Appunti Microbiologia (completi)

GRAM POSITIVI

Il componente principale della parete è il peptidoglicano (mureina). Ha uno spessore variabile da 150 a 800 Å e costituisce fino al 90% della parete di questo tipo di batteri. Il peptidoglicano è formato da una polimerizzazione di ACIDO ACETILMURAMICO E ACETILGLUCOSAMMINA (due amminozuccheri), legati attraverso un legame beta-1,4 glucosidico.

Solitamente i monomeri arrivano a 60-70 unità e ricoprono l'intero batterio. Il peptidoglicano, per dare solidità alla parete, forma legami a livello del gruppo carbossilico dell'acido acetilmutamico con 4 amminoacidi. Nella maggior parte dei casi gli AA sono:

1. L-analina
2. D-acido glutammico
3. L-lisina
4. D-alanina

Quando questo monomero viene trasportato dal citoplasma al peptidoglicano di formazione, una volta inserito, la transpeptidasi taglia l'ultimo AA di alanina e con l'energia che si libera si forma un legame crociato tra la catena di 4 peptidi e la catena di amminoacidi.

adiacenti.Il numero di legami crociati è molto numeroso.Al di sopra del peptidoglicano è presente una matrice di ACIDI TEICOCI, laseconda componente tipica dei gram-positivi. Gli acidi teicoici sono polimeri dialcoli polivalenti. Questi polimeri si estendono verso l'esterno.

Funzione acido teoicoico:

Funzione strutturale:

• Facilitano assunzione cationi: questi acidi sono carichi negativamente,
• formano un letto di anioni che richiama cationi dall'ambiente cellulare,utili per il metabolismo cellulare.
• Antigenici: vengono riconosciuti dalle difese adattive.
• Intervengono nei maccanismi di patogenicità stessa del microrganismo.

NOCARDIA

FUNZIONE PARETE NEI GRAM-POSITIVI

Le principali funzioni sono:

• Forma delle cellule batteriche, donando rigidità. Nel caso di perdita, diventa da bastoncellare a sferico,
• Protegge dalla lisi osmotica attraverso il peptidoglicano. Funge quindi da esoscheletro. Trattiene l'enorme pressione interna ed

impedisce che sbalzi di pressione rispetto all'ambiente esterno possano causare alterazione a livello della struttura cellulare.

Adsorbe macromolecole perché nella parte più esterna è presente il letto di anioni.

Il componente principale della parete è rappresentato dalla matrice di acidi teicoici che attirano sostanze con polarità opposta.

Controlla i flussi di sostanza: la parete seleziona sostanze utili anche grazie alle dimensioni. Essendo strutturalmente un reticolo, permette il passaggio di sostanze con peso fino a 1200 Dalton.

È sede di antigeni: la parete stimola la reazione immunitaria. Gli acidi teicoici sono variabili (perché combinati a zuccheri differenti) a seconda della specie. Stimola l'immunità di tipo specifico.

Sovraintende alla duplicazione cellulare: una cellula metabolicamente attiva continua a dividersi, per cui la parete si allunga e si rompe continuamente. La parete è stata sfruttata quindi.

è moltopiccolo. La parete dei gram-negativi è pluristratificata e pluricomposta. È formata da:

MEMBRANA ESTERNA: lipopolisaccaridi e proteine.

PERIPLASMA all’interno del quale è presente uno strato di

PEPTIDOGLICANO

MEMBRANA INTERNA o citoplasmatica.

Tra i diversi batteri, il pepetidoglicano è chimicamente uguale. È sempre uneteropolimero fatto da acido acetilmuramico e acetilglucosammina legate con legame beta-1,4 glucosidico. È però 10 volte più spesso quello della parete dei gram-positivi.

Tra il peptidoglicano dei gram-positivi e dei gram-negativi cambia il legame crociato (che irrobustisce la struttura del peptidoglicano). Nei gram-positivi il legame è fatto da 5 AA (cinque glicine) che lo rendono molto forte. Nei gram-negativi il legame è diretto e il numero totale di legami crociati è minore rispetto ai positivi.

La parete dei gram-positivi è quindi più solida.

