Appunti Microbiologia generale e alimentare

Microbiologia

Microbiologia è la scienza che studia i microrganismi, il loro ambiente e la loro attività. Ha per oggetto la forma, la struttura, la riproduzione, la fisiologia, il metabolismo e l’identificazione dei microrganismi.

Che cosa sono i microrganismi?

Questa categoria comprende: virus, batteri, funghi, protozoi ed alcuni tipi di alghe.

I microrganismi non si originano spontaneamente dalla materia inanimata, ma derivano da altri microrganismi.

Possiamo dividere i microrganismi cellulari in 2 categorie:

• Procarioti: presentano un nucleo non definito e il materiale genetico è in diverse parti della cellula.
• Eucarioti: organismi con un nucleo definito e un genoma più complesso.

Classificazione dei viventi

Quando si parla di microorganismi si ha una difficoltà in più perché non li si può vedere a occhio nudo.

La descrizione morfologica non aiuta a identificare i mo. Le informazioni a livello genetico sono più accurate.

Se si parla di microorganismi unicellulari l'entità fondamentale è la cellula = la sua struttura.

Tradizionalmente gli esseri viventi erano divisi in: piante (funghi alghe batteri piante) & animali (protozoi e animali); nel 1886 è stato aggiunto il regno dei protisti = protozoi, funghi, alghe e batteri; successivamente si è avuta la distinzione in procarioti ed eucarioti.

Dal 1990 la classificazione è:

• Batteri
• Archei
• Eucarioti

Com’è avvenuto? Con la lettura delle sequenze degli acidi nucleici;

Il modo in cui i mo sono classificati dipende da come e quando vengono fatte le scoperte – la classificazione più corretta è sicuramente conseguenza della scoperta del DNA e delle informazioni contenute in esso.

Dimensioni dei mo

Quando si parla di microorganismi si definiscono delle dimensioni.

Una cellula di un batterio ha circa un diametro di 10^-6 m = 1 um.

Le dimensioni variano da 0,2 a 3 um di lunghezza → cell ha una forma sferica.

Come si vedono? Col microscopio ottico → la distanza più piccola tra due punti che l'occhio può distinguere è di circa 0,1-1 mm = x poter vedere un batterio è necessario ingrandirlo di 3 ordini di grandezza = di 1000x volte: 1 mm = 10^-3 um.

Le cells degli eucarioti sono più grandi, vanno da 100 a 50 um → uso microscopio con ingrandimento più basso (circa di 500 volte).

Hanno diverse forme: bastoncellare (bacilli), sferica (cocchi), a virgola, spirale e possono dare luogo a strutture più complesse (stafilococchi).

Eucarioti & procarioti

Le principali differenze sono:

• Le dimensioni diverse: procarioti → vanno da 1 a 10 um, eucarioti → da 10 a 100 um.
• La compartimentalizzazione:
  • Cell eucariotica contiene organelli, un nucleo, il reticolo endoplasmatico, i mitocondri, le funzioni sono dislocate nei vari compartimenti = cell compartimentata;
  • Cell procariotica ha membrana cellulare ma non è compartimentata,
  • Ha una dislocazione delle funzioni più semplice.
• DNA:
  • Negli eucarioti c'è una membrana nucleare che contiene al suo interno il materiale genetico;
  • Nei procarioti il materiale è sparso nel citosol;
• Organelli (es. plastidi, cloroplasti, mitocondri): sono gli euca che li possiedono.
• Parete cellulare → i procarioti hanno una struttura di rivestimento esterna molto robusta.
• Differenza di ribosomi (servono x costruire proteine, assembla la componente proteica della cellula):
  • I procarioti è di 70S.
  • Negli eucarioti pesano 80S, leggermente più grossi.

Il peso dei ribosomi è stata una delle 1° differenze evidenziate tra queste cells – si è scoperto che quelli dei procarioti sedimentano con più difficoltà perché più leggeri.

S è un'unità di misura utilizzata x e da indicare velocità di sedimentazione.

• N° cromosomi:
  • Negli eucarioti cromosomi possono essere 2 o più.
  • Nei batteri è uno.
• Meccanismo di duplicazione:
  • Negli eucarioti si può avere la meiosi o la mitosi; la meiosi (ripr sessuata), non esiste nel mondo dei procarioti.
  • Nei procarioti le cellule si dividono solo per mitosi = scissione binaria.

