Devido à grande variedade de enzimas sintetizadas, os microrganismos podem realizar muitos processos químicos de forma mais eficiente e econômica do que se esses processos fossem realizados. métodos químicos. O estudo da atividade bioquímica dos microrganismos possibilitou selecionar as condições para sua atividade máxima como produtores de várias enzimas úteis - agentes causadores das reações e processos químicos necessários. Os microrganismos são cada vez mais utilizados em vários ramos da química e Indústria alimentícia, agricultura, medicamento.
Em nosso país, um novo ramo da indústria foi criado e está se desenvolvendo com sucesso - microbiológico, cuja produção é baseada na atividade de microrganismos.
Os microrganismos com os quais os alimentos são produzidos são chamados de culturais. Eles são obtidos a partir de culturas puras, que são isoladas de células individuais. Estes últimos são mantidos em coleções de museus e fornecidos a diversas indústrias.
Como resultado de reações químicas realizadas por microrganismos culturais, matérias-primas vegetais ou animais são convertidas em produtos alimentícios. Com a ajuda de microorganismos, muitos alimentos vitais são obtidos e, embora sua fabricação seja familiar ao homem desde os tempos antigos, o papel dos microorganismos foi descoberto há relativamente pouco tempo.
Produção de panificação.
O cozimento é baseado na atividade de leveduras e bactérias do ácido lático que se desenvolvem na massa. A ação combinada desses microrganismos leva à fermentação dos açúcares da farinha. Levedura provoca fermentação alcoólica, bactérias do ácido lático - ácido lático. O ácido lático e outros ácidos resultantes acidificam a massa, mantendo um nível de pH ideal para a atividade vital da levedura. Dióxido de carbono solta a massa e acelera sua maturação.
O uso de micro-organismos culturais na forma de fermento de padeiro prensado, fermento seco ou líquido melhora o sabor e o aroma do pão.
Produção de queijo.
A fabricação do queijo é baseada na atividade de vários tipos de microrganismos: ácido lático (estreptococos termofílicos), bactérias do ácido propiônico, etc. microorganismos benéficos. Alguns também estão envolvidos neste processo. fungos. As bactérias do coalho e do ácido láctico produzem uma degradação profunda das proteínas, açúcar e gordura. Várias bactérias provocam o acúmulo de ácidos voláteis nos queijos cortantes, conferindo-lhes um sabor específico.
Obtenção de laticínios.
Queijo cottage, creme de leite, manteiga, acidophilus, leite coalhado são preparados em culturas puras usando várias culturas iniciais. O leite é pasteurizado previamente. Para a produção de queijo cottage e creme azedo, são utilizadas bactérias lácticas mesófilas; ryazhenka, varenets e produtos semelhantes - estreptococos termofílicos e bastão búlgaro; acidophilus - bactérias de ácido lático resistentes a ácidos; kefir - culturas iniciadoras multicomponentes, consistindo de levedura, ácido lático e muitas vezes bactérias de ácido acético. Para a fabricação de manteiga de creme azedo, um fermento de bactérias do ácido lático é introduzido no creme pasteurizado e mantido na acidez necessária.
Produção de cerveja, álcool, bebida alcoólica e vinho.
Vinho, cerveja, kvass, vodka e outras bebidas são preparadas com fermento que provoca a fermentação alcoólica de líquidos contendo açúcar. Como resultado da fermentação de um líquido (mosto, mosto, suco, etc.), formam-se álcool, CO 2 e pequenas quantidades de subprodutos. Um papel auxiliar é desempenhado pelas bactérias do ácido lático: elas acidificam o ambiente e facilitam a atividade da levedura (por exemplo, na produção de kvass). Na produção de álcool e cerveja, preparações enzimáticas de origem fúngica e bacteriana também são utilizadas para sacarificar a congestão.
Decapagem e salga.
A essência deste método de conservação é criar condições para o desenvolvimento predominante de alguns microrganismos - bactérias do ácido lático e suprimir o desenvolvimento de outros - bactérias putrefativas. Repolho, pepino, tomate, maçã, melancia são fermentados. Este método também é usado no armazenamento de ração animal para armazenamento a longo prazo - a massa verde é fermentada a partir de gramíneas, resíduos vegetais, etc. Este processo é chamado de ensilagem de forragem.
Obtenção de ácidos orgânicos.
Os ácidos acético, láctico e cítrico também são produzidos com a ajuda de microorganismos. O ácido lático é obtido por fermentação a partir de matérias-primas contendo açúcar - melaço, amido, soro de leite, etc.
As bactérias do ácido lático são cultivadas em meios contendo até 15% de açúcar. A saída de ácido lático atinge 60-70% da massa de açúcar contida no mosto.
A produção industrial de vinagre para fins alimentícios é baseada na fermentação acética. Bactérias de ácido acético em cubas especiais em chips de faia oxidam o meio nutriente de entrada - uma solução de álcool acético - em ácido acético.
O ácido cítrico foi obtido anteriormente a partir de frutas cítricas. Atualmente, também é obtido por fermentação. O agente causador da fermentação é o fungo Aspergillus niger, a principal matéria-prima é o melaço. A fermentação ocorre em uma solução contendo 15% de açúcar em condições aeróbicas a uma temperatura de cerca de 30°C. O ácido cítrico é usado na indústria de confeitaria, produção Refrigerantes, xaropes, culinária e remédios.
A aplicação tecnológica de agentes biológicos, nomeadamente a utilização de bactérias para obter produtos específicos ou para efetuar alterações dirigidas controladas, é a base da biotecnologia.
Milhares de anos atrás, o homem, sem saber nada sobre biotecnologia, os usava em sua casa - ele fabricava cerveja, fazia vinho, assava pão e fazia produtos de ácido lático e queijos.
No mundo moderno valor práticoÉ difícil superestimar os métodos de biotecnologia usando bactérias - eles são usados na indústria de alimentos e agricultura, na medicina e farmacologia, na extração de minerais e seu processamento, no processo de purificação de água na natureza e em fossas sépticas, em muitas áreas da vida humana.
As mais difundidas na indústria alimentícia são as bactérias do ácido lático e as leveduras.
O mecanismo de ação das bactérias e leveduras é converter o açúcar do leite em ácido lático, resultando na conversão de um produto neutro em ácido lático.
As bactérias do ácido lático incluem:
Bactérias lácticas e leveduras são usadas na fermentação de produtos lácteos e vegetais, no processamento de grãos de cacau e na fabricação de massa levedada. A capacidade dos procariontes de influenciar os produtos é determinada por sua alta atividade enzimática e é determinada pelas enzimas secretadas.
Na microflora da fermentação, além das bactérias lácticas, existem leveduras que estão em complexas relações simbióticas com as bactérias.
Um iniciador de fermentação semelhante com levedura é usado na indústria de panificação, especialmente ao assar pão de centeio.
Uma das biotecnologias mais antigas utilizadas pelo homem é a produção de queijo. A utilização de bactérias do ácido propiônico na fabricação de queijos de coalho duro possibilita a obtenção de um produto Alta qualidade com as propriedades dadas.
Essas bactérias não têm atividade contra a caseína, mas possuem uma alta atividade lipolítica, o que resulta na formação de vários ácidos orgânicos:
A composição dos produtos metabólicos das bactérias, que determina as propriedades organolépticas (sabor) do produto final (queijo), depende da cepa dos microrganismos.
Usar em esquema tecnológico As bactérias do ácido propiônico conferem aos queijos prontos sua cor, sabor e aroma típicos, enriquecendo o produto com substâncias biologicamente ativas.
Além disso, as bactérias do ácido propiônico possuem propriedades bactericidas, sendo conservantes naturais da caseína (proteína do leite).
Se as bactérias do ácido propiônico são uma necessidade tecnológica para queijos grandes, para queijos pequenos essa é uma bioflora indesejável, cuja presença leva a uma violação das características do sabor.
O crescimento da microflora de ácido propiônico em pequenos queijos ocorre apenas em caso de violação dos padrões tecnológicos:
As bactérias são capazes de extrair seletivamente substâncias de compostos complexos durante sua vida, dissolvendo-as em água. Este processo é chamado de lixiviação bacteriana e é de grande importância prática:
Na maioria das vezes na indústria, as bactérias tiônicas são usadas para lixiviação bacteriana:
As bactérias de ferro e enxofre são quimioautotróficas - os processos de oxidação de sulfetos, óxido de ferro (ll) e enxofre são a única fonte de energia para eles.
Na indústria, a lixiviação bacteriana de minerais (urânio, cobre) diretamente nos depósitos é de grande importância prática.
