segunda-feira, 2 de maio de 2011
De volta à vida!
Nessa primeira postagem do ano (já quase em sua metade), vou comentar um pouco de meus devaneios sobre um assunto que nunca me canso, Evolução. Nesses meus 11 anos lecionando para o Ensino Médio, percebo que a maior dificuldade de uma visão mutante para a vida está relacionada ao próprio significado lógico do termo Evolução. Sua etimologia deriva de progredir e aperfeiçoamento, então, nosso aluno com uma dificuldade absurda em interpretação de textos e com seu vocabulário retrito, muitas vezes empaca em conceitos próprios que sublimam o seu aprendizado. Fico triste, porque tenho uma facilidade em demonstrar minhas paixões pela ciência, e me frustro em ver que essa gurizada não consegue situar-se nos conceitos mais básicos, tornando a aula algo sem perspectiva. Parece que leciono as vezes para 1 aluno que acompanha o raciocínio, é uma briga quando exijo a leitura de um capítulo do livro didático e de seus artigos, suas mentes parecem cansadas e incapazes de um esforço maior. Preguiça? Acredito que um remédio poderia fazer melhor. O que podemos fazer?
quarta-feira, 1 de julho de 2009
Assembléia de constituição realizada com sucesso!
Enfim, agora temos uma Ong em defesa da vida em Parobé!
Não foram muitos os presentes, mas foram pessoas que tenho certeza que se comprometerão com os objetivos.
Agora falta registrar a ata e nosso estatuto, oque espero que aconteça nessas duas próximas semanas!
Obrigado a todos que tornaram esse sonho possível!
Cássio Eduardo Grovermann
Não foram muitos os presentes, mas foram pessoas que tenho certeza que se comprometerão com os objetivos.
Agora falta registrar a ata e nosso estatuto, oque espero que aconteça nessas duas próximas semanas!
Obrigado a todos que tornaram esse sonho possível!
Cássio Eduardo Grovermann
segunda-feira, 1 de junho de 2009
Artigos sobre as Bactérias para atividade dos segundos anos!
As bactérias da sua pele
Análise genética de microrganismos mostra diversidade maior do que a esperada pelos cientistas
Bactérias cultivadas pela equipe dos Institutos Nacionais de Saúde (EUA) diretamente da pele humana (foto: Julie Segre).
A pele humana é habitada por uma diversidade de bactérias muito maior do que se acreditava. É o que mostra a análise genética de microrganismos coletados em várias partes da superfície do corpo de pessoas saudáveis. O estudo, publicado esta semana na Science, fornece dados que podem ajudar no desenvolvimento de estratégias de tratamento e prevenção de doenças da pele. Por ser a interface entre o corpo humano e o meio externo, a pele é uma das primeiras linhas de defesa do organismo contra a entrada de agentes patogênicos. Para compreender melhor a relação entre as células da pele e os milhões de micróbios que vivem sobre sua superfície, cientistas norte-americanos decidiram investigar o genoma de todos esses microrganismos. “Caracterizar a microbiota que habita locais específicos pode fornecer pistas sobre o delicado balanço entre a saúde da pele e a doença”, dizem no artigo. “Esperamos que nossos dados acelerem esforços para entender os complexos fatores genéticos e ambientais envolvidos em doenças que afetam a pele, como eczema, psoríase, acne, infecções resistentes a antibióticos e muitas outras”, diz uma das autoras do artigo, Julia Segre, pesquisadora dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos (NIH). O estudo faz parte do Projeto Microbioma Humano, conduzido pelo NIH. Essa iniciativa tem como objetivo descobrir quais comunidades microbianas estão presentes em diferentes partes do corpo humano e como elas mudam com a ocorrência de doenças. Além da pele, a pesquisa inclui o nariz, o trato digestivo, a boca e a vagina. Os resultados recém-divulgados fornecem dados sobre a variedade e a distribuição das bactérias na superfície do corpo e identifica os locais com maior e menor diversidade de espécies microbianas.
Os pesquisadores identificaram bactérias presentes em 20 áreas da pele humana com características diferentes: oleosas (pontos azuis), úmidas (pontos verdes) e secas (pontos vermelhos). Imagem: Jane Ades/ NHGRI.
A equipe usou tecnologias modernas de sequenciamento genético e análise computacional para identificar bactérias de 20 diferentes partes do corpo de 10 voluntários saudáveis. As áreas selecionadas são predispostas a contrair doenças associadas à atividade de micróbios e se encaixam em três perfis diferentes: oleosas, úmidas e secas. Diversidade inesperada Os pesquisadores identificaram mais de 112 mil sequências genéticas bacterianas e, a partir delas, detectaram bactérias de 205 gêneros diferentes, pertencentes a 19 filos. Os métodos tradicionais usados até então, baseados no cultivo de amostras microbianas em laboratório, tinham resultados bem mais modestos: a nossa pele seria dominada por bactérias do gênero Staphylococcus, com pouca variação adicional. Segundo o estudo, a diversidade de bactérias seria influenciada principalmente pela localização do corpo. Áreas secas e úmidas da pele têm uma variedade maior de micróbios do que as oleosas. As comunidades bacterianas mais diversas estão localizadas na parte interior do antebraço, que apresentou em média 44 espécies. As menos diversas estão atrás das orelhas, área em que foi identificada uma média de 15 espécies. A análise mostrou também que regiões com características parecidas abrigam comunidades bacterianas similares. Além disso, grupos de bactérias presentes em uma parte específica do corpo são geralmente semelhantes em todas as pessoas. Já as diferenças entre as partes do corpo de uma mesma pessoa são muito maiores. “Axilas úmidas e com pelos, por exemplo, ficam a uma curta distância de antebraços lisos e secos, mas esses dois locais são tão ecologicamente diferentes quanto florestas tropicais e desertos”, explicam os pesquisadores no artigo. Para verificar se o microbioma da pele poderia se alterar ao longo do tempo, a equipe avaliou novamente amostras de metade dos voluntários, cerca de quatro a seis meses após a primeira coleta. Os cientistas descobriram que a maior parte das novas amostras se assemelhava mais às coletadas anteriormente no mesmo indivíduo do que às de outros voluntários. O estudo revelou ainda que o vinco de pele que fica do lado de fora do nariz é o local com a comunidade microbiana mais semelhante à encontrada dentro do nariz. Em uma parcela significativa da população, as vias nasais abrigam colônias de Staphylococcus aureus resistente à meticilina, uma superbactéria geralmente associada a infecções hospitalares. As novas informações podem ser úteis para o combate a esse microrganismo que vem preocupando cada vez mais os agentes de saúde pública.
O curioso mundo das bactérias
Os cientistas hoje acreditam que todos os seres existentes na Terra tiveram origem em uma célula inicial que surgiu há cerca de três bilhões de anos. Seres semelhantes a esse primeiro habitante do nosso planeta estão atualmente por toda a parte! Na natureza, fazem a reciclagem da matéria orgânica, que são os restos animais e vegetais. Nas indústrias, estão entre os produtores de antibióticos, vacinas e até iogurtes e outros derivados do leite. Na pele, ajudam a nos proteger de agentes causadores de infecções. Mas, algumas delas, quando entram em nosso organismo, podem provocar doenças como tuberculose, tétano e cólera. Já adivinhou de quem se trata? Das bactérias! Agora, abra bem os olhos para conhecer um pouco sobre o mundo desses seres microscópicos.
As bactérias foram observadas pela primeira vez em 1676, pelo comerciante e cientista amador Antony Van Leeuwenhoek, da Holanda. Com o auxílio de lentes de aumento, ele viu esses microscópicos seres em uma gota d'água. Entusiasmado, chamou-as de "as mais maravilhosas das maravilhas". A partir de então, as bactérias foram bastante estudadas. Descobriu-se que elas são unicelulares, isto é, formadas por uma única célula. Como esta célula não apresenta envoltório nuclear, as bactérias são consideradas organismos procariotos - formados por uma só célula sem núcleo.
Quando se apresentam isoladamente, as bactérias recebem o nome de cocos, bacilos e espirilos, de acordo com a forma. Mas elas também podem ser vistas em grupos e, neste caso, são chamadas diplococos, quando aparecem de duas em duas; estafilococos, quando apresentam forma semelhante a um cacho de uvas; e estreptococos, quando se organizam em cadeias.
O fato de serem organismos de estrutura relativamente simples, formados por uma só célula, não significa que as bactérias sejam indefesas e sem função. Elas têm parede celular, que determina a sua forma e as protegem das agressões do meio em que vivem. Têm membrana citoplasmática, que permite a passagem de nutrientes do meio em que vivem para dentro de seu corpo e que ainda age como barreira para substâncias tóxicas. Algumas delas têm cápsula, estruturas que as protegem da ação dos leucócitos (as células de defesa do nosso corpo). Elas têm ribossomos, que produzem proteínas, elementos fundamentais para a vida das bactérias. Têm flagelos, que são como caudas, responsáveis pela sua movimentação. E têm ainda fímbrias - estruturas mais finas e curtas que os flagelos -, que são responsáveis pela aderência desses seres microscópicos às mucosas do nosso organismo e que também participam da reprodução das bactérias. Algumas delas também podem produzir esporos, estruturas que as tornam resistentes ao calor, ao frio e a agentes químicos, como desinfetantes.
Um pode ser igual a dois?
Nas aulas de ciências, a professora costuma dizer que a célula está dividida em três partes: membrana, citoplasma e núcleo. Uma informação curiosa, e para o qual você pode não ter dado muita atenção no início da leitura, é que as bactérias, apesar de terem o corpo formado por uma só célula, não possuem núcleo. Mas se é dentro do núcleo que ficam os cromossomos, estruturas formadas por moléculas de DNA, que são os responsáveis pela transmissão de características dos pais para os filhos, como é que as bactérias passam suas características aos seus descendentes?
É que, embora não tenham núcleo, as bactérias apresentam um cromossomo formado por uma única molécula de DNA completamente enovelada. A região onde esse cromossomo se localiza dentro da bactéria é chamada nucleóide. Além do DNA cromossômico, as bactérias apresentam um DNA extra chamado plasmídio. Alguns plasmídios são responsáveis pela resistência das bactérias a alguns tipos de antibióticos.
Transmitir características lembra reprodução e reprodução de bactéria pode ser de duas formas: assexuada e sexuada. Quando ocorre a fissão binária, isto é, uma bactéria sozinha se divide originando duas bactérias, dizemos que a bactérias reproduziu-se assexuadamente. Já quando ocorre a conjugação, ou seja, o contato físico entre duas bactérias, diz-se que a reprodução é sexuada.
Na conjugação de algumas bactérias, as fímbrias sexuais funcionam como uma ponte. Assim, uma bactéria doadora passa parte do seu cromossomo para uma bactéria receptora, resultando em uma célula com constituição genética diferente das duas que lhe deram origem. Neste caso, a nova bactéria é chamada recombinante.
Alguns estreptococos produzem uma substância chamada feromônio sexual, que funciona como um perfume para atrair outra bactéria, favorecendo o processo de conjugação. Seja a reprodução sexuada ou assexuada, o fato é que as bactérias se multiplicam com grande rapidez, podendo originar uma nova bactéria a cada vinte minutos. Matematicamente, uma única bactéria, em um período de onze horas, dá origem a cinco milhões de novas bactérias! Não é à toa que elas são os mais abundantes seres do planeta...
Ciência Hoje das Crianças 109, dezembro 2000Maria do Socorro Vieira Pereira,Departamento de Biologia Molecular,Universidade Federal da Paraíba.
Bactérias no combate à poluição
Micro-organismo modificado geneticamente remove metais pesados de efluentes industriais
Uma bactéria capaz de sobreviver em ambientes contaminados com metais pesados acaba de ganhar uma nobre função graças à engenharia genética. A Cupriavidus metallidurans CH34 foi modificada geneticamente para fixar em sua membrana inúmeros metais, como chumbo, zinco e cádmio, os mais tóxicos encontrados no ambiente, e ajudar assim na despoluição de efluentes industriais.
Em seu estado natural (à esquerda), a CH34 agrega pouca quantidade de metais – como o chumbo (nas fotos) – em sua membrana. Modificada geneticamente (à direita), a bactéria é capaz de manter os íons metálicos na sua superfície em níveis muito superiores aos do micro-organismo selvagem (imagens: Ronaldo Biondo).
Para conferir essa nova característica à CH34, o engenheiro químico Ronaldo Biondo, que desenvolveu a pesquisa no Programa de Pós-graduação em Biotecnologia da Universidade de São Paulo (USP), produziu em laboratório um gene sintético que codifica uma proteína que tem alta afinidade por metais pesados. Por meio de técnicas de engenharia genética, o pesquisador fez com que a proteína passasse a ser produzida na bactéria, onde é transportada até a membrana e se mantém ligada à superfície, passando a retirar os metais do ambiente. “A proteína sintética não alterou o desenvolvimento da bactéria, que permanece saudável durante o processo”, diz Biondo, que há quatro anos estuda a CH34, micro-organismo ainda pouco conhecido no Brasil. Com a modificação genética, a bactéria consegue agregar e manter na sua superfície os íons metálicos do ambiente em níveis muito superiores aos da bactéria selvagem. Em seu estado natural, a CH34 também aglutina metais, mas, devido a sistemas naturais de resistência, em pouco tempo eles são expulsos novamente para o ambiente. “Além de não ser patogênica, a CH34 modificada geneticamente passa a ser biorremediadora”, destaca o pesquisador. Testes realizados em laboratório comprovaram a eficiência da CH34 na remoção de metais pesados de efluentes. “A bactéria poderá recuperar metais de efluentes contaminados provenientes de indústrias e até mesmo do esgoto doméstico”, diz Biondo. Reaproveitamento dos metais Atualmente, a equipe trabalha no cultivo das bactérias transgênicas em um recipiente fechado chamado biorreator, que permite a passagem de líquidos e funciona como um filtro. “Alimentamos o biorreator com efluente contaminado e, ao mesmo tempo, procuramos manter uma concentração adequada de bactérias, para que o resíduo saia com níveis aceitáveis de metais, de acordo com o estabelecido pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente [Conama],” explica Biondo. Depois que a capacidade das bactérias de fixar os íons metálicos se esgota, é preciso descarregar o biorreator para incinerá-las e evitar sua dispersão no ambiente. Dessa forma, os metais retirados do efluente podem ser separados e reaproveitados. A bactéria modificada está sendo patenteada e em breve deve começar a ser usada por uma mineradora, que financiou o estudo. “A CH34 será um importante instrumento para a despoluição de efluentes”, aposta Biondo, que já recebeu dois prêmios científicos pela pesquisa. Juliana Marques Ciência Hoje On-line 23/01/2009
Papel das bactérias na formação de depósitos minerais
Microorganismos controlam concentração de metais tóxicos em lençóis freáticos
Microorganismos podem desempenhar um papel fundamental na formação de depósitos minerais. Isso é o que indica o exame de reentrâncias submersas de uma mina abandonada de zinco e chumbo no estado norte-americano de Wisconsin. Um grupo de geólogos coordenados por Jillian Banfield, da Universidade de Wisconsin-Madison, descobriu que bactérias encontradas na mina transformam sulfato em sulfeto de zinco e controlam a concentração de metais tóxicos nos lençóis freáticos da vizinhança. A descoberta foi publicada na edição de 1o de dezembro da revista Science.
Acúmulo de limo em túneis inundados de uma mina abandonada de chumbo e zinco no estado norte-americano de Wisconsin (foto: Jill Banfield)
No artigo, os pesquisadores caracterizam biofilmes naturais encontrados por mergulhadores nos túneis inundados da mina abandonada. Ao mesmo tempo que esses biofilmes apresentavam uma alta população de bactérias, eles pareciam ter grandes concentrações de sulfeto de zinco. Segundo os pesquisadores, esse composto é formado por bactérias da família Desulfobacteriaceae, que convertem sulfato ou ácido sulfúrico e zinco e outros metais tóxicos retirados de lençóis freáticos vizinhos em sulfetos.
Segundo Matthias Labrenz, autor principal do artigo, a reação provocada pelas bactérias (redução de sulfato para sulfeto) está ligada à oxidação de matéria orgânica. À medida que os microorganismos metabolizam material orgânico, eles liberam íons de sulfeto. Como resultado, o sulfeto de zinco se acumula rapidamente sob a forma de cristais microscópicos no biofilme.
Para realizar a reação, as bactérias recolhem dos lençóis freáticos metais tóxicos, controlando sua concentração. Além do zinco, os pesquisadores constataram que íons tóxicos de arsênio e selênio também foram retirados dos lençóis freáticos para se precipitar no biofilme. Segundo Banfield, em alguns casos, o acúmulo de zinco nos biofilmes pode trazer a concentração desse metal nos lençóis freáticos para patamares abaixo dos considerados seguros para que a água seja potável - feito que nenhum método de descontaminação existente atualmente consegue igualar.
Sulfato e ácido sulfúrico, poluentes associados à atividade mineradora, são parcialmente responsáveis pelo problema mundial de contaminação de regiões em que há sítios de mineração. A descoberta da equipe de Banfield pode ajudar a conceber uma técnica biológica de descontaminação do solo e dos lençóis freáticos nas áreas de mineração. O achado sugere também um procedimento biológico para a formação de depósitos de sulfeto de zinco em baixas temperaturas.