Tutte le cellule, che siano procariotiche che eucariotiche, sono separate dall'ambiente esterno dalla membrana cellulare, la quale ha un'importanza fondamentale = non distingue ma identifica la presenza di una cell.

In quella batterica al di sopra della membrana cellulare c'è la parete cellulare.

Crescita dei mo

Un procariote può fare varie mitosi per fare la divisione cellulare; capire come gli organismi crescono rappresenta uno dei parametri oggettivi necessari da misurare.

X misurare la crescita di una popolazione si usa il n° di individui (x singolo soggetto il peso).

↸ Nel caso dei microorganismi la crescita si misura contando il n° di microorganismi = organismi unicellulari che si dividono x mitosi, divisione che aumenta il n° degli individui ⇄ in modo esponenziale.

Negli eucarioti si può avere la mitosi da una cellula a 2, ma anche la meiosi genera cells ⇄ di tipo sessuato diverse da quella iniziale, così si arricchisce il materiale genetico delle generazioni successive. Con la mitosi difficilmente si ha una diversificazione, why? Non c’è scambio di informazione genetica.

Forme dei micro

Hanno varie forme: bastoncini, catene di bastoncini, “ricurvi, cocchi a catenelle, tetride, sarcine…

Cells singole o a catenelle = la singola cell quando si divide in 2 rimane unita e così via.

Se ho cells sferiche/ovali, quando si dividono danno un diplococco o tetraedi. → avere cells unite non significa avere organismi pluric ⇅ non c'è comunicazione tra loro, sono solo unite.

Una crescita a catenelle significa avere delle unità più pesanti di quelle singole: se l'habitat naturale non ha risorse di O₂:

• La singola aumenta la difficoltà di scendere verso il fondo e di allontanarsi dall’O₂.
• Cell più pesante riesce a sedimentare più veloce e ad allontanarsi dall'ambiente non adatto.

Microscopio ottico

Il microscopio usato x vedere i mo è quello ottico = dotato di lenti con spec x ingrandimento.

I fasci di luce sono generati dal basso da una lampada alogena o a led che passa attraverso un'apertura regolabile (diaframma) ed è convogliata con il condensatore nel punto in cui si appoggia il vetrino e su cui si depone il campione:

Posso regolare l'intensità della luce in base a quanto voglio ingrandire:

• Tanto = tanta luce;
• Poco = poca luce.

Bisogna fare in modo che la luce sia molto intensa e concentrata; essa viene poi raccolta dal sistema di lenti che ingrandiscono.

Es. obiettivo 40x e oculare 10 = ingrandimento / amplifica di 400.

Il fascio di luce finisce a livello dell'oculare.

Il microscopio ottico è basato sul posizionamento delle lenti, quello elettronico possiede livelli di ingrandimento superiori. L'ingrandimento max x un ottico è di circa 1000/2000 volte.

La base del microscopio contiene la fonte di luce che deve essere trasmessa alla parte superiore dello strumento. La condizione di quanta luce passa è data a livello del diaframma; il piano di appoggio del vetrino si può muovere con regolazioni per spostarlo sull'asse delle x o delle y grazie a delle viti.

Sopra il vetrino è posizionato l'obiettivo opportuno che consente di vedere cosa è posizionato sul vetrino (di solito 100x);

Come funziona? La luce passa attraverso un sistema di specchi ai 2 oculari che ingrandiscono ulteriormente.

Micro a immersione

Vi è la presenza di 2 vetri appoggiati: il vetrino porta-oggetto, e copri-oggetto;

La luce che arriva sul vetrino sarebbe sempre deviata quando oltrepassa un oggetto di vetro (vetrino) e lo farebbe anche se incontrasse aria, ma questo non accade perché viene messo dell’olio minerale.

Olio a contatto con lente a immersione ⇒ obiettivo e vetrino.

• Obiettivi a secco → sono senza olio.
• A immersione → con olio.

La differenza è data da come si dirigono i raggi di luce: la luce passa dall'aria al vetro e viene rifratta colpendo i m.o. e subisce un'ulteriore deviazione quando attraversa il vetro.

Nel caso dell'