O processo não requer equipamentos sofisticados e está sujeito a retorno ao processo tecnológico solução de resíduos contendo bactérias tem uma série de vantagens significativas:
O uso de biotecnologias na mineração é extremamente promissor, para ampliar o campo de aplicação, cientistas estão trabalho de pesquisa nas seguintes áreas:
Assim, para a extração de ouro, por exemplo, propõe-se o uso de bactérias Aeromonas, que são isoladas em minas de ouro em águas de minas.
No futuro, a lixiviação bacteriana permitirá criar uma produção automatizada para a extração de metais diretamente das entranhas, contornando o processo complexo e caro de enriquecimento de rochas.
Preparações criadas com a participação de bactérias são amplamente utilizadas na medicina moderna e já salvaram milhares de vidas. A revolução foi o aparecimento da penicilina, o primeiro antibiótico obtido.
Os antibióticos são substâncias que podem suprimir o crescimento de células bacterianas, enquanto o mecanismo de ação pode ser diferente:
Portanto, na medicina moderna, os antibióticos são uma ferramenta eficaz no combate às doenças infecciosas humanas, mas são praticamente ineficazes contra as infecções virais.
A medicina moderna usa com sucesso medicamentos para a produção de quais bactérias são usadas:
As biotecnologias modernas permitem a produção de enzimas, hormônios, drogas antibacterianas e vitaminas.
Enzimas (enzimas) são biocatalisadores de processos que aumentam a velocidade de uma reação em ordens de grandeza em comparação com catalisadores químicos. Sob a ação de enzimas, o rendimento do produto é de quase 100%, enquanto as próprias enzimas não são consumidas durante a reação.
A fonte natural de enzimas na natureza são bactérias e leveduras, mais de 3000 enzimas são conhecidas.
Todas as enzimas são divididas em 2 grupos de acordo com o método de preparação:
As enzimas são frequentemente usadas por seres humanos nas indústrias:
Cada espécie bacteriana possui seus próprios conjuntos de enzimas, o que possibilita a utilização do espectro enzimático como um importante método de identificação de bactérias.
Existem muitos métodos para identificar bactérias que resolvem um problema - determinar a posição taxonômica do microrganismo.
A prática bacteriológica identifica as bactérias por características morfológicas, genotípicas, culturais, tintoriais, patogênicas e outras, usando determinantes.
Um dos mais populares é o determinante de Bergey - as bactérias no determinante são divididas em grupos de acordo com várias características, dentro do grupo também há uma divisão de acordo com as características.
O determinante de microorganismos de Bergey torna possível identificar rapidamente uma bactéria e estabelecer sua posição taxonômica.
Outro método para identificação de bactérias é o estudo da atividade enzimática, na maioria das vezes são estudos de atividade sacarolítica e proteolítica.
Como método expresso, os sistemas de teste são usados para identificar um determinado grupo de microrganismos - anaeróbios, enterobactérias e outros. Existem sistemas de teste especializados projetados para pesquisa sanitária e microbiológica.
A aplicação humana de métodos de biotecnologia na agricultura resolve com sucesso uma série de questões:
As plantas na natureza precisam de nitrogênio, mas não são capazes de absorver nitrogênio do ar, porém algumas bactérias, nódulos e cianobactérias, na natureza produzem cerca de 90% da quantidade total de nitrogênio ligado, enriquecendo o solo com ele.
Na agricultura, são usadas plantas que contêm bactérias nodulares em suas raízes:
Essas culturas são usadas na rotação de culturas para enriquecer o solo com nitrogênio.
Para combater patógenos na produção agrícola, probióticos são usados em vez de fungicidas.
A biotecnologia com a participação de desenvolvimentos de engenharia genética sugere o uso de bactérias com as propriedades necessárias que podem suprimir o crescimento de micróbios patogênicos e não têm efeitos colaterais negativos para combater microrganismos patogênicos.
Estes incluem cepas de elite de bactérias Bacillus subtilis e Licheniformis obtidas como resultado de seleção direcionada. Uma vez no corpo de uma planta ou animal, cepas de micro-organismos de elite começam a se multiplicar rapidamente e suprimir a microflora patogênica.
As cepas de elite, como os antibióticos, neutralizam microorganismos nocivos, mas não têm seus lados negativos:
O uso de probióticos na agricultura tem sido bem sucedido contra mais de 70 patógenos que causam doenças de plantas, incluindo as não tratadas anteriormente. Além disso, as cepas de elite têm um efeito benéfico na vegetação das plantas em geral:
As bactérias lácticas são utilizadas na produção de silagem - ensilagem.
Na agricultura, a ensilagem é um dos principais métodos de conservação da massa vegetal e é realizada por fermentação controlada sob a influência do ácido lático, cocoides e bactérias em forma de bastonete.
O processo de fermentação láctica da massa vegetal requer o cumprimento das condições ideais para a vida das bactérias:
A silagem obtida como resultado da fermentação láctica é uma ração animal suculenta de alta qualidade que retém as substâncias benéficas dos materiais vegetais e possui um alto valor nutricional.
As bactérias decompõem o esterco animal, resultando em metano, um composto de hidrocarboneto usado na síntese orgânica.
Um dos principais problemas ambientais que o homem enfrenta hoje é o problema da purificação da água na natureza.
O uso conjunto de bactérias heterotróficas e autotróficas possibilitou um sucesso significativo - as bactérias na natureza lidam com sucesso com a purificação da água, normalizam sua acidez, decompõem os sedimentos do fundo, como resultado da normalização da atividade vital de todos os habitantes dos corpos d'água.
Além disso, as bactérias na natureza são capazes de decompor os componentes dos detergentes sintéticos e uma série de medicamentos.
As xenobactérias são usadas com sucesso para limpar o solo e a água na natureza durante derramamentos de petróleo e derivados.
Uma pessoa usa uma grande quantidade de água para suas necessidades pessoais, resolvendo a questão do tratamento de águas residuais usando fossas sépticas.
A eficiência das instalações de tratamento é fornecida por bactérias especiais usadas em fossas sépticas.
Microrganismos usados em fossas sépticas se decompõem compostos orgânicos de qualquer origem, no tratamento de águas residuais, eles destroem com sucesso o cheiro específico.
A composição da flora bacteriana da fossa séptica é uma combinação de culturas aeróbicas e anaeróbicas.
Microrganismos anaeróbios (livres de oxigênio) realizam a purificação primária da água, e bactérias aeróbicas purificam e clarificam ainda mais a água.
Ao usar microrganismos para uma fossa séptica, existem certas regras para o tratamento de águas residuais:
As principais ferramentas da biotecnologia para obter os microrganismos mais eficazes são a seleção e a engenharia genética.
A seleção é uma seleção direcionada de indivíduos altamente eficazes em uma população devido à mutação natural dos microrganismos.
Na natureza, o processo é bastante longo, mas sob a influência de fatores mutagênicos (radiação forte, ácido nitroso, etc.) pode ser significativamente acelerado.
As vantagens da seleção são a compatibilidade ambiental, a naturalidade do produto.
Os métodos de intervenção da engenharia genética alteram as células de microrganismos e leveduras, transformando-as em eficientes produtoras de qualquer proteína. Isso abre amplas oportunidades para o uso de células microbianas e de levedura geneticamente modificadas para obter o organismo final com as características desejadas.
O uso de células geneticamente modificadas de micróbios e leveduras por seres humanos na vida cotidiana levanta preocupações razoáveis - há muitos defensores de substâncias geneticamente modificadas e seus oponentes.
No entanto, o fato permanece a falta de informação sobre o impacto de bactérias geneticamente modificadas e células de levedura no corpo humano e na natureza em geral.
Os geneticistas estão trabalhando na questão de uma fonte de energia alternativa. A principal tarefa é criar matérias-primas químicas e, em seguida, combustível como produto do metabolismo bacteriano.
Uma das maneiras pelas quais os humanos podem obter energia de bactérias é trabalhando com cianobactérias geneticamente modificadas.
Biólogos da Universidade de Tübingen descobriram microrganismos que têm as propriedades de uma bateria e são capazes de acumular energia e transferi-la para outras bactérias.
A energia gerada por essas bactérias pode ser usada por humanos para nanodispositivos.
Na China, foi construído um aparelho no qual as bactérias obtêm hidrogênio a partir de acetatos, enquanto o aparelho não tem fonte externa de energia, e os resíduos baratos da produção servem como matéria-prima. Por sua vez, o hidrogênio é uma fonte de energia para carros ecológicos.
Microbiologistas da Universidade da Carolina do Sul descobriram uma bactéria que pode gerar energia comendo lixo tóxico, problemáticos como bifenilos policlorados e solventes agressivos.
Pesquisadores da Califórnia propuseram uma técnica de reciclagem algas marrons Escherichia coli modificada, produzindo como saída álcool etílico - uma excelente fonte de energia.