La MEMBRANA

ESTERNA è fatta da un doppio strato fosfolipidico. La membrana citoplasmatica ha una struttura simmetrica. Nella parete, la membrana esterna ha la faccia interna uguale, ma la parte esterna è costituita per il 50% da un complesso denominato LIPOPLISACCARIDE. La membrana esterna è quindi asimmetrica (rispetto a quella citoplasmatica)

Il lipopolisaccaride è un componente tipico solo dei gram-negativi. È formato da 3 parti:

Lipide A: affonda nel letto dei fosfolipidi. Viene anche definito ENDOTOSSINA BATTERICA. È formato da un dimero di n-acetilglucosammina legata a diversi acidi grassi che differiscono per composizione e organizzazione da un genere batterico all'altro. Questa parte è tossica e la sua azione tossica si esplica quando la cellula viene distrutta.

Core: è un oligosaccaride (formato quindi da circa 10 unità di zuccheri). È una struttura però costante all'interno di un genere, non

cambiando quindi da specie a specie. Influenza quindi poco con l'interazione con il S.I.Antigene O o antigene somatico. È un polisaccaride, formato quindi da zuccheri semplici legati a zuccheri che cambiano non solo da un genere batterico all'altro, ma anche da specie a specie. In alcuni casi l'organizzazione di zuccheri è sierotipizzante. Ci sono quindi 3-4 zuccheri che si ripetono come struttura, dalle 25 alle 40 volte nello spazio. Questo complesso viene sintetizzato a livello citoplasmatico e viene poi traghettato attraverso i vari involucri sulla membrana esterna.

Il lipopolisaccaride ha una doppia funzione essendo:

• IMMUNOGENICO: viene riconosciuto e scatena risposta immunitaria da parte dell'immunità adattiva. È rappresentata da antigene O.
• TOSSIGENICO

Nella membrana esterna sono presenti anche PROTEINE con diverse funzioni:

• Strutturali:
• Lipoproteine: ancorano la membrana esterna al peptidoglicano. Sono legate da una parte ai

fosfolipidi della membrana esterna edall’altra sono legate all’amminoacido in posizione 3 della catenalaterale dell’acido acetilmuramico.

Proteine A: proteina trans-membranaria che attraversa tutta lao trama della membrana esterna permettendo che la membrana nonsi rompa.

Trasporto.

PORINE

Sono dei canali proteici. Sono molto numerose e rappresentano la parteproteica più numerosa della membrana esterna (circa 100.000 per batterio).Hanno un peso variabile dai 30 ai 50Kdalton. Sono formate da 3 sub-unitàproteiche. Hanno la funzione di far passare le sostanze idrofobe in modidifferenti:

PORINE APECIFICIHE: fanno entrare solo per dimensione della sostanza, fino 600D.

PORINE SPECIFICHE: solo in base alla necessità della cellula batterica.

Le funzioni delle porine sono inoltre:

Resistenza ai farmaci: alcuni antibiotici agiscono sul peptidoglicano. Nei gram-negativi, prima di arrivare a questo, si trovano a contatto con lamembrana esterna e molti

UN SETACCIO MOLECOLARE: attraverso le porine.

SEDE ENZIMI CON ATTIVITÀ DEGRADATIVA.

SEDE DI ANTIGENI: antigene O.

SOVRAINTENDE ALLA DUPLICAZIONE CELLULARE.

Componenti parete cellulare batterica

REAzione SINTESI PEPTIDOGLICANO

La parete cellulare dei batteri non è struttura statica. Questo è naturale dal momento in cui un batterio sano, che vive quindi in un ambiente favorevole, è soggetto a continua riproduzione cellulare. La parete viene spesso danneggiata.

La formazione del peptidoglicano avviene in gran parte a livello citoplasmatico. Il precursore del peptidoglicano è il FRUTTOSIO FOSFATO, che a livello citoplasmatico viene trasformato in N-ACETILGLUCOSAMMINA. Con una serie

Attraverso reazioni chimiche si arriva al nucleotide di Park, cioè 2 NAG e NAM con i 5 AA. Una volta sintetizzato, questo deve passare attraverso la membrana. Questo è un problema di tipo chimico in quanto la membrana è idrofobica, mentre il nucleotide di Park è idrofilico. Il passaggio avviene attraverso il legame con il BACTOPRENOLO, una molecola formata da 55 atomi di C e fortemente idrofobica. Questa quindi maschera l'idrofilicità del nucleotide e lo trascina attraverso la membrana. Le ultime 3 reazioni avvengono al di sopra della membrana. Entra in gioco quindi la TRANSGLICOLASI che prende questo nucleotide (monomero) e lo inserisce nel pe