Appunti di microbiologia - parte I

RIBOSOMI

I ribosomi sono degli organelli presenti in tutte le cellule eucariote e procariote, sono formati da due subunità (maggiore e minore) ognuna costituita da un complesso di RNA e proteine. I ribosomi sono la sede della sintesi proteica (sono sintetizzate le proteine).

Nei procarioti, vi sono tre molecole di RNA ribosomiale di grandezza 5S, 16S e 23S. Le 16S e le 23S sono quelle più grandi perché contengono rispettivamente 1542 e 2904 nucleotidi, molto conservati e sufficientemente variabili in modo da essere usate come ottimi cronometri filogenetici.

Ribosomi nei procarioti: costituiscono il 40% del peso secco della cellula, è formato da due subunità di RNA e costituito da rRNA (RNA ribosomiale) e proteine ribosomiali. Le due subunità sono formate da due tipi di RNA:

1. Subunità 50S: rRNA 23S + rRNA 4.5S + 34 proteine.
2. Subunità 30S: rRNA 16S + 21 proteine.

Che insieme formano l'rRNA 70s.

Ribosomi negli eucarioti: sono...

formati da due subunità 60S e 40S per formare un rRNA 80S.

MICROBIOLOGIA disciplina che studia gli organismi invisibili ad occhio nudo.

Van Leeuwenhoek è stato il primo scienziato che nel 1677 ha osservato in modo accurato e completo la struttura dei microrganismi, tramite un microscopio dotato di una sola lente che consentiva un numero d'ingrandimenti pari a 50-300. Si iniziano ad avere delle ipotesi che potrebbero essere contrapposte alla teoria della generazione spontanea.

In seguito, si ebbero importanti contributi dovuti a:

1. Koch 1878 dimostra la causa di una malattia contagiosa come il carbonchio (antrace) "Bacillus anthracis" dovuta al microrganismo.
2. Pasteur demolendo così definitivamente la teoria della generazione spontanea, con il seguente esperimento: attraverso un semplice esperimento riuscì a confutare la teoria della generazione spontanea. Egli

impiegò per i suoi esperimenti dei matracci a collo d'oca, che permettevano l'entrata dell'ossigeno, elemento indispensabile allo sviluppo della vita, ma impedivano che il liquido all'interno venisse a contatto con agenti contaminanti come spore e batteri. Egli bollì il contenuto dei matracci, uccidendo così ogni forma di vita all'interno, e dimostrò che i microrganismi riapparivano solo se il collo dei matracci veniva rotto, permettendo così agli agenti contaminanti di entrare.

Al di sotto troveremo l'immagine che ne descrive tale processo.

In seguito, vi furono altri tre scienziati importanti che studiarono il comportamento dei batteri, fra cui:

1. Spallanzani Osservò la crescita batterica all'interno di fiaschi chiusi contenenti infusi, fatti bollire per breve tempo (30 minuti). Dimostrando che l'aria può dare origine ad alcuni organismi.
2. J. Tyndall Osservò la crescita batterica negli

infusi di fieno, sterilizzati a 100°C e intuìTermolabile.che i batteri potevano trovarsi in due fasi distinte. cv→ Termostabile.→3) F. Cohn→ Riprese gli esperimenti di Tyndall dimostrando che i batteri presenti nel fienospore o(Bacillus subtilis), producevano forme resistenti al calore, oggi note comeendospore batteriche.

Contributi di KochDimostrò che il carbonchio (antrace) è una malattia infettiva, attraverso il seguente procedimento:

1. Semina sangue prelevato da animale malato (infetto) in brodo nutriente (propagazione invitro).
2. Infetta animale sano, con microrganismo propagato in vitro.
3. L'animale s'infetta di carbonchio.
4. Reisolamento del microrganismo dell'animale malato.

