Microbiologia

Il ribosoma possiede tre siti fondamentali:

● A (Acceptor): accoglienza nuovo tRNA aminoacilato

● P (Peptidyl): formazione del legame peptidico

● E (Exit): uscita del tRNA scarico

Più ribosomi possono tradurre lo stesso mRNA simultaneamente, formando polisomi,

ottimizzando la produzione proteica.

Antibiotici che agiscono sui ribosomi

Inibiscono la sintesi proteica, bloccando il ribosoma:

Subunità 30S

● Tetracicline: impediscono l’ingresso del tRNA nel sito A (batteriostatiche)

legame irreversibile → lettura errata dell’mRNA (battericidi)

● Aminoglicosidi:

distorce la subunità 30S → errori nella traduzione

● Streptomicina:

Subunità 50S

● Macrolidi (eritromicina): bloccano la traslocazione

● Cloramfenicolo: inibisce la peptidil-transferasi

● Lincosamidi: simile ai macrolidi, interferisce con l’allungamento della catena

La differenza strutturale tra ribosomi procariotici 70S ed eucariotici 80S spiega la selettività

di questi farmaci.

rRNA 16S e metodi genotipici

L’rRNA 16S è il miglior marker per studi evolutivi e identificazione dei batteri perché:

● è presente in tutti i batteri

● svolge funzioni essenziali e altamente conservate

● contiene regioni ipervariabili specifiche di specie o gruppi

Il sequenziamento 16S mediante PCR permette di:

● classificare microrganismi sconosciuti,

● seguire la filogenesi batterica,

● identificare specie cliniche.

Ipervariabilità

Le regioni V1-V9 mostrano differente capacità discriminante tra generi e specie.

Esempio: V6 distingue Bacillus anthracis da B. cereus (1 singola mutazione!).

≥97%

Due batteri sono considerati stessa specie se condividono di identità nella

sequenza 16S.

Inclusioni citoplasmatiche

I procarioti possiedono strutture di deposito o specializzazione, utili per sopravvivere in

ambienti variabili.

● Granuli lipidici (PHB)

Riserva di carbonio ed energia, spesso associati alla fase di sporulazione.

● Granuli di polifosfato (volutina)

Riserva di fosfato; appaiono metacromatici con colorazioni specifiche.

● Granuli di zolfo

Riserva energetica per batteri chemioautotrofi solfossidanti.

Vacuoli gassosi

Presenti in batteri acquatici, garantiscono galleggiamento e posizionamento nella colonna

d’acqua in base a:

● luce

● ossigeno

● nutrienti

Sono formati da proteine GvpA e GvpC, impermeabili all’acqua ma permeabili ai gas.

Magnetosomi ₃ ₄ ₃ ₄

Sono inclusioni di magnetite (Fe O ) o greigite (Fe S ).

Permettono la magnetotassi, cioè l’orientamento lungo il campo magnetico terrestre.

₂

Importanti per microrganismi microaerofili che ricercano zone a basso O .

Carbossisomi

Contengono RuBisCO, l’enzima chiave della fissazione del carbonio.

₂

Importanti nei batteri autotrofi che utilizzano CO come fonte di carbonio.

Clorosomi

Sono vescicole contenenti batterioclorofille C, D ed E, presenti nei batteri fotosintetici

verdi.

Consentono l’assorbimento di luce a bassa intensità.

Batteriorodopsina

Proteina della membrana di Halobacterium salinarum.

Funzione naturale

● È un sensore di luce

● Converte l’energia luminosa in gradiente protonico

● Produce ATP in assenza di fotosistemi complessi

Applicazioni biotecnologiche

● film sottili per cattura solare

● nano-dispositivi bioelettrici

● rivestimenti invisibili ai sensori infrarossi

→ utile in bio-difesa e materiali mimetici

La sua stabilità fuori membrana la rende un componente promettente in

bionanotecnologia.

2025.10.29 e 2025.11.4 Lex 7-8 Funghi e lieviti.pdf

Funghi miceliari e lieviti

Introduzione ai miceti

I miceti o funghi sono organismi eucarioti eterotrofi appartenenti al regno degli

Eumycota. Sono privi di clorofilla, dunque non fotosintetici, e ricavano l’energia

dall’assorbimento di sostanze organiche presenti nell’ambiente.

Si trovano ovunque in natura e svolgono un ruolo fondamentale come decompositori di

materiale organico, ma comprendono anche numerose specie parassite o commensali

dell’uomo, degli animali e delle piante.

Dal punto di vista metabolico, la maggior parte dei miceti è aerobia o anaerobia

facoltativa, mentre nessuna specie nota è anaerobia obbligata. Sono immobili, si nutrono

per assorbimento e possono essere unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe).

I miceti si distinguono in tre grandi gruppi:

● Muffe, con struttura filamentosa e pluricellulare;

● Lieviti, unicellulari e spesso sferici o ovoidali;

● Funghi dimorfi, capaci di assumere sia la forma lievitiforme sia quella miceliare, a

seconda delle condizioni ambientali.

Caratteristiche generali e parete cellulare fungina

La cellula fungina è eucariotica, dotata di nucleo vero con membrana, mitocondri, reticolo

endoplasmatico e apparato del Golgi. Tuttavia, la caratteristica distintiva dei funghi è la

parete cellulare, solida ma flessibile, che conferisce forma e protezione.

La parete è composta principalmente da polisaccaridi complessi, con struttura stratificata:

● Strato interno: formato da chitina (polimero di NAG con legami β-1,4), che

costituisce l’impalcatura rigida della parete;

● Strato intermedio: contiene glucano (polimero del D-glucosio con legami β-1,3) e

talvolta cellulosa;

● Strato esterno: ricco di mannani (polimeri del D-mannosio con legami α-1,6 e α-1,2)

e proteine legate a lipidi.

