupções cutâneas. | O vírus não reage a nenhum remédio. | Existe uma vacina eficaz. | Botulismo - colapso muscular causado pela toxina liberada pela bactéria Clostridium botulinum. | Ingestão de água ou comida contaminadas pela bactéria. | Visão em dobro, fraqueza e boca seca, que podem evoluir para uma letal paralisia dos pulmões. | A doença regride com remédios chamados antitoxinas. | Existe uma vacina eficaz. | Peste bubônica - causada pela bactériaYersinia pestis, que é encontrada em roedores e pulgas que picaram esses animais. | Além das picadas de pulgas contaminadas. | Febre alta, dor de cabeça e fraqueza. Mata 50% das pessoas não-tratadas. | Antibióticos devem ser ministrados até 24 horas depois dos primeiros sintomas. | A vacina existente não funcionaria no caso de ataque terrorista. | Tularemia - doença rara, mas contagiosa, provocada pela bactériaFrancisella tularensis. Mata 5 em cada 1.000 vítimas. | Contato do homem com roedores ou mosquitos contaminados. | Vômitos, febre e pneumonia. Se não for tratada, pode matar em duas semanas. | Antibióticos como a estreptomicina e a gentamicina. | Os resultados de uma vacina experimental estão sendo avaliados. | Febres virais hemorrágicas - grupo de doenças virais, podem ser severas e letais, como a febre amarela e o Ebola. | Os vírus se hospedam em insetos e animais, mas são transmitidos pelo contato com o fluido de pessoas doentes. | Febres, fadiga, dores e até hemorragias internas nos casos mais severos. | Não reagem a antibióticos. | Só existem vacinas para febre amarela e a febre hemorrágica argentina. | Brucelose - causada pelas bactérias do gênero Brucella, raramente é fatal nos homens, provoca lesões no fígado e no baço. | Contato com animais doentes ou ingestão de carne e leite contaminados. | Febre contínua, mal-estar e dor de cabeça. | Coquetel de antibióticos, entre os quais a doxiciclina e rifampina. | Vacinação de bois, porcos e cabras. | Cólera - causada por um bacilo, o Vibrio cholerae, provoca diarréia e desidratação. | Por meio de água contaminada ou ingestão de alimentos lavados com água contaminada. | Febre e diarréia surgem até cinco dias após o contágio. Sem tratamento, pode ser fatal. | Antibióticos, como a tetraciclina, associados a reidratação do organismo. | A vacina dá proteção parcial. A prevenção também é feita com antibióticos. |
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FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO
A fixação biológica de azoto (FBA) é um processo natural essencial. Plantas e animais obtêm azoto, em última análise, de organismos fixadores de azoto ou de fertilizantes de azoto. O azoto disponível no solo, proveniente da decomposição de plantas e animais, é, na grande maioria das situações, insuficiente para uma agricultura intensiva. Esta é a motivação mais forte para se procurar compreender o funcionamento da FBA. Será então possível aplicar estes conhecimentos para benefício não só do setor agrícola em todo o mundo, como também para reflorestação. Não esquecer a projetada duplicação da população mundial nos próximos 50 anos, que vai sem dúvida aumentar a pressão sobre o sector alimentar, o ambiente e a demanda de azoto.
Por outro lado, os mecanismos de sinalização e comunicação a nível celular observados na interacção simbiótica que possibilita a FBA não são um fenômeno único, pelo contrário, existe comunicação a nível celular numa grande variedade de interacções biológicas, e com tal interessa compreender os seus mecanismos.
A fixação de azoto tem lugar através de processos biológicos e não-biológicos. Os sistemas biológicos fixam à volta de 100 a 170 milhões de toneladas anualmente, sendo este um valor que se manteve relativamente constante no último século. Quanto à fixação industrial de azoto, através do processo de Haber, que é extremamente ineficiente em termos energéticos, no ano de 2002 a produção anual foi cerca de 80 milhões de toneladas. A fixação não biológica de azoto em virtude da energia fornecida pelos relâmpagos corresponde a um valor comparativamente insignificante de cerca de 10 milhões de toneladas por ano de azoto, valor este que se admite não ter variado significativamente ao longo dos tempos.