O hidrogênio, como fonte de energia, foi obtido por cientistas americanos a partir da decomposição da glicose por bactérias anaeróbicas.
O uso por seres humanos na vida cotidiana de bactérias e leveduras geneticamente modificadas para obter organismos modificados tem lados positivos e negativos.
As vantagens dos organismos geneticamente modificados incluem:
Contras conhecidos de alimentos geneticamente modificados:
O uso de microrganismos por seres humanos na vida cotidiana e na produção pode ser limitado apenas pelas propriedades das próprias bactérias. E quanto mais os cientistas prestam atenção aos bacilos, mais propriedades interessantes e úteis dos microrganismos são descobertas.
As bactérias geram energia, extraem minerais, purificam a água e o solo - bactérias recentemente descobertas que até comem sacolas plásticas (!) - catalisam processos de produção, são utilizadas na síntese de produtos farmacêuticos e em muitas outras áreas da vida humana.
Entre as bactérias aplicação industrial desde os tempos antigos têm bactérias lácticas dos gêneros Lactobacillus, Streptococcus na produção de laticínios. Os cocos têm uma forma redonda e oval com um diâmetro de 0,5-1,5 mícrons, dispostos em pares ou cadeias comprimentos diferentes. Os tamanhos de bactérias em forma de bastonete ou combinados em cadeias.
Streptococcus ácido lático Streptococcus lactis tem células ligadas em pares ou cadeias curtas, coagula o leite após 10-12 horas, algumas raças formam o antibiótico nisina.
C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CHOHCOOH
Estreptococo cremoso S. cremoris forma longas cadeias de células esféricas, um agente formador de ácido inativo, é usado na fermentação do creme na produção de creme azedo.
bacilo acidophilus Lactobacillus acidophilus forma longas cadeias de células em forma de bastonete; durante a fermentação, acumula até 2,2% de ácido lático e substâncias antibióticas que são ativas contra patógenos de doenças intestinais. Com base neles, preparações biológicas médicas são preparadas para a prevenção e tratamento de doenças gastrointestinais em animais de fazenda.
Bastões de ácido lático L. plantatum têm células ligadas em pares ou em cadeias. Agentes causadores de fermentação durante a fermentação de vegetais e silagem de forragem. L. brevis fermentar açúcares durante chucrute, pepinos, formando ácidos, etanol, CO 2.
Bastonetes não esporulados, não móveis, gram+ do gênero Propionibacterium famílias Propionibacteriaceae- agentes causadores da fermentação do ácido propiônico, causam a conversão de açúcar ou ácido lático e seus sais em ácido propiônico e acético.
3C 6 H 12 O 6 → 4CH 3 CH 2 COOH + 2CH 3 COOH + 2CO 2 + 2H 2 O
A fermentação do ácido propiônico está na base da maturação dos queijos de coalho. Alguns tipos de bactérias do ácido propiônico são usados para produzir vitamina B 12 .
bactérias formadoras de esporos da família Baciloceae Gentil Clostridium são agentes causadores da fermentação butírica, convertendo açúcares em ácido butírico
C 6 H 12 O 6 → CH 3 (CH 2) COOH + 2CO 2 + 2H 2
ácido butírico
habitats- solo, depósitos de lodo de reservatórios, acúmulos de resíduos orgânicos em decomposição, produtos alimentícios.
Estes m/o são utilizados na produção de ácido butírico, que possui um odor desagradável, em contraste com seus ésteres:
Éter metílico - cheiro de maçã;
Etil - pêra;
Amil - abacaxi.
Eles são usados como aromatizantes.
As bactérias do ácido butírico podem causar deterioração de matérias-primas e produtos alimentares: inchaço de queijos, ranço de leite, manteiga, bombardeio de alimentos enlatados, morte de batatas e vegetais. O ácido butírico resultante dá um gosto rançoso acentuado, um odor desagradável acentuado.
Bactérias do ácido acético - Gram-bastões não esporulados com flagelos polares, pertencem ao gênero Gluconobacter (Acetomonas); formar ácido acético a partir do etanol
CH 3 CH 2 OH+O 2 →CH 3 COOH+H 2 O
Varas do tipo Acetobacter- peritríquio, capaz de oxidar o ácido acético em CO 2 e H 2 O.
As bactérias do ácido acético são caracterizadas pela variabilidade na forma; sob condições desfavoráveis, assumem a forma de filamentos longos e grossos, às vezes inchados. As bactérias do ácido acético estão amplamente distribuídas na superfície das plantas, seus frutos e em vegetais em conserva.
O processo de oxidação do etanol em ácido acético é a base da produção do vinagre. O desenvolvimento espontâneo de bactérias do ácido acético em vinho, cerveja, kvass leva à sua deterioração - azedamento, turbidez. Essas bactérias na superfície dos líquidos formam películas secas e enrugadas, ilhas ou um anel próximo às paredes do recipiente.
Tipo comum de dano putrefação é o processo de decomposição profunda de substâncias proteicas por microorganismos. Os agentes causadores mais ativos de processos de putrefação são bactérias.
Feno e batata palhaBacillus subtilis - grama aeróbica + bacilo formador de esporos. Esporos oval resistente ao calor. As células são sensíveis ao ambiente ácido e ao teor elevado de NaCl.
Bactérias do gêneroPseudomonus - bastonetes móveis aeróbicos com flagelos polares, não formam esporos, gram-. Algumas espécies sintetizam pigmentos, são chamadas de pseudomonas fluorescentes, existem resistentes ao frio, causam deterioração de produtos proteicos em geladeiras. Agentes causativos de bacterioses de fábricas cultivadas.
Bastões formadores de esporos do gênero Clostridium quebrar as proteínas para formar um grande número gás NH 3 , H 2 S, ácidos são especialmente perigosos para alimentos enlatados. A intoxicação alimentar grave é causada pela toxina de grandes bastões gram+ móveis. Clostridium botulinum. Os esporos dão a aparência de uma raquete. A exotoxina dessas bactérias afeta os sistemas nervoso central e cardiovascular (sinais - deficiência visual, fala, paralisia, insuficiência respiratória).
As bactérias nitrificantes, desnitrificantes e fixadoras de nitrogênio são de grande importância na formação do solo. Basicamente, estas são células não formadoras de esporos. Eles são cultivados em condições artificiais e aplicados na forma de preparações de fertilizantes.
As bactérias são usadas na produção de enzimas hidrolíticas, aminoácidos para a produção de alimentos.
Entre as bactérias, é especialmente necessário destacar os agentes causadores de infecções alimentares e intoxicações alimentares.. As infecções alimentares são causadas por bactérias patogênicas presentes nos alimentos e na água. Infecções intestinais - cólera - virião da cólera;
Esses microrganismos, ou pelo menos alguns deles, merecem ser bem tratados, pois muitas bactérias são amigáveis ao nosso organismo - na verdade, são bactérias benéficas e vivem em nosso corpo o tempo todo, trazendo apenas benefícios. Ao longo dos últimos anos, os cientistas descobriram que de todas as bactérias que vivem em nosso corpo, uma minoria é prejudicial à nossa saúde. Na verdade, a maioria das bactérias encontradas em nossos corpos são boas para nós.
Graças ao Projeto Microbioma Humano, uma lista de cinco bactérias benéficas que vivem em nosso corpo foi compilada e divulgada. Embora existam cepas patogênicas de algumas das bactérias, esses tipos são raros. Deve-se notar também que mesmo cepas benéficas dessas bactérias, se estiverem presentes em pessoas com um sistema imunológico gravemente enfraquecido e/ou entrarem em uma parte do corpo onde não deveriam estar, podem causar doenças. No entanto, isso não acontece com muita frequência. Aqui está uma lista de cinco bactérias benéficas que vivem em nossos corpos:
Este microrganismo é encontrado em grandes quantidades no intestino dos bebês. Eles produzem vários ácidos que tornam a microflora intestinal tóxica para muitas bactérias patogênicas. Assim, as bactérias benéficas Bifidobacterium longum servem para proteger as pessoas de várias doenças.
Os seres humanos não podem digerir muitas moléculas de alimentos vegetais por conta própria. Quando presentes no trato gastrointestinal, as bactérias Bacteroides thetaiotamicron quebram tais moléculas. Isso permite que as pessoas digiram os componentes presentes nos alimentos vegetais. Sem essas bactérias benéficas, os vegetarianos estariam em apuros.
Esta bactéria é vital importância para as pessoas e especialmente para as crianças. Está localizado no intestino e facilita muito o processo de assimilação do leite.
