Batteri e virus

BATTERI E VIRUS

CELLULE PROCARIOTICHE -> no nucleo e più semplici delle eucariotiche.

Struttura -> parete cellulare -> membrana cellulare -> citoplasma con organuli e nucleoide.

BATTERI -> forma:

• Cocchi:
  • Diplococchi.
  • Streptococchi -> catene.
  • Stafilococchi -> grappolo.
• Bacilli -> singoli o a catene.
• Spirochete.

Parete cellulare -> si distinguono batteri:

• Gram+ -> presenza di uno spesso strato di peptidoglicano.
• Gram- -> presenza di un sottile strato di peptidoglicano -> sopra di esso vi è lo strato LPS -> più resistenti ad antibiotici e anticorpi.

Reagiscono differentemente al violetto di genziana:

• Gram+ -> trattengono il violetto di genziana.
• Gram- -> non trattengono il violetto di genziana.

Condizioni sfavorevoli -> il MO diventa quiescente e alcuni producono endospore (altamente resistenti) -> rilasciata nell’ambiente esterno -> processo diverso alla sporulazione dei funghi.

Questo caso è un metodo di riproduzione -> nel caso dei MO la cellula madre muore.

Divisione/scissione binaria -> prole identica alla madre -> in caso di condizioni sfavorevoli -> formazione di spore (divisione asimmetrica) -> crescita in caso di condizioni favorevoli.

Trasferimento dell'informazione genetica:

Trasformazione -> processo in cui un batterio capta il materiale genetico (plasmide) rilasciato nell'ambiente da un altro batterio che è morto -> lo assorbe e lo integra nel suo DNA. Processo sfruttato per ricerca e produzione di proteine per uso umano -> es. resistenza agli antibiotici e per lo studio della mutazione del gene che codifica per specifiche lamine che provoca la progeria (invecchiamento precoce).

Trasduzione -> i geni batterici vengono trasportati dai fagi (virus che infettano i batteri) -> interagisce con la parete del batterio e inietta il suo materiale genetico nel batterio che si va a integrare con il suo.

sfrutta il batterio per replicare il suo materiale genetico e dare origine a nuovi fagi-> contengono anche parte del DNA batterico -> lisano il batterio e si diffondono nell'ambiente esterno. Coniugazione -> adattamento parasessuale -> due cellule batteriche si uniscono e una di esse (la donatrice) possiede il pilo sessuale (cellula F) -> tramite questa struttura trasferisce il plasmide F (necessario per la sintesi del pilo sessuale) alla cellula ricevente, che da cellula F, diventa cellula F (cioè in grado di sintetizzare il pilo sessuale). VIRUS -> particella composta da una molecola di acido nucleico (circa 5000-10000 basi) racchiuso in un capside proteico -> ordine dei nanometri. Sono detti endoparassiti obbligati -> per replicarsi devono infettare una cellula (infettano ogni tipo di essere vivente). Classificati in base a: - Tipo di ospite. - Tipo di acido nucleico (DNA o RNA). - Acido nucleico a singolo o doppio filamento. Il primo virus

identificato -> virus del mosaico del tabacco.

Capside -> composto da subunità dette capsomeri -> si distinguono in base alla forma diversi tipi di virus:

• Elicoidali -> es. virus del mosaico del tabacco.
• Poliedrici -> es. adenovirus.
• Combinazione di entrambe le forme -> es. fagi.

Alcuni possiedono anche un involucro membranoso (derivante dalla cellula che hanno infettato) rivestito da strutture proteiche che utilizzano per legarsi a recettori -> proteine dell’involucro -> es. coronavirus o HIV.

Classificazione dei MO:

• Organismi che codificano per capsidi -> virus e fagi
• Organismi che codificano per ribosomi -> batteri, eucarioti e archei.

Batteriofagi/fagi -> virus che infettano i batteri.