Bernardo EstevesCiência Hoje/RJ01/12/00
Bactérias encontradas em condições hostis
Micróbios sintetizam DNA e proteínas em temperaturas de -17o C
Bactérias em plena atividade metabólica foram encontradas no Pólo Sul, em um ambiente considerado extremamente adverso ao desenvolvimento de vida, devido ao frio excessivo, às altas doses de radiação ultravioleta e à escassez de luz e água. Não é novidade a existência de microorganismos em condições das mais hostis, mas não se tinha idéia de que eles podiam viver em temperaturas tão baixas. "Já foram encontradas bactérias até mesmo em rejeitos radioativos concentrados, no fundo da terra e no meio das rochas, mas nunca em frio tão forte", disse à Ciência Hoje on-line Douglas Capone, do Instituto Wrigley para Estudos do Meio Ambiente, na Califórnia, um dos autores da descoberta. Em seu trabalho no Pólo Sul, Capone e Edward Carpenter, da Universidade do Estado de Nova York em Stony Brook, encontraram as novas bactérias em temperaturas entre -12 e -17 graus Celsius, realizando normalmente a síntese de DNA e proteínas.
As novas bactérias, em imagem da equipe de Edward Carpenter
Algumas amostras das novas bactérias foram coletadas e analisadas microscopicamente. Estudos comparativos mostraram que diversas seqüências de seu DNA eram semelhantes às das bactérias do gênero Deinococcus, encontrado em diversos pontos do continente antártico. Acredita-se que esse gênero seja uma das mais antigas ramificações na evolução das bactérias, e que ele já existia antes que a Antártica ocupasse sua posição atual. "Ainda é cedo para dizer que são do mesmo gênero", afirma Douglas. "Entretanto, trata-se, pelo menos, de um parente próximo." A análise do código genético das novas bactérias continua sendo executada para que se possa enfim chegar a alguma conclusão quanto a sua identidade.
As bactérias encontradas podem pertencer ao gênero Deinococcus.Acima, a espécie Deinococcus radiodurans
As bactérias recém-encontradas talvez não sejam as últimas formas exóticas de vida descobertas no planeta. Alguns micróbios foram encontrados vivos em um pedaço de gelo retirado das profundezas do continente antártico. Eles seriam provenientes do misterioso Lago Vostok, o que se suspeita ser uma vasta extensão de água milhares de metros abaixo da camada de gelo do continente. A região ainda é um dos poucos lugares desconhecidos do planeta, e a descoberta de novos microorganismos certamente contribuirá para a expansão dos limites da vida conhecida na Terra. A existência de vida em condições hostis sugere ainda que, em outros lugares do Sistema Solar, possam ser encontrados organismos vivos - em escala microscópica, pelo menos.
Leonardo Cosendey Ciência Hoje On-line20/07/00
Microoperárias, as bactérias que valem ouro
Elas não recebem salário, não têm direito a férias e trabalham sem folga até a morte. Mesmo assim não justificam uma denúncia. São as bactérias especializadas em extrair o ouro aprisionado em minerais sem valor.
Por Débora Pinheiro
Imagine um bolo inglês, desses que têm uvas passas em seu interior. Agora imagine que você quer separar as passas, pois não gosta da massa. É mais ou menos esse o problema enfrentado por mineradoras que precisam resgatar pequenas quantidades de ouro embutidas em grãos de minerais como a pirita ("ouro de tolo"), a arsenopirita e a pirrotita. Para fazer essa limpeza delicada, uma empresa brasileira, a São Bento Mineração, a 200 quilômetros de Belo Horizonte, conta com bilhões de funcionárias invisíveis ao olho humano. São todas bactérias das espécies Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thioxidans e Leptospirilum ferrooxidans. Seu trabalho é comer a massa indesejada do bolo. Elas lançam enzimas digestivas sobre o minério e assim vão oxidando-o. Depois de algumas horas de ataque os grãos ficam porosos, como queijos suíços em que o ouro, ainda aprisionado, se torna mais acessível a um tratamento químico posterior (veja os infográficos). Todos os dias as microoperárias da São Bento dão duro em 300 toneladas de minério bruto, das quais extraem cerca de 250 quilos de ouro.
Matéria-prima
As rochas ricas em ouro são extraídas, na maioria das vezes, de minas subterrâneas. Até que se separe todo o metal precioso contido nelas, incluindo o tratamento com as bactérias, gasta-se cerca de dois dias e meio.
Lei da gravidade
Depois de britado e moído, o material passa por mesas vibratórias que funcionam como as bateias dos garimpeiros, separando as partículas de ouro livre, que são mais pesadas, das demais.
Espuma preciosa
A lama restante vai para um tanque no qual é adicionado um tensoativo, produto usado para fazer espuma. O mineral que contém ouro, gruda nas bolhas de ar e transborda.
Banquete
O material já traz certa quantidade de bactérias que normalmalmente o oxidam na natureza. Num tanque, ele vai receber mais desses microorganismos, recolhidos previamente da mina e cultivados em laboratório.
Enfim livres
Depois da ação as bactérias, os grãos vão para outro tanque, ao qual acrescenta-se cianeto de sódio, substância que reage apenas com o ouro, fazendo com que tome a forma líquida, que pode ser facilmente separada das impurezas.
Aqui você vê o corte transversal de um grão como o da foto que ilustra o item acima. O amarelo brilhante é o ouro. O preto são as trilhas abertas pelas bactérias. As demais tonalidades são outras substâncias que compõem o grão. Veja como é pequena a quantidade de metal precioso contida nele.
Estas são as bactérias Thiobacillus ferrooxidans, as principais estrelas da operação. São especialistas em oxidar ferro e enxofre, dos quais tiram a energia para sua sobrevivência. Enquanto se alimentam, vão abrindo caminho em direção ao ouro embutido nos grãos. Começaram a ser usadas na mineração em 1986, na África do Sul, e se mostraram econômicas para usinas grandes, que manipulam grandes quantidades de minério por dia. Além disso, não agridem o ambiente, como outros métodos adotados para fazer o mesmo serviço, que implicam na queima ou cozimento do minério e podem produzir gases perigosos. Elas são retiradas da mina, junto com o material rico em ouro, e multiplicadas em laboratório. Muitas vezes trabalham junto com auxiliares, as Thiobacillus thioxidans, suas sósias, que oxidam apenas enxofre, e as Leptospirilum ferrooxidans, que têm forma de espiral e oxidam o ferro.
O grão de minério já corroído pelas bactérias fica assim, todo esburacado, como um queijo suíço. Este mede menos de 1 centésimo de milímetro. É menor que um grão de areia, que costuma ter mais do que 2 centésimos de milímetro. O ouro fica lá dentro, escondido em um ou mais nichos.
Bactérias isoladas se comunicariam pelo ar
Microrganismos induzem resistência a antibiótico em população fisicamente separada
Populações da bactéria Escherichia coli conseguem se comunicar mesmo quando separadas fisicamente. É o que mostra um estudo realizado pelos pesquisadores Alan Parsons e Richard Heal, do Centro de Tecnologia Winfrith (Inglaterra). Seus resultados, publicados em 6 de junho no Journal of Applied Microbiology, sugerem que sinais produzidos por uma população de E. coli e lançados no ar ativam mecanismos de resistência a certos antibióticos em bactérias distantes. Os desdobramentos desse trabalho poderiam ajudar a combater bactérias resistentes a drogas e prevenir infecções hospitalares. Pesquisas anteriores já haviam mostrado que bactérias em meio líquido interagem entre si pela liberação de substâncias químicas. No entanto, o estudo desenvolvido pelos cientistas ingleses é o primeiro a sugerir a comunicação entre bactérias pelo ar. Somente a E. coli, que normalmente é encontrada no intestino humano e não causa doenças, foi usada nos experimentos. No entanto, é possível que outras bactérias, responsáveis por enfermidades graves, também consigam se comunicar à distância. Em experimentos, os pesquisadores utilizaram um recipiente de vidro dividido em dois compartimentos, entre os quais havia um orifício que permitia somente a passagem do ar. Primeiramente, uma das partes ficou vazia e, na outra, colocou-se uma população de E. coli em meio com antibióticos. Como já era de se esperar, as bactérias começaram a morrer. No entanto, quando a parte vazia foi preenchida com uma população de E. coli em meio sem antibióticos, as bactérias no outro compartimento não só sobreviveram como passaram a se multiplicar. Para explicar o fenômeno observado, os cientistas chegaram a levantar a hipótese de que as bactérias trocariam sinais eletromagnéticos. Porém, logo perceberam que estavam enganados: ao fechar o orifício que ligava os dois compartimentos, observaram que as bactérias no meio com antibióticos morriam. Assim, concluíram que a indução de resistência a antibióticos dependia da passagem de ar. Os cientistas verificaram se os sinais trocados entre populações bacterianas isoladas eram capazes de conferir resistência a quatro antibióticos. Observaram que esses sinais só conseguiam ativar os mecanismos de resistência a três drogas, ou seja, um dos antibióticos continuou eficaz apesar da comunicação bacteriana à distancia. Segundo o artigo do Journal of Applied Microbiology, "sistemas de sinalização intercelular existentes em bactérias permitem que a resistência a antibióticos seja transmitida entre populações fisicamente separadas", porém "a natureza exata dessa sinalização ainda não foi determinada".
Fernanda Marques Ciência Hoje On-line03/07/02
Infecção Hospitalar
Infecção Hospitalar (IH) é toda infecção adquirida pelo paciente após 48 horas de sua entrada no hospital ou quando o paciente recebe “alta” e, em seguida, desenvolve uma infecção, desde que tenha relação com a internação ou com o procedimento hospitalar realizado. A infecção hospitalar exclui as infecções que estavam incubadas no momento da internação.
Causas
A IH é geralmente provocada pela própria flora bacteriana do paciente, que se desequilibra pelo estado de saúde, cujo mecanismo de defesa contra infecções fica debilitado. A infecção pode ser desencadeada pelo uso de procedimentos invasivos (soros, cateteres e cirurgias) ou pelo contato da flora do paciente com a flora bacteriana do hospital. Existem fatores de risco inerentes à saúde de cada indivíduo que isoladamente elevam suas chances de complicações infecciosas.
As bactérias envolvidas nas infecções hospitalares são frequentemente transmitidas a partir do ambiente ou de paciente para paciente. Mais recentemente, o termo “infecção adquirida durante os cuidados de saúde” foi proposto para abranger as infecções adquiridas nos cuidados de longo prazo e nas instalações de reabilitação.
As infecções hospitalares tendem a afetar pacientes que são imunocomprometidos devido à idade, doença de base ou tratamento. Outras populações vulneráveis são aquelas com implante de corpos estranhos (tais como cateteres) ou os que recentemente se submeteram a transplante de órgão.
Bactérias Resistentes
Na realidade, as bactérias que causam a infecção hospitalar são, de maneira geral, diferentes das bactérias comuns, que costumam causar infecção na comunidade. A diferença reside no grau de resistência dessas bactérias aos antibióticos e isso decorre de uma série de fatores. Um dos principais fatores é o uso maciço e muitas vezes indiscriminado de antibióticos no ambiente hospitalar. O que chamamos de pressão seletiva dessas drogas sobre as bactérias faz com que as chamadas bactérias resistentes acabem predominando e determinando as infecções nos pacientes. São denominadas infecções hospitalares e apresentam mais dificuldade ao tratamento por causa dessa resistência.
Quais são essas bactérias?
Nos últimos anos, elas são várias: alguns cocos gran positivos como o Estafilococos aureus e o coagulase negativos, que hoje são patógenos (agentes infecciosos) muito importantes como causadores de infecção hospitalar e que vêm se tornando resistentes progressivamente a um número cada vez maior de antibióticos.
Além deles, temos os Enterococos. No Brasil, os casos de resistência dos Enterococos são mais recentes. Nos Estados Unidos e na Europa constituem, há alguns anos, um grande problema. Além disso, os Pneumococos, agentes causadores das pneumonias e de outras infecções das vias aéreas superiores, embora fossem sensíveis à penicilina, vêm apresentando um padrão de resistência progressivamente maior a esse medicamento, constituindo um problema grave de tratamento.
Além dos cocos gran positivos, temos os bacilos gran negativos: as enterobactérias representadas pela Klebsiella, E. coli, Citrobacter, Enterobacter, Serratia, Providencia, entre outras. No segundo grupo, o das não fermentadoras, as mais importantes são as pseudomonas e Acinetobacter. Essas bactérias, que são também muito importantes como causadoras de infecção hospitalar, têm a capacidade de desenvolver resistência produzindo enzimas que inativam os antibióticos.
Mecanismos de resistência Os mecanismos pelos quais as bactérias desenvolvem resistência são diferentes entre os cocos gran positivos e os bacilos gran negativos. As diferenças dependem dos mecanismos de ação dos antibióticos. Sabemos que esses medicamentos atuam sobre as bactérias de diferentes maneiras. Alguns atuam na síntese da parede celular da bactéria, fazendo com que essa parede se forme de maneira deficiente. Em conseqüência disso, a bactéria não resiste à agressão do meio ambiente, particularmente à pressão osmótica, e acaba sendo destruída. Esse é o mecanismo mais importante dos antibióticos betalactamicos, as penicilinas e as cefalosporinas, que compõem a maioria dos antibióticos. Um outro grupo importante de antibióticos que atuam dessa forma são os glicopeptídeos, nos quais está incluída a famosa vancomicina. Outros antibióticos têm mecanismos de ação diferentes, por exemplo, atuando em nível do ácido nucléico das bactérias e, com isso, impedindo que elas se multipliquem. Esses antibióticos, ao contrário dos anteriores, são chamados de bacteriostáticos, porque não destroem imediatamente as bactérias, apenas impedem a sua multiplicação.
As bactérias que desenvolvem resistência fazem com que pontos de ação dos antibióticos nelas próprias se modifiquem. Por exemplo, modificando as estruturas protéicas que permitem a entrada do antibiótico na bactéria — são as chamadas porinas — ou modificando as enzimas que vão ser inativadas pelo antibiótico, no caso, as proteínas ligadoras de penicilina (PBP) ou, finalmente, produzindo outras enzimas capazes de destruir ou neutralizar os antibióticos, como, por exemplo, as Betalactamases. Esses são os mecanismos mais importantes pelos quais as bactérias desenvolvem resistência aos antibióticos. A resistência, isso é importante ressaltar, na maioria das vezes é decorrente da seleção de cepas mutantes numa população de bactérias. As mutações são mecanismos aleatórios e relativamente pouco freqüentes. Se existe uma colônia com bilhões de bactérias, mas um pequeno número sofre mutação e se torna resistente ao antibiótico, caso seja usado o medicamento errado para determinada doença, ele pode acabar matando as bactérias sensíveis e tornando as resistentes predominantes. Estas vão gerar as infecções graves pela dificuldade de tratamento.
Infecções em UTIs
As infecções mais freqüentes em UTIs são aquelas causadas por bacilos Gram-negativos, como Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter, em especial pneumonias associadas à ventilação mecânica. Temos, também, muitas infecções na corrente sangüínea, ligadas ao uso de cateteres vasculares, causadas por agentes como os Staphylococcus aureus e os Staphylococcus coagulase-negativa multirresistentes. Um pouco menos prevalentes temos as infecções urinárias, sempre associadas, também, ao uso de cateteres de monitorização para diurese. Além destes agentes etiológicos comuns nas UTIs, temos, também, o Enterococcus.
http://www.wyeth.com.br/br/paciente_infeccaoh.htm
Bactérias em pânico
Dois novos antibióticos lançados no Brasil dão um xeque-mate nas bactérias mutantes e resistentes. A Medicina passou à frente de novo na luta contra as infecções.
Por Ivonete D. Lucirio, com Tânia Menai, de Nova York
Com seus átomos dispostos em uma combinação inédita, projetada por computador, a molécula de linezolida é uma peça absolutamente única na Química. Totalmente sintética e jamais vista por um microrganismo, sua aparição surpreende as bactérias que invade, destruindo-as sem que possam se defender — com a precisão de um míssil inteligente. Seu segredo são três engenhosos anéis de carbono (veja ilustração à esquerda), guarnecidos de átomos de nitrogênio, oxigênio e fósforo. Eles são a chave que bloqueia o sistema reprodutivo dos bacilos do tipo gram-positivo — aqueles que têm uma grossa membrana celular, rica em açúcar. Entre eles estão os perigosos estreptococos, os estafilococos e os enterococos, cujas quadrilhas de micróbios são impedidas de se multiplicar. Infelizmente, contra as bactérias gram-negativas — as que possuem várias membranas, ricas em gordura — a nova droga é inócua.
A programação para matar gram-positivas transformou a linezolida no princípio ativo do antibiótico mais eficiente que existe, o Zyvox, lançado em março no Brasil, pela empresa americana Pharmacy & Upjohn. Trata-se de uma arma nova, com a qual os médicos nocauteiam bactérias mutantes, que adquiriram resistência aos remédios disponíveis contra infecções e flagelam os hospitais.
Presente argentino
O artificioso Zyvox, entretanto, já ganhou um bom aliado, o naturalíssimo Synercid, que também chegou às farmácias brasileiras este ano, lançado pela empresa francesa Rhône-Poulenc, hoje Aventis. Esse mata-micróbio europeu, ao contrário do seu similar americano, não foi sintetizado em laboratório. Trata-se de um presente da natureza — na verdade, um presente argentino.
