Alghe azzurre P

FORISTICA

Elenco delle

specie

rinvenute in una

data area con

indicazioni

ecologiche/

geografiche e

biologiche

Cyanobacteria

(= Cyanophyta)

Alghe Azzurre

Regno MONERA

(Dominio EUBACTERIA*)

Phylum Cyanobacteria (o Cyanophyta)

Chroococcales: cellule sferiche o ovoidali isolate o riunite in colonie amorfe o con forme ben

precise

Pleurocapsales: cellule isolate o riunite in colonie; mol/plicazione per fissione mul/pla, con

formazione di piccole cellule chiamate beocì/

Nostocales: colonie filamentose non ramificate; le cellule si dividono per fissione binaria.

Formano cellule differenziate

S-gonematales: cianoba8eri filamentosi con tricomi uniseria/ o pluriseria/, non ramifica/

o con vere ramificazioni causate dalla divisione secondo piani diversi.

Formano cellule differenziate

Oscillatoriales: tricomi uniseria/ non ramifica/. Non differenziano eterocis/ ed acine/. La

lunghezza dei tricomi varia ampiamente anche nella stessa specie, ma

il diametro e la forma delle cellule sono abbastanza costan/. La

propagazione vegeta/va avviene per frammentazione casuale dei

tricomi o con la formazione do ormogoni

* Eubacteria: Bacteriophyta, Cianobacteriophyta e Prochlorophyta

Differenze rispetto alle cellule Eucariotiche

Dimensioni minori: spessore 0,2-1,2 µm, lunghezza

• µm = 1 × 10−6 m; un globulo rosso è 8

1-10 µm (1

micrometri)

Assenza di nucleo circondato da membrana

• Limitato sviluppo di membrane interne (assenza di

• compartimentazione cellulare)

mancanza di tutti gli organuli membranosi

(sono presenti i ribosomi,organuli non membranosi

formati da RNA e proteine)

I Cianoba8eri conosciu/ anche come microalghe verdiazzurre, sono

all'origine dell'evoluzione biologica di piante e animali.

Per primi (circa 3,5 miliardi di

• anni fà), attraverso la

fotosintesi clorofilliana

ossigenica hanno

“trasformato” la luce solare

in ossigeno e sostanze

nutritive permettendo la vita

sul nostro pianeta

I più antichi fossili sono stati

• rinvenuti in Australia in rocce

datate 3,5 miliardi di anni fa

(Stromatoliti fossili)

Hanno ampiamente caratterizzato un lungo periodo geologico compreso

tra i 2,5 mld e 542 mil di anni (inizio del Cambriano)

eone PROTEROZOiCO

I continenti si trovano a latitudini tropicali addensati a formare il più

• antico supercontinente conosciuto Rodinia

• Si susseguono numerose

glaciazioni, la più imponente delle

quali dà origine (c.a. 700 mil di

anni fa) al fenomeno noto come

Terra palla di neve (Snowball

Earth) per cui la Terra sarebbe

stata completamente coperta da

ghiacci (ipotesi su ancora oggi si

confrontano gli studiosi di tutto il

mondo) Fino a -50°C

• Vita sopravvissuta in percentuale Probabilmente per grandi

molto bassa nelle zone piogge dilavamento della co2

che non riusci più a provocare

all’equatore e grazie al nucleo che l’effetto serra e le temperature

simanteva sempre molto caldo. precipitaroo

Già differenziati i primi eucarioti

Procarioti fotosintetizzanti*

Gruppo monofile/co degli euba8eri comprendente circa 2000 specie

• grande diversificazione

morfologica e dimensionale (da

organismi unicellulari con diametro

di 0,2 μm a forme filamentose con

lunghezza fino a 200 μm).

La cellula cianofi/ca è mediamente

5-10 volte più grande della cellula

ba8erica

in alcune specie le dimensioni aumentano notevolmente arrivando fino ai

60 μm di diametro in Oscillatoria princeps

Ricapitoliamo

• Monera

• Procarioti

• Autotrofi

fotosintetizzanti

• Primi a fare

fotosintesi

• Hanno solo

clorofilla a

Morfologia Cyanothece sp.

morfologia sempre

— unicellulare

individui isola/

— in colonie

— forme filamentose Nostoc sp.

— ramificate o non

ramificate talvolta

anche piu8osto

complesse Spirulina sp

Chroococcus turgidus

Merismopedia sp. Stigonema sp.

Colonie di Nostoc pruniforme

Cellula delle alghe azzurre

(tipica cellula procariota)

Le singole cellule sono circondate

da

una sottile membrana citoplasmatica

• parete cellulare° pluristratificata composta

§ da uno strato di un polimero, il

PEPTIDOGLICANO o MUREINA che si

addossa alla membrana plasmatica e da

uno più esterno di lipopolisaccaridi

avvolge la cellula, formando un astuccio

§ rigido e resistente

determina la forma, impedisce il

§ rigonfiamento e la lisi proteine

fosfolipidi peptogliano

Mureina

La mureina è una grossa

— macromolecola cos/tuita

da due deriva/

polisaccaridici, N-

ace-lglucosammina e acido

N-ace-lmuramico, che si

alternano a formare lunghe

catene parallele unite

mediante legami crocia/ da

brevi catene

tetrapep/diche.

Le alghe azzurre sono per lo più

ba8eri GRAM nega/vi

GRAM + e GRAM -

Reazione alla Colorazione di GRAM che u/lizza il CRISTAL VIOLETTO

—

Differenza tra GRAM + e GRAM - I gram negativi si

contraddistinguono,

perché non

mantenengono la

colorazione dopo il

trattamento con il

metodo di Gram.

