Batteriologia e virologia 1

Microscopia a scansione

La microscopia a scansione consente una maggior definizione rispetto al microscopio a trasmissione e può generare immagini tridimensionali.

Morfologia della cellula batterica:

• Forma: dimensioni singole cellule dei batteri, come ogni singola cellula batterica si va a disporre in rapporto a cellule batteriche della stessa specie.
• Le forme più tipiche e frequenti in cui si possono trovare i batteri sono:

Cocchi:

Sono batteri di forma sferica con dimensioni comprese tra 0.5 e 1 µm. Si possono disporre a gruppo principalmente in forma di:

• Diplococchi
• Tetradi (4 cellule)
• Sarcine (ammassi cubici)
• Streptococchi (catenelle)
• Stafilococchi (a grappolo)

La distribuzione e il rapporto tra le cellule dipende dall'asse di divisione durante la scissione binaria.

esempio nel caso del diplococco la cellula madre si divide su un piano verticale e genera due cellule identiche che tendono a stare associate tra loro. Lo streptococco prevede una scissione binaria sempre su piano verticale in cui le cellule stanno unite a formare una catenella. Nelle tetradi si ha una prima divisone su piano orizzontale dalla quale si ottiene un diplococco, che poi si divide ulteriormente sul piano opposto. La forma dei cocchi dipende anche dalle condizioni ambientali e dai terreni di coltura.

Bacilli

Sono bastoncelli (generalmente più grandi dei cocchi) con dimensioni da 1 a 10 micron.

Le singole cellule batteriche possono mettersi in rapporto con le altre cellule in modo diverso:

• diplobacilli;
• streptobacilli;
• coccobacillo (forma intermedia tra cocco e bacillo);
• palizzate.

Spirilli

Sono cellule batteriche che assumono una forma a spirale. Ci sono 2 tipi di spirilli:

• a forma di spirale con una struttura rigida;
• spirochete, forme flessibili con particolari

strutture che ne consentono anche il movimento. Cocchi e bacilli si possono osservare al microscopio, mentre gli spirilli tendono ad avere una forma sottile e allungata e in molti casi non è possibile apprezzarli al microscopio ottico. Sarà necessario utilizzare la metodica in campo oscuro per osservarne il movimento. Batteri filamentosi Pleomorfi Ossia batteri di una stessa specie che possono presentare forme diverse. Strutture della cellula batterica La cellula batterica ha una struttura semplice - non presenta un nucleo o una membrana nucleare e di conseguenza nemmeno una divisione del materiale genetico dal resto della cellula. Sono più semplici delle cellule eucariote e non hanno organelli intracellulari. Nucleoide Nella parte più interna è presente il genoma del batterio, immerso nel citoplasma dove troviamo anche ribosomi liberi e membrana citoplasmatica. All'esterno della membrana citoplasmatica troviamo la parete cellulare, diversa nellevarie specie batteriche.
peptidoglicano.
Uno degli elementi fondamentali presenti costantemente è il
All'esterno della parete alcuni batteri possono presentare una capsula o appendici come flagelli e ciglia.
Vediamo dall'interno verso l'esterno le varie strutture intracitoplasmatiche e extracitoplasmatiche:
Nucleoide! È la principale struttura in cui è localizzata l'informazione genetica del batterio. È costituito da un unico superavvolto cromosoma circolare aploide che si dispone in modo - sarebbe troppo lungo per essere DNA nudo, contenuto all'interno della cellula. Non è protetto da una membrana di rivestimento, ma è privo anche di rivestimento proteico.
Questo cromosoma batterico si replica quando la cellula si deve dividere per scissione binaria. Le due cellule figlie riceveranno ciascuna un cromosoma identico a quello della cellula madre.
Per localizzarsi ai due poli estremi durante la scissione binaria, i due cromosomisi possono trovare anche plasmidi che conferiscono resistenza agli antibiotici o altre caratteristiche vantaggiose per il batterio. I batteri possono anche formare biofilm, che sono comunità di batteri che si aggregano e si aderiscono a una superficie. Questi biofilm possono essere molto resistenti agli antibiotici e possono causare infezioni persistenti. In conclusione, i batteri sono organismi unicellulari che possono avere una grande varietà di forme e dimensioni. Possono avere una membrana cellulare, una parete cellulare e possono contenere organelli come i mesosomi. Possono avere un genoma più o meno complesso e possono contenere plasmidi che conferiscono loro caratteristiche vantaggiose. I batteri possono anche formare biofilm che possono essere difficili da trattare.può avvenire la loro eliminazione tramite il fenomeno di o possono addirittura diventare episomi. Lineari e integrarsi nel cromosoma batterico diventando L'episoma ha il potere di fare anche il processo inverso, ossia di liberarsi e tornare plasmide nel citoplasma. Ogni cellula batterica può contenere più di un plasmide e questo fenomeno è tipico di quei batteri che causano malattie enteriche (= batteri enteropatogeni). L'individuazione con tecniche molecolari di diversi tipi di plasmide è anche un sistema per identificare le varie specie batteriche fingerprint. All'interno di una comunità batterica ogni specie contiene un certo numero di plasmidi con dimensioni diverse. Dal pattern di plasmidi presenti in una specie batterica è possibile quindi ottenere informazioni tassonomiche e identificarla. Possono codificare per fattori di virulenza, resistenza agli antibiotici (fattore R), produzione di tossine, produzione

Di appendici di adesione o produzione di pili sessuali (fattore F) - sono informazioni molto improntati, ma sicuramente non fondamentali per la vita del batterio.