A bactéria E. coli sintetiza a vitamina K vital no trato gastrointestinal humano. A abundância desta vitamina permite que o mecanismo de coagulação do sangue das pessoas funcione normalmente. Esta vitamina também é essencial para operação normal fígado, rim e vesícula biliar, metabolismo e absorção normal de cálcio.
Essas bactérias benéficas prosperam em sua garganta. Embora as pessoas não nasçam com eles, com o tempo, depois que uma pessoa nasce, essas bactérias encontram uma maneira de entrar no corpo. Eles se multiplicam tão bem que deixam muito pouco espaço para a colonização de outras bactérias mais nocivas, protegendo assim o corpo humano de doenças.
Precisamos usar antibióticos apenas em casos extremos, pois os medicamentos antibacterianos, além dos microrganismos patogênicos, também destroem a microflora benéfica, resultando em um desequilíbrio em nossos corpos e o desenvolvimento de doenças. Além disso, você também pode começar a consumir regularmente alimentos fermentados ricos em cepas benéficas de microrganismos (bactérias benéficas), como chucrute e outros vegetais, produtos lácteos fermentados (iogurte, kefir), kombucha, missô, tempeh, etc.
Lavar as mãos é necessário, mas você não deve se apoiar muito em lavar as mãos com sabonete antibacteriano, pois isso também contribui para o desenvolvimento de um desequilíbrio bacteriano no corpo.
A aplicação tecnológica de agentes biológicos, nomeadamente a utilização de bactérias para obter produtos específicos ou para efetuar alterações dirigidas controladas, é a base da biotecnologia.
Milhares de anos atrás, o homem, sem saber nada sobre biotecnologia, os usava em sua casa - ele fabricava cerveja, fazia vinho, assava pão e fazia produtos de ácido lático e queijos.
No mundo moderno, a importância prática dos métodos de biotecnologia usando bactérias dificilmente pode ser superestimada - eles são usados na indústria de alimentos e agricultura, medicina e farmacologia, na extração de minerais e seu processamento, no processo de purificação de água na natureza e em fossas sépticas, em muitas áreas da vida humana.
As mais difundidas na indústria alimentícia são as bactérias do ácido lático e as leveduras.
Uma das biotecnologias mais antigas utilizadas pelo homem é a produção de queijo. A utilização de bactérias do ácido propiônico na fabricação de queijos de coalho duro possibilita a obtenção de um produto de alta qualidade com propriedades desejadas.
Essas bactérias não têm atividade contra a caseína, mas possuem uma alta atividade lipolítica, o que resulta na formação de vários ácidos orgânicos:
A utilização de bactérias do ácido propiônico no esquema tecnológico confere aos queijos acabados sua cor, sabor e aroma típicos, enriquecendo o produto com substâncias biologicamente ativas.
Além disso, as bactérias do ácido propiônico possuem propriedades bactericidas, sendo conservantes naturais da caseína (proteína do leite).
Se as bactérias do ácido propiônico são uma necessidade tecnológica para queijos grandes, para queijos pequenos essa é uma bioflora indesejável, cuja presença leva a uma violação das características do sabor.
O crescimento da microflora de ácido propiônico em pequenos queijos ocorre apenas em caso de violação dos padrões tecnológicos:
As bactérias são capazes de extrair seletivamente substâncias de compostos complexos durante sua vida, dissolvendo-as em água. Este processo é chamado de lixiviação bacteriana e é de grande importância prática:
Na maioria das vezes na indústria, as bactérias tiônicas são usadas para lixiviação bacteriana:
As bactérias de ferro e enxofre são quimioautotróficas - os processos de oxidação de sulfetos, óxido de ferro (ll) e enxofre são a única fonte de energia para eles.
Na indústria, a lixiviação bacteriana de minerais (urânio, cobre) diretamente nos depósitos é de grande importância prática.
O processo não requer equipamentos sofisticados e, levando em consideração o retorno da solução gasta contendo bactérias no processo, apresenta uma série de vantagens significativas:
O uso de biotecnologias na extração de minerais é extremamente promissor, para ampliar o escopo de aplicação, cientistas estão realizando pesquisas nas seguintes áreas:
Assim, para a extração de ouro, por exemplo, propõe-se o uso de bactérias Aeromonas, que são isoladas em minas de ouro em águas de minas.
No futuro, a lixiviação bacteriana permitirá criar uma produção automatizada para a extração de metais diretamente das entranhas, contornando o processo complexo e caro de enriquecimento de rochas.
Preparações criadas com a participação de bactérias são amplamente utilizadas na medicina moderna e já salvaram milhares de vidas. A revolução foi o aparecimento da penicilina, o primeiro antibiótico obtido.
Os antibióticos são substâncias que podem suprimir o crescimento de células bacterianas, enquanto o mecanismo de ação pode ser diferente:
Portanto, na medicina moderna, os antibióticos são uma ferramenta eficaz no combate às doenças infecciosas humanas, mas são praticamente ineficazes contra as infecções virais.
A medicina moderna usa com sucesso medicamentos para a produção de quais bactérias são usadas:
As biotecnologias modernas permitem a produção de enzimas, hormônios, drogas antibacterianas e vitaminas.
Enzimas (enzimas) são biocatalisadores de processos que aumentam a velocidade de uma reação em ordens de grandeza em comparação com catalisadores químicos. Sob a ação de enzimas, o rendimento do produto é de quase 100%, enquanto as próprias enzimas não são consumidas durante a reação.
A fonte natural de enzimas na natureza são bactérias e leveduras, mais de 3000 enzimas são conhecidas.
Todas as enzimas são divididas em 2 grupos de acordo com o método de preparação:
As enzimas são frequentemente usadas por seres humanos nas indústrias:
Cada espécie bacteriana possui seus próprios conjuntos de enzimas, o que possibilita a utilização do espectro enzimático como um importante método de identificação de bactérias.
Existem muitos métodos para identificar bactérias que resolvem um problema - determinar a posição taxonômica do microrganismo.
A prática bacteriológica identifica as bactérias por características morfológicas, genotípicas, culturais, tintoriais, patogênicas e outras, usando determinantes.
Um dos mais populares é o determinante de Bergey - as bactérias no determinante são divididas em grupos de acordo com várias características, dentro do grupo também há uma divisão de acordo com as características.
O determinante de microorganismos de Bergey torna possível identificar rapidamente uma bactéria e estabelecer sua posição taxonômica.
Outro método para identificação de bactérias é o estudo da atividade enzimática, na maioria das vezes são estudos de atividade sacarolítica e proteolítica.
Como método expresso, os sistemas de teste são usados para identificar um determinado grupo de microrganismos - anaeróbios, enterobactérias e outros. Existem sistemas de teste especializados projetados para pesquisa sanitária e microbiológica.
A aplicação humana de métodos de biotecnologia na agricultura resolve com sucesso uma série de questões:
As plantas na natureza precisam de nitrogênio, mas não são capazes de absorver nitrogênio do ar, porém algumas bactérias, nódulos e cianobactérias, na natureza produzem cerca de 90% da quantidade total de nitrogênio ligado, enriquecendo o solo com ele.
Na agricultura, são usadas plantas que contêm bactérias nodulares em suas raízes:
Estas culturas são utilizadas na rotação de culturas para.
Para combater patógenos na produção agrícola, probióticos são usados em vez de fungicidas.
A biotecnologia com a participação de desenvolvimentos de engenharia genética sugere o uso de bactérias com as propriedades necessárias que podem suprimir o crescimento de micróbios patogênicos e não têm efeitos colaterais negativos para combater microrganismos patogênicos.
Estes incluem cepas de elite de bactérias Bacillus subtilis e Licheniformis obtidas como resultado de seleção direcionada. Uma vez no corpo de uma planta ou animal, cepas de micro-organismos de elite começam a se multiplicar rapidamente e suprimir a microflora patogênica.
As cepas de elite, como os antibióticos, neutralizam microorganismos nocivos, mas não têm seus lados negativos:
O uso de probióticos na agricultura tem sido bem sucedido contra mais de 70 patógenos que causam doenças de plantas, incluindo as não tratadas anteriormente. Além disso, as cepas de elite têm um efeito benéfico na vegetação das plantas em geral:
As bactérias lácticas são utilizadas na produção de silagem - ensilagem.
Na agricultura, a ensilagem é um dos principais métodos de conservação da massa vegetal e é realizada por fermentação controlada sob a influência do ácido lático, cocoides e bactérias em forma de bastonete.
O processo de fermentação láctica da massa vegetal requer o cumprimento das condições ideais para a vida das bactérias:
?A silagem obtida como resultado da fermentação láctica é uma ração animal suculenta de alta qualidade que retém as substâncias benéficas dos materiais vegetais e possui um alto valor nutricional.
