Procarioti - come sono fatti e come si riproducono

Organismi autotrofi e chemioautotrofi

Piante e batteri fotosintetici

Sono un esempio:

• Le piante verdi (eucarioti)
• Le alghe (eucarioti)
• I cianobatteri ossigenici (procarioti)

Organismi chemioautotrofi

Sono organismi procarioti che ricavano energia dall'ossidazione di molecole inorganiche (H₂S, CH₄, NH₃).

• Metanobatteri (anaerobi obbligati)
• Batteri ad idrogeno
• Ferrobatteri
• Batteri nitrificanti

Procarioti

Definizione e caratteristiche

Il termine procariote significa "prima del nucleo". Sono organismi unicellulari per cui l'organismo coincide con la cellula stessa. Alcuni procarioti unicellulari si uniscono e formano colonie caratterizzate dalla presenza di cellule specializzate. Sono procarioti i batteri e archeobatteri. Questo tipo di cellula è di dimensioni più piccole rispetto alla cellula eucariota.

Strutture principali

• Nelle cellule procariote, il DNA non è racchiuso all'interno di un nucleo, ma è localizzato in una regione detta nucleoide, che non è delimitata da membrana.
• Come nelle cellule eucariotiche, le cellule procariotiche hanno la membrana plasmatica, che delimita il contenuto della cellula originando un compartimento interno. In alcune cellule procariotiche, la membrana plasmatica può formare invaginazioni formando un complesso di membrane sulle quali possono avvenire reazioni metaboliche.
• Molte cellule procariotiche possono avere una parete cellulare, struttura che racchiude l'intera cellula, compresa la membrana plasmatica.
• Molti procarioti possiedono i flagelli, lunghe fibre che si protendono dalla superficie cellulare. I flagelli sono fondamentali per la locomozione. La struttura di questi flagelli è diversa rispetto a quelli presenti nelle cellule eucariotiche.
• Pili
• Ribosomi

Domini dei procarioti

I procarioti si classificano in due domini: Archaea e Bacteria.

Il dominio degli Archaea comprende un gruppo di procarioti che producono gas metano a partire da semplici forme carboniose e due gruppi che vivono in ambienti estremi. Di questo dominio fanno parte gli archeobatteri (o archei), che possiedono certi aspetti più simili agli eucarioti che ai batteri. Sono anaerobi obbligati e vivono in habitat estremi.

• Termofili estremi: sono obbligati a temperature superiori a 55°C (45-110°C), a pH molto bassi (0.9, 2.0).
• Metanogeni: producono metano per riduzione di CO₂. Sono comunemente presenti nel tratto digerente dell'uomo e di altri animali.
• Alofilia estrema: vivono in ambienti estremamente salati, come le acque saline del Mar Morto.

Non sono stati identificati archeobatteri patogeni.

Il dominio Bacteria comprende tutti gli altri procarioti. I procarioti possono essere sia autotrofi sia eterotrofi. La maggior parte dei procarioti è rappresentata da chemioeterotrofi. Solo con l'avvento della microscopia elettronica negli anni '50 del secolo scorso, è stato possibile indagare la struttura della cellula procariote.

Forme principali dei procarioti

• Sferica: conosciuti con il nome di cocchi, possono essere raggruppati in colonie (diplococchi), in lunghe catene (streptococchi) o in aggregati irregolari simili a grappoli d'uva (stafilococchi).
• Bastoncellare: noti come bacilli, possono apparire come singoli bastoncelli o come lunghe catene.
• Elicoidale: se l'elica è rigida, il procariote è chiamato spirillo; se l'elica è flessibile, è detto spirocheta. Uno spillo a forma di virgola è detto vibrione.

Staphylococcus aureus: resiste agli antibiotici, perché ha un plasmide che gli dà questa caratteristica di resistenza: se prendo l'antibiotico aspecifico (quello che uccide tutti) l'antibiotico lascia vivi solo i batteri con il plasmide e favorisco la proliferazione del batterio, se prendo antibiotico specifico ho più risultati.

Metabolismo dei batteri

• Mutualismo: ruminanti con i batteri dell'intestino; l'uno trae vantaggio dall'altro.
• Commensalismo: batteri intestinali producono molte molecole che influenzano il sistema nervoso centrale; solo una specie trae vantaggio.
• Parassitismo: attinomiceti, mixobatteri; batteri che cercano di nutrirsi delle nostre cellule arrecando danni.

I batteri possono essere:

• Patogeni opportunisti: Clamidia, Salmonella; diventano patogeni solo in condizioni favorevoli.
• Patogeni: C. botulinum, antrace.
• Utili: fabbriche ideali.
• Usati per il biotrattamento: acque nere, risanamento.

Membrana cellulare

La membrana cellulare si trova...