Seus dois princípios ativos, a quinuspristina e a dalfopristina, foram achados no fungo Streptomyces pristinaespiralis, na Patagônia. Não se sabe exatamente por que essa espécie fabrica as duas moléculas, mas assim que as encontraram, em uma amostra de solo colhida a esmo, depois de procurar princípios ativos poderosos no mundo inteiro, os pesquisadores da Aventis perceberam que tinham tirado a sorte grande.
Alguns brasileiros já testaram a superarma. Em 1998, uma paciente internada no Hospital Sírio-Libanês, em São Paulo, livrou-se da letal bactéria Staphylococcus aureus, causadora da osteomielite, com a ajuda do Synercid. Ele ainda estava em estudo na época, mas o médico Isídio Calish resolveu experimentar, porque o micróbio já havia derrotado a vancomicina, a melhor arma disponível àquela época.
"Sem o Synercid a paciente não teria melhorado ", afirma Calish.
A aliança das duas estratégias — a esperteza dos chips americanos e a habilidade européia de usar a riqueza natural dos organismos — dá mais proteção contra os micróbios. Mas os bacilos gram-negativos, incólumes às novas drogas, continuam a existir. Além disso, as malditas bactérias não param nunca de se transformar e renovar suas ameaças.
Com uma ajudazinha do computador
Quando os cientistas começam a desenvolver um novo antibiótico, primeiro estudam minuciosamente o comportamento das bactérias que querem destruir. Só depois que seus pontos fracos são identificados é que se pode projetar armadilhas para neutralizá-las. A pesquisa é complexa e demorada. Mesmo sabendo onde atacar, é preciso encontrar um veneno apropriado entre milhares de possibilidades.
No caso do Zyvox, o computador foi programado para analisar cerca de 100 000 arranjos entre átomos de centenas moléculas. Antes de tudo, os cientistas gravaram na memória da máquina todas as informações disponíveis sobre a biologia dos micróbios. Com isso, o computador foi capaz de "imaginar" substâncias inexistentes, teoricamente prejudiciais aos microrganismos. Depois, as moléculas promissoras foram peneiradas e as que não funcionavam como se pretendia, descartadas. Graças à propriedade dos chips de oferecer simulações virtuais de reações químicas, muitas vezes não foi necessário checar se a toxina projetada artificialmente tinha mesmo o efeito desejado. Esse tempo ganho pelos computadores foi precioso.
"De cada 100 moléculas candidatas a antibiótico, apenas uma acaba se mostrando realmente eficiente e segura", explica o médico Maurício Mônaco, da Pharmacia & Upjohn no Brasil. Para colocar o produto no mercado, as empresas não gastam menos de meio bilhão de dólares.
Remédio natural
A estimativa vale também para os remédios encontrados semiprontos na natureza, como aconteceu com o Synercid. Ele faz parte de um grupo de substâncias, denominadas estreptogaminas, que já haviam originado um mata-micróbio — a pristimacina, lançada na França na década de 60. Mas a droga só fazia sucesso como estimulante de crescimento de vacas e galinhas: misturada à comida, ajudava os animais a engordar. Os cientistas não sabem até hoje por quê.
O fato é que a pristimacina nunca teve a ação que se esperava dela como remédio. Assim, o trabalho dos pesquisadores da Aventis foi o de aprimorar outras estreptogaminas em laboratório. Após dez anos de tentativas, eles descobriram que essas substâncias eram muitos mais letais para os micróbios quando aplicadas em duplas aos organismos doentes. O Synercid nasceu de uma aliança entre a quinuspristina e a dalfopristina. Juntas, elas produzem um efeito dezesseis vezes maior do que cada uma delas sozinha.
Batalha com um inimigo invencível
Apesar das vitórias, o inimigo renasce. É que os micróbios procriam com enorme velocidade e cada vez que um se divide em dois, duplicando seus genes, surge a chance de uma mutação que os torna resistentes aos remédios. "Há bactérias que se multiplicam de 10 em 10 minutos", diz o infectologista Jacyr Pasternak, do Hospital Albert Einstein, em São Paulo. "Elas têm um enorme potencial de mutação genética."
Ninguém duvida. As drogas recém- lançadas também serão ultrapassadas. A tarefa é de Sísifo, o personagem da mitologia grega condenado a empurrar uma pedra montanha acima que à noite deslizava montanha abaixo. Por isso, os pesquisadores propõem remédios novos sem parar.
Saber usar
Entre os que vêm aí há um novo tipo de glicopeptídeo, o mesmo grupo de substâncias da vancomicina. Ainda sem nome, ele poderá ser lançado pelo laboratório Eli-Lilly dentro de um ano e meio, como alternativa para o fracasso dessa. "Fizemos uma modificação na molécula para facilitar sua entrada na membrana bacteriana", explica André Feher, diretor-médico do laboratório no Brasil. Parte dos testes em gente está sendo realizada em instituições brasileiras, em São Paulo.
Mas, enquanto os novos remédios não chegam, deve-se fazer o melhor uso possível dos que estão à mão. Na verdade, muitos são muito mal administrados. Para ter uma idéia, o Centro de Controle de Prevenção de Doenças (CDC) nos Estados Unidos estima que um terço das prescrições de antibióticos naquele país é indevido. E o pior de tudo é que, quanto mais se utiliza uma droga, maior é a probabilidade de surgir uma bactéria imune a ela. O uso excessivo acaba fortalecendo o inimigo. Se os antibióticos não forem administrados com sabedoria, nem a astúcia dos computadores nem a riqueza natural do organismo poderão fornecer armas eficientes para manter as infecções longe.
A penicilina, o primeiro antibiótico, demorou a ser fabricada. Descoberta em 1928 pelo bacteriologista escocês Alexander Fleming, ela é produzida naturalmente, pelo fungo penicillium, mas em pequena quantidade. Só em 1941 a empresa americana Pfizer alcançou a escala industrial. Para tanto, usou tanques de fermentação refinados, até então usados para produzir ácido cítrico, matéria-prima de sucos e de produtos de limpeza. Só aí o fungo desinibiu-se.Estafilococo
Inofensivo para quem está saudável, esse bacilo virou flagelo em hospitais e enfermarias. Por meio de cateteres, ele escala a corrente sangüínea e se alastra, podendo causar septicemia, infeção generalizada pelo organismo do paciente. Provoca morte.
Estreptococo
Ele é o vilão de moléstias como pneumonia, meningite e infecção nos ouvidos. Em geral essas bactérias são destruídas pela penicilina ou seus derivados, como a metilcilina. Mas algumas já se tornaram super-resistentes.
Enterococo
Em 1986, ele foi o primeiro bacilo a apresentar indivíduos que resistiam até ao antibiótico mais potente, a vancomicina. Causa dolorosas infecções urinárias, cirúrgicas e septicemia. Pseudomona
Provoca alguns tipos de pneumonia e até septicemia.
Clebisiela
Causa temíveis infecções em berçários.
Acinetobacter
É responsável por algumas infecções. abdominais e por septicemia. 1. Clone mensageiro
Um pouco antes de se dividir em duas, a bactéria produz grande quantidade de proteínas. No começo desse processo, ela faz em seu núcleo uma cópia simplificada do DNA, chamada RNA-tradutor (o RNAt).
2. Fábrica de matéria
Em seguida, o RNAt procura um auxiliar, o RNA-mensageiro (RNAm). Os dois se encontram no ribossomo, a fábrica de proteínas.
3. Bloqueio cerrado
É aqui que o Zyvox atua. Ele atravessa a membrana da bactéria e invade sua massa interna, o citoplasma, bloqueando o caminho do RNAt em direção ao ribossomo.
4. Caminho livre
Na ausência do Zyvox, o RNAt encontra o RNAm e o envia ao citoplasma para buscar aminoácidos. Com eles, monta as proteínas que vão gerar, mais tarde, a nova bactéria.
5. Reforço oportuno
Pode-se atacar o bacilo com o Synercid. Um dos componentes do antibiótico, a quinuspristina, se agarra ao ribossomo e bloqueia a volta do RNAm com seus aminoácidos. Outro componente, a dalfopristina, gruda no primeiro e reforça o bloqueio. A fechadura química aborta o processo de reprodução. O pioneiro
Alexander Fleming descobre a penicilina. O primeiro antibiótico começa a ser usado, efetivamente, na década de 40.
Remédio driblado
Aparecem as primeiras bactérias capazes de escapar da ação da penicilina. Ainda assim ela mateve-se eficiente até o início dos anos 50.
Nova fórmula
Surge a metilcilina, um aperfeiçoamento da penicilina. Ela é derrotada logo depois.
Anos dourados
Criam-se as poderosas tetraciclinas e fluorquinolonas. Com o sucesso, os laboratórios reduzem o ritmo das pesquisas.
Contra-ataque
As bactérias adquirem resistência às drogas disponíveis. Os pesquisadores diminuem a ação tóxica da vancomicina, conhecida desde 1958.
Supermutante
Anuncia-se no Japão o primeiro caso de um bacilo, o estafilococo, resistente à vancomicina.
Novos heróis
O Zyvox e o Synercid funcionam onde a vancomicina falha. Tomara que por muito tempo.
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Análise genética de microrganismos mostra diversidade maior do que a esperada pelos cientistas
Bactérias cultivadas pela equipe dos Institutos Nacionais de Saúde (EUA) diretamente da pele humana (foto: Julie Segre).
A pele humana é habitada por uma diversidade de bactérias muito maior do que se acreditava. É o que mostra a análise genética de microrganismos coletados em várias partes da superfície do corpo de pessoas saudáveis. O estudo, publicado esta semana na Science, fornece dados que podem ajudar no desenvolvimento de estratégias de tratamento e prevenção de doenças da pele. Por ser a interface entre o corpo humano e o meio externo, a pele é uma das primeiras linhas de defesa do organismo contra a entrada de agentes patogênicos. Para compreender melhor a relação entre as células da pele e os milhões de micróbios que vivem sobre sua superfície, cientistas norte-americanos decidiram investigar o genoma de todos esses microrganismos. “Caracterizar a microbiota que habita locais específicos pode fornecer pistas sobre o delicado balanço entre a saúde da pele e a doença”, dizem no artigo. “Esperamos que nossos dados acelerem esforços para entender os complexos fatores genéticos e ambientais envolvidos em doenças que afetam a pele, como eczema, psoríase, acne, infecções resistentes a antibióticos e muitas outras”, diz uma das autoras do artigo, Julia Segre, pesquisadora dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos (NIH). O estudo faz parte do Projeto Microbioma Humano, conduzido pelo NIH. Essa iniciativa tem como objetivo descobrir quais comunidades microbianas estão presentes em diferentes partes do corpo humano e como elas mudam com a ocorrência de doenças. Além da pele, a pesquisa inclui o nariz, o trato digestivo, a boca e a vagina. Os resultados recém-divulgados fornecem dados sobre a variedade e a distribuição das bactérias na superfície do corpo e identifica os locais com maior e menor diversidade de espécies microbianas.
Os pesquisadores identificaram bactérias presentes em 20 áreas da pele humana com características diferentes: oleosas (pontos azuis), úmidas (pontos verdes) e secas (pontos vermelhos). Imagem: Jane Ades/ NHGRI.
A equipe usou tecnologias modernas de sequenciamento genético e análise computacional para identificar bactérias de 20 diferentes partes do corpo de 10 voluntários saudáveis. As áreas selecionadas são predispostas a contrair doenças associadas à atividade de micróbios e se encaixam em três perfis diferentes: oleosas, úmidas e secas. Diversidade inesperada Os pesquisadores identificaram mais de 112 mil sequências genéticas bacterianas e, a partir delas, detectaram bactérias de 205 gêneros diferentes, pertencentes a 19 filos. Os métodos tradicionais usados até então, baseados no cultivo de amostras microbianas em laboratório, tinham resultados bem mais modestos: a nossa pele seria dominada por bactérias do gênero Staphylococcus, com pouca variação adicional. Segundo o estudo, a diversidade de bactérias seria influenciada principalmente pela localização do corpo. Áreas secas e úmidas da pele têm uma variedade maior de micróbios do que as oleosas. As comunidades bacterianas mais diversas estão localizadas na parte interior do antebraço, que apresentou em média 44 espécies. As menos diversas estão atrás das orelhas, área em que foi identificada uma média de 15 espécies. A análise mostrou também que regiões com características parecidas abrigam comunidades bacterianas similares. Além disso, grupos de bactérias presentes em uma parte específica do corpo são geralmente semelhantes em todas as pessoas. Já as diferenças entre as partes do corpo de uma mesma pessoa são muito maiores. “Axilas úmidas e com pelos, por exemplo, ficam a uma curta distância de antebraços lisos e secos, mas esses dois locais são tão ecologicamente diferentes quanto florestas tropicais e desertos”, explicam os pesquisadores no artigo. Para verificar se o microbioma da pele poderia se alterar ao longo do tempo, a equipe avaliou novamente amostras de metade dos voluntários, cerca de quatro a seis meses após a primeira coleta. Os cientistas descobriram que a maior parte das novas amostras se assemelhava mais às coletadas anteriormente no mesmo indivíduo do que às de outros voluntários. O estudo revelou ainda que o vinco de pele que fica do lado de fora do nariz é o local com a comunidade microbiana mais semelhante à encontrada dentro do nariz. Em uma parcela significativa da população, as vias nasais abrigam colônias de Staphylococcus aureus resistente à meticilina, uma superbactéria geralmente associada a infecções hospitalares. As novas informações podem ser úteis para o combate a esse microrganismo que vem preocupando cada vez mais os agentes de saúde pública.
O curioso mundo das bactérias
Os cientistas hoje acreditam que todos os seres existentes na Terra tiveram origem em uma célula inicial que surgiu há cerca de três bilhões de anos. Seres semelhantes a esse primeiro habitante do nosso planeta estão atualmente por toda a parte! Na natureza, fazem a reciclagem da matéria orgânica, que são os restos animais e vegetais. Nas indústrias, estão entre os produtores de antibióticos, vacinas e até iogurtes e outros derivados do leite. Na pele, ajudam a nos proteger de agentes causadores de infecções. Mas, algumas delas, quando entram em nosso organismo, podem provocar doenças como tuberculose, tétano e cólera. Já adivinhou de quem se trata? Das bactérias! Agora, abra bem os olhos para conhecer um pouco sobre o mundo desses seres microscópicos.
As bactérias foram observadas pela primeira vez em 1676, pelo comerciante e cientista amador Antony Van Leeuwenhoek, da Holanda. Com o auxílio de lentes de aumento, ele viu esses microscópicos seres em uma gota d'água. Entusiasmado, chamou-as de "as mais maravilhosas das maravilhas". A partir de então, as bactérias foram bastante estudadas. Descobriu-se que elas são unicelulares, isto é, formadas por uma única célula. Como esta célula não apresenta envoltório nuclear, as bactérias são consideradas organismos procariotos - formados por uma só célula sem núcleo.
Quando se apresentam isoladamente, as bactérias recebem o nome de cocos, bacilos e espirilos, de acordo com a forma. Mas elas também podem ser vistas em grupos e, neste caso, são chamadas diplococos, quando aparecem de duas em duas; estafilococos, quando apresentam forma semelhante a um cacho de uvas; e estreptococos, quando se organizam em cadeias.
O fato de serem organismos de estrutura relativamente simples, formados por uma só célula, não significa que as bactérias sejam indefesas e sem função. Elas têm parede celular, que determina a sua forma e as protegem das agressões do meio em que vivem. Têm membrana citoplasmática, que permite a passagem de nutrientes do meio em que vivem para dentro de seu corpo e que ainda age como barreira para substâncias tóxicas. Algumas delas têm cápsula, estruturas que as protegem da ação dos leucócitos (as células de defesa do nosso corpo). Elas têm ribossomos, que produzem proteínas, elementos fundamentais para a vida das bactérias. Têm flagelos, que são como caudas, responsáveis pela sua movimentação. E têm ainda fímbrias - estruturas mais finas e curtas que os flagelos -, que são responsáveis pela aderência desses seres microscópicos às mucosas do nosso organismo e que também participam da reprodução das bactérias. Algumas delas também podem produzir esporos, estruturas que as tornam resistentes ao calor, ao frio e a agentes químicos, como desinfetantes.
Um pode ser igual a dois?
Nas aulas de ciências, a professora costuma dizer que a célula está dividida em três partes: membrana, citoplasma e núcleo. Uma informação curiosa, e para o qual você pode não ter dado muita atenção no início da leitura, é que as bactérias, apesar de terem o corpo formado por uma só célula, não possuem núcleo. Mas se é dentro do núcleo que ficam os cromossomos, estruturas formadas por moléculas de DNA, que são os responsáveis pela transmissão de características dos pais para os filhos, como é que as bactérias passam suas características aos seus descendentes?
É que, embora não tenham núcleo, as bactérias apresentam um cromossomo formado por uma única molécula de DNA completamente enovelada. A região onde esse cromossomo se localiza dentro da bactéria é chamada nucleóide. Além do DNA cromossômico, as bactérias apresentam um DNA extra chamado plasmídio. Alguns plasmídios são responsáveis pela resistência das bactérias a alguns tipos de antibióticos.