Além disso, as bactérias na natureza são capazes de decompor os componentes de detergentes sintéticos e vários medicamentos.
As xenobactérias são usadas com sucesso para limpar o solo e a água na natureza durante derramamentos de petróleo e derivados.
Estação de tratamento de esgoto
Uma pessoa usa uma grande quantidade de água para suas necessidades pessoais, resolvendo a questão do tratamento de águas residuais usando fossas sépticas.
A eficiência das instalações de tratamento é fornecida por bactérias especiais usadas em fossas sépticas.
Microrganismos usados em fossas sépticas decompõem compostos orgânicos de qualquer origem; no tratamento de águas residuais, eles destroem com sucesso um cheiro específico.
A composição da flora bacteriana da fossa séptica é uma combinação de culturas aeróbicas e anaeróbicas.
Microrganismos anaeróbios (livres de oxigênio) realizam a purificação primária da água, e bactérias aeróbicas purificam e clarificam ainda mais a água.
Ao usar microrganismos para uma fossa séptica, existem certas regras para o tratamento de águas residuais:
- é necessário manter um certo nível de microrganismos na fossa séptica;
- a presença de água é obrigatória - sem ela, os microrganismos morrerão;
- não use produtos químicos agressivos para limpeza - eles matarão microorganismos.
Ferramentas de processo de biotecnologia
As principais ferramentas da biotecnologia para obter os microrganismos mais eficazes são a seleção e a engenharia genética.
A seleção é uma seleção direcionada de indivíduos altamente eficazes em uma população devido à mutação natural dos microrganismos.
Na natureza, o processo é bastante longo, mas sob a influência de fatores mutagênicos (radiação forte, ácido nitroso, etc.) pode ser significativamente acelerado.
As vantagens da seleção são a compatibilidade ambiental, a naturalidade do produto.
- duração do processo;
- a incapacidade de controlar a direção da mutação é determinada pelo resultado final.
Métodos de engenharia genética em biotecnologia
Os métodos de intervenção da engenharia genética alteram as células de microrganismos e leveduras, transformando-as em eficientes produtoras de qualquer proteína. Isso abre amplas oportunidades para o uso de células microbianas e de levedura geneticamente modificadas para obter o organismo final com as características desejadas.
O uso de células geneticamente modificadas de micróbios e leveduras por seres humanos na vida cotidiana levanta preocupações razoáveis - há muitos defensores de substâncias geneticamente modificadas e seus oponentes.
No entanto, o fato permanece a falta de informação sobre o impacto de bactérias geneticamente modificadas e células de levedura no corpo humano e na natureza em geral.
Bactérias geneticamente modificadas e energia
Os geneticistas estão trabalhando na questão de uma fonte de energia alternativa. A principal tarefa é criar matérias-primas químicas e, em seguida, combustível como produto do metabolismo bacteriano.
Uma das maneiras pelas quais os humanos podem obter energia de bactérias é trabalhando com cianobactérias geneticamente modificadas.
Biólogos da Universidade de Tübingen descobriram microrganismos que têm as propriedades de uma bateria e são capazes de acumular energia e transferi-la para outras bactérias.
A energia gerada por essas bactérias pode ser usada por humanos para nanodispositivos.
Na China, foi construído um aparelho no qual as bactérias obtêm hidrogênio a partir de acetatos, enquanto o aparelho não tem fonte externa de energia, e os resíduos baratos da produção servem como matéria-prima. Por sua vez, o hidrogênio é uma fonte de energia para carros ecológicos.
Microbiologistas da Universidade da Carolina do Sul descobriram uma bactéria que pode gerar energia comendo resíduos tóxicos, como PCBs problemáticos e solventes agressivos.
Pesquisadores californianos propuseram um método para processar algas marrons com uma Escherichia coli modificada, produzindo como saída álcool etílico - uma excelente fonte de energia.
O hidrogênio, como fonte de energia, foi obtido por cientistas americanos a partir da decomposição da glicose por bactérias anaeróbicas.
Prós e contras do OGM (Organismo Geneticamente Modificado)
O uso por seres humanos na vida cotidiana de bactérias e leveduras geneticamente modificadas para obter organismos modificados tem lados positivos e negativos.
As vantagens dos organismos geneticamente modificados incluem:
- produção de quaisquer órgãos para transplante que não sejam rejeitados;
- produção de matéria-prima para biocombustíveis;
- produção de medicamentos;
- criação de plantas para fins técnicos (produção de tecidos, etc.).
Contras conhecidos de alimentos geneticamente modificados:
- o custo dos vegetais e frutas geneticamente modificados é quase 30% superior ao dos naturais;
- sementes e frutos de plantas GM não são viáveis;
- campos com plantações GM requerem uma quantidade maior de pesticidas e herbicidas;
- plantas GM cultivadas são capazes de produzir híbridos com plantas selvagens.
O uso de microrganismos por seres humanos na vida cotidiana e na produção pode ser limitado apenas pelas propriedades das próprias bactérias. E quanto mais os cientistas prestam atenção aos bacilos, mais propriedades interessantes e úteis dos microrganismos são descobertas.
As bactérias geram energia, extraem minerais, purificam a água e o solo - bactérias recentemente descobertas que até comem sacolas plásticas (!) - catalisam processos de produção, são utilizadas na síntese de produtos farmacêuticos e em muitas outras áreas da vida humana.
Bactérias são microrganismos que formam um enorme mundo invisível ao nosso redor e dentro de nós. Eles são notórios por seus efeitos prejudiciais, enquanto os efeitos benéficos que produzem raramente são mencionados. Este artigo dá descrição geral algumas bactérias boas e más.
“Na 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.” – Richard Dawkins
bactérias- os organismos vivos mais antigos da Terra são onipresentes. O corpo humano, o ar que respiramos, as superfícies que tocamos, os alimentos que comemos, as plantas que nos cercam, nosso ambiente e assim por diante. - tudo isso é habitado por bactérias.
Aproximadamente 99% dessas bactérias são benéficas, enquanto o restante tem má reputação. De fato, algumas bactérias são muito importantes para o bom desenvolvimento de outros organismos vivos. Eles podem existir sozinhos ou em simbiose com animais e plantas.
A lista de bactérias nocivas e benéficas abaixo inclui algumas das bactérias benéficas e mortais mais conhecidas.
Bactérias benéficas
Bactérias do ácido lático / Dederlein sticks
Característica: Gram-positivo, em forma de bastonete.
Habitat: Variedades de bactérias do ácido lático estão presentes no leite e produtos lácteos, alimentos fermentados e fazem parte da microflora oral, intestinal e vaginal. As espécies mais predominantes são L. acidophilus, L. reuteri, L. plantarum, etc.
Beneficiar: As bactérias do ácido lático são conhecidas por sua capacidade de usar lactose e produzir ácido lático como um subproduto residual. Essa capacidade de fermentar a lactose torna as bactérias lácticas um ingrediente importante na preparação de alimentos fermentados. Eles também são parte integrante do processo de salga, pois o ácido lático pode servir como conservante. Através do que é chamado de fermentação, o iogurte é obtido a partir do leite. Certas cepas são usadas até para fazer iogurtes em escala industrial. Nos mamíferos, as bactérias do ácido lático contribuem para a quebra da lactose durante o processo digestivo. O ambiente ácido resultante impede o crescimento de outras bactérias nos tecidos do corpo. Portanto, as bactérias lácticas são um componente importante das preparações probióticas.
bifidobactérias
Característica: Gram-positivo, ramificado, em forma de bastonete.
Habitat: As bifidobactérias estão presentes no trato gastrointestinal humano.
Beneficiar: Como as bactérias do ácido lático, as bifidobactérias também produzem ácido lático. Além disso, eles produzem ácido acético. Este ácido inibe o crescimento de bactérias patogênicas, controlando o nível de pH nos intestinos. B. longum, um tipo de bifidobactéria, promove a quebra de polímeros vegetais difíceis de digerir. As bactérias B. longum e B. infantis ajudam a prevenir diarréia, candidíase e até infecções fúngicas em bebês e crianças. Devido a essas propriedades benéficas, eles também são frequentemente incluídos em preparações probióticas vendidas em farmácias.
E. coli (E. coli)
Característica:
Habitat: A E. coli faz parte microflora normal intestino grosso e delgado.
Beneficiar: E. coli auxilia na quebra de monossacarídeos não digeridos, auxiliando assim na digestão. Esta bactéria produz vitamina K e biotina, que são essenciais para vários processos celulares.
Observação: Certas cepas de E. coli podem causar efeitos tóxicos graves, diarréia, anemia e insuficiência renal.
Estreptomicetos
Característica: Gram-positivo, filamentoso.
Habitat: Essas bactérias estão presentes no solo, água e matéria orgânica em decomposição.