O crescimento dos seres vivos está dependente de nutrientes minerais, e nenhum deles é mais importante que o N. O planeta é rico neste elemento – 79% da composição do ar é azoto molecular (N2). Contudo o azoto atmosférico encontra-se numa forma indisponível, dado que a ligação tripla entre os 2 átomos de azoto assegura a esta molécula uma enorme estabilidade. Apenas um pequeno grupo de seres procariontes é capaz de levar a cabo a “fixação” do azoto, convertendo-o numa forma passível de ser assimilada biologicamente (NH4+,NO3-)
Exemplos de bactérias fixadoras de azoto |
De vida livre | Em simbiose com plantas |
Aeróbicas | Anaeróbicas | Com leguminosas
(ex:trevo, feijão) | Com outras plantas |
Azotobacter | Clostridium (algumas) |
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Beijerinckia | Desulfovibrio |
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Klebsiella (algumas) | Bactérias sulfurosas purpúreas* | Rhizobium | Frankia Azospirillum |
Cyanobacteria* (algumas) | Bactérias não-sulfurosas purpúreas* |
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| Bactérias sulfurosas verdes* |
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*bactéria fotossintética
Curiosidade:
As nitrogenases apresentam um grau de conservação notável em todas as bactérias fixadoras-de-azoto. As ferro-proteínas e as molibdénio-ferro proteínas têm sido isoladas a partir de muitas destas bactérias, e já foi demonstrado que a fixação de azoto pode ocorrer em laboratório na ausência de um ambiente celular, mesmo misturando proteínas de organismos diferentes, inclusive para espécies filogeneticamente distantes.
Um exemplo:
Dentro do grupo Rhizobium encontra-se a espécie Sinorhizobium meliloti. Esta espécie, anteriormente conhecida comoRhizobium meliloti é uma bactéria do solo capaz de induzir a formação de nódulos fixadores de azoto em plantas leguminosas de géneros Medicago (eg M. sativa, M. truncatula), Meliloti, e Trigonella, entre outros. No interior dos nódulos alojam-se as bactérias que após diferenciação para o estado de bacteróides, dão início à fixação biológica de azoto (ie redução de N2 a NH3) em proveito da planta.
À esquerda observam-se nódulos nas raízes de Medicago sativa (alfalfa) inoculada com S. meliloti 2011. À direita vêem-se plantas leguminosas a crescer em meio pobre em azoto, na presença (plantas à esquerda) e na ausência (à direita) de Rhizobium.
FONTE: http://www.e-escola.pt/mgallery/default.asp?obj=3182
Medicago sativa - (na vertical), com pêlos radiculares (na horizontal). Observa-se um pêlo radicular com a ponta encurvada, e com veia de infecção formada. À direita observa-se uma imagem de microscopia de fluorescência da mesma zona. As bactérias estão a superexpressar GFP (Green Fluorescent Protein). Note-se a formação de uma microcolónia na ponta encurvada do pêlo radicular e a veia de infecção em direcção à raiz.
FONTE: http://www.e-escola.pt/mgallery/default.asp?obj=3183
O genoma de S. meliloti encontra-se anotado e foi tornado público em 2001, (Galibert F. et al, Science, 2001) sendo constituído por um cromossoma e dois megaplasmídeos, Os três replicões contribuem em grau variável e apenas parcialmente conhecido para o estabelecimento da simbiose.
O cromossoma de S. meliloti é característico de uma bactéria heterotrófica e aeróbia. O megaplasmídeo B aumenta significativamente o leque de capacidades metabólicas, permitindo a esta bactéria metabolizar uma grande variedade de pequenos compostos que se encontram normalmente disponíveis no solo ou na rizosfera de uma planta; e por outro lado permite um elevado potencial de colonização a estes micróbios, ao codificar para diversos exopolissacáridos. O megaplasmídeo A contribui para a capacidade de indução de nodulação, para a aptidão que esta bactéria demonstra na adaptação ao ambiente praticamente anaeróbio no interior do nódulo, e para metabolizar compostos de azoto em diversas formas, nomeadamente como azoto molecular (N2).
BACTÉRIAS TRANSGÊNICAS
As bactérias estão sendo muito utilizadas em experimentos biotecnológicos. Através de estudos em Biologia Molécula já foi possível criar bactérias produtoras de insulina, por exemplo. Neste caso, essas bactérias são conhecidas como OGMs (Organismos Geneticamente Modificados) ou seres transgênicos.
Os transgênicos resultam de experimentos da engenharia genética nos quais o material genético é movido de um organismo a outro, visando a obtenção de características específicas. O organismo transgênico apresenta características impossíveis de serem obtidas por técnicas de cruzamento tradicionais. Por exemplo, genes produtores de insulina humana podem ser transfectados em bactérias Escherichia coli. Essa bactéria passa a produzir grandes quantidades de insulina humana que pode ser utilizada com fins medicinais.