Transmitir características lembra reprodução e reprodução de bactéria pode ser de duas formas: assexuada e sexuada. Quando ocorre a fissão binária, isto é, uma bactéria sozinha se divide originando duas bactérias, dizemos que a bactérias reproduziu-se assexuadamente. Já quando ocorre a conjugação, ou seja, o contato físico entre duas bactérias, diz-se que a reprodução é sexuada.
Na conjugação de algumas bactérias, as fímbrias sexuais funcionam como uma ponte. Assim, uma bactéria doadora passa parte do seu cromossomo para uma bactéria receptora, resultando em uma célula com constituição genética diferente das duas que lhe deram origem. Neste caso, a nova bactéria é chamada recombinante.
Alguns estreptococos produzem uma substância chamada feromônio sexual, que funciona como um perfume para atrair outra bactéria, favorecendo o processo de conjugação. Seja a reprodução sexuada ou assexuada, o fato é que as bactérias se multiplicam com grande rapidez, podendo originar uma nova bactéria a cada vinte minutos. Matematicamente, uma única bactéria, em um período de onze horas, dá origem a cinco milhões de novas bactérias! Não é à toa que elas são os mais abundantes seres do planeta...
Ciência Hoje das Crianças 109, dezembro 2000Maria do Socorro Vieira Pereira,Departamento de Biologia Molecular,Universidade Federal da Paraíba.
Bactérias no combate à poluição
Micro-organismo modificado geneticamente remove metais pesados de efluentes industriais
Uma bactéria capaz de sobreviver em ambientes contaminados com metais pesados acaba de ganhar uma nobre função graças à engenharia genética. A Cupriavidus metallidurans CH34 foi modificada geneticamente para fixar em sua membrana inúmeros metais, como chumbo, zinco e cádmio, os mais tóxicos encontrados no ambiente, e ajudar assim na despoluição de efluentes industriais.
Em seu estado natural (à esquerda), a CH34 agrega pouca quantidade de metais – como o chumbo (nas fotos) – em sua membrana. Modificada geneticamente (à direita), a bactéria é capaz de manter os íons metálicos na sua superfície em níveis muito superiores aos do micro-organismo selvagem (imagens: Ronaldo Biondo).
Para conferir essa nova característica à CH34, o engenheiro químico Ronaldo Biondo, que desenvolveu a pesquisa no Programa de Pós-graduação em Biotecnologia da Universidade de São Paulo (USP), produziu em laboratório um gene sintético que codifica uma proteína que tem alta afinidade por metais pesados. Por meio de técnicas de engenharia genética, o pesquisador fez com que a proteína passasse a ser produzida na bactéria, onde é transportada até a membrana e se mantém ligada à superfície, passando a retirar os metais do ambiente. “A proteína sintética não alterou o desenvolvimento da bactéria, que permanece saudável durante o processo”, diz Biondo, que há quatro anos estuda a CH34, micro-organismo ainda pouco conhecido no Brasil. Com a modificação genética, a bactéria consegue agregar e manter na sua superfície os íons metálicos do ambiente em níveis muito superiores aos da bactéria selvagem. Em seu estado natural, a CH34 também aglutina metais, mas, devido a sistemas naturais de resistência, em pouco tempo eles são expulsos novamente para o ambiente. “Além de não ser patogênica, a CH34 modificada geneticamente passa a ser biorremediadora”, destaca o pesquisador. Testes realizados em laboratório comprovaram a eficiência da CH34 na remoção de metais pesados de efluentes. “A bactéria poderá recuperar metais de efluentes contaminados provenientes de indústrias e até mesmo do esgoto doméstico”, diz Biondo. Reaproveitamento dos metais Atualmente, a equipe trabalha no cultivo das bactérias transgênicas em um recipiente fechado chamado biorreator, que permite a passagem de líquidos e funciona como um filtro. “Alimentamos o biorreator com efluente contaminado e, ao mesmo tempo, procuramos manter uma concentração adequada de bactérias, para que o resíduo saia com níveis aceitáveis de metais, de acordo com o estabelecido pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente [Conama],” explica Biondo. Depois que a capacidade das bactérias de fixar os íons metálicos se esgota, é preciso descarregar o biorreator para incinerá-las e evitar sua dispersão no ambiente. Dessa forma, os metais retirados do efluente podem ser separados e reaproveitados. A bactéria modificada está sendo patenteada e em breve deve começar a ser usada por uma mineradora, que financiou o estudo. “A CH34 será um importante instrumento para a despoluição de efluentes”, aposta Biondo, que já recebeu dois prêmios científicos pela pesquisa. Juliana Marques Ciência Hoje On-line 23/01/2009
Papel das bactérias na formação de depósitos minerais
Microorganismos controlam concentração de metais tóxicos em lençóis freáticos
Microorganismos podem desempenhar um papel fundamental na formação de depósitos minerais. Isso é o que indica o exame de reentrâncias submersas de uma mina abandonada de zinco e chumbo no estado norte-americano de Wisconsin. Um grupo de geólogos coordenados por Jillian Banfield, da Universidade de Wisconsin-Madison, descobriu que bactérias encontradas na mina transformam sulfato em sulfeto de zinco e controlam a concentração de metais tóxicos nos lençóis freáticos da vizinhança. A descoberta foi publicada na edição de 1o de dezembro da revista Science.
Acúmulo de limo em túneis inundados de uma mina abandonada de chumbo e zinco no estado norte-americano de Wisconsin (foto: Jill Banfield)
No artigo, os pesquisadores caracterizam biofilmes naturais encontrados por mergulhadores nos túneis inundados da mina abandonada. Ao mesmo tempo que esses biofilmes apresentavam uma alta população de bactérias, eles pareciam ter grandes concentrações de sulfeto de zinco. Segundo os pesquisadores, esse composto é formado por bactérias da família Desulfobacteriaceae, que convertem sulfato ou ácido sulfúrico e zinco e outros metais tóxicos retirados de lençóis freáticos vizinhos em sulfetos.
Segundo Matthias Labrenz, autor principal do artigo, a reação provocada pelas bactérias (redução de sulfato para sulfeto) está ligada à oxidação de matéria orgânica. À medida que os microorganismos metabolizam material orgânico, eles liberam íons de sulfeto. Como resultado, o sulfeto de zinco se acumula rapidamente sob a forma de cristais microscópicos no biofilme.
Para realizar a reação, as bactérias recolhem dos lençóis freáticos metais tóxicos, controlando sua concentração. Além do zinco, os pesquisadores constataram que íons tóxicos de arsênio e selênio também foram retirados dos lençóis freáticos para se precipitar no biofilme. Segundo Banfield, em alguns casos, o acúmulo de zinco nos biofilmes pode trazer a concentração desse metal nos lençóis freáticos para patamares abaixo dos considerados seguros para que a água seja potável - feito que nenhum método de descontaminação existente atualmente consegue igualar.
Sulfato e ácido sulfúrico, poluentes associados à atividade mineradora, são parcialmente responsáveis pelo problema mundial de contaminação de regiões em que há sítios de mineração. A descoberta da equipe de Banfield pode ajudar a conceber uma técnica biológica de descontaminação do solo e dos lençóis freáticos nas áreas de mineração. O achado sugere também um procedimento biológico para a formação de depósitos de sulfeto de zinco em baixas temperaturas.
Bernardo EstevesCiência Hoje/RJ01/12/00
Bactérias encontradas em condições hostis
Micróbios sintetizam DNA e proteínas em temperaturas de -17o C
Bactérias em plena atividade metabólica foram encontradas no Pólo Sul, em um ambiente considerado extremamente adverso ao desenvolvimento de vida, devido ao frio excessivo, às altas doses de radiação ultravioleta e à escassez de luz e água. Não é novidade a existência de microorganismos em condições das mais hostis, mas não se tinha idéia de que eles podiam viver em temperaturas tão baixas. "Já foram encontradas bactérias até mesmo em rejeitos radioativos concentrados, no fundo da terra e no meio das rochas, mas nunca em frio tão forte", disse à Ciência Hoje on-line Douglas Capone, do Instituto Wrigley para Estudos do Meio Ambiente, na Califórnia, um dos autores da descoberta. Em seu trabalho no Pólo Sul, Capone e Edward Carpenter, da Universidade do Estado de Nova York em Stony Brook, encontraram as novas bactérias em temperaturas entre -12 e -17 graus Celsius, realizando normalmente a síntese de DNA e proteínas.
As novas bactérias, em imagem da equipe de Edward Carpenter
Algumas amostras das novas bactérias foram coletadas e analisadas microscopicamente. Estudos comparativos mostraram que diversas seqüências de seu DNA eram semelhantes às das bactérias do gênero Deinococcus, encontrado em diversos pontos do continente antártico. Acredita-se que esse gênero seja uma das mais antigas ramificações na evolução das bactérias, e que ele já existia antes que a Antártica ocupasse sua posição atual. "Ainda é cedo para dizer que são do mesmo gênero", afirma Douglas. "Entretanto, trata-se, pelo menos, de um parente próximo." A análise do código genético das novas bactérias continua sendo executada para que se possa enfim chegar a alguma conclusão quanto a sua identidade.
As bactérias encontradas podem pertencer ao gênero Deinococcus.Acima, a espécie Deinococcus radiodurans
As bactérias recém-encontradas talvez não sejam as últimas formas exóticas de vida descobertas no planeta. Alguns micróbios foram encontrados vivos em um pedaço de gelo retirado das profundezas do continente antártico. Eles seriam provenientes do misterioso Lago Vostok, o que se suspeita ser uma vasta extensão de água milhares de metros abaixo da camada de gelo do continente. A região ainda é um dos poucos lugares desconhecidos do planeta, e a descoberta de novos microorganismos certamente contribuirá para a expansão dos limites da vida conhecida na Terra. A existência de vida em condições hostis sugere ainda que, em outros lugares do Sistema Solar, possam ser encontrados organismos vivos - em escala microscópica, pelo menos.
Leonardo Cosendey Ciência Hoje On-line20/07/00
Microoperárias, as bactérias que valem ouro
Elas não recebem salário, não têm direito a férias e trabalham sem folga até a morte. Mesmo assim não justificam uma denúncia. São as bactérias especializadas em extrair o ouro aprisionado em minerais sem valor.
Por Débora Pinheiro
Imagine um bolo inglês, desses que têm uvas passas em seu interior. Agora imagine que você quer separar as passas, pois não gosta da massa. É mais ou menos esse o problema enfrentado por mineradoras que precisam resgatar pequenas quantidades de ouro embutidas em grãos de minerais como a pirita ("ouro de tolo"), a arsenopirita e a pirrotita. Para fazer essa limpeza delicada, uma empresa brasileira, a São Bento Mineração, a 200 quilômetros de Belo Horizonte, conta com bilhões de funcionárias invisíveis ao olho humano. São todas bactérias das espécies Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thioxidans e Leptospirilum ferrooxidans. Seu trabalho é comer a massa indesejada do bolo. Elas lançam enzimas digestivas sobre o minério e assim vão oxidando-o. Depois de algumas horas de ataque os grãos ficam porosos, como queijos suíços em que o ouro, ainda aprisionado, se torna mais acessível a um tratamento químico posterior (veja os infográficos). Todos os dias as microoperárias da São Bento dão duro em 300 toneladas de minério bruto, das quais extraem cerca de 250 quilos de ouro.
Matéria-prima
As rochas ricas em ouro são extraídas, na maioria das vezes, de minas subterrâneas. Até que se separe todo o metal precioso contido nelas, incluindo o tratamento com as bactérias, gasta-se cerca de dois dias e meio.
Lei da gravidade
Depois de britado e moído, o material passa por mesas vibratórias que funcionam como as bateias dos garimpeiros, separando as partículas de ouro livre, que são mais pesadas, das demais.
Espuma preciosa
A lama restante vai para um tanque no qual é adicionado um tensoativo, produto usado para fazer espuma. O mineral que contém ouro, gruda nas bolhas de ar e transborda.
Banquete
O material já traz certa quantidade de bactérias que normalmalmente o oxidam na natureza. Num tanque, ele vai receber mais desses microorganismos, recolhidos previamente da mina e cultivados em laboratório.
Enfim livres
Depois da ação as bactérias, os grãos vão para outro tanque, ao qual acrescenta-se cianeto de sódio, substância que reage apenas com o ouro, fazendo com que tome a forma líquida, que pode ser facilmente separada das impurezas.
Aqui você vê o corte transversal de um grão como o da foto que ilustra o item acima. O amarelo brilhante é o ouro. O preto são as trilhas abertas pelas bactérias. As demais tonalidades são outras substâncias que compõem o grão. Veja como é pequena a quantidade de metal precioso contida nele.
Estas são as bactérias Thiobacillus ferrooxidans, as principais estrelas da operação. São especialistas em oxidar ferro e enxofre, dos quais tiram a energia para sua sobrevivência. Enquanto se alimentam, vão abrindo caminho em direção ao ouro embutido nos grãos. Começaram a ser usadas na mineração em 1986, na África do Sul, e se mostraram econômicas para usinas grandes, que manipulam grandes quantidades de minério por dia. Além disso, não agridem o ambiente, como outros métodos adotados para fazer o mesmo serviço, que implicam na queima ou cozimento do minério e podem produzir gases perigosos. Elas são retiradas da mina, junto com o material rico em ouro, e multiplicadas em laboratório. Muitas vezes trabalham junto com auxiliares, as Thiobacillus thioxidans, suas sósias, que oxidam apenas enxofre, e as Leptospirilum ferrooxidans, que têm forma de espiral e oxidam o ferro.
O grão de minério já corroído pelas bactérias fica assim, todo esburacado, como um queijo suíço. Este mede menos de 1 centésimo de milímetro. É menor que um grão de areia, que costuma ter mais do que 2 centésimos de milímetro. O ouro fica lá dentro, escondido em um ou mais nichos.
Bactérias isoladas se comunicariam pelo ar
Microrganismos induzem resistência a antibiótico em população fisicamente separada
Populações da bactéria Escherichia coli conseguem se comunicar mesmo quando separadas fisicamente. É o que mostra um estudo realizado pelos pesquisadores Alan Parsons e Richard Heal, do Centro de Tecnologia Winfrith (Inglaterra). Seus resultados, publicados em 6 de junho no Journal of Applied Microbiology, sugerem que sinais produzidos por uma população de E. coli e lançados no ar ativam mecanismos de resistência a certos antibióticos em bactérias distantes. Os desdobramentos desse trabalho poderiam ajudar a combater bactérias resistentes a drogas e prevenir infecções hospitalares. Pesquisas anteriores já haviam mostrado que bactérias em meio líquido interagem entre si pela liberação de substâncias químicas. No entanto, o estudo desenvolvido pelos cientistas ingleses é o primeiro a sugerir a comunicação entre bactérias pelo ar. Somente a E. coli, que normalmente é encontrada no intestino humano e não causa doenças, foi usada nos experimentos. No entanto, é possível que outras bactérias, responsáveis por enfermidades graves, também consigam se comunicar à distância. Em experimentos, os pesquisadores utilizaram um recipiente de vidro dividido em dois compartimentos, entre os quais havia um orifício que permitia somente a passagem do ar. Primeiramente, uma das partes ficou vazia e, na outra, colocou-se uma população de E. coli em meio com antibióticos. Como já era de se esperar, as bactérias começaram a morrer. No entanto, quando a parte vazia foi preenchida com uma população de E. coli em meio sem antibióticos, as bactérias no outro compartimento não só sobreviveram como passaram a se multiplicar. Para explicar o fenômeno observado, os cientistas chegaram a levantar a hipótese de que as bactérias trocariam sinais eletromagnéticos. Porém, logo perceberam que estavam enganados: ao fechar o orifício que ligava os dois compartimentos, observaram que as bactérias no meio com antibióticos morriam. Assim, concluíram que a indução de resistência a antibióticos dependia da passagem de ar. Os cientistas verificaram se os sinais trocados entre populações bacterianas isoladas eram capazes de conferir resistência a quatro antibióticos. Observaram que esses sinais só conseguiam ativar os mecanismos de resistência a três drogas, ou seja, um dos antibióticos continuou eficaz apesar da comunicação bacteriana à distancia. Segundo o artigo do Journal of Applied Microbiology, "sistemas de sinalização intercelular existentes em bactérias permitem que a resistência a antibióticos seja transmitida entre populações fisicamente separadas", porém "a natureza exata dessa sinalização ainda não foi determinada".
Fernanda Marques Ciência Hoje On-line03/07/02
Infecção Hospitalar
Infecção Hospitalar (IH) é toda infecção adquirida pelo paciente após 48 horas de sua entrada no hospital ou quando o paciente recebe “alta” e, em seguida, desenvolve uma infecção, desde que tenha relação com a internação ou com o procedimento hospitalar realizado. A infecção hospitalar exclui as infecções que estavam incubadas no momento da internação.
Causas
A IH é geralmente provocada pela própria flora bacteriana do paciente, que se desequilibra pelo estado de saúde, cujo mecanismo de defesa contra infecções fica debilitado. A infecção pode ser desencadeada pelo uso de procedimentos invasivos (soros, cateteres e cirurgias) ou pelo contato da flora do paciente com a flora bacteriana do hospital. Existem fatores de risco inerentes à saúde de cada indivíduo que isoladamente elevam suas chances de complicações infecciosas.