Beneficiar: Certos estreptomicetos (Streptomyces spp.) desempenham um papel importante na ecologia do solo ao decompor a matéria orgânica nele presente. Por esta razão, eles estão sendo estudados como um agente biorremediador. S. aureofaciens, S. rimosus, S. griseus, S. erythraeus e S. venezuelae são variedades comercialmente importantes que são usadas para produzir compostos antibacterianos e antifúngicos.
Bactérias de micorrizas/nódulos
Característica:
Habitat: As micorrizas estão presentes no solo, existindo em simbiose com os nódulos radiculares das leguminosas.
Beneficiar: Bactérias Rhizobium etli, Bradyrhizobium spp., Azorhizobium spp. e muitas outras variedades são úteis para fixar nitrogênio atmosférico, incluindo amônia. Este processo torna esta substância disponível para as plantas. As plantas não têm a capacidade de usar nitrogênio atmosférico e dependem de bactérias fixadoras de nitrogênio que estão presentes no solo.
cianobactéria
Característica: Gram negativo, em forma de bastonete.
Habitat: As cianobactérias são principalmente bactérias aquáticas, mas também são encontradas em rochas nuas e no solo.
Beneficiar: As cianobactérias, também conhecidas como algas verde-azuladas, são um grupo de bactérias muito importantes para a meio Ambiente. Eles fixam nitrogênio em ambiente aquático. Suas habilidades de calcificação e descalcificação os tornam importantes para manter o equilíbrio no ecossistema de recifes de coral.
bactéria nociva
Micobactérias
Característica: não são gram-positivas nem gram-negativas (devido ao alto teor de lipídios), em forma de bastonete.
Doenças: As micobactérias são patógenos que muito tempo duplicação. M. tuberculosis e M. leprae, as variedades mais perigosas, são os agentes causadores da tuberculose e da lepra, respectivamente. M. ulcerans causa nódulos cutâneos ulcerados e não ulcerados. O M. bovis pode causar tuberculose no gado.
bacilo do tétano
Característica:
Habitat: Os esporos do bacilo do tétano são encontrados no solo, na pele e no trato digestivo.
Doenças: O bacilo do tétano é o agente causador do tétano. Ele entra no corpo através de uma ferida, se multiplica e libera toxinas, em particular a tetanospasmina (também conhecida como toxina espasmogênica) e a tetanolisina. Isso leva a espasmos musculares e insuficiência respiratória.
Varinha da peste
Característica:
Habitat: O bacilo da peste só pode sobreviver em seu hospedeiro, principalmente em roedores (pulgas) e mamíferos.
Doenças: A varinha da peste causa peste bubônica e pneumonia da peste. A infecção da pele causada por essa bactéria assume a forma bubônica, caracterizada por mal-estar, febre, calafrios e até convulsões. A infecção dos pulmões causada pela peste bubônica causa pneumonia da peste, que causa tosse, dificuldade para respirar e febre. Segundo a OMS, entre 1.000 e 3.000 casos de peste ocorrem em todo o mundo a cada ano. O agente da peste é reconhecido e estudado como uma potencial arma biológica.
Helicobacter pylori
Característica: Gram negativo, em forma de bastonete.
Habitat: Helicobacter pylori coloniza a membrana mucosa do estômago humano.
Doenças: Esta bactéria é a principal causa de gastrite e úlceras pépticas. Produz citotoxinas e amônia, que danificam o revestimento do estômago, causando dor abdominal, náusea, vômito e inchaço. O Helicobacter pylori está presente em metade da população mundial, mas a maioria das pessoas permanece assintomática e apenas algumas desenvolvem gastrite e úlceras.
Antraz
Característica: Gram-positivo, em forma de bastonete.
Habitat: O antraz é amplamente distribuído no solo.
Doenças: A infecção por antraz resulta em uma doença mortal chamada antraz. A infecção ocorre como resultado da inalação de endósporos de antraz. O antraz ocorre principalmente em ovinos, caprinos, bovinos, etc. No entanto, em casos raros, ocorre a transmissão da bactéria do gado para o homem. Os sintomas mais comuns do antraz são feridas, febre, dor de cabeça, dor abdominal, náuseas, diarréia, etc.
Estamos cercados de bactérias, algumas prejudiciais, outras benéficas. E depende apenas de nós com que eficácia coexistimos com esses minúsculos organismos vivos. Está em nosso poder nos beneficiar das bactérias benéficas, evitando o uso excessivo e inadequado de antibióticos, e ficar longe de bactérias nocivas, tomando medidas preventivas apropriadas, como boa higiene pessoal e exames de rotina.
As bactérias apareceram cerca de 3,5-3,9 bilhões de anos atrás, foram os primeiros organismos vivos em nosso planeta. Com o tempo, a vida se desenvolveu e se tornou mais complexa - novas formas de organismos cada vez mais complexas apareceram. As bactérias durante todo esse tempo não ficaram de lado, pelo contrário, foram o componente mais importante do processo evolutivo. Foram eles os primeiros a desenvolver novas formas de suporte à vida, como respiração, fermentação, fotossíntese, catálise... e também encontraram formas eficazes de coexistir com quase todos os seres vivos. O homem não é exceção.
Mas as bactérias são todo um domínio de organismos, com mais de 10.000 espécies. Cada espécie é única e seguiu seu próprio caminho. caminho evolutivo, como resultado, desenvolveu suas próprias formas únicas de coexistência com outros organismos. Algumas bactérias entraram em estreita cooperação mutuamente benéfica com humanos, animais e outras criaturas - elas podem ser chamadas de úteis. Outras espécies aprenderam a existir às custas de outras, usando a energia e os recursos de organismos doadores - eles são comumente considerados nocivos ou patogênicos. Outros ainda foram mais longe e se tornaram praticamente autossuficientes, recebem do meio ambiente tudo o que precisam para viver.
Dentro dos humanos, assim como dentro de outros mamíferos, vive um número inimaginavelmente grande de bactérias. Existem 10 vezes mais deles em nossos corpos do que todas as células do corpo juntas. Entre eles, a grande maioria é útil, mas o paradoxo é que sua atividade vital, sua presença dentro de nós é um estado normal de coisas, eles dependem de nós, nós, por sua vez, deles, e ao mesmo tempo não sentir quaisquer sinais desta cooperação. Outra coisa é prejudicial, por exemplo, bactérias patogênicas, uma vez dentro de nós, sua presença imediatamente se torna perceptível e as consequências de sua atividade podem se tornar muito graves.
A grande maioria deles são criaturas que vivem em relações simbióticas ou mutualísticas com organismos doadores (nos quais vivem). Normalmente, essas bactérias assumem algumas das funções que o organismo hospedeiro não é capaz. Um exemplo são as bactérias que vivem no trato digestivo humano e processam parte dos alimentos que o próprio estômago não consegue suportar.
É parte integrante da flora intestinal de humanos e da maioria dos animais. Seus benefícios dificilmente podem ser superestimados: decompõe monossacarídeos indigeríveis, favorecendo a digestão; sintetiza vitaminas do grupo K; previne o desenvolvimento de microrganismos patogênicos e patogênicos no intestino.
Closeup: colônia de bactérias Escherichia coli
Representantes desta ordem estão presentes no leite, laticínios e produtos fermentados e, ao mesmo tempo, fazem parte da microflora do intestino e da cavidade oral. Capaz de fermentar carboidratos e em particular a lactose e produzir ácido lático, que é a principal fonte de carboidratos para os seres humanos. Ao manter um ambiente constantemente ácido, o crescimento de bactérias desfavoráveis é inibido.
As bifidobactérias têm o efeito mais significativo em bebês e mamíferos, representando até 90% de sua microflora intestinal. Através da produção de ácidos láctico e acético, previnem completamente o desenvolvimento de putrefacção e micróbios patogênicos no corpo da criança. Além disso, as bifidobactérias: contribuem para a digestão dos carboidratos; proteger a barreira intestinal da penetração de micróbios e toxinas ambiente interno organismo; sintetiza vários aminoácidos e proteínas, vitaminas dos grupos K e B, ácidos úteis; promover a absorção intestinal de cálcio, ferro e vitamina D.
Esta bactéria é o agente causador de uma infecção intestinal muito aguda, a febre tifóide. A Salmonella typhi produz toxinas que são perigosas apenas para os seres humanos. Quando infectado, ocorre uma intoxicação geral do corpo, o que leva a febre intensa, erupção cutânea em todo o corpo, em casos graves, danos ao sistema linfático e, como resultado, morte. Todos os anos, 20 milhões de casos de febre tifóide são registrados no mundo, 1% dos casos levam à morte.