Dapprima trattate con cristalvioletto, le colture batteriche vengono lavate con un

mordenzante, il liquido di Lugol. Poi si utilizza un decolorante, per esempio alcol etilico. Se i

batteri, dapprima colorati di viola o blu, dopo trattamento con decolorante perdono la

colorazione, allora vengono definiti Gram negativi. Ciò è dovuto al fatto che i Gram negativi

possiedono una sottile parete cellulare, che permette al colorante di penetrare e colorare la

cellula, permettendo di seguito anche al decolorante di penetrare e decolorare la cellula. È

questa sostanzialmente la differenza più grande che caratterizza e differenzia i Gram positivi

dai Gram negativi.

Tra gli eubatteri gram – escherichia coli e Neisseria meningitidis batterio meningite

esterno della

cellula esterno della

membrana cellula

esterna

parete con

peptoglicano periplasma

membrana

plasmatica peptoglicano

citoplasma

GRAM + hanno parete GRAM - hanno parete

monostrato formata bistratificata formatauna

essenzialmente da membrana esterna e da

peptoglicano un sottile strato di

petidoglicano Alcuni batteri

GRAM + patogeni

Staphylococcus

Streptococcus

Bacillus

Clostridium (es. tetano o botulismo)

Lactobacillus

Corynebacterium

Micobatteri (es. batterio della tubercolosi e quello della lebbra)

GRAM –

Escherichia

Enterobacter

Salmonella

Yersinia (peste)

Vibrio (es. colera)

Neisseria (es. meningite batterica)

Rickettsia (tifo)

In alcune specie di alghe azzurre può essere presente una massa

esterna, più o meno ampia, di materiale mucillaginoso

(GLICOCALICE) che costituisce una caratteristica fondamentale per

la colonizzazione e la sopravvivenza dell’organismo.

Massa

gelatinosa

Singoli

individui

Gloeocapsa Filamenti di Nostoc commune formanti

una struttura globosa gelatinosa

Stru*ura Glicocalice

Nel suo spessore sono state osservate fibrille disposte in

direzione radiale, cioè perpendicolari alla parete.

Il glicocalice può essere par/colarmente spesso da essere ben

visibile al microscopio o%co e corrisponde all'involucro già da

tempo chiamato guaina. La presenza o l'assenza di tale guaina

nelle forme tricomatose cos/tuisce un cara8ere sistema/co.

Il glicocalice è per il 40%-65% formato da carboidra/, inclusi

alcuni acidi uronici, per il 18%-24% da proteine e con/ene anche

sali di metalli (ferro, zinco, manganese, rame).

Funzioni del glicocalice

• permette l’adesione al substrato

• funziona come riserva idrica (si imbibisce

lentamente di acqua e gradualmente la rilascia

favorendo il superamento di periodi avversi)

• ostacola la predazione

• costituisce il che tiene insieme le cellule

“cemento”

microbiche determinando la formazione di biofilm

(o feltri).

spesso è variamente pigmentata per la presenza di

• compos/ che mascherano il colore della cellula ed

hanno varie funzioni, fra cui quella di protezione

dall’elevata radiazione ed in par/colare dai raggi UV.

Interno della cellula

Nucleoplasma

— glicocalice

Sistemi /lacoidali

— Parete

nucleoplasma

Ribosomi

— Vacuoli gassosi

— Membrana

Inclusioni cellulari

— plasmatica

citoplasma

Sistema

ribosomi tilacoidale

Nucleoplasma (apparato croma/nico pro-nucleo)

≅

Tra% di DNA in forma di

— filamen/ o fibrille che

s'intrecciano si anastomizzano,

formando un re/colo

tridimensionale

In mezzo alla trama di fibrille

— di DNA si trovano sparsi dei

ribosomi che sono del /po 70S

• RICORDIAMO

• I RIBOSOMI sono organuli citoplasmatici di natura ribonucleoproteica che

presiedono ai processi di sintesi proteica

• Possono essere isolati mediante centrifugazione e scoprire il loro

coefficiente di sedimentazione espresso in unità Svedberg o S

• Sono costituiti da due subunità di diverso peso molecolare: nei batteri una

è 50s e una è 30s e il coefficiente di sedimentazione complessivo è 70s

(negli eucarioti è 80s)

• Sono costituiti da rna ribosomiale e proteine

SISTEMA TILACOIDALE

La principale caratteristica della cellula cianobatterica

è la presenza di un complesso sistema di membrane

fotosintetiche (TILACOIDI) dove sono presenti i due

fotosistemi (PSI e PSII) propri della fotosintesi

ossigenica. I fotosistemi sono complessi

mul/proteici che nei cianoba8eri

contengono, come pigmen/,

CLOROFILLA-A e ficocianina

Ficobilisomi

Sul lato citoplasma/co delle membrane /lacoidali

— aggregazioni molecolari di proteine e pigmen/ associa/ al PSII

— come antenna periferica per la raccolta della luce.

in massima parte ficobiliproteine (ficoetrina, ficocianina ed

— alloficociana) che assorbono nell’intervallo di lunghezza d’onda

da 550 a 650 nm.

Le ficobiliproteine assorbono l’energia luminosa e la

— trasferiscono alla clorofilla-a presente nel PSII.

FICOERITRINA Rossa 560-590 nm

FICOBILINE FICOCIANINA Azzurra 610-630 nm

ALLOFICOCIANINA Azzurra 650 nm

PER RICORDARE 453 Clorofilla b

Clorofilla A 662

430

(

UNICA PRESENTE NEI Clorofilla a

Assorbanza

)

CIANOBATTERI!! 642

assorbe nel blu,

viole8o e rosso Lunghezza d’onda (λ)

Luce visibile

Energia + -

I VACUOLI GASSOSI

Sono parti