As bactérias envolvidas nas infecções hospitalares são frequentemente transmitidas a partir do ambiente ou de paciente para paciente. Mais recentemente, o termo “infecção adquirida durante os cuidados de saúde” foi proposto para abranger as infecções adquiridas nos cuidados de longo prazo e nas instalações de reabilitação.
As infecções hospitalares tendem a afetar pacientes que são imunocomprometidos devido à idade, doença de base ou tratamento. Outras populações vulneráveis são aquelas com implante de corpos estranhos (tais como cateteres) ou os que recentemente se submeteram a transplante de órgão.
Bactérias Resistentes
Na realidade, as bactérias que causam a infecção hospitalar são, de maneira geral, diferentes das bactérias comuns, que costumam causar infecção na comunidade. A diferença reside no grau de resistência dessas bactérias aos antibióticos e isso decorre de uma série de fatores. Um dos principais fatores é o uso maciço e muitas vezes indiscriminado de antibióticos no ambiente hospitalar. O que chamamos de pressão seletiva dessas drogas sobre as bactérias faz com que as chamadas bactérias resistentes acabem predominando e determinando as infecções nos pacientes. São denominadas infecções hospitalares e apresentam mais dificuldade ao tratamento por causa dessa resistência.
Quais são essas bactérias?
Nos últimos anos, elas são várias: alguns cocos gran positivos como o Estafilococos aureus e o coagulase negativos, que hoje são patógenos (agentes infecciosos) muito importantes como causadores de infecção hospitalar e que vêm se tornando resistentes progressivamente a um número cada vez maior de antibióticos.
Além deles, temos os Enterococos. No Brasil, os casos de resistência dos Enterococos são mais recentes. Nos Estados Unidos e na Europa constituem, há alguns anos, um grande problema. Além disso, os Pneumococos, agentes causadores das pneumonias e de outras infecções das vias aéreas superiores, embora fossem sensíveis à penicilina, vêm apresentando um padrão de resistência progressivamente maior a esse medicamento, constituindo um problema grave de tratamento.
Além dos cocos gran positivos, temos os bacilos gran negativos: as enterobactérias representadas pela Klebsiella, E. coli, Citrobacter, Enterobacter, Serratia, Providencia, entre outras. No segundo grupo, o das não fermentadoras, as mais importantes são as pseudomonas e Acinetobacter. Essas bactérias, que são também muito importantes como causadoras de infecção hospitalar, têm a capacidade de desenvolver resistência produzindo enzimas que inativam os antibióticos.
Mecanismos de resistência Os mecanismos pelos quais as bactérias desenvolvem resistência são diferentes entre os cocos gran positivos e os bacilos gran negativos. As diferenças dependem dos mecanismos de ação dos antibióticos. Sabemos que esses medicamentos atuam sobre as bactérias de diferentes maneiras. Alguns atuam na síntese da parede celular da bactéria, fazendo com que essa parede se forme de maneira deficiente. Em conseqüência disso, a bactéria não resiste à agressão do meio ambiente, particularmente à pressão osmótica, e acaba sendo destruída. Esse é o mecanismo mais importante dos antibióticos betalactamicos, as penicilinas e as cefalosporinas, que compõem a maioria dos antibióticos. Um outro grupo importante de antibióticos que atuam dessa forma são os glicopeptídeos, nos quais está incluída a famosa vancomicina. Outros antibióticos têm mecanismos de ação diferentes, por exemplo, atuando em nível do ácido nucléico das bactérias e, com isso, impedindo que elas se multipliquem. Esses antibióticos, ao contrário dos anteriores, são chamados de bacteriostáticos, porque não destroem imediatamente as bactérias, apenas impedem a sua multiplicação.
As bactérias que desenvolvem resistência fazem com que pontos de ação dos antibióticos nelas próprias se modifiquem. Por exemplo, modificando as estruturas protéicas que permitem a entrada do antibiótico na bactéria — são as chamadas porinas — ou modificando as enzimas que vão ser inativadas pelo antibiótico, no caso, as proteínas ligadoras de penicilina (PBP) ou, finalmente, produzindo outras enzimas capazes de destruir ou neutralizar os antibióticos, como, por exemplo, as Betalactamases. Esses são os mecanismos mais importantes pelos quais as bactérias desenvolvem resistência aos antibióticos. A resistência, isso é importante ressaltar, na maioria das vezes é decorrente da seleção de cepas mutantes numa população de bactérias. As mutações são mecanismos aleatórios e relativamente pouco freqüentes. Se existe uma colônia com bilhões de bactérias, mas um pequeno número sofre mutação e se torna resistente ao antibiótico, caso seja usado o medicamento errado para determinada doença, ele pode acabar matando as bactérias sensíveis e tornando as resistentes predominantes. Estas vão gerar as infecções graves pela dificuldade de tratamento.
Infecções em UTIs
As infecções mais freqüentes em UTIs são aquelas causadas por bacilos Gram-negativos, como Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter, em especial pneumonias associadas à ventilação mecânica. Temos, também, muitas infecções na corrente sangüínea, ligadas ao uso de cateteres vasculares, causadas por agentes como os Staphylococcus aureus e os Staphylococcus coagulase-negativa multirresistentes. Um pouco menos prevalentes temos as infecções urinárias, sempre associadas, também, ao uso de cateteres de monitorização para diurese. Além destes agentes etiológicos comuns nas UTIs, temos, também, o Enterococcus.
http://www.wyeth.com.br/br/paciente_infeccaoh.htm
Bactérias em pânico
Dois novos antibióticos lançados no Brasil dão um xeque-mate nas bactérias mutantes e resistentes. A Medicina passou à frente de novo na luta contra as infecções.
Por Ivonete D. Lucirio, com Tânia Menai, de Nova York
Com seus átomos dispostos em uma combinação inédita, projetada por computador, a molécula de linezolida é uma peça absolutamente única na Química. Totalmente sintética e jamais vista por um microrganismo, sua aparição surpreende as bactérias que invade, destruindo-as sem que possam se defender — com a precisão de um míssil inteligente. Seu segredo são três engenhosos anéis de carbono (veja ilustração à esquerda), guarnecidos de átomos de nitrogênio, oxigênio e fósforo. Eles são a chave que bloqueia o sistema reprodutivo dos bacilos do tipo gram-positivo — aqueles que têm uma grossa membrana celular, rica em açúcar. Entre eles estão os perigosos estreptococos, os estafilococos e os enterococos, cujas quadrilhas de micróbios são impedidas de se multiplicar. Infelizmente, contra as bactérias gram-negativas — as que possuem várias membranas, ricas em gordura — a nova droga é inócua.
A programação para matar gram-positivas transformou a linezolida no princípio ativo do antibiótico mais eficiente que existe, o Zyvox, lançado em março no Brasil, pela empresa americana Pharmacy & Upjohn. Trata-se de uma arma nova, com a qual os médicos nocauteiam bactérias mutantes, que adquiriram resistência aos remédios disponíveis contra infecções e flagelam os hospitais.
Presente argentino
O artificioso Zyvox, entretanto, já ganhou um bom aliado, o naturalíssimo Synercid, que também chegou às farmácias brasileiras este ano, lançado pela empresa francesa Rhône-Poulenc, hoje Aventis. Esse mata-micróbio europeu, ao contrário do seu similar americano, não foi sintetizado em laboratório. Trata-se de um presente da natureza — na verdade, um presente argentino.
Seus dois princípios ativos, a quinuspristina e a dalfopristina, foram achados no fungo Streptomyces pristinaespiralis, na Patagônia. Não se sabe exatamente por que essa espécie fabrica as duas moléculas, mas assim que as encontraram, em uma amostra de solo colhida a esmo, depois de procurar princípios ativos poderosos no mundo inteiro, os pesquisadores da Aventis perceberam que tinham tirado a sorte grande.
Alguns brasileiros já testaram a superarma. Em 1998, uma paciente internada no Hospital Sírio-Libanês, em São Paulo, livrou-se da letal bactéria Staphylococcus aureus, causadora da osteomielite, com a ajuda do Synercid. Ele ainda estava em estudo na época, mas o médico Isídio Calish resolveu experimentar, porque o micróbio já havia derrotado a vancomicina, a melhor arma disponível àquela época.
"Sem o Synercid a paciente não teria melhorado ", afirma Calish.
A aliança das duas estratégias — a esperteza dos chips americanos e a habilidade européia de usar a riqueza natural dos organismos — dá mais proteção contra os micróbios. Mas os bacilos gram-negativos, incólumes às novas drogas, continuam a existir. Além disso, as malditas bactérias não param nunca de se transformar e renovar suas ameaças.
Com uma ajudazinha do computador
Quando os cientistas começam a desenvolver um novo antibiótico, primeiro estudam minuciosamente o comportamento das bactérias que querem destruir. Só depois que seus pontos fracos são identificados é que se pode projetar armadilhas para neutralizá-las. A pesquisa é complexa e demorada. Mesmo sabendo onde atacar, é preciso encontrar um veneno apropriado entre milhares de possibilidades.
No caso do Zyvox, o computador foi programado para analisar cerca de 100 000 arranjos entre átomos de centenas moléculas. Antes de tudo, os cientistas gravaram na memória da máquina todas as informações disponíveis sobre a biologia dos micróbios. Com isso, o computador foi capaz de "imaginar" substâncias inexistentes, teoricamente prejudiciais aos microrganismos. Depois, as moléculas promissoras foram peneiradas e as que não funcionavam como se pretendia, descartadas. Graças à propriedade dos chips de oferecer simulações virtuais de reações químicas, muitas vezes não foi necessário checar se a toxina projetada artificialmente tinha mesmo o efeito desejado. Esse tempo ganho pelos computadores foi precioso.
"De cada 100 moléculas candidatas a antibiótico, apenas uma acaba se mostrando realmente eficiente e segura", explica o médico Maurício Mônaco, da Pharmacia & Upjohn no Brasil. Para colocar o produto no mercado, as empresas não gastam menos de meio bilhão de dólares.
Remédio natural
A estimativa vale também para os remédios encontrados semiprontos na natureza, como aconteceu com o Synercid. Ele faz parte de um grupo de substâncias, denominadas estreptogaminas, que já haviam originado um mata-micróbio — a pristimacina, lançada na França na década de 60. Mas a droga só fazia sucesso como estimulante de crescimento de vacas e galinhas: misturada à comida, ajudava os animais a engordar. Os cientistas não sabem até hoje por quê.
O fato é que a pristimacina nunca teve a ação que se esperava dela como remédio. Assim, o trabalho dos pesquisadores da Aventis foi o de aprimorar outras estreptogaminas em laboratório. Após dez anos de tentativas, eles descobriram que essas substâncias eram muitos mais letais para os micróbios quando aplicadas em duplas aos organismos doentes. O Synercid nasceu de uma aliança entre a quinuspristina e a dalfopristina. Juntas, elas produzem um efeito dezesseis vezes maior do que cada uma delas sozinha.
Batalha com um inimigo invencível
Apesar das vitórias, o inimigo renasce. É que os micróbios procriam com enorme velocidade e cada vez que um se divide em dois, duplicando seus genes, surge a chance de uma mutação que os torna resistentes aos remédios. "Há bactérias que se multiplicam de 10 em 10 minutos", diz o infectologista Jacyr Pasternak, do Hospital Albert Einstein, em São Paulo. "Elas têm um enorme potencial de mutação genética."
Ninguém duvida. As drogas recém- lançadas também serão ultrapassadas. A tarefa é de Sísifo, o personagem da mitologia grega condenado a empurrar uma pedra montanha acima que à noite deslizava montanha abaixo. Por isso, os pesquisadores propõem remédios novos sem parar.
Saber usar
Entre os que vêm aí há um novo tipo de glicopeptídeo, o mesmo grupo de substâncias da vancomicina. Ainda sem nome, ele poderá ser lançado pelo laboratório Eli-Lilly dentro de um ano e meio, como alternativa para o fracasso dessa. "Fizemos uma modificação na molécula para facilitar sua entrada na membrana bacteriana", explica André Feher, diretor-médico do laboratório no Brasil. Parte dos testes em gente está sendo realizada em instituições brasileiras, em São Paulo.
Mas, enquanto os novos remédios não chegam, deve-se fazer o melhor uso possível dos que estão à mão. Na verdade, muitos são muito mal administrados. Para ter uma idéia, o Centro de Controle de Prevenção de Doenças (CDC) nos Estados Unidos estima que um terço das prescrições de antibióticos naquele país é indevido. E o pior de tudo é que, quanto mais se utiliza uma droga, maior é a probabilidade de surgir uma bactéria imune a ela. O uso excessivo acaba fortalecendo o inimigo. Se os antibióticos não forem administrados com sabedoria, nem a astúcia dos computadores nem a riqueza natural do organismo poderão fornecer armas eficientes para manter as infecções longe.
A penicilina, o primeiro antibiótico, demorou a ser fabricada. Descoberta em 1928 pelo bacteriologista escocês Alexander Fleming, ela é produzida naturalmente, pelo fungo penicillium, mas em pequena quantidade. Só em 1941 a empresa americana Pfizer alcançou a escala industrial. Para tanto, usou tanques de fermentação refinados, até então usados para produzir ácido cítrico, matéria-prima de sucos e de produtos de limpeza. Só aí o fungo desinibiu-se.Estafilococo
Inofensivo para quem está saudável, esse bacilo virou flagelo em hospitais e enfermarias. Por meio de cateteres, ele escala a corrente sangüínea e se alastra, podendo causar septicemia, infeção generalizada pelo organismo do paciente. Provoca morte.
Estreptococo
Ele é o vilão de moléstias como pneumonia, meningite e infecção nos ouvidos. Em geral essas bactérias são destruídas pela penicilina ou seus derivados, como a metilcilina. Mas algumas já se tornaram super-resistentes.
Enterococo
Em 1986, ele foi o primeiro bacilo a apresentar indivíduos que resistiam até ao antibiótico mais potente, a vancomicina. Causa dolorosas infecções urinárias, cirúrgicas e septicemia. Pseudomona
Provoca alguns tipos de pneumonia e até septicemia.
Clebisiela
Causa temíveis infecções em berçários.
Acinetobacter
É responsável por algumas infecções. abdominais e por septicemia. 1. Clone mensageiro
Um pouco antes de se dividir em duas, a bactéria produz grande quantidade de proteínas. No começo desse processo, ela faz em seu núcleo uma cópia simplificada do DNA, chamada RNA-tradutor (o RNAt).
2. Fábrica de matéria
Em seguida, o RNAt procura um auxiliar, o RNA-mensageiro (RNAm). Os dois se encontram no ribossomo, a fábrica de proteínas.
3. Bloqueio cerrado
É aqui que o Zyvox atua. Ele atravessa a membrana da bactéria e invade sua massa interna, o citoplasma, bloqueando o caminho do RNAt em direção ao ribossomo.
4. Caminho livre
Na ausência do Zyvox, o RNAt encontra o RNAm e o envia ao citoplasma para buscar aminoácidos. Com eles, monta as proteínas que vão gerar, mais tarde, a nova bactéria.
5. Reforço oportuno
Pode-se atacar o bacilo com o Synercid. Um dos componentes do antibiótico, a quinuspristina, se agarra ao ribossomo e bloqueia a volta do RNAm com seus aminoácidos. Outro componente, a dalfopristina, gruda no primeiro e reforça o bloqueio. A fechadura química aborta o processo de reprodução. O pioneiro
Alexander Fleming descobre a penicilina. O primeiro antibiótico começa a ser usado, efetivamente, na década de 40.
Remédio driblado
Aparecem as primeiras bactérias capazes de escapar da ação da penicilina. Ainda assim ela mateve-se eficiente até o início dos anos 50.
Nova fórmula
Surge a metilcilina, um aperfeiçoamento da penicilina. Ela é derrotada logo depois.
Anos dourados
Criam-se as poderosas tetraciclinas e fluorquinolonas. Com o sucesso, os laboratórios reduzem o ritmo das pesquisas.
Contra-ataque
As bactérias adquirem resistência às drogas disponíveis. Os pesquisadores diminuem a ação tóxica da vancomicina, conhecida desde 1958.
Supermutante
Anuncia-se no Japão o primeiro caso de um bacilo, o estafilococo, resistente à vancomicina.
Novos heróis
O Zyvox e o Synercid funcionam onde a vancomicina falha. Tomara que por muito tempo.
Endereço desta matéria:http://www.superinteressante.com.br/superarquivo/2000/conteudo_132538.shtml
quarta-feira, 22 de abril de 2009
Um viva às queridas bactérias!
Esse pequeno artigo é uma amostra de como a vida é adaptativa e pode ser comum no cosmos. Mais um viva às bactérias!
Bactérias encontradas debaixo de geleira vivem sem oxigênio e luz há mais de um milhão de anos
A existência de vida em épocas e locais hostis, como as eras glaciais, pode estar mais perto de ser compreendida. Uma equipe anglo-americana encontrou bactérias em uma reserva de água salgada debaixo de uma enorme geleira na Antártica. Os micróbios sobrevivem ali há cerca de 1,5 milhão de anos, sob temperaturas extremamente baixas e em um ambiente sem luz e oxigênio.
