Botanica sistematica - cianobatteri

Cianobatteri

2.5 mld di anni fa → primi org. procarioti in grado di fare fotosintesi → a presentare clorofilla a.

I cianob. sono org. unicell. → si trovano in vari ambienti terrestri → facile adattabilità.

Isolati: cell. tondeggianti (o ovoid. e non filamentose).

Nei tricomi: cell. cilindriche schiacciate (come minute).

Le colonie possono aggregarsi formando degli ammassi visibili ad occhio nudo!

Citologia

La cell. dei cianob. è procariotica mon-flagellata, si distinguono tre parti nella cell.:

1. Parete cellulare - molto complessa formata da 4 strati, messa in evidenza grazie alla colorazione di Gram, risultando Gram-negativo (indica la complessità della parete).
2. Cromatoplasma - parte periferica pigmentata, essa differisce nelle due classi di cianobatteri:
   • Classe Cyanophyceae: il cromatopl. è colorato dai pigmenti fotosintetici clorofilla a, β-carotene, ficocianina → è azzurra, tanto abbondante da mascherare il verde della clorofilla.
   • Classe Prochlorophyceae: i pigmenti fotosintetici sono le di simile clorofille a e b, precursori delle clorofille.
3. Centroplasma - zona in cui si trovano sostanze di riserva ed il centro è la sede del genoma.

Nei cianob. sono presenti vacuoli gassosi → conferiscono alle cell. una spinta di galleggiamento che permette di occuparsi, nella colonna d'acqua, la posizione ottimale sia rispetto alla luce che all'assorbimento di nutrienti.

Cianobatteri

2.5 mld di anni fa → primi org. procarioti in grado di fare fotosintesi → a presentare clorofilla a.

I cianob. sono org. unicell. → si trovano in ambiente terrestre → facile adattabilità.

Isolati: cell. tondeggianti (o ovoidi e non filamentose).

Nei tricomi: cell. cilindriche schiacciate (come monete).

Le colonie possono aggregarsi formando degli ammassi visibili ad occhio nudo!

Citologia

La cell. dei cianob. è procariotica mon-flagellata, si distinguono tre parti nella cell.

1. Parete cellulare → molto complessa formata da 4 strati, messa in evidenza grazie alla colorazione di Gram, risultando Gram-negativo (indice la complessità della parete).
2. Cromatoplasma → parte periferica pigmentata, essa differisce nelle due classi di cianobatteri:
   • Classe Cyanophyceae: il cromatopl. è colorato dai pigmenti fotosintetici clorofilla a, β-carotene, ficocianina → è azzurra, tanto abbondante da mascherare il verde della clorofilla.
   • Classe Prochlorophyceae: i pigmenti fotosintetici sono le di simil clorofille a e B, precursore della clorofille.
3. Centroplasma → zona in cui si trovano sostanze di riserva ed al centro è la sede del genoma.

Nei cianob. sono presenti vacuoli gassosi → conferiscono alle cell. una spinta di galleggiamento che permette di occuparle, nella colonna d'acqua, la posizione ottimale sia rispetto alla luce che all'assorbimento di nutrienti.

Riproduzione

• Scissione binaria (o fissione).
• Fenomeni parasessuali:
  • Trasformazione: capacità di ricombinazione genetica avviene con il cambiamento di una cell. viene incorporato nel genoma di un’altra cell.
  • Coniugazione: comporta il trasferimento di DNA plastidico da una cell. all’altra.

Eterocisti

In certe cianoficee filamentose, alcune cell. del tricoma vanno incontro a differenziamento, diventando cell. specializzate nella fissazione dell’azoto atmosferico.

Le eterocisti: è una cell. che non può più dividersi, il suo differente: una forma di apoptosi.

Cell. ciano del tricoma di differenziamento → eterocisti.

Tale comportamento è insolito tra procarioti e può essere interpretato come esempio di modello pluricellulare nel caso delle cianoficee: il tricoma può essere considerato un organismo pluricell. con due tipi di cell. distinte + forma, strutt., e funzioni.

Fissazione dell’azoto

L’azoto molecolare (N₂) è pres. nell’atm. per il 78%, ma NON può essere utilizzato direttamente dai sist. biologici degli eucarioti, però alcuni batteri non fotosintetici e molti cianob. sono capaci di fissa dell’azoto grazie al complesso enzimatico nitrogenasi.

La fissa. dell’azoto consiste nella riduzione di N₂ (azoto dell’atm.) a NH₄⁺ (azoto ammoniacale) e nella trasferenzazione di qst in radicale amminico (-NH₂) che viene incorporata nelle proteine:

[N₂] _{atm dell’atm.} → riduzione → [NH₄⁺] ammonio → trasformaz. → [-NH₂] radicale amminico nella proteine.

In carenza di fonti di azoto normalmente utilizzate, cianobatteri differenziano in eterocisti x fissare azoto ↓ la formazione delle eterocisti ↓ indotta dalla disponibilità di composti azotati ↓