Microbiologia applicata all'ambiente

SPORULAZIONE

La quale l'organismo forma un involucro protettivo intorno al nucleo cellulare, che darà origine alla spora (prespora). Infine, la spora viene liberata dall'organismo tramite autolisi della cellula madre e la liberazione della spora matura. La spora può rimanere in uno stato di quiescenza per un lungo periodo di tempo, fino a quando le condizioni ambientali non diventano favorevoli alla sua germinazione. La sporulazione avviene tendenzialmente tra la fase esponenziale e la fase stazionaria.

Proprietà della spora:

• Rifrangi al microscopio
• Resistenza al calore, raggi UV, radiazioni
• Altamente disidratata
• Non ha attività metaboliche
• Resistenza ai prodotti chimici: le spore possono essere resistenti a molti prodotti chimici, come disinfettanti, acidi e alcali, che sono comunemente utilizzati.

utilizzati per il controllo dei microrganismi.

• Adattabilità alle condizioni ambientali: le spore possono adattarsi a diverse condizioni ambientali, come temperature, pH e nutrienti, e possono sopravvivere in ambienti estremi come i deserti, le zone polari o le acque salate.
• Potenziale patogeno: alcune specie di batteri producono spore che possono essere patogene per gli esseri umani o gli animali, come il Bacillus anthracis, l'agente causale dell'antrace (proprietà di alcuni batteri).
• Ruolo ecologico: le spore possono svolgere un ruolo importante nell'ecologia dei microrganismi, ad esempio nella decomposizione della materia organica, nella simbiosi con piante e animali, o nella competizione con altri microrganismi.

PROPRIETÀ DURANTE L'ATTIVAZIONE E LA GERMINAZIONE

• rigonfiamento della spora
• perdita della rifrangenza
• perdita della resistenza al calore
• riprresa di attività metabolica

ed enzimatica

• perdita di circa il 30% del peso secco della spora
• distruzione della corteccia
• fuoriuscita della cellula vegetativa che si accresce

VIRUS

I virus sono agenti infettivi molto piccoli che possono infettare tutti i tipi di organismi viventi, dalle piante agli animali, compresi gli esseri umani. Dal punto di vista strutturale, i virus sono costituiti da un materiale genetico (DNA o RNA) avvolto da un guscio proteico chiamato capside. Alcuni virus possono anche avere una membrana lipidica esterna che deriva dalla membrana della cellula ospite. I virus si replicano solo all'interno di una cellula ospite, utilizzando la macchina cellulare dell'organismo infettato per produrre copie di se stessi. Una volta che un virus ha infettato una cellula, può causare una varietà di effetti, a seconda del tipo di virus e dell'organismo ospite. Questi effetti possono includere la morte della cellula infettata, danni ai tessuti, o la produzione di nuovi

virus che si diffondono ad altre cellule. L'ingegneria e la biotecnologia stanno cercando di utilizzare i virus per produrre proteine e farmaci utili, come ad esempio i vaccini. Tuttavia, i virus possono anche essere causa di gravi malattie, come l'HIV, l'Ebola o il Covid-19, e la loro capacità di mutare rapidamente può rendere difficile lo sviluppo di trattamenti efficaci. Non hanno né citoplasma né metabolismo proprio. I virus devono penetrare in una cellula ospite dove l'acido nucleico virale dirige la replicazione dei componenti macromolecolari virali che poi saranno assemblati a dare nuovi virus. I virus si differenziano dai microrganismi:

• contengono solo un tipo di acido nucleico, DNA o RNA
• non sono in grado di riprodursi al di fuori di cellule viventi

STRUTTURA DEI VIRUS

• VIRUS RIVESTITI avvolti da un doppio strato lipidico. Queste membrane derivano dalla membrana della cellula ospite
• VIRUS NUDI senza

membrana

Morfologia

• elicoidali (nm): sottili, a forma di cilindro cavo subunità proteiche disposte a spirale elicoidale
• poliedrici: involucro poliedrico spesso a forma di ICOSAEDRO (20 facce triangolari) che circonda l'acido nucleico
• complessi o FAGI BINARI composti da una TESTA (struttura poliedrica) ed una CODA (struttura elicoidale), setole e fibre della coda.