O lago salgado fica sob a geleira de Taylor, uma montanha de 400 metros de gelo localizada nos Vales Secos da Antártica, um dos lugares mais inóspitos do planeta. Devido a uma média de precipitação extremamente baixa, não há animais ou plantas na região. A partir da análise de uma amostra do líquido que compõe esse reservatório subglacial, os pesquisadores descobriram 17 espécies de bactérias. “É provável que existam bem mais”, afirma à CH On-line a bióloga Jill Mikucki, pesquisadora da Universidade Dartmouth (EUA) e autora principal do artigo que descreve a descoberta, publicado na Science desta semana. A amostra do lago salgado subglacial foi recolhida pela equipe de Mikucki no topo da geleira de Taylor, onde o líquido, de cor avermelhada, brota de forma intermitente. Contrariando as suposições anteriores de que essa coloração era resultado da presença de algas vermelhas, as análises do grupo constataram que a cor acobreada se deve à existência de óxido de ferro na água. Bactérias adaptadas Mas como seria possível existir vida em um ambiente tão hostil, sem oxigênio e luz? A pesquisa revela que as bactérias respiram por meio do metabolismo de ferro, enxofre e carbono. Não por acaso, foram encontradas na amostra do líquido do reservatório grandes quantidades de ferro e de sulfato (íon formado por átomos de enxofre e oxigênio). “Embora haja outros seres que utilizam o ferro e o sulfato na respiração, o modo como essas bactérias usam tais elementos é único”, comenta Mikucki, que era pesquisadora da Universidade Harvard (EUA) quando desenvolveu o estudo. Segundo os cientistas, as bactérias do lago salgado se mostraram similares àquelas presentes nos oceanos modernos. A origem mais provável da água salgada sob a geleira de Taylor seriam os mares do Plioceno, período compreendido entre 5 milhões e 1 milhão de anos atrás. “O longo período de isolamento desses micróbios fez com que algumas espécies conseguissem se adaptar à falta de luz e de oxigênio, passando a respirar de forma anaeróbica”, explica a bióloga. Os resultados do grupo podem ajudar no estudo de seres vivos que eventualmente sejam encontrados em Marte, já que a superfície dos Vales Secos da Antártica é comparável à do planeta vermelho. “A descoberta de bactérias em ambientes de frio extremo, escuridão e ausência oxigênio pode nos ajudar a pesquisar a possibilidade de vida sob condições tão hostis, como nas eras glaciais e em Marte”, confirma Mikucki. “Ela também nos faz pensar que talvez essas condições não sejam, na verdade, tão hostis assim.”
Isabela Fraga Ciência Hoje On-line 16/04/2009
Os limites da vida
Bactérias encontradas debaixo de geleira vivem sem oxigênio e luz há mais de um milhão de anos
A existência de vida em épocas e locais hostis, como as eras glaciais, pode estar mais perto de ser compreendida. Uma equipe anglo-americana encontrou bactérias em uma reserva de água salgada debaixo de uma enorme geleira na Antártica. Os micróbios sobrevivem ali há cerca de 1,5 milhão de anos, sob temperaturas extremamente baixas e em um ambiente sem luz e oxigênio.
O lago salgado fica sob a geleira de Taylor, uma montanha de 400 metros de gelo localizada nos Vales Secos da Antártica, um dos lugares mais inóspitos do planeta. Devido a uma média de precipitação extremamente baixa, não há animais ou plantas na região. A partir da análise de uma amostra do líquido que compõe esse reservatório subglacial, os pesquisadores descobriram 17 espécies de bactérias. “É provável que existam bem mais”, afirma à CH On-line a bióloga Jill Mikucki, pesquisadora da Universidade Dartmouth (EUA) e autora principal do artigo que descreve a descoberta, publicado na Science desta semana. A amostra do lago salgado subglacial foi recolhida pela equipe de Mikucki no topo da geleira de Taylor, onde o líquido, de cor avermelhada, brota de forma intermitente. Contrariando as suposições anteriores de que essa coloração era resultado da presença de algas vermelhas, as análises do grupo constataram que a cor acobreada se deve à existência de óxido de ferro na água. Bactérias adaptadas Mas como seria possível existir vida em um ambiente tão hostil, sem oxigênio e luz? A pesquisa revela que as bactérias respiram por meio do metabolismo de ferro, enxofre e carbono. Não por acaso, foram encontradas na amostra do líquido do reservatório grandes quantidades de ferro e de sulfato (íon formado por átomos de enxofre e oxigênio). “Embora haja outros seres que utilizam o ferro e o sulfato na respiração, o modo como essas bactérias usam tais elementos é único”, comenta Mikucki, que era pesquisadora da Universidade Harvard (EUA) quando desenvolveu o estudo. Segundo os cientistas, as bactérias do lago salgado se mostraram similares àquelas presentes nos oceanos modernos. A origem mais provável da água salgada sob a geleira de Taylor seriam os mares do Plioceno, período compreendido entre 5 milhões e 1 milhão de anos atrás. “O longo período de isolamento desses micróbios fez com que algumas espécies conseguissem se adaptar à falta de luz e de oxigênio, passando a respirar de forma anaeróbica”, explica a bióloga. Os resultados do grupo podem ajudar no estudo de seres vivos que eventualmente sejam encontrados em Marte, já que a superfície dos Vales Secos da Antártica é comparável à do planeta vermelho. “A descoberta de bactérias em ambientes de frio extremo, escuridão e ausência oxigênio pode nos ajudar a pesquisar a possibilidade de vida sob condições tão hostis, como nas eras glaciais e em Marte”, confirma Mikucki. “Ela também nos faz pensar que talvez essas condições não sejam, na verdade, tão hostis assim.”
Isabela Fraga Ciência Hoje On-line 16/04/2009
quinta-feira, 9 de abril de 2009
Vamos constituir uma ONG Ambientalista?
Tenho esse desejo faz alguns anos, participei da associação "Ajudando a Mãe Natureza", a 1ª e única ong ambiental da cidade de Parobé, algumas ações foram realizadas, muitas árvores foram doadas e plantadas, e terminou por aí. Vejo a necessidade de um movimento da comunidade para tornar nosso município mais agradável, mais arborizado, com mais vida silvestre, menos degradado, temos que valorizar a vida!
O que proponho é que me ajudem nessa empreitada de ter um ponto de partida para idéias e ações que possibilitem a sustentabilidade socio-econômica-ambiental em Parobé.
Sejamos partidários dessa causa, associem-se em prol de um futuro digno, com respeito aos verdadeiros valores que são naturais, se enxergamos as belezas da natureza, é somente porque somos parte integrante dela, não podemos deixar para o amanhã cuidar de nossa vida agora!
Me liguem, me procurem, me questionem, ajudem fazendo parte de algo novo, que poderá transformar suas vidas!
Façamos a diferença no mundo!
Fone: 81317775
Professor Cássio Eduardo Grovermann
O que proponho é que me ajudem nessa empreitada de ter um ponto de partida para idéias e ações que possibilitem a sustentabilidade socio-econômica-ambiental em Parobé.
Sejamos partidários dessa causa, associem-se em prol de um futuro digno, com respeito aos verdadeiros valores que são naturais, se enxergamos as belezas da natureza, é somente porque somos parte integrante dela, não podemos deixar para o amanhã cuidar de nossa vida agora!
Me liguem, me procurem, me questionem, ajudem fazendo parte de algo novo, que poderá transformar suas vidas!
Façamos a diferença no mundo!
Fone: 81317775
Professor Cássio Eduardo Grovermann
quarta-feira, 8 de abril de 2009
Exercícios sobre Classificação dos Seres Vivos Para o 2º ano
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO – CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA
01 - (Unifesp-SP) -―Em uma área de transição entre a mata atlântica e o cerrado, são encontrados o pau-d’arco (Tabebuia serratifolia), a caixeta (Tabebuia cassinoides) e alguns ipês (Tabebuia aurea, Tabebuia alba, Cybistax antisyphillitica). O cipó-de-são-joão (Pyrostegia venusta) é também freqüente naquela região.
Considerando os critérios da classificação biológica, no texto são citados
a) 3 gêneros e 3 espécies
b) 3 gêneros e 4 espécies
c) 3 gêneros e 6 espécies
d) 4 gêneros e 4 espécies
e) 4 gêneros e 6 espécies
02 - (UEPG-PR) Analise as espécies:
I. Homo erectus
II. Homo sapiens
III. Homo sapiens neanderthalensis
Podemos dizer que os indivíduos acima pertencem:
01. Ao mesmo gênero e família, e todos estão escritos corretamente de acordo com as regras de nomenclatura científica.
02. À mesma classe e ordem, e todos estão escritos corretamente.
04. Ao mesmo reino, e todos estão escritos corretamente.
08. Ao mesmo filo, e o último deles contém gênero, espécie e subespécie de acordo com a nomenclatura trinominal.
16. À mesma espécie e filo, e nem todos estão escritos de forma correta.
03 - (UFLA-MG) Em relação à sistemática e nomenclatura zoológica, pode-se afirmar que
I. Os nomes genéricos devem ser escritos com a primeira letra maiúscula e destacada do restante do texto.
II. A ordem hierárquica das categorias taxonômicas é: reino, filo, ordem, classe, família, gênero e espécie.
III. A escrita correta para a espécie humana, seguindo as regras de nomenclatura, é Homo sapiens.
IV. Os nomes da categoria da família em animais são sempre terminados em –idae, como, por exemplo, Felidae e Viperidae.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) Somente as afirmativas II e III são corretas.
b) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.
c) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
04 - (UFPI-PI) Segundo a classificação dos animais, numere a segunda coluna, de acordo com a primeira. Logo após, indique a alternativa em que se acha a seqüência correta,
1ª coluna 2ª coluna
1. Arthropoda ( ) Espécie
2. Reptilia ( ) Família
3. Ascaris lumbricoides ( ) Filo
4. Canidae ( ) Classe
5. Bothrops ( ) Gênero
A seqüência correta de cima para baixo é: a) 3-1-2-4-5
b) 5-4-1-3-2
c) 3-4-1-2-5
d) 2-5-4-3-1
e) 5-1-3-4-2
05 - (UPE-PE) - Dentre as categorias taxonômicas apresentadas abaixo, assinale aquela na qual os indivíduos apresentam maior grau de características semelhantes.
a) Ordem
b) Classe
c) Família
d) Reino
e) Gênero
( ) Chordata (saíram os invertebrados, ficaram os cordados);
( ) Animalia ou Metazoa (se enquadram todos os animais existentes na Terra);
( ) Carnívora (saíram herbívoros e roedores. Ficaram somente os carnívoros);
( ) Vertebrados (saiu o anfioxo, protocordado, ficaram somente os vertebrados);
( ) Canidae (saíram os felídeos e ursídeos. Ficaram apenas os canídeos);
( ) Mammalia (saíram peixes, anfíbios, répteis e aves. Ficaram somente os mamíferos);
( ) Canis familiaris (Saiu o lobo. Ficou o cão);
( ) Canis (Saiu a raposa. Ficaram o cão e o lobo, que pertencem ao gênero Canis).
a) 2, 1, 7, 3, 6, 4, 8, 5
b) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
c) 3, 1, 5, 2, 6, 4, 8, 7
d) 2, 1, 5, 3, 6, 4, 8, 7
e) 2, 1, 5, 3, 4, 6, 8, 7
06 - (Unesp-SP) - Considerando o sistema de classificação taxonômica, se duas espécies pertencem a duas famílias diferentes, então:
a) podem pertencer ao mesmo gênero.
b) podem pertencer à mesma ordem.
c) obrigatoriamente são da mesma classe.
d) pertencem a gêneros diferentes, mas não a ordens diferentes.
e) podem pertencer à mesma ordem, mas não à mesma classe.
07 - (PUC-RS) - INSTRUÇÃO: Responda à questão considerando a árvore evolutiva mais aceita pela comunidade científica. Ela inicia em um ancestral comum a todos os seres vivos e resulta nos seres vivos atuais.
Os números romanos I, II, III, IV e V correspondem, respectivamente, a:
a) animais, plantas, fungos, protistas e bactérias.
b) bactérias, protistas, fungos, plantas e animais.
c) bactérias, protistas, plantas, fungos e animais.
d) protistas, bactérias, fungos, animais e plantas.
e) protistas, fungos, bactérias, animais e plantas.
08 - (Ufpel-RS) - Carl von Linné (1707-1778), denominado Lineu, em Português, através de sua obra Systema Naturae, propôs uma forma de denominar os seres vivos por intermédio do que chamou de ―unidade básica de classificação‖ ou espécie.
Como exemplo, a ave conhecida popularmente como quero-quero é classificada, segundo o modelo de Lineu, como Vanellus chilensis.
De acordo com esses conceitos, analise as afirmativas abaixo.
I. O nome específico de um organismo é sempre composto de duas palavras: a primeira designa o gênero.
II. O nome específico do quero-quero é chilensis e o nome genérico é Vanellus.
III. O nome específico do quero-quero é binominal, e Vanellus é seu epíteto específico.
IV. O nome específico do quero-quero é binominal, e Chilensis, assim escrito, é seu epíteto específico.
V. A espécie Vanellus chilensis inclui o gênero, seguido de seu epíteto específico: chilensis.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) II e III b) IV e V c) II e IV d) I e III
e) I e V
10) (UNIMEP modificado) Alguns vírus atacam e destróem bactérias e por isso receberam o nome de bacteriófagos ou simplesmente fagos. Com relação a esses vírus, afirma-se que:
a) São constituídos quimicamente de moléculas de hidrocarbonetos
b) Possuem grandes quantidades de mitocôndrias e ergastoplasma essenciais para que se possam reproduzir
c) São constituídos de uma cápsula protéica e ácido nucléico o DNA, sendo apenas o DNA injetado na bactéria
d) São constituídos de nucleoproteína, e penetram inteiros dentro da bactéria, multiplicando-se, então, por cissiparidade
11) (UFBA modificado) A caracterização do vírus como ser vivo está relacionada com a capacidade de:
a) Sobreviver em meios de cultura artificiais mantidos em laboratório
b) Realizar a síntese de proteínas, utilizando seus próprios ribossomos
c) Reproduzir-se e sofrer modificações nas suas características hereditárias
d) Fabricar o seu próprio alimento, quando em vida livre, e armazena-lo, para uso, quando cristalizado
12) (UFBA modificado) No mundo dos excessivamente pequenos, encontram-se os vírus, que se caracterizam por serem:
a) De crescimento e multiplicação restritos ao interior das células que parasitam
b) Organismos vivos que se apresentam sob uma mesma forma
c) Estruturalmente semelhantes às células vegetais
d) Agentes infecciosos específicos de células animais
13. (UNAERP-SP) A classificação dos vírus como seres vivos é muito discutida. A característica encontrada em alguns dos seres vivos que os vírus não possuem é:
a) ser constituídos de ácidos nucléicos e proteínas.
b) ser capazes de auto-reprodução limitada.
c) apresentar estrutura celular com carioteca e citoplasma.
d) agir como parasitas intracelulares obrigatórios.
e) parasita células tanto animais e vegetais quanto bactérias.
14. (FMU-FIAM-FAAM-SP) Agentes infecciosos de natureza semelhante àquele que atualmente vem causando surtos de febre amarela são, também, causadores de:
a) malária e elefantíase
b) tripanossomíase e malária
c) tuberculose e sarampo
d) leishmaniose e catapora
e) catapora e sarampo
15. (MACK-SP) O material hereditário dos retrovírus é o (1). Esses vírus apresentam uma enzima, a transcriptase reversa, capaz de produzir moléculas de (2) a partir de (3).
Indique a alternativa que preenche de forma adequada as lacunas 1, 2 e 3.
a) RNA — RNA — DNA
b) DNA — RNA — DNA
c) RNA — DNA — RNA
d) DNA — DNA — RNA
e) DNA — RNA — RNA
16. (UNESP-SP) Os vírus são organismos obrigatoriamente parasitas, uma vez que só se reproduzem quando no interior de seus hospedeiros. Sobre os vírus, é correto afirmar que:
a) apresentam características fundamentais dos seres vivos: estrutura celular, reprodução e mutação.
b) são seres maiores que as bactérias, pois não atravessam filtros que permitem a passagem de bactérias.
c) são formados por uma carapaça protéica envolvendo o retículo rugoso com ribossomos utilizados na síntese de sua carapaça.
d) são todos parasitas animais, pois não atacam células vegetais.
e) podem desempenhar funções semelhantes aos antibióticos, ocasionando ―o lise bacteriano, e impedir a reprodução das bactérias.
17. (Unisinos-RS) Um aluno, ao observar os seres vivos microscópicos de um charco, verifica a grande quantidade de seres eucariontes unicelulares, coloniais ou não, e, com a ajuda da bibliografia, consegue identificar um microrganismo do gênero Euglena, que apresenta características tanto animais como vegetais, sendo autotróficos ou heterotróficos dependendo da presença ou ausência de luz e deslocando-se através do movimento de um flagelo.
