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Microbiologia - storia della microbiologia

Appunti di Microbiologiadel professor Galdiero sulla storia della microbiologia e sui seguenti argomenti: vita microbica nell'economia terrestre, biologia dei microrganismi invisibili ad occhio umano, il microscopio ottico, distinzione della microbiologia, classificazione dei microrganismi.

  • Per l'esame di Microbiologia del Prof. M. Galdiero
  • Università: Seconda Università di Napoli SUN - Unina2
  • CdL: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - durata 6 anni) (CASERTA, NAPOLI)
  • SSD:
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Voto: 5 verificato da Skuola.net

  • 07-02-2013
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Anteprima Testo:
MICROBIOLOGIA (27/09/2006) Prima lezione: “La storia della microbiologia
Picozzi Fernanda
Adesso vi farò un’ampia panoramica su cosa significa la vita microbica nell’economia terrestre e nello stesso tempo quelle che poi sono le prospettive future di evoluzione di questa parte di vita che è importantissima e che interagisce continuamente con gli organismi superiori. La scienza che noi cominceremo a trattare tiene una sola terminologia, che bisogna conoscere, se no non ci si mette d’accordo sul significato, sui concetti, sulle interpretazioni…tutte le scienze hanno una loro terminologia: alcune sono delle terminologie alle quali siamo già abituati….(divagazione sull’istruzione nelle scuole secondarie). La microbiologia è una delle scienze che ci fa capire che cosa siamo noi nell’universo. Allora la parte che noi andiamo a studiare, (per microbiologia s’intende la biologia dei microrganismi invisibili ad occhio umano, cioè una parte di quelle entità viventi che noi non riusciamo a vedere; non riusciamo a vedere perché l’occhio umano è sensibile ad uno stesso campo di radiazioni,che vanno dai 330/240 ma forse nemmeno, forse fino a 500…poi ci sono tutte le lunghezze d’onda più lunghe, che fanno parte degli ultrasuoni, raggi infrarossi ecc… e poi ci sono quelle più piccole a cominciare dai raggi ultra violetti fino a finire ai raggi x gamma ecc… per risolvere cioè distinguere due punti distinti e separati, voi dovete avere una lunghezza d’onda che è capace di non aggirarli ma di ingrossarli con questa dimensione e allora l’uomo è stato capace di creare quegli strumenti che sono in grado di rilevare oggetti di lunghezze d’onda sempre più piccole. C’è uno strumento che è alla base di quella disciplina che ci interessa:il microscopio ottico. La microbiologia si è sviluppata con il progresso tecnologico in questo campo, cioè il microscopio ottico(il quale risale al 1600 circa) al microscopio elettronico, che è tutt’ altra cosa rispetto al microscopio ottico; perché col microscopio ottico voi ingrandite l’oggetto e lo rimettete nell’ambito delle lunghezze d’onda risolvibili dall’occhio umano, mentre il microscopio elettronico fa un’altra cosa,ossia utilizza raggi beta, che vanno a dare una immagine di zone che assorbono o non assorbono gli elettroni e che logicamente è un artefatto. Viene riportato poi su uno schermo fluorescente a dare una certa immagine…però probabilmente la realtà è un’altra. Quindi bisogna distinguere: il microscopio ottico riporta un’immagine con lunghezze d’onda a cui siamo abituati con l’elettronico già è diverso; se poi utilizziamo strumenti d’indagine che riescono a risolvere lunghezze d’onda più piccole e logicamente arrivate ad esempio alle lunghezze d’onda di aggregati di atomi a formare molecole di una certa struttura e allora arrivate alla diffrazione ai raggi X, che evidenzia la struttura di molecole con lunghezze d’onda più piccole e i reticoli ai raggi X vanno interpretati in un certo modo e c’è tutta un’elaborazione per risalire ad una certa immagine. Quindi lo sviluppo tecnologico, che ci permette di scendere sempre nel più piccolo, a partire da particelle elementari (atomi), che si uniscono in legami più o meno diversi a formare delle molecole e queste molecole a formare poi delle macromolecole,a presentarsi in macromolecole, le macromolecole in strutture con una forma e, poi, in aggregati di macromolecole che danno origine a delle entità che sono capaci autoriprodursi,di moltiplicarsi,di dare forme simili a se stesse inseguendo una certa serie di operazione nell’ambiente. E’ questa praticamente la vita all’origine e gli organismi più piccoli che fanno queste operazioni sono invisibili all’occhio umano (boh 09.26)…e poi tendono ad aggregarsi le cellule singole. Anche i microbi e i virus(i quali sono macromolecole) tendono a non rimanere isolati come singole unità ma tendono ad un’aggregazione sia nella cellula (i virus sono parassiti intracellulari obbligati, quindi si trovano nella cellula ma momentaneamente e saltuariamente possono trovarsi all’esterno quando la cellula viene lisata ma anche all’esterno tendono ad aggregarsi e la sopravvivenza,ossia la conservazione della struttura di queste molecole dipende proprio dal grado di aggregazione perché gli strati esterni di un aggregato di molecole subiranno interazioni col contorno,per cui subiranno modifiche di vario tipo: ossido-riduzione. Quelle che vengono conservate allo stato nativo,quindi capaci,ad esempio per i virus, di conservare l’infettività sono le particelle interne che non subiscono denaturazione ed alterazione delle loro strutture. Dunque ecco la tendenza ad aggregarsi, a formare delle strutture più complesse e quindi gli 1