In alcune specie, la parete contiene melanina, un pigmento nero con funzione protettiva

contro radiazioni ultraviolette e disidratazione. I funghi che la contengono sono detti

dematiacei.

Funghi miceliari

I funghi miceliari (o muffe) presentano un corpo vegetativo detto tallo, costituito da una

rete di filamenti tubolari chiamati ife.

Le ife si accrescono apicalmente, ramificandosi e intrecciandosi a formare il micelio, che

rappresenta l’unità morfologica e fisiologica del fungo.

Le ife possono essere di due tipi:

● Cenocitiche (non settate): continue, con molti nuclei distribuiti lungo il citoplasma;

● Settate: divise da setti trasversali che delimitano compartimenti contenenti uno o

più nuclei.

La crescita avviene prevalentemente all’apice, dove la parete è più plastica e sottile. La

pressione interna (fino a 6–7 atm) favorisce l’estensione, seguita da un graduale

irrigidimento del tratto neoformato.

Nei miceli più complessi, le ife possono differenziarsi in strutture specializzate con funzioni

particolari:

● Rizoidi, per l’ancoraggio e l’assorbimento dei nutrienti;

● Appressori, che aderiscono alla superficie dell’ospite nei funghi parassiti;

● Austori, che penetrano nelle cellule ospiti per assorbire nutrienti.

Strutture di supporto e adattamento

Durante la crescita, le ife possono andare incontro a danni o rotture. Per limitare la perdita di

citoplasma, i funghi hanno sviluppato sistemi di chiusura sofisticati.

Nei funghi inferiori, la fuoriuscita del protoplasma è limitata dalla formazione di un setto di

chiusura temporaneo.

Nei funghi superiori, esistono meccanismi più evoluti:

● Corpi di Woronin: piccole particelle sferiche (0,1–0,7 µm), racchiuse da doppia

membrana fosfolipidica, che si posizionano a sigillare i pori settali in caso di ferita;

non sono presenti in funghi aventi dolipori.

● Cristalli esagonali, con funzione simile e possibile ruolo di stoccaggio di proteine;

avvolti da singola membrana

● Setti complessi o dolipori, tipici dei Basidiomiceti; il setto ha una forma rigonfia che

ricorda una botte, con un poro centrale molto piccolo chiamato doliporo che regola il

passaggio di materiali tra compartimenti. Associati ad essi si trovano i parentisomi

del reticolo endoplasmatico che sigilla rapidamente il poro del doliporo in caso di

lesione o danno all'ifa. A differenza dei pori in altri gruppi di funghi (come gli

Ascomiceti), il poro centrale stretto dei dolipori impedisce il passaggio dei nuclei e

della maggior parte degli organuli da un compartimento all'altro

Queste soluzioni permettono di mantenere l’integrità strutturale del micelio e di isolare

rapidamente porzioni danneggiate.

Eterocariosi e organizzazione nucleare

Nei funghi, la distribuzione dei nuclei lungo le ife è ordinata e regolata. Generalmente, i

nuclei non si trovano nella punta in crescita ma nelle zone retrostanti, dove coordinano la

sintesi dei materiali parietali e citoplasmatici.

Molti funghi presentano eterocariosi, cioè la presenza di nuclei geneticamente diversi nello

stesso micelio.

L’eterocarion può derivare dalla fusione di ife di ceppi differenti o da mutazioni spontanee.

Questa condizione offre vantaggi genetici simili a quelli dei diploidi, consentendo

complementazione tra alleli e maggiore adattabilità.

Un micelio eterocariotico (che contiene nuclei geneticamente diversi) può potenzialmente

dare origine sia a porzioni (o strutture riproduttive) che producono nuclei omocariotici

(geneticamente identici) sia a prole eterocariotica.

Gli eterocariotipi possono produrre conidi (spore asessuate) che contengono un singolo

nucleo, il quale può essere di uno qualsiasi dei genotipi presenti nel micelio parentale.

L'eterocariosi (la fusione di ife e la coesistenza di nuclei diversi) si forma più facilmente, o è

stabile, solo tra ceppi che hanno un alto grado di similarità genetica (spesso appartenenti

alla stessa specie o gruppo compatibile).

Nei Deuteromycotina (noti anche come "funghi imperfetti", perché non mostrano

riproduzione sessuale), l'eterocariosi e il conseguente ciclo parasessuale fungono da

meccanismo alternativo per ottenere la variabilità genetica e la ricombinazione, sostituendo

in parte la riproduzione sessuale vera e propria.

Funghi dimorfi

I funghi dimorfi sono capaci di presentare due forme morfologiche distinte:

● Forma lievitiforme (Y): prevale a 37 °C, in ambienti ricchi di nutrienti o in condizioni

di parassitismo (es. nei tessuti umani);

● Forma miceliare (M): si manifesta a 25 °C, in condizioni ambientali povere o

esterne, con crescita filamentosa.

Y ↔ M

La transizione è detta transizione dimorfica ed è reversibile. È regolata da fattori

₂

ambientali come temperatura, disponibilità nutritiva, pressione di CO e potenziale

redox.

Questo adattamento morfologico rappresenta una strategia evolutiva per sopravvivere in

condizioni variabili e infettare l’ospite.

Pigmenti fungini

Le ife sono generalmente ialine (trasparenti), ma il colore delle muffe dipende dai pigmenti

presenti negli elementi riproduttivi o nelle spore.

I principali pigmenti sono carotenoidi, antrachinoni e melanine, talvolta fluoresc