Considerando o sistema de Classificação de Whittaker (1969), o aluno concluirá, pelas características observadas, que tal organismo pertence ao Reino:
a) Animalia b) Metaphyta c) Protista d) Monera
e) dos vírus
18. (Unesp-SP) Segundo a teoria de Oparin, a vida na Terra poderia ter sido originada a partir de substâncias orgânicas formadas pela combinação de moléculas, como metano, amônia, hidrogênio e vapor d’água, que compunham a atmosfera primitiva da Terra. A esse processo seguiram-se a síntese protéica nos mares primitivos, a formação dos coacervados e o surgimento das primeiras células. Considerando os processos de formação e as formas de utilização dos gases oxigênio e dióxido de carbono, a seqüência mais provável dos primeiros seres vivos na Terra foi:
a) autotróficos, heterotróficos anaeróbicos e heterotróficos aeróbicos.
b) heterotróficos anaeróbicos, heterotróficos aeróbicos e autrotróficos.
c) autotróficos, heterotróficos aeróbicos e heterotróficos anaeróbicos.
d) heterotróficos anaeróbicos, autotróficos e heterotróficos aeróbicos.
e) heterotróficos aeróbicos, autotróficos e heterotróficos anaeróbicos.
19. (FEI-SP) Admitindo-se que na atmosfera primitiva predominavam os gases H2, NH3 e CH4, supõe-se que os heterótrofos primitivos obtivessem energia para os processos vitais por:
a) fotossíntese
b) respiração aeróbica
c) biogênese
d) absorção de energia luminosa
e) fermentação
20. (PUC-SP) A presença da carioteca define os seres:
a) procariontes b) autótrofos c) eucariontes
d) heterótrofos e) unicelulares
21. (UFSE) Células procarióticas são encontradas em:
a) bactérias b) fungos c) musgos d) pteridófitas
e) angiospermas
22 .(UFMG) Em que alternativa as duas características são comuns a todos os indivíduos do reino Monera?
a) Ausência de núcleo e presença de clorofila.
b) Ausência de carioteca e presença de síntese protéica.
c) Incapacidade de síntese protéica e parasitas exclusivos.
d) Presença de um só tipo de ácido nucléico e ausência de clorofila.
e) Ausência de membrana plasmática e presença de DNA e RNA.
01 - (Unifesp-SP) -―Em uma área de transição entre a mata atlântica e o cerrado, são encontrados o pau-d’arco (Tabebuia serratifolia), a caixeta (Tabebuia cassinoides) e alguns ipês (Tabebuia aurea, Tabebuia alba, Cybistax antisyphillitica). O cipó-de-são-joão (Pyrostegia venusta) é também freqüente naquela região.
Considerando os critérios da classificação biológica, no texto são citados
a) 3 gêneros e 3 espécies
b) 3 gêneros e 4 espécies
c) 3 gêneros e 6 espécies
d) 4 gêneros e 4 espécies
e) 4 gêneros e 6 espécies
02 - (UEPG-PR) Analise as espécies:
I. Homo erectus
II. Homo sapiens
III. Homo sapiens neanderthalensis
Podemos dizer que os indivíduos acima pertencem:
01. Ao mesmo gênero e família, e todos estão escritos corretamente de acordo com as regras de nomenclatura científica.
02. À mesma classe e ordem, e todos estão escritos corretamente.
04. Ao mesmo reino, e todos estão escritos corretamente.
08. Ao mesmo filo, e o último deles contém gênero, espécie e subespécie de acordo com a nomenclatura trinominal.
16. À mesma espécie e filo, e nem todos estão escritos de forma correta.
03 - (UFLA-MG) Em relação à sistemática e nomenclatura zoológica, pode-se afirmar que
I. Os nomes genéricos devem ser escritos com a primeira letra maiúscula e destacada do restante do texto.
II. A ordem hierárquica das categorias taxonômicas é: reino, filo, ordem, classe, família, gênero e espécie.
III. A escrita correta para a espécie humana, seguindo as regras de nomenclatura, é Homo sapiens.
IV. Os nomes da categoria da família em animais são sempre terminados em –idae, como, por exemplo, Felidae e Viperidae.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) Somente as afirmativas II e III são corretas.
b) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.
c) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
04 - (UFPI-PI) Segundo a classificação dos animais, numere a segunda coluna, de acordo com a primeira. Logo após, indique a alternativa em que se acha a seqüência correta,
1ª coluna 2ª coluna
1. Arthropoda ( ) Espécie
2. Reptilia ( ) Família
3. Ascaris lumbricoides ( ) Filo
4. Canidae ( ) Classe
5. Bothrops ( ) Gênero
A seqüência correta de cima para baixo é: a) 3-1-2-4-5
b) 5-4-1-3-2
c) 3-4-1-2-5
d) 2-5-4-3-1
e) 5-1-3-4-2
05 - (UPE-PE) - Dentre as categorias taxonômicas apresentadas abaixo, assinale aquela na qual os indivíduos apresentam maior grau de características semelhantes.
a) Ordem
b) Classe
c) Família
d) Reino
e) Gênero
( ) Chordata (saíram os invertebrados, ficaram os cordados);
( ) Animalia ou Metazoa (se enquadram todos os animais existentes na Terra);
( ) Carnívora (saíram herbívoros e roedores. Ficaram somente os carnívoros);
( ) Vertebrados (saiu o anfioxo, protocordado, ficaram somente os vertebrados);
( ) Canidae (saíram os felídeos e ursídeos. Ficaram apenas os canídeos);
( ) Mammalia (saíram peixes, anfíbios, répteis e aves. Ficaram somente os mamíferos);
( ) Canis familiaris (Saiu o lobo. Ficou o cão);
( ) Canis (Saiu a raposa. Ficaram o cão e o lobo, que pertencem ao gênero Canis).
a) 2, 1, 7, 3, 6, 4, 8, 5
b) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
c) 3, 1, 5, 2, 6, 4, 8, 7
d) 2, 1, 5, 3, 6, 4, 8, 7
e) 2, 1, 5, 3, 4, 6, 8, 7
06 - (Unesp-SP) - Considerando o sistema de classificação taxonômica, se duas espécies pertencem a duas famílias diferentes, então:
a) podem pertencer ao mesmo gênero.
b) podem pertencer à mesma ordem.
c) obrigatoriamente são da mesma classe.
d) pertencem a gêneros diferentes, mas não a ordens diferentes.
e) podem pertencer à mesma ordem, mas não à mesma classe.
07 - (PUC-RS) - INSTRUÇÃO: Responda à questão considerando a árvore evolutiva mais aceita pela comunidade científica. Ela inicia em um ancestral comum a todos os seres vivos e resulta nos seres vivos atuais.
Os números romanos I, II, III, IV e V correspondem, respectivamente, a:
a) animais, plantas, fungos, protistas e bactérias.
b) bactérias, protistas, fungos, plantas e animais.
c) bactérias, protistas, plantas, fungos e animais.
d) protistas, bactérias, fungos, animais e plantas.
e) protistas, fungos, bactérias, animais e plantas.
08 - (Ufpel-RS) - Carl von Linné (1707-1778), denominado Lineu, em Português, através de sua obra Systema Naturae, propôs uma forma de denominar os seres vivos por intermédio do que chamou de ―unidade básica de classificação‖ ou espécie.
Como exemplo, a ave conhecida popularmente como quero-quero é classificada, segundo o modelo de Lineu, como Vanellus chilensis.
De acordo com esses conceitos, analise as afirmativas abaixo.
I. O nome específico de um organismo é sempre composto de duas palavras: a primeira designa o gênero.
II. O nome específico do quero-quero é chilensis e o nome genérico é Vanellus.
III. O nome específico do quero-quero é binominal, e Vanellus é seu epíteto específico.
IV. O nome específico do quero-quero é binominal, e Chilensis, assim escrito, é seu epíteto específico.
V. A espécie Vanellus chilensis inclui o gênero, seguido de seu epíteto específico: chilensis.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) II e III b) IV e V c) II e IV d) I e III
e) I e V
10) (UNIMEP modificado) Alguns vírus atacam e destróem bactérias e por isso receberam o nome de bacteriófagos ou simplesmente fagos. Com relação a esses vírus, afirma-se que:
a) São constituídos quimicamente de moléculas de hidrocarbonetos
b) Possuem grandes quantidades de mitocôndrias e ergastoplasma essenciais para que se possam reproduzir
c) São constituídos de uma cápsula protéica e ácido nucléico o DNA, sendo apenas o DNA injetado na bactéria
d) São constituídos de nucleoproteína, e penetram inteiros dentro da bactéria, multiplicando-se, então, por cissiparidade
11) (UFBA modificado) A caracterização do vírus como ser vivo está relacionada com a capacidade de:
a) Sobreviver em meios de cultura artificiais mantidos em laboratório
b) Realizar a síntese de proteínas, utilizando seus próprios ribossomos
c) Reproduzir-se e sofrer modificações nas suas características hereditárias
d) Fabricar o seu próprio alimento, quando em vida livre, e armazena-lo, para uso, quando cristalizado
12) (UFBA modificado) No mundo dos excessivamente pequenos, encontram-se os vírus, que se caracterizam por serem:
a) De crescimento e multiplicação restritos ao interior das células que parasitam
b) Organismos vivos que se apresentam sob uma mesma forma
c) Estruturalmente semelhantes às células vegetais
d) Agentes infecciosos específicos de células animais
13. (UNAERP-SP) A classificação dos vírus como seres vivos é muito discutida. A característica encontrada em alguns dos seres vivos que os vírus não possuem é:
a) ser constituídos de ácidos nucléicos e proteínas.
b) ser capazes de auto-reprodução limitada.
c) apresentar estrutura celular com carioteca e citoplasma.
d) agir como parasitas intracelulares obrigatórios.
e) parasita células tanto animais e vegetais quanto bactérias.
14. (FMU-FIAM-FAAM-SP) Agentes infecciosos de natureza semelhante àquele que atualmente vem causando surtos de febre amarela são, também, causadores de:
a) malária e elefantíase
b) tripanossomíase e malária
c) tuberculose e sarampo
d) leishmaniose e catapora
e) catapora e sarampo
15. (MACK-SP) O material hereditário dos retrovírus é o (1). Esses vírus apresentam uma enzima, a transcriptase reversa, capaz de produzir moléculas de (2) a partir de (3).
Indique a alternativa que preenche de forma adequada as lacunas 1, 2 e 3.
a) RNA — RNA — DNA
b) DNA — RNA — DNA
c) RNA — DNA — RNA
d) DNA — DNA — RNA
e) DNA — RNA — RNA
16. (UNESP-SP) Os vírus são organismos obrigatoriamente parasitas, uma vez que só se reproduzem quando no interior de seus hospedeiros. Sobre os vírus, é correto afirmar que:
a) apresentam características fundamentais dos seres vivos: estrutura celular, reprodução e mutação.
b) são seres maiores que as bactérias, pois não atravessam filtros que permitem a passagem de bactérias.
c) são formados por uma carapaça protéica envolvendo o retículo rugoso com ribossomos utilizados na síntese de sua carapaça.
d) são todos parasitas animais, pois não atacam células vegetais.
e) podem desempenhar funções semelhantes aos antibióticos, ocasionando ―o lise bacteriano, e impedir a reprodução das bactérias.
17. (Unisinos-RS) Um aluno, ao observar os seres vivos microscópicos de um charco, verifica a grande quantidade de seres eucariontes unicelulares, coloniais ou não, e, com a ajuda da bibliografia, consegue identificar um microrganismo do gênero Euglena, que apresenta características tanto animais como vegetais, sendo autotróficos ou heterotróficos dependendo da presença ou ausência de luz e deslocando-se através do movimento de um flagelo.
Considerando o sistema de Classificação de Whittaker (1969), o aluno concluirá, pelas características observadas, que tal organismo pertence ao Reino:
a) Animalia b) Metaphyta c) Protista d) Monera
e) dos vírus
18. (Unesp-SP) Segundo a teoria de Oparin, a vida na Terra poderia ter sido originada a partir de substâncias orgânicas formadas pela combinação de moléculas, como metano, amônia, hidrogênio e vapor d’água, que compunham a atmosfera primitiva da Terra. A esse processo seguiram-se a síntese protéica nos mares primitivos, a formação dos coacervados e o surgimento das primeiras células. Considerando os processos de formação e as formas de utilização dos gases oxigênio e dióxido de carbono, a seqüência mais provável dos primeiros seres vivos na Terra foi:
a) autotróficos, heterotróficos anaeróbicos e heterotróficos aeróbicos.
b) heterotróficos anaeróbicos, heterotróficos aeróbicos e autrotróficos.
c) autotróficos, heterotróficos aeróbicos e heterotróficos anaeróbicos.
d) heterotróficos anaeróbicos, autotróficos e heterotróficos aeróbicos.
e) heterotróficos aeróbicos, autotróficos e heterotróficos anaeróbicos.
19. (FEI-SP) Admitindo-se que na atmosfera primitiva predominavam os gases H2, NH3 e CH4, supõe-se que os heterótrofos primitivos obtivessem energia para os processos vitais por:
a) fotossíntese
b) respiração aeróbica
c) biogênese
d) absorção de energia luminosa
e) fermentação
20. (PUC-SP) A presença da carioteca define os seres:
a) procariontes b) autótrofos c) eucariontes
d) heterótrofos e) unicelulares
21. (UFSE) Células procarióticas são encontradas em:
a) bactérias b) fungos c) musgos d) pteridófitas
e) angiospermas
22 .(UFMG) Em que alternativa as duas características são comuns a todos os indivíduos do reino Monera?
a) Ausência de núcleo e presença de clorofila.
b) Ausência de carioteca e presença de síntese protéica.
c) Incapacidade de síntese protéica e parasitas exclusivos.
d) Presença de um só tipo de ácido nucléico e ausência de clorofila.
e) Ausência de membrana plasmática e presença de DNA e RNA.
quarta-feira, 1 de abril de 2009
O texto abaixo expressa uma opinião interessante sobre a importância de Darwin para a ciência contemporânea, vale a pena o ler integralmente.
Darwin: o super-herói
Bem-vindos a 2007! Neste ano, no dia 19 de abril para sermos exatos, terão ocorrido 125 anos desde a morte de Charles Darwin (1809-1882). A efeméride de 125 anos não é grande coisa – nem meritória de grandes simpósios, nem de elaboradas comemorações –, mas é um número redondo que representa 1/8 de milênio. Sua maior vantagem é que me dá uma desculpa para falar de Darwin nesta primeira coluna do ano. Na opinião do grande biólogo molecular americano James Watson, Charles Darwin foi a pessoa mais importante que já viveu na Terra! E vejam o que disse o filósofo americano Daniel Dennett (autor de A perigosa idéia de Darwin ): “Se eu tivesse de dar um prêmio para a melhor idéia que alguém já teve, eu o daria a Charles Darwin pela idéia da seleção natural. Eu o colocaria na frente de Newton e na frente de Einstein...”. Certamente essas hiperbólicas afirmativas deixam claro que o personagem Charles Darwin efetivamente passou do plano humano para o mítico, tornando-se assim um verdadeiro super-herói da modernidade. Em seu brilhante trabalho de mitologia comparativa, Joseph Campbell (1904-1987) verificou que os heróis de todas as culturas e religiões humanas compartilham um arco de vida similar, que ele chamou de “monomito”. No livro O herói de mil faces , ele descreve que, no processo de se transformar de humano em herói, o personagem universalmente passa por três estágios previsíveis: separação – iniciação – retorno. Isto é especialmente bem exemplificado na trajetória do herói Luke Skywalker em Guerra nas estrelas , pela simples razão de que a sua estória foi escrita por George Lucas estritamente seguindo as teorias de Campbell .
O herói Luke Skywalker, de Guerra nas estrelas , lançado em 1977. Sua trajetória mítica foi cuidadosamente planejada por George Lucas com base nas teorias de Joseph Campbell. Separação: Luke abandona os tios, com quem morava em uma fazenda, e parte em aventura com Han Solo, Léia e Obi-Wan Kenobi. Iniciação: principiada com Obi-Wan Kenobi, é completada com o Mestre Yoda na solidão do planeta Dagobah. Retorno: Luke usa o “lado bom da Força” para destruir a “Estrela da morte” e torna-se o herói maior da aliança rebelde.