Colônia de bactérias Salmonella typhi
Esta bactéria é uma das mais persistentes e ao mesmo tempo a mais perigosa do mundo. Clostridium tetani produz uma toxina extremamente tóxica, uma exotoxina tetânica, resultando em danos quase totais. sistema nervoso. As pessoas que adoecem com tétano experimentam o mais terrível tormento: todos os músculos do corpo se esticam espontaneamente até o limite, ocorrem convulsões poderosas. A mortalidade é extremamente alta - em média, cerca de 50% dos infectados morrem. Felizmente, em 1890, a vacina contra o tétano foi inventada, é administrada aos recém-nascidos em todas as países desenvolvidos Paz. Nos países subdesenvolvidos, o tétano mata 60.000 pessoas todos os anos.
As micobactérias são uma família de bactérias, algumas das quais são patogênicas. Vários representantes Esta família causa doenças perigosas como tuberculose, micobacteriose, lepra (lepra) - todas são transmitidas por gotículas no ar. As micobactérias causam mais de 5 milhões de mortes por ano.
: útil e prejudicial? Tipos de bactérias que ajudam o corpo e quais prejudicam?
Considere todas as bactérias que vivem no corpo. Vamos falar sobre bactérias.
Pesquisadores dizem que existem cerca de 10 mil variedades de micróbios na Terra. No entanto, há uma opinião de que sua variedade chega a 1 milhão de anos.
Devido à sua simplicidade e despretensão, eles existem em todos os lugares. Devido ao seu pequeno tamanho, eles penetram em qualquer lugar, mesmo na menor rachadura. O micróbio está adaptado a qualquer habitat, eles estão em toda parte, seja mesmo uma ilha seca, mesmo geada, mesmo calor de 70 graus, eles ainda não perderão sua viabilidade.
Os micróbios entram no corpo humano a partir do ambiente. E somente quando se encontram em condições favoráveis para eles, eles se fazem sentir, seja ajudando ou causando desde leves doenças de pele até graves doenças infecciosas que levam à morte do corpo. As bactérias têm nomes diferentes.
Esses micróbios são as espécies mais antigas de criaturas que vivem em nosso planeta. Surgiu há cerca de 3,5 bilhões de anos. Eles são tão pequenos que só podem ser vistos ao microscópio.
Uma vez que estes são os primeiros representantes da vida na terra, eles são bastante primitivos. Com o tempo, sua estrutura tornou-se mais complexa, embora alguns tenham mantido sua estrutura primitiva. Um grande número de micróbios é transparente, mas alguns deles têm um tom vermelho ou esverdeado. Poucos adquirem a cor do ambiente.
Os micróbios são procariontes e, portanto, têm seu próprio reino separado - Bactérias. Vejamos quais bactérias são inofensivas e prejudiciais.
Os lactobacilos são a defesa do seu corpo contra vírus. Eles vivem no estômago desde os tempos antigos, desempenhando funções muito importantes e úteis. Lactobacillus plantarum protege o trato digestivo de microorganismos inúteis que podem se instalar no estômago e piorar a condição.
Lactobacillus ajuda a se livrar do peso e inchaço no estômago, combate alergias causadas por vários alimentos. Os lactobacilos também ajudam a remover substâncias nocivas dos intestinos. Limpa todo o corpo de toxinas.
É um microrganismo que também vive no estômago. Estas são bactérias benéficas. Sob condições desfavoráveis para a existência de Bifidobacterium morrem. As bifidobactérias produzem ácidos como o lático, acético, succínico e fórmico.
Bifidobacterium desempenham um papel de liderança na normalização dos intestinos. Além disso, com uma quantidade suficiente de seu conteúdo, fortalecem o sistema imunológico e contribuem para uma melhor absorção de nutrientes.
Eles são muito úteis, pois desempenham várias funções importantes, considere a lista:
Até o momento, existem muitos medicamentos contendo bifidobactérias. Mas isso não significa que, quando usados em fins medicinais haverá um efeito benéfico no corpo, uma vez que a utilidade dos medicamentos não foi comprovada.
Tipos maliciosos de germes podem aparecer nos lugares mais impróprios onde você não espera encontrá-los.
Este tipo de Corynebacterium minutissimum gosta muito de viver e se multiplicar em telefones e tablets. Eles causam erupções em todo o corpo. Existem muitos aplicativos antivírus para tablets e telefones, mas eles não encontraram um remédio para o nocivo Corynebacterium minutissimum.
Portanto, você deve reduzir o contato com telefones e tablets para não se tornar alérgico ao Corynebacterium minutissimum. E lembre-se, depois de lavar as mãos, você não deve esfregar as palmas das mãos, pois o número de bactérias é reduzido em 37%.
Gênero de bactérias que inclui mais de 550 espécies. Sob condições favoráveis, os estreptomcetos criam fios semelhantes ao micélio dos cogumelos. Vivem principalmente no solo.
Em 1940, as estreptomicinas foram usadas na fabricação de medicamentos:
Mas deve-se notar que nem todas as bactérias deste gênero têm um efeito benéfico no corpo humano.
Micróbios que existem no estômago. Existe e se multiplica na mucosa gástrica. Helicobacter pylori, aparecem no corpo humano desde cedo e vivem por toda a vida. Ajuda a manter um peso estável, controla os hormônios e é responsável pela sensação de fome.
Além disso, esse micróbio insidioso pode contribuir para o desenvolvimento de úlceras e gastrites. Alguns cientistas acreditam que o Helicobacter pylori é útil, mas apesar de vários teorias existentes, ainda não foi comprovado o quão útil é. Não é à toa que pode ser chamado de protetor do abdômen.
A bactéria Escherichia coli também é chamada de Escherichia coli. Escherichia coli, que vive no abdome inferior. Eles habitam o corpo humano ao nascer e vivem com ele por toda a vida. Um grande número de micróbios desse tipo é inofensivo, mas alguns deles podem causar envenenamento grave do corpo.
A Escherichia coli é um fator comum em muitas doenças infecciosas relacionadas ao estômago. Mas ela lembra de si mesma e causa desconforto quando está prestes a deixar nosso corpo, em um ambiente mais favorável para ela. E por isso é até útil para os seres humanos.
A Escherichia coli satura o corpo com vitamina K, que por sua vez monitora a saúde das artérias. A Escherichia coli também pode viver muito tempo na água, no solo e até em alimentos, como o leite.
E. coli morre após fervura ou desinfecção.
Staphylococcus aureusé o agente causador de formações purulentas na pele. Muitas vezes furúnculos e espinhas são causados por Staphylococcus aureus, que vive na pele de um grande número de pessoas. Staphylococcus aureus é o agente causador de muitas doenças infecciosas.
Espinhas são muito desagradáveis, mas imagine que Staphylococcus aureus penetrando através da pele no corpo pode ter consequências graves, pneumonia ou meningite.
Está presente em quase todo o corpo, mas existe principalmente nas fossas nasais e pregas axilares, mas também pode aparecer na laringe, períneo e abdome.
Staphylococcus aureus tem um tom dourado, razão pela qual Staphylococcus aureus recebeu esse nome. Ele é um dos quatro mais causas comuns infecções nosocomiais que são obtidas após a cirurgia.
Este micróbio pode existir e se multiplicar na água e no solo. Ele adora água morna e uma piscina. É um dos agentes causadores de doenças purulentas. Eles receberam esse nome por causa da tonalidade azul-esverdeada. Pseudomonas aeruginosa vivendo em água morna, fica sob a pele e desenvolve uma infecção, acompanhada de coceira, dor e vermelhidão nas áreas afetadas.
Este micróbio pode infectar tipos diferentesórgãos e causa um monte de doenças infecciosas. Pseudomonas aeruginosa afeta os intestinos, coração e órgãos geniturinários. O microrganismo é muitas vezes um fator no aparecimento de abscessos e fleuma. A Pseudomonas aeruginosa é muito difícil de se livrar porque é resistente aos antibióticos.
Os micróbios são os microrganismos vivos mais simples que existem na Terra, que surgiram há muitos bilhões de anos, adaptados a quaisquer condições ambientais. Mas devemos lembrar que as bactérias são úteis e prejudiciais.
Então, lidamos com as variedades de microorganismos, usando o exemplo, consideramos quais bactérias benéficas ajudam o corpo e quais são prejudiciais, causando doenças infecciosas.
Lembre-se de que seguir as regras de higiene pessoal será a melhor prevenção contra a infecção por microorganismos nocivos.
A bactéria é o organismo mais antigo da Terra, bem como o mais simples em sua estrutura. Consiste em apenas uma célula, que só pode ser vista e estudada ao microscópio. característica bactérias é a ausência de um núcleo, razão pela qual as bactérias são classificadas como procariontes.