Questo fu possibile grazie alle seguenti condizioni:

1. Il Bacillus anthracis è di notevoli dimensioni.
2. Produce spore.
3. L'antrace dell'animale è una setticemia (infezione del sangue, normalmente sterile) in cui è presente solo

l'agente patogeno. Postulati di Koch 1) L'organismo sospetto deve presentare tutti i casi della malattia, mentre negli animali sani deve essere completamente assente. 2) Le colonie dell'organismo sospetto patogeno devono crescere come coltura pura. 3) Le cellule coltivate da una coltura pura devono indurre alla malattia gli individui sani. 4) Bisogna isolare l'organismo patogeno per verificare l'identità con l'originale. Caratteristiche dei microbi (microrganismi) Metabolismo - Assunzione di sostanze chimiche dall'ambiente che in seguito sono trasformate secondo processi che avvengono all'interno della cellula con successiva eliminazione verso l'esterno (La cellula è un sistema aperto). Riproduzione e crescita - Le sostanze chimiche assunte fungono da risorsa per la produzione di nuove cellule. Differenziamento - I microbi hanno la capacità di formare una nuova struttura cellulare, come ad esempio una.

4) Le cellule comunicano o interagiscono fra loro per via di sostanze chimiche rilasciate/assunte da queste.

5) Sono spesso in grado di muoversi autonomamente.

6) Le cellule si evolvono, acquistando nuove proprietà biologiche.

I microbi a livello di funzioni codificanti, tramite il DNA svolgono processi di replicazione e caratterizzano l'espressione genica di un individuo. Tramite poi l'RNA si danno via ai processi di traduzione che porteranno alla sintesi di proteine.

Prendendola però dal punto di vista strettamente energetico, la cellula vista come "macchina cellulare" svolge diverse azioni quali (*vedi approfonditamente). scissione binaria

I batteri, sia sotto forma di colonie che in singole cellule, si dividono secondo il seguente schema:

1. Inizio DNA cellulare circolare.
2. La cellula batterica si allunga, e il DNA inizia a replicarsi.
3. Inizio della divisione cellulare, con la

La divisione cellulare è un processo fondamentale per la crescita e la riproduzione degli organismi. Esistono due tipi principali di divisione cellulare: la mitosi e la meiosi.

La mitosi è il processo attraverso il quale una cellula madre si divide in due cellule figlie identiche. Questo processo avviene in quattro fasi principali: profase, metafase, anafase e telofase. Durante la profase, i cromosomi si condensano e il nucleo si disgrega. Nella metafase, i cromosomi si allineano al centro della cellula. Nell'anafase, i cromosomi si separano e si muovono verso i poli opposti della cellula. Infine, nella telofase, i cromosomi si decondensano e si formano due nuovi nuclei. La citodieresi, o divisione del citoplasma, segue immediatamente la telofase e porta alla formazione di due cellule figlie separate.

La meiosi è un processo di divisione cellulare che avviene nelle cellule sessuali (gameti) e porta alla formazione di quattro cellule figlie con metà del numero di cromosomi della cellula madre. La meiosi si compone di due divisioni cellulari successive, chiamate meiosi I e meiosi II. Durante la meiosi I, i cromosomi omologhi si appaiano e si scambiano segmenti di DNA in un processo chiamato ricombinazione genetica. Nella meiosi II, i cromosomi si separano e si formano quattro cellule figlie.

Durante entrambi i tipi di divisione cellulare, il DNA viene replicato in modo che ogni cellula figlia abbia una copia completa del genoma. La replicazione del DNA avviene durante la fase S del ciclo cellulare e coinvolge l'apertura della doppia elica del DNA e la sintesi di due nuove eliche complementari utilizzando le basi azotate G, A, T e C come mattoni fondamentali.

La divisione cellulare è un processo altamente regolato che richiede la coordinazione di molte proteine e segnali chimici. Errori nella divisione cellulare possono portare a malattie come il cancro.

Le differenze principali tra la divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti sono le seguenti:

Procarioti:

1. Dimensioni: 1-5 micron.
2. Privi di nucleo.
3. 1 cromosoma circolare.
4. Privi di organelli.
5. Aploidi.
6. No mitosi.
7. Fissione binaria.
8. Privi di citoscheletro.
9. Anaerobi e aerobi.
10. Unicellulari.
11. No differenziazione.
12. Non poliadenilati.
13. No introni.
14. DNA senza istoni.