O arco de vida de Darwin acidentalmente seguiu de maneira fiel o script monomítico de Campbell. Separação: o jovem destinado a se tornar pároco na Inglaterra vitoriana e ter uma vida monótona abandona seu país para uma aventura de volta ao mundo no navio Beagle . Iniciação: na viagem de cinco anos (dos quais ele passou 2/3 do tempo em terra), Darwin vence várias agruras como constante enjôo no mar, perde a fé religiosa, descobre sua vocação de naturalista e coleta uma fantástica coleção de espécimes biológicos. Retorno: Darwin completa sua aventura no isolamento de sua mansão campestre e emerge como autor da Origem das espécies , um livro contendo idéias que deram novo sentido à biologia e modificaram radicalmente a visão que a humanidade tem de si própria e de seu lugar no universo. Certamente uma trajetória mitológica perfeita – não é de se surpreender que Darwin tenha se tornado um super-herói. Darwin e a seleção natural Como já mencionei em uma coluna anterior , não foi Darwin quem originou o conceito de evolução, mas certamente foi ele quem elucidou o principal mecanismo através do qual a evolução das espécies ocorre, a seleção natural. Vamos ver como ele apresenta o conceito no capítulo 4 da Origem das espécies (minha tradução): “Visto que variações úteis ao homem certamente ocorreram, como pode então parecer improvável que outras variações de alguma forma úteis para cada organismo na grande e complexa batalha da vida deveriam surgir ao longo de muitas gerações? Se assim acontece, podemos duvidar (lembrando que muitos mais indivíduos nascem do que podem sobreviver) que indivíduos que tenham qualquer vantagem, por menor que ela seja, teriam uma maior chance de sobreviver e procriar? Por outro lado, podemos ter certeza que qualquer variação injuriosa de qualquer grau seria rigidamente eliminada. A essa preservação de diferenças e variações, e eliminação daquelas que são injuriosas, chamei Seleção Natural...” Não posso resistir à tentação de também citar o parágrafo seguinte, que aborda pela primeira vez o conceito de deriva genética, que dá título a esta coluna: “Variações que não são úteis ou injuriosas não seriam afetadas pela seleção natural e permaneceriam como um elemento flutuante, como vemos em algumas espécies polimórficas, ou se tornariam ultimamente fixadas, devido à natureza do organismo e à natureza das condições.” Certamente Darwin pensou em tudo! Pedindo emprestadas as palavras do filósofo grego Demócrito, podemos dizer que a teoria da evolução por seleção natural envolve o acaso e a necessidade. O acaso aparece na aleatoriedade do processo mutacional de geração de diversidade (em inglês, Generation Of Diversity, ou seja, GOD – legal, não é?). A necessidade, no processo de reprodução diferencial dos indivíduos mais bem adaptados ao ambiente. A idéia revolucionária de Darwin foi que essas duas forças combinadas eram suficientes para explicar, de forma natural, a emergência e evolução das diversas formas de vida na Terra. Não havia necessidade de invocar a intervenção de nenhum ser divino ou sobrenatural – a natureza se bastava! Como colocou Dennett, o darwinismo foi um “ácido universal”, que corroeu todas as crenças tradicionais. Muita gente pensa erroneamente que evolução por seleção natural é algo hipotético, na qual uma pessoa pode acreditar ou não. Pelo contrário, a evolução darwiniana hoje é uma verdade científica. Poucas teorias científicas conseguiram amealhar tanta evidência a seu favor. Em alguns casos, nós podemos observar a evolução darwiniana ocorrendo bem em frente dos nossos olhos! Vejamos um exemplo. Evolução em tempo real
Representação estilizada do HIV (vírus da imunodeficiência humana), responsável pela Aids (síndrome da imunodeficiência adquirida). O vírus sofre rápida evolução darwiniana no paciente com Aids (arte: DOE).
Um dos maiores flagelos atuais da humanidade, a pandemia de Aids, paradoxalmente nos dá uma oportunidade única: ver a evolução por seleção natural ocorrendo em tempo real. Isso acontece porque o vírus HIV replica-se com enorme rapidez e também porque a enzima responsável, a transcriptase reversa, é predisposta a erros. Em conseqüência, o HIV está constantemente sofrendo mutações, gerando no paciente um enxame de variantes virais sujeitas às forças da seleção natural. Quando um medicamento anti-HIV entra na corrente sangüínea, a seleção natural favorece as variantes resistentes do vírus, que então sobrevivem, se multiplicam e passam a predominar em pouco tempo. Este processo darwiniano é basicamente o mesmo que ocorreu nas centenas de milhões de anos da evolução da vida na Terra, só que agora é medido em dias e horas. Não há desenho nem direcionalidade, apenas as forças combinadas do acaso e da necessidade gerando cepas cada vez mais resistentes. Uma estratégia para tentar driblar esse processo de seleção é o uso concomitante de vários fármacos anti-retrovirais com alvos diferentes, a chamada terapia tríplice. Assim, para sobreviver, o vírus precisaria ter múltiplas resistências simultaneamente, o que é muito improvável. Infelizmente a variabilidade genética é tamanha que tal multirresistência ocorre em alguns casos. Dessa maneira, para doentes com Aids, a evolução por seleção natural é uma inimiga! Entretanto, recentemente foi descoberto que ela pode ser manipulada a favor do paciente. Isso, como sói acontecer, foi descoberto acidentalmente. Em 1997 a médica alemã Veronica Miller, da Universidade Goethe, em Frankfurt, estava tratando um paciente simultaneamente com vários medicamentos anti-HIV quando observou que não só havia resistência do vírus a todos eles, como também o paciente já estava apresentando sinais de toxicidade medicamentosa. Na falta de alternativas, ela decidiu suspender todos os medicamentos até que os sintomas tóxicos desaparecessem. Após três meses sem tratamento o paciente foi reexaminado e, para surpresa de todos, a resistência viral havia desaparecido! Em outras palavras, em 90 dias a população do HIV havia evoluído de um estado de resistência a todos os fármacos a um estado de suscetibilidade a todos eles. O que havia ocorrido? Logo se constatou a razão. Na presença dos medicamentos, as cepas resistentes predominavam, mas algumas cópias do vírus infectante original não resistente (o chamado tipo selvagem) sobreviviam nos linfócitos. Quando os medicamentos foram suspensos, a vantagem seletiva das cepas resistentes desapareceu e o tipo selvagem, melhor adaptado a esse ambiente sem fármacos, começou a se replicar com enorme velocidade e logo substituiu as mutantes resistentes. A partir dessa constatação, nasceu o chamado “tratamento de interrupções estruturadas” da Aids, uma nova arma na guerra contra a doença, alicerçado ortodoxamente em princípios darwinianos! Darwin e o conceito de vida No primeiro capítulo de muitos textos de biologia, freqüentemente há tentativas de definir “o que é a vida”. Na maior parte das vezes esse é um exercício meramente pro forma , bizantino e intelectualmente estéril. Entretanto, no caso especial da astrobiologia, o desafio é real e coberto de relevância. Afinal, precisamos ter parâmetros muito bem definidos do que é um ser vivo ou não, se queremos ser capazes de reconhecer sinais de vida em outras partes do universo. Por isso um painel da Nasa estabeleceu uma definição simples e ampla, segundo a qual: “a vida é um sistema químico auto-sustentável, capaz de evoluir de maneira darwiniana.” Assim, encontramos a evolução darwiniana na própria essência do que é a vida. Um dos meus gurus, Stephen Jay Gould concorda com essa posição ao dizer: “a revolução darwiniana relaciona-se diretamente com o conceito de quem somos e de que somos feitos e o que significa ’estar vivo‘. [...] Assim, de muitas maneiras, ela representa a mais singularmente profunda e a mais embasbacante de todas as descobertas jamais feitas pela ciência.” Em 2009 será comemorado o bicentenário do nascimento de Charles Darwin e sem dúvida teremos 365 dias de intensas celebrações. Esta será uma oportunidade de fazer uma reavaliação do homem, do mito e de seu impacto na ciência e na sociedade. Até lá, só nos resta comemorar a efeméride menor de 2007, prestando uma justa homenagem ao nosso super-herói científico.
Sergio Danilo Pena Professor Titular do Departamento de Bioquímica e Imunologia Universidade Federal de Minas Gerais
Darwin: o super-herói
Bem-vindos a 2007! Neste ano, no dia 19 de abril para sermos exatos, terão ocorrido 125 anos desde a morte de Charles Darwin (1809-1882). A efeméride de 125 anos não é grande coisa – nem meritória de grandes simpósios, nem de elaboradas comemorações –, mas é um número redondo que representa 1/8 de milênio. Sua maior vantagem é que me dá uma desculpa para falar de Darwin nesta primeira coluna do ano. Na opinião do grande biólogo molecular americano James Watson, Charles Darwin foi a pessoa mais importante que já viveu na Terra! E vejam o que disse o filósofo americano Daniel Dennett (autor de A perigosa idéia de Darwin ): “Se eu tivesse de dar um prêmio para a melhor idéia que alguém já teve, eu o daria a Charles Darwin pela idéia da seleção natural. Eu o colocaria na frente de Newton e na frente de Einstein...”. Certamente essas hiperbólicas afirmativas deixam claro que o personagem Charles Darwin efetivamente passou do plano humano para o mítico, tornando-se assim um verdadeiro super-herói da modernidade. Em seu brilhante trabalho de mitologia comparativa, Joseph Campbell (1904-1987) verificou que os heróis de todas as culturas e religiões humanas compartilham um arco de vida similar, que ele chamou de “monomito”. No livro O herói de mil faces , ele descreve que, no processo de se transformar de humano em herói, o personagem universalmente passa por três estágios previsíveis: separação – iniciação – retorno. Isto é especialmente bem exemplificado na trajetória do herói Luke Skywalker em Guerra nas estrelas , pela simples razão de que a sua estória foi escrita por George Lucas estritamente seguindo as teorias de Campbell .
O herói Luke Skywalker, de Guerra nas estrelas , lançado em 1977. Sua trajetória mítica foi cuidadosamente planejada por George Lucas com base nas teorias de Joseph Campbell. Separação: Luke abandona os tios, com quem morava em uma fazenda, e parte em aventura com Han Solo, Léia e Obi-Wan Kenobi. Iniciação: principiada com Obi-Wan Kenobi, é completada com o Mestre Yoda na solidão do planeta Dagobah. Retorno: Luke usa o “lado bom da Força” para destruir a “Estrela da morte” e torna-se o herói maior da aliança rebelde.
O arco de vida de Darwin acidentalmente seguiu de maneira fiel o script monomítico de Campbell. Separação: o jovem destinado a se tornar pároco na Inglaterra vitoriana e ter uma vida monótona abandona seu país para uma aventura de volta ao mundo no navio Beagle . Iniciação: na viagem de cinco anos (dos quais ele passou 2/3 do tempo em terra), Darwin vence várias agruras como constante enjôo no mar, perde a fé religiosa, descobre sua vocação de naturalista e coleta uma fantástica coleção de espécimes biológicos. Retorno: Darwin completa sua aventura no isolamento de sua mansão campestre e emerge como autor da Origem das espécies , um livro contendo idéias que deram novo sentido à biologia e modificaram radicalmente a visão que a humanidade tem de si própria e de seu lugar no universo. Certamente uma trajetória mitológica perfeita – não é de se surpreender que Darwin tenha se tornado um super-herói. Darwin e a seleção natural Como já mencionei em uma coluna anterior , não foi Darwin quem originou o conceito de evolução, mas certamente foi ele quem elucidou o principal mecanismo através do qual a evolução das espécies ocorre, a seleção natural. Vamos ver como ele apresenta o conceito no capítulo 4 da Origem das espécies (minha tradução): “Visto que variações úteis ao homem certamente ocorreram, como pode então parecer improvável que outras variações de alguma forma úteis para cada organismo na grande e complexa batalha da vida deveriam surgir ao longo de muitas gerações? Se assim acontece, podemos duvidar (lembrando que muitos mais indivíduos nascem do que podem sobreviver) que indivíduos que tenham qualquer vantagem, por menor que ela seja, teriam uma maior chance de sobreviver e procriar? Por outro lado, podemos ter certeza que qualquer variação injuriosa de qualquer grau seria rigidamente eliminada. A essa preservação de diferenças e variações, e eliminação daquelas que são injuriosas, chamei Seleção Natural...” Não posso resistir à tentação de também citar o parágrafo seguinte, que aborda pela primeira vez o conceito de deriva genética, que dá título a esta coluna: “Variações que não são úteis ou injuriosas não seriam afetadas pela seleção natural e permaneceriam como um elemento flutuante, como vemos em algumas espécies polimórficas, ou se tornariam ultimamente fixadas, devido à natureza do organismo e à natureza das condições.” Certamente Darwin pensou em tudo! Pedindo emprestadas as palavras do filósofo grego Demócrito, podemos dizer que a teoria da evolução por seleção natural envolve o acaso e a necessidade. O acaso aparece na aleatoriedade do processo mutacional de geração de diversidade (em inglês, Generation Of Diversity, ou seja, GOD – legal, não é?). A necessidade, no processo de reprodução diferencial dos indivíduos mais bem adaptados ao ambiente. A idéia revolucionária de Darwin foi que essas duas forças combinadas eram suficientes para explicar, de forma natural, a emergência e evolução das diversas formas de vida na Terra. Não havia necessidade de invocar a intervenção de nenhum ser divino ou sobrenatural – a natureza se bastava! Como colocou Dennett, o darwinismo foi um “ácido universal”, que corroeu todas as crenças tradicionais. Muita gente pensa erroneamente que evolução por seleção natural é algo hipotético, na qual uma pessoa pode acreditar ou não. Pelo contrário, a evolução darwiniana hoje é uma verdade científica. Poucas teorias científicas conseguiram amealhar tanta evidência a seu favor. Em alguns casos, nós podemos observar a evolução darwiniana ocorrendo bem em frente dos nossos olhos! Vejamos um exemplo. Evolução em tempo real
Representação estilizada do HIV (vírus da imunodeficiência humana), responsável pela Aids (síndrome da imunodeficiência adquirida). O vírus sofre rápida evolução darwiniana no paciente com Aids (arte: DOE).
Um dos maiores flagelos atuais da humanidade, a pandemia de Aids, paradoxalmente nos dá uma oportunidade única: ver a evolução por seleção natural ocorrendo em tempo real. Isso acontece porque o vírus HIV replica-se com enorme rapidez e também porque a enzima responsável, a transcriptase reversa, é predisposta a erros. Em conseqüência, o HIV está constantemente sofrendo mutações, gerando no paciente um enxame de variantes virais sujeitas às forças da seleção natural. Quando um medicamento anti-HIV entra na corrente sangüínea, a seleção natural favorece as variantes resistentes do vírus, que então sobrevivem, se multiplicam e passam a predominar em pouco tempo. Este processo darwiniano é basicamente o mesmo que ocorreu nas centenas de milhões de anos da evolução da vida na Terra, só que agora é medido em dias e horas. Não há desenho nem direcionalidade, apenas as forças combinadas do acaso e da necessidade gerando cepas cada vez mais resistentes. Uma estratégia para tentar driblar esse processo de seleção é o uso concomitante de vários fármacos anti-retrovirais com alvos diferentes, a chamada terapia tríplice. Assim, para sobreviver, o vírus precisaria ter múltiplas resistências simultaneamente, o que é muito improvável. Infelizmente a variabilidade genética é tamanha que tal multirresistência ocorre em alguns casos. Dessa maneira, para doentes com Aids, a evolução por seleção natural é uma inimiga! Entretanto, recentemente foi descoberto que ela pode ser manipulada a favor do paciente. Isso, como sói acontecer, foi descoberto acidentalmente. Em 1997 a médica alemã Veronica Miller, da Universidade Goethe, em Frankfurt, estava tratando um paciente simultaneamente com vários medicamentos anti-HIV quando observou que não só havia resistência do vírus a todos eles, como também o paciente já estava apresentando sinais de toxicidade medicamentosa. Na falta de alternativas, ela decidiu suspender todos os medicamentos até que os sintomas tóxicos desaparecessem. Após três meses sem tratamento o paciente foi reexaminado e, para surpresa de todos, a resistência viral havia desaparecido! Em outras palavras, em 90 dias a população do HIV havia evoluído de um estado de resistência a todos os fármacos a um estado de suscetibilidade a todos eles. O que havia ocorrido? Logo se constatou a razão. Na presença dos medicamentos, as cepas resistentes predominavam, mas algumas cópias do vírus infectante original não resistente (o chamado tipo selvagem) sobreviviam nos linfócitos. Quando os medicamentos foram suspensos, a vantagem seletiva das cepas resistentes desapareceu e o tipo selvagem, melhor adaptado a esse ambiente sem fármacos, começou a se replicar com enorme velocidade e logo substituiu as mutantes resistentes. A partir dessa constatação, nasceu o chamado “tratamento de interrupções estruturadas” da Aids, uma nova arma na guerra contra a doença, alicerçado ortodoxamente em princípios darwinianos! Darwin e o conceito de vida No primeiro capítulo de muitos textos de biologia, freqüentemente há tentativas de definir “o que é a vida”. Na maior parte das vezes esse é um exercício meramente pro forma , bizantino e intelectualmente estéril. Entretanto, no caso especial da astrobiologia, o desafio é real e coberto de relevância. Afinal, precisamos ter parâmetros muito bem definidos do que é um ser vivo ou não, se queremos ser capazes de reconhecer sinais de vida em outras partes do universo. Por isso um painel da Nasa estabeleceu uma definição simples e ampla, segundo a qual: “a vida é um sistema químico auto-sustentável, capaz de evoluir de maneira darwiniana.” Assim, encontramos a evolução darwiniana na própria essência do que é a vida. Um dos meus gurus, Stephen Jay Gould concorda com essa posição ao dizer: “a revolução darwiniana relaciona-se diretamente com o conceito de quem somos e de que somos feitos e o que significa ’estar vivo‘. [...] Assim, de muitas maneiras, ela representa a mais singularmente profunda e a mais embasbacante de todas as descobertas jamais feitas pela ciência.” Em 2009 será comemorado o bicentenário do nascimento de Charles Darwin e sem dúvida teremos 365 dias de intensas celebrações. Esta será uma oportunidade de fazer uma reavaliação do homem, do mito e de seu impacto na ciência e na sociedade. Até lá, só nos resta comemorar a efeméride menor de 2007, prestando uma justa homenagem ao nosso super-herói científico.
Sergio Danilo Pena Professor Titular do Departamento de Bioquímica e Imunologia Universidade Federal de Minas Gerais
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