Fino agli anni ’40 vennero usati per combattere le infezioni batteriche -> con l’avvento di antibiotici e sulfamidici sono stati abbandonati -> a causa però dell’elevata resistenza agli antibiotici di alcuni ceppi i

batteriofagi stanno tornando al centro dell'attenzione. Sono utili anche per uccidere batteri che infettano le carni consumate dall'uomo -> sono innocui per i bovini.
Replicazione virale:
Ciclo litico -> il virus si attacca alla superficie dell'ospite -> inserisce il suo acido nucleico oppure entra tutto quanto nella cellula -> utilizza le strutture dell'ospite per replicarsi e sintetizzare anche il capside -> vengono sintetizzati nuovi virus -> lisi dell'ospite (causa la morte dell'ospite) oppure per gemmazione (no morte dell'ospite) -> fuoriuscita dei nuovi virus.
Ciclo lisogenico -> il virus inietta il suo acido nucleico ed esso si integra con il DNA dell'ospite -> il batterio si replica e replica anche l'acido nucleico virale -> prendono il nome di cellule lisogeniche.
Modalità di ingresso dei virus nelle cellule animali:
Interazione tra le proteine dell'involucro (sui virus) e specifici.

recettori sulla membrana dell'ospite -> fusione delle due membrane -> entrata del virus.

Endocitosi mediata da clatrina, caveole (domini lipidici submicroscopici arricchiti con colesterolo e sfingolipidi) ecc.

Replicazione dei virus nelle cellule animali:

Virus a RNA -> la trascrizione avviene con RNA polimerasi dell'ospite.

Virus a DNA -> sintesi del DNA simile a quella dell'ospite (se esso è una cellula a DNA).

Retrovirus -> usano la trascrittasi inversa per trascrivere il genoma ad RNA in un DNA intermedio -> viene integrato al DNA della cellula ospite.

4 tipi di polimerasi utilizzate dai virus per la loro replicazione.

DNA polimerasi DNA-dipendente -> presente in cellule procariotiche ed eucariotiche.

RNA polimerasi DNA-dipendente -> utilizzata per sintetizzare molecole di RNA a partire da molecole di DNA.

DNA polimerasi RNA-dipendenti -> sintetizzano DNA a partire da RNA.

RNA polimerasi RNA-dipendenti ->

sintetizzano RNA a partire da RNA.

Virus a DNA -> replicazione simile a quella della cellula ospite -> una volta iniettato il DNA all’interno esso verrà trascritto in mRNA -> verrà poi tradotto -> formazione di nuovi virus -> esocitosi.

Retrovirus -> es. HIV -> virus a RNA -> rilascia all’interno dell’ospite l’RNA e la trascrittasi inversa -> grazie ad essa verrà sintetizzato una molecola di DNA a singolo filamento -> il quale poi fungerà da stampo per sintetizzare una molecola di DNA a doppio filamento -> viene integrato al cromosoma dell’ospite -> trascrizione -> traduzione -> sintesi nuovi virus.

Coronavirus -> virus a singolo filamento di RNA.

Sulla superficie presentano glicoproteine le quali si vanno a legare con recettori, in particolare l’enzima che converte l’angiotensina 2.

Virus respiratori, zoonotici (presenti in diversi animali).

Per entrare nelle cellule legano

specifici recettori di membrana -> endocitosi entra nella cellula e possono fondersi con i lisosomi.

Infetta cellule dell’apparato respiratorio -> attacca le cellule epiteliali degli alveoli -> nei casi più severi può rompere la membrana epiteliale degli alveoli.

Teoria dell’evoluzione dei virus:

Ipotesi dell’origine cellulare -> originati da elementi genetici mobili, come trasposoni o plasmidi, come prodotti di degradazione del DNA di una cellula.

Ipotesi della coevoluzione -> si sono evoluti prima della divergenza dei tre domini attualmente presenti (bacteria, archea ed eukaria).

Ipotesi regressiva -> si sono evoluti da piccole cellule indipendenti che erano parassiti di cellule più sviluppate.

I mimivirus si sarebbe evoluti da un antenato più complesso -> possiedono infatti geni per la sintesi proteica.