Eucarioti:

1. Dimensioni: 20-100 micron.
2. Presenza del nucleo.
3. Molti cromosomi lineari.
4. Presenza organelli.
5. Diploidi (2n).
6. Mitosi.
7. Riproduzione sessuale o gemmazione.
8. Presenza citoscheletro.
9. Aerobi.
10. Multicellulari.
11. Cicli vitali complessi.
12. mRNA poliadenilati.
13. Geni con introni.
14. DNA con istoni.

istoni. I batteri possono assumere diverse forme quali: a) Cocco. b) Bastoncello. c) Spirillo. Ovviamente, i batteri possono assumere varie forme per condizioni diverse oppure nella stessa coltura. Essi prendono il nome di amorfi o pleomorfi. Sono organizzati in altre forme quali a filamento, spirocheta, stelo o ifa. Attinobatteri. Fra i batteri a forma filamentosa, troviamo gli attinobatteri. Gli attinobatteri sono definiti batteri "batteri gram positivi (+)" sono costituiti da lunghi filamenti contenenti molte cellule prive di setti micelio (spazi fra loro) i quali producono filamenti ramificati ed aerei, chiamati parete cellulare. Parlando invece della dei batteri, possiamo dire che è definita come una struttura rigida che conferisce la forma alla cellula, è formata da uno strato uniforme e denso, spesso circa 10-80 nm ed è peculiare nei procarioti, inoltre costituisce il 10-40% del peso secco della cellula. L'obiettivo della parete cellulare è quello di proteggere.

La cellula dalla lisi osmotica. La membrana è localizzata all'esterno della membrana cellulare dei procarioti. I gruppi che ne sono privi sono i mollicutes clamidiae (eubatteri) e termoplhasma (archaea).

Il componente parietale presente sia nei gram+ che nei gram- è il peptidoglicano, ovvero lamureina, enorme macromolecola polimerica che costituisce un saccuolo indeformabile che conferisce la forma alla cellula e resistenza alla lisi osmotica.

Processo colorazione di GRAM. gram+ gram-. Tale processo permette di distinguere secondo la colorazione i batteri da quelli secondo i seguenti step:

1. Colorazione primaria: consiste nel preparare uno striscio del batterio, trattandolo con cristalvioletto (sia i batteri gram+ che gram-, si colorano di violetto).
2. Mordente: Aggiunta di una soluzione di KI e I, complessandolo sia con cristalvioletto e sia con materiale cellulare (entrambi rimangono violetto).
3. Decolorazione: Aggiunta allo striscio colorato, gocce di etanolo. (Il...

colore violetto è eliminato solo nei gram-)Colorazione di contrasto4) Trattare il preparato con safranina. (I batteri gram- si colorano di rosso).

Parete cellulare:

• GRAM + :
1. Monostrato con densità uniforme, formata da peptidoglicano (mureina).
2. Mureina costituisce l'80-90% del peso della parete (40% peso secco cellula). Non presenta pentaglicina. porosa, ed è per questo che trattiene il colore.Poco
• GRAM - :
1. Doppio strato membrana esterna.
2. formato da peptidoglicano molto sottile e la seconda da
3. Mureina Costituisce solo il 5-10% del peso della parete. Molto porosa.

Attività antibatterica: LISOZIMA enzima che taglia il legame glicosidico beta 1-4 tra acidomuranico (NAM) e acetil glucosammina (NAG). È presente nelle lacrime e rappresenta la barriera primaria di difesa.

Pennicillina usata per antibiotici, Fleming ha scoperto il lisozima. I batteri possono trasmettere la caratteristica di resistere agli antibiotici, ad altri batteri.

In maniera molto veloce. Sintesi del pepticoligano: Tramite inserimento di anelli concetrici dall'interno verso l'esterno della cellula, durante la divisione cellulare e/o durante l'accrescimento della cellula. La pennicilina è attiva solo nella fase di crescita in quanto inibisce la formazione di legame NAG NAM, ma poi una volta formato non ha più effetto. La mureina di nuova sintesi deve essere inserita in specifici siti di crescita dove quella preesistente deve essere stata localmente localizzata. In base al batterio variano di posizione e quantità. Autolisine -> prodotte dalla cellula e secrete nel periplasma, idrolizzano i legami glicosidici.