Entre as mais importantes descobertas desses últimos anos, essa tem extrema importância para milhões de pessoas em todo o mundo portadoras de Diabetes mellitus e que dependem da insulina para estabilizar o nível de glicose no sangue. A primeira aplicação comercial da biotecnologia ocorreu em 1982, quando a empresa Genentech produziu insulina humana para o tratamento da diabetes. Para fornecer insulina em quantidades necessárias, o gene que produz a insulina humana foi isolado e transferido para a bactéria Escherichia coli. As bactérias se multiplicam e crescem em tanque de fermentação, produzindo a proteína insulina que, a partir daí, é isolada e purificada. Um novo produto, resultado de recentes pesquisas biotecnológicas, é a Insulina Lispro, produzida e comercializada pelo laboratório Eli Lilly com o nome de Humalog. Dentre outros exemplos de produtos obtidos pela biotecnologia pode-se citar o interferon-alfa-2b e interferon-beta, o fator anti-hemofílico empregados no tratamento da leucemia, da esclerose múltipla e hemofilia A, respectivamente, e o hormônio de crescimento humano (somatotropina). No caso da doença de Chagas, a Fiocruz (Instituto Oswaldo Cruz) desenvolveu um kit para diagnóstico, obtido a partir da transformação genética de bactérias contendo genes de Trypanosoma cruzi, as quais passaram a expressar antígenos desse parasita; as proteínas recombinantes são utilizadas no imunodiagnóstico da doença.
PRODUÇÃO DE VACINAS
Em 1986, foi obtida a primeira vacina humana geneticamente engenheirada (Recombivax HB de Chiron) e aprovada para prevenção de hepatite B. A vacina de DNA é a mais recente forma de apresentação que veio revolucionar o campo de vacinas, representando um novo caminho para a administração de antígenos. O processo envolve a introdução direta do DNA plasmidial, que possui o gene codificador da proteína antigênica, e será expressa no interior das células. Este tipo de vacinação apresenta uma grande vantagem, pois fornece para o organismo hospedeiro a informação genética necessária para que ele fabrique o antígeno com todas as suas características importantes para geração de uma resposta imune. Isto sem os efeitos colaterais que podem ser gerados quando são introduzidos patógenos, ou os problemas proporcionados pela produção das vacinas de subunidades em microrganismos. As vacinas de DNA, em teoria, representam uma metodologia que se aproxima da infecção natural, alcançando a indução da proteção desejada.
BIORREMEDIAÇÃO
A descontaminação de locais já sujeitos à contaminação pode ser obtida por técnicas de biorremediação e restauração. Tecnologias avançadas tais como o uso de sistemas biológicos de tratamento para reduzir ou destruir resíduos perigosos são vistas como uma opção para a tecnologia de descontaminação. Um dos campos mais promissores da biotecnologia, que visa o emprego dos microrganismos, direciona-se para locais contaminados devido ao uso de agroquímicos e/ou ainda metais pesados. Uma vez que microrganismos presentes em solos são capazes de degradar e mineralizar pesticidas, pode-se desenvolver a remediação biológica de solos contaminados, empregando-se microrganismos selecionados. Essa técnica tem como finalidade inocular o solo com microrganismos com capacidade de metabolizar os resíduos tóxicos presentes no ambiente e transformá-los em produtos menos tóxicos.
CURIOSIDADES
- Em termos de evolução, as bactérias parecem ser dos organismos mais antigos, com registos fósseis de há 3,7 biliões de anos.
- Segundo a Teoria da Endossimbiose, duas organelas celulares: as mitocôndrias e os cloroplastos teriam derivado de uma bactéria endosimbionte, provavelmente autotrófica, antepassada das actuais cianobactérias.
- Podem enquistar, ou seja, rodear-se de uma parede celular especial que as protege e ficar em estado de vida latente até que as condições ambientais voltem a ser favoráveis; nessa forma, elas podem viver na poeira da nossa casa e ser transportadas por correntes de ar e, dessa maneira, infectar um ser vivo que respire esse ar.
- O corpo humano contém normalmente bilhões de microorganismos, quer na pele, debaixo das unhas, na boca, nariz, intestino e noutras cavidades do nosso corpo; porém, elas são normalmente impedidas de crescer nos olhos pelo líquido lacrimal.