Ribosomi!

Sono le strutture deputate alla sintesi proteica. Le proteine sono la maggiore componente dei batteri, che consumano il 90% delle proprie energie per sintetizzarle.

Se il batterio deve produrre così tante proteine, sarà ovviamente molto ricco di ribosomi (fino a 15.000).

I ribosomi dei batteri solto simili a quelli eucarioti, ma sono più piccoli e più leggeri. In effetti i ribosomi delle cellule eucariote hanno un coefficiente di sedimentazione di 80S (sono più grandi e più pesanti), mentre quelli dei batteri sono 70S.

Sono costituiti da 2 subunità:

• 50S, costituita da RNA transfer (5S e 23S) + 34 proteine differenti;
• 30S, RNA ribosomiale (16S) + 20 proteine. L’RNA ribosomiale è abbastanza conservato (tranne in alcune identificare le varie

specie.porzioni della sua sequenza) e queste lievi differenze ci consentono diÈ possibile sequenziare l’RNA estratto da un campione econfrontarlo con le sequenze presenti in banca dati.

La differenza tra i ribosomi procarioti ed eucarioti può→terapiaessere sfruttata durante la è possibilesomministrare delle molecole tossiche per i ribosomibatterici, che non attaccano la funzionalità dei ribosomidelle cellule eucariote. In questo modo si può ucciderein modo selettivo i ribosomi del batterio ma non quellidell’ospite.

9 Materiali di riserva! un solo tipo di materiale di riserva.Ogni specie batterica, se in grado, immagazzinavacuoliPresentano dei costituiti da materiali di riserva accumulato: ossia ammassi di materiale alimentaresotto forma di molecole organizzate in polimeri ad elevato peso molecolare.La sintesi di queste inclusioni granulari all’interno del citoplasma dipende dalle condizioni ambientali, dallafase di crescita e

sviluppo o in base al terreno di crescita. I batteri sono in grado di accumulare:

• glicogeno
• amido
• acido poli-β-idrossibutirrico
• sali polimerici come meta- e polifosfati. In questo caso i granuli sono facili da evidenziare per il fenomeno della metacromasia = quando si colorano i batteri che presentano questi ammessi nel citoplasma, questi granuli assumono un colore differente rispetto al colorante aggiunto.
• lipidi

Membrana citoplasmatica!
Delimita la cellula e conferisce l'identità cellulare a una struttura.
La membrana citoplasmatica dei batteri è molto simile a quella delle cellule eucariote, ma molto più sensibile ai fenomeni osmotici è più soggetta a lisi e la sua rottura porta a morte la cellula batterica.
È costituita da un doppio strato fosfolipidico che diversamente dalle cellule eucariote è privo di steroli (in quelle eucariote sono molto abbondanti), ad eccezione dei micoplasmi che

Presentano un’elevata quantità. Ha una struttura bilaminare costituita da un doppio strato fosfolipidico, in cui le teste idrofile sono poste all’esterno mentre le code idrofobiche sono rivolte verso l’interno. I fosfolipidi della membrana plasmatica dei batteri comprendono acidi fosfatidici, fosfatidil-serina e fosfatidil-glicerolo.

Funzioni della membrana citoplasmatica proteine transmembrana, In questa struttura sono immerse diverse che conferiscono fluidità grazie al loro movimento e svolgono la maggior parte delle funzioni per la membrana citoplasmatica.

Trasporto di molecole in entrambe le direzioni

• Il passaggio di molecole, sia in entrata che in uscita, può avvenire tramite diversi meccanismi:
• Trasporto attivo: è operato da proteine, in genere recettori specifici, che captano una molecola su un versante della membrana citoplasmatica e mediante l’utilizzo di energia lo internalizzano e lo trasportano sul versante opposto.
• Diffusione

passiva: le molecole di piccole dimensioni possono attraversare in modo passivo il doppio stratolipidico seguendo il gradiente di concentrazione - passano da una zona dove sono molto concentrate, verso una dove sono poco concentrate. Per quanto riguarda l'acqua, questo meccanismo viene detto osmosi = passaggio passivo di acqua da una zona in cui ci sono pochi soluti verso una zona dove c'è una concentrazione più elevata.

Diffusione facilitata: garantita dalla presenza di proteine che costituiscono dei 'pori', attraverso i quali le molecole possono passare da un versante all'altro della membrana citoplasmatica.

Alcuni composti riescono ad alterare la permeabilità selettiva della membrana citoplasmatica. Queste molecole vengono dette iodofori e hanno la capacità di dissolvere il doppio strato lipidico.