L'acido nucleico è sempre localizzato nella testa, mentre la coda serve da organo di attacco alle cellule ospiti.

Specie di virus

• Virus a DNA: questi virus hanno il loro materiale genetico costituito da DNA e includono virus come l'herpes simplex, il papillomavirus e il virus della varicella.
• Virus a RNA: questi virus hanno il loro materiale genetico costituito da RNA e includono virus come l'HIV, l'influenza e il virus della polio.
• Virus a singola elica: questi virus hanno un filamento di DNA o RNA a singola elica e includono virus come il virus dell'epatite A e il

virus della febbre gialla. Virus a doppia elica: questi virus hanno un filamento di DNA o RNA a doppia elica e includono virus come il virus dell'herpes e il virus dell'epatite B.

Virus a envelop: questi virus hanno una membrana lipidica esterna che deriva dalla membrana della cellula ospite e includono virus come l'HIV e il virus dell'epatite C.

Virus oncogeni: questi virus sono in grado di causare tumori e includono virus come il virus del papilloma umano e il virus di Epstein-Barr.

Virus batteriofagi: questi virus infettano batteri e sono utilizzati nella biotecnologia per la produzione di proteine e nell'ingegneria genetica per la manipolazione genetica dei batteri.

Retrovirus: questi virus sono in grado di convertire il loro RNA in DNA e includono virus come l'HIV e il virus della leucemia felina.

Virus adeno-associati: questi virus non causano malattie significative nell'uomo e sono utilizzati nella terapia genica per il trasferimento di geni in cellule.

umane.

Replicazione:

• attacco
• penetrazione
• duplicazione del genoma virale
• assemblaggio e liberazione dei virioni

Ciclo replicativo dei virus:

• Adesione alla cellula ospite, il primo passo nel processo di infezione dei fagi, un tipo di virus che infetta batteri.
• Durante l'adesione, il fago si lega specificamente ai siti recettori presenti sulla superficie della cellula ospite batterica.
• Una volta che il fago si è legato ai siti recettori, avviene il processo di penetrazione.
• In alcuni casi, il meccanismo di penetrazione dei fagi può essere descritto come una "siringa a micro-iniezione".
• Il fago inietta il suo materiale genetico, come il suo acido nucleico, all'interno della cellula ospite attraverso una struttura tubulare presente sulla sua superficie chiamata "coda".
• Questo processo di iniezione permette al materiale genetico del fago di entrare direttamente nella cellula ospite senza che l'interovirus entri

• Riproduzione intracellulare ed assemblaggio: Dopo l'adesione e la penetrazione nella cellula ospite, i virus iniziano la riproduzione intracellulare. È importante notare che i virus non si riproducono per divisione cellulare come le cellule ospiti, ma seguono un processo di replicazione unico. Durante la replicazione virale, tutti i componenti molecolari del virus vengono sintetizzati separatamente all'interno della cellula ospite. Questi componenti includono l'acido nucleico virale, le proteine strutturali

del capside e eventualmente altre proteine accessorie necessarie per il ciclo replicativo del virus.

L'acido nucleico virale, che può essere costituito da DNA o RNA, viene replicato attraverso l'utilizzo delle risorse e dei meccanismi di replicazione presenti nella cellula ospite.

Le proteine strutturali del capside vengono sintetizzate e successivamente assemblate intorno all'acido nucleico replicato per formare i virioni maturi.

Una volta che tutti i componenti molecolari sono stati sintetizzati e assemblati correttamente, i virioni maturi vengono rilasciati dalla cellula ospite.

Ciò può avvenire attraverso l'autolisi della cellula ospite, che porta alla morte della cellula e al rilascio dei virioni, oppure attraverso altri meccanismi specifici dei diversi tipi di virus.

Rilascio: Successivamente, i virioni maturi devono essere rilasciati nell'ambiente circostante per poter infettare altre cellule. Il rilascio può avvenire attraverso