Algumas espécies formam pequenos grupos de células; tais aglomerados podem ser circundados por uma cápsula (bainha). O tamanho, a forma e a cor das bactérias são altamente dependentes do ambiente.
Quanto à forma, as bactérias são divididas em: bastonetes (bacilos), esféricas (cocos) e convolutas (espirilas). Também existem modificados - cúbicos, em forma de C, em forma de estrela. Seus tamanhos variam de 1 a 10 mícrons. Certos tipos de bactérias podem se mover ativamente com a ajuda de flagelos. Este último às vezes excede o tamanho da própria bactéria duas vezes.
Tipos de formas de bactérias
Para o movimento, as bactérias usam flagelos, cujo número é diferente - um, um par, um feixe de flagelos. A localização dos flagelos também é diferente - em um lado da célula, nas laterais ou distribuída uniformemente por todo o plano. Além disso, uma das formas de movimento é considerada o deslizamento devido ao muco com o qual o procarioto é coberto. A maioria tem vacúolos dentro do citoplasma. Ajustar a capacidade do gás nos vacúolos os ajuda a subir ou descer no líquido, bem como a se mover pelos canais de ar do solo.
Os cientistas descobriram mais de 10 mil variedades de bactérias, mas de acordo com as suposições de pesquisadores científicos, existem mais de um milhão de espécies delas no mundo. As características gerais das bactérias permitem determinar o seu papel na biosfera, bem como estudar a estrutura, os tipos e a classificação do reino bacteriano.
A simplicidade da estrutura e a velocidade de adaptação às condições ambientais ajudaram as bactérias a se espalharem por uma ampla faixa de nosso planeta. Eles existem em todos os lugares: água, solo, ar, organismos vivos - tudo isso é o habitat mais aceitável para os procariontes.
Bactérias foram encontradas tanto no pólo sul quanto em gêiseres. Eles estão no fundo do oceano, bem como nas camadas superiores da camada de ar da Terra. As bactérias vivem em todos os lugares, mas seu número depende de condições favoráveis. Por exemplo, um grande número de espécies bacterianas vive em corpos d'água abertos, bem como no solo.
Uma célula bacteriana se distingue não apenas pelo fato de não possuir núcleo, mas também pela ausência de mitocôndrias e plastídios. O DNA desse procarioto está localizado em uma zona nuclear especial e tem a forma de um nucleoide fechado em um anel. Nas bactérias, a estrutura celular consiste em uma parede celular, uma cápsula, uma membrana tipo cápsula, flagelos, pili e uma membrana citoplasmática. A estrutura interna é formada pelo citoplasma, grânulos, mesossomos, ribossomos, plasmídeos, inclusões e nucleoide.
A parede celular bacteriana desempenha a função de defesa e suporte. As substâncias podem fluir livremente através dele devido à permeabilidade. Esta concha contém pectina e hemicelulose. Algumas bactérias secretam um muco especial que pode ajudar a proteger contra o ressecamento. O muco forma uma cápsula - um polissacarídeo junto composição química. Nesta forma, a bactéria é capaz de tolerar até mesmo temperaturas altas. Ele também executa outras funções, por exemplo, adere a qualquer superfície.
Na superfície da célula bacteriana estão as vilosidades de proteína fina - pili. Pode haver um grande número deles. Pili ajuda a célula a transferir material genético e também fornece adesão a outras células.
Sob o plano da parede há uma membrana citoplasmática de três camadas. Garante o transporte de substâncias e também desempenha um papel significativo na formação de esporos.
O citoplasma das bactérias é 75% feito de água. A composição do citoplasma:
O metabolismo em procariontes é possível, tanto com a participação de oxigênio quanto sem ele. A maioria deles se alimenta de nutrientes prontos de origem orgânica. Muito poucas espécies são capazes de sintetizar substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas. São bactérias e cianobactérias azul-esverdeadas, que desempenharam um papel significativo na formação da atmosfera e na saturação com oxigênio.
Em condições favoráveis à reprodução, é realizado por brotamento ou vegetativamente. A reprodução assexuada ocorre na seguinte sequência:
Com este método de reprodução, não há troca de informações genéticas, então todas as células filhas uma cópia exata materno.
O processo de reprodução de bactérias em condições adversas é mais interessante. Os cientistas aprenderam sobre a capacidade das bactérias de se reproduzir sexualmente há relativamente pouco tempo - em 1946. As bactérias não têm uma divisão em células femininas e germinativas. Mas eles têm DNA diferente. Duas dessas células, ao se aproximarem, formam um canal para a transferência de DNA, ocorre uma troca de sites - recombinação. O processo é bastante longo, cujo resultado são dois indivíduos completamente novos.
A maioria das bactérias é muito difícil de ver ao microscópio porque não tem cor própria. Poucas variedades são roxas ou verdes devido ao seu conteúdo de bacterioclorofila e bacteriopurpurina. Embora se considerarmos algumas colônias de bactérias, fica claro que elas liberam substâncias coloridas no ambiente e adquirem uma cor brilhante. Para estudar os procariontes com mais detalhes, eles são corados.
A classificação das bactérias pode ser baseada em indicadores como:
Bactérias simbiontes vivem em parceria com outros organismos.
Bactérias saprófitas vivem em organismos já mortos, produtos e desperdício orgânico. Eles contribuem para os processos de decomposição e fermentação.
Decay limpa a natureza de cadáveres e outros resíduos de origem orgânica. Sem o processo de decomposição, não haveria ciclo de substâncias na natureza. Então, qual é o papel das bactérias na ciclagem da matéria?
As bactérias de decomposição são um assistente no processo de quebra de compostos proteicos, bem como gorduras e outros compostos contendo nitrogênio. Depois de um difícil reação química, eles quebram as ligações entre as moléculas de organismos orgânicos e capturam as moléculas de proteínas, aminoácidos. Dividindo-se, as moléculas liberam amônia, sulfeto de hidrogênio e outras substâncias nocivas. Eles são venenosos e podem causar intoxicação em humanos e animais.
As bactérias de decomposição multiplicam-se rapidamente em condições favoráveis para elas. Como não são apenas bactérias benéficas, mas também prejudiciais, para evitar a deterioração prematura dos produtos, as pessoas aprenderam a processá-las: secas, em conserva, sal, fumaça. Todos esses tratamentos matam as bactérias e impedem que elas se multipliquem.
As bactérias da fermentação com a ajuda de enzimas são capazes de quebrar os carboidratos. As pessoas notaram essa capacidade nos tempos antigos e usam essas bactérias para fazer produtos de ácido lático, vinagres e outros produtos alimentícios até hoje.
As bactérias, trabalhando em conjunto com outros organismos, realizam um trabalho químico muito importante. É muito importante saber quais são os tipos de bactérias e quais os benefícios ou malefícios que trazem à natureza.
Já foi notado acima grande importância muitos tipos de bactérias (durante os processos de decomposição e vários tipos de fermentação), ou seja, cumprimento de um papel sanitário na Terra.
As bactérias também desempenham um grande papel no ciclo de carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, fósforo, enxofre, cálcio e outros elementos. Muitos tipos de bactérias contribuem para a fixação ativa do nitrogênio atmosférico e o convertem em uma forma orgânica, contribuindo para o aumento da fertilidade do solo. De particular importância são as bactérias que decompõem a celulose, que são a principal fonte de carbono para a atividade vital dos microrganismos do solo.
Bactérias redutoras de sulfato estão envolvidas na formação de óleo e sulfeto de hidrogênio em lama terapêutica, solos e mares. Assim, a camada de água saturada com sulfeto de hidrogênio no Mar Negro é o resultado da atividade vital das bactérias redutoras de sulfato. A atividade dessas bactérias nos solos leva à formação de soda e salinização da soda do solo. Bactérias redutoras de sulfato convertem nutrientes em solos de plantações de arroz em uma forma que se torna disponível para as raízes da cultura. Essas bactérias podem causar corrosão de estruturas metálicas subterrâneas e submarinas.
Graças à atividade vital das bactérias, o solo é liberado de muitos produtos e organismos nocivos e saturado com nutrientes valiosos. As preparações bactericidas são usadas com sucesso para combater muitos tipos de pragas de insetos (broca do milho, etc.).
Muitos tipos de bactérias são usados em várias indústrias para produzir acetona, álcoois etílicos e butílicos, ácido acético, enzimas, hormônios, vitaminas, antibióticos, preparações de proteínas e vitaminas, etc.
Sem bactérias, os processos são impossíveis de curtimento de couro, secagem de folhas de tabaco, fabricação de seda, borracha, processamento de cacau, café, cânhamo urinário, linho e outras plantas de fibra, chucrute, tratamento de esgoto, lixiviação de metais, etc.