organismi superiori e così via. Allora noi con la microbiologia ci occupiamo di strutture che sono al limite tra, per le caratteristiche che hanno, una cellula (unità fondamentale degli organismi superiori) e le molecole, per esempio i virus. Il microbo, il batterio, il micete, il lievito, iEspandi »l protozoo sono capaci non solo di autoriprodursi ma hanno loro stessi tutte le caratteristiche per poter utilizzare l’energia e trasformarla. Allora la microbiologia viene distinta in : BATTERIOLOGIA, cioè i batteri; VIROLOGIA, cioè i virus; MICOLOGIA, cioè i miceti; PROTOZOOLOGIA, cioè i protozoi. Questi sono i quattro capitoli che andremo ad affrontare, con i tempi in ciascun capitolo, di quelli più rappresentativi dell’interazione con gli ospiti superiori. Gli ospiti superiori sono tutti gli organismi inferiori, dovete considerare gli animali, le piante, l’uomo. E’ chiaro che noi, come in microbiologia medica, ci occuperemo dell’interazione con l’uomo, con la specie umana e qualche volta dell’interazione con qualche animale, gli animali domestici, che sono importanti perché vengono continuamente in contatto con l’uomo. Ma per capire bene questo mondo di esseri viventi invisibili all’occhio umano, dei quali solo una piccola parte sono responsabili delle malattie la maggior parte dei microrganismi sulla terra e probabilmente nell’universo svolgono tutto un altro ruolo, ruolo che è fondamentale per l’esistenza della vita in generale sul pianeta terra e probabilmente su altri pianeti con caratteristiche simili. Quali sono Tutti i gruppi di microrganismi noi possiamo distinguerli in tre grosse categorie,cioè in: PRODUTTORI, i CONSUMATORI e i DECOMPOSITORI., i PRODUTTORI sono quegli organismi,che voi trovate segnate sui testi come AUTOTROFI,cioè sono capaci di utilizzare energia primaria, l’energia solare o l’energia contenuta nelle rocce (gli organismi CHEMOLITOTROFI), cioè sorgente di energia primaria non contenuta in molecole organiche,utilizzando composti semplici presenti nell’ambiente, per esempio l’azoto atmosferico, l’azoto sotto forma di un ossido ecc…Gli autotrofi sono quelli che a partire da componenti semplici, sfruttando l’energia primaria,sintetizzano delle molecole di più grosso peso molecolare, che noi chiamiamo molecole organiche perché contengono carbonio generalmente,il carbonio è uno degli elementi più abbondanti sulla terra. Il gruppo dei CONSUMATORI sono quelli detti anche ETEROTROFI, capaci di utilizzare le molecole organiche sintetizzate dal gruppo dei PRODUTTORI. Quindi gli eterotrofi non sono capaci di utilizzare le fonti di energia primaria,ossia l’energia solare come tale,l’energia presente nei legami tipici delle rocce ecc.. ma debbono utilizzare l’energia che viene liberata dalla scissione di queste molecole organiche del primo gruppo di produttori. I DECOMPOSITORI sono tutti quegli organismi,anche questi eterotrofi in effetti,che decompongono gli organismi eterotrofi, i quali vengono ritrasformati in elementi essenziali; i decompositori sarebbero generalmente le muffe,i miceti;i funghi sono quelli che si trovano sul materiale in decomposizione e sono quelle che operano maggiori trasformazioni sotto questa forma. Quindi si tratta di un ciclo, per cui gli elementi vengono organizzati in molecole organiche e poi da queste, utilizzate dagli organismi eterotrofi, ritornano allo stato di elementi utilizzando questi cicli l’energia solare. Quindi con la funzione della moltiplicazione,dell’autoriproduzione queste strutture incrementano continuamente la quantità di materia vivente sulla superficie terrestre. Dunque un incremento di materiale organico in strutture sempre più complesse aumenta la complessività di rapporti fra molecole e nelle molecole e nelle strutture, nelle strutture a formare organismi unicellulari e questo a formare strutture superiori, che sono organismi superiori, pluricellulari ecc.. Quindi una complessità che si incrementa continuamente, in ogni ciclo quello che c’è è un incremento della materia vivente,del prodotto vivente. Quindi che significa che fanno i microbi fanno una cosa fondamentale: sono quelli che operano maggiori trasformazioni perché sono quelli che producono le molecole organiche e sono quelli che le decompongono. Ne consegue che nel ciclo i microbi sono fondamentali non solo, ma il ciclo si può anche fermare ai produttori producendo di quelle sostanze che servono come accumulo di sostanze energetiche per il petrolio, petrolio è un prodotto di trasformazione batterica, cioè l’energia solare viene accumulata in quel tipo di composto organico che poi può essere utilizzato per liberare energia. Quindi se non state sotto questa forma ( 1857) e se considerate un’altra situazione i processi vitali sono dei processi irreversibili che avvengono in sistemi non lineari lontani dall’equilibrio,che vengono mantenuti dal flusso continuo di energia e 2
dal flusso continuo di elementi che esistono nell’ambiente. Sono tutte trasformazioni chimiche,alla base di questi processi irreversibili lontani dall’equilibrio sono tutti processi chimici. Una massa di una certa molecola interagisce con una massa di un’altra molecola,avranno una superficie che li divide e che li permette di incontrarsi ad un certo punto. E quindi cosa significa significa che tutti gli scambi. « Comprimi
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