Batteriologia

Lezione 1 Microbiologia generale ed immunologia

Definizione organismo vivente

Un organismo vivente trasforma energia (nutrirsi per sopravvivere) e scambiarla con l’ambiente e per poi

riprodursi.

I virus sono un concetto particolare di essere vivente perché non riescono a trasformare energia ma si

riproducono, quindi soddisfano a metà la definizione di essere vivente.

Cos’è la tassonomia? Branca della biologia che studia comparativamente i diversi organismi viventi e li

raggruppa in base a caratteristiche comuni.

Cos’è una specie? Categoria di classificazione degli organismi simili tra loro, che comprende individui in

grado di accoppiarsi tra loro e di generare prole feconda.

10 animali con nome volgare e nome scientifico (scrivo animali insoliti, ma devo sapere anche gatto cane

cavallo ecc)

Gatto_Felis catus

Cane_Canis lupus familiaris

Cavallo_equus caballus

1. Iguana_Iguana

2. scinco dalla lingua blu_Tiliqua scincoides

3. insetto stecco italiano_ Bacillus rossius

4. insetto foglia verde o gialla_ Phyllium bioculatum

5. insetto foglia secca_ Extatosoma tiaratum

6. lumaca gigante africana_ Lissachatina fulica

7. camaleonte pantera_ Furcifer pardalis

8. furetto_ Mustela putorius furo

9. petauro dello zucchero_ Petaurus breviceps

10. granchio arcobaleno_ Cardisoma Armatum

Microbiologia= biologia degli organismi microscopici, non visibili a occhio nudo:

_Protozoi, funghi, alghe, batteri, cianobatteri, virus

_Nel 1866 viene proposto il regno dei protisti

La microbiologia è una branca della biologia che studia la struttura e le funzioni dei microrganismi, cioè di

tutti quegli organismi viventi unicellulari, pluricellulari o acellulari, non visibili ad occhio nudo: ciò

comprende batteri, archaea, alcuni tipi di funghi, lieviti, alghe e protozoi; la microbiologia studia inoltre

virus e prioni, sebbene questi non siano classificati come esseri viventi in senso stretto.

Piante e Animali=Pluricellulari con forte differenziazione delle cellule e dei tessuti

Protisti= I protisti sono un regno di organismi eucarioti, un gruppo eterogeneo e polifiletico di organismi, in

cui si includono gli eucarioti che si possono considerare non appartenenti ai regni animali, piante o funghi.

Pluricellulari, unicellulari o cenocitici; i pluricellulari sono a bassa o nulla differenziazione delle cellule e dei

tessuti. I protisti sono alghe, protozoi, funghi e batteri.

Germinazione spontanea scoperta circa nel 1700, gli organismi si trasformano

Prima esisteva il regno dei Protisti= alghe, protozoi, funghi e protozoi

Leishmaniosi causata dai protozoi

Funghi come agenti delle micosi= è il termine medico che indica un'infezione provocata da funghi patogeni.

ME= microscopio elettronico, viene scoperto e vengono suddivisi in cellule eucariote e procariote

Differenze EU Vs PRO

Nucleo circondato da membrana cellulare solo negli EU, nei PRO non è un vero e proprio nucleo ma è un

nucleolo

I batteri hanno solo 1 cromosoma→corredo aploide

Gli EU ne hanno di più, Mitosi solo nei EU

Non ci sono mitocondri nei PRO

I ribosomi sono presenti sia negli EU sia nei PRO C’è un errore non è millimetri ma micrometri

Clamidia. La Clamidia è un'infezione batterica, causata da un microorganismo, la Clamydia trachomatis. Tra

le infezioni sessualmente trasmesse è tra le più diffuse. È più frequente nelle donne, ma colpisce

indifferentemente uomini e donne, con un picco intorno ai vent’anni, ossia all’inizio della vita sessuale

attiva.

Microrganismo appartenente al genere Chlamydia (comprendente le specie patogene Chlamydia

trachomatis, Chlamydia pneumoniae e Chlamydia psittaci) responsabile di quadri infettivi prevalentemente

dell’apparato urogenitale e respiratorio.

Dal punto di vista microbiologico la clamidia è un batterio, ma in patologia si comporta come un parassita,

in quanto per sopravvivere deve infettare una cellula ospite.

La clamidia presenta una parete cellulare molto irregolare e all’esame microscopico appare come un denso

corpo incluso, che sposta il nucleo della cellula.

Dal punto di vista clinico la clamidia è responsabile di varie malattie.

Le forme d’infezione genitourinaria da clamidia (Chlamydia trachomatis) costituiscono circa il 50% delle

cosiddette uretriti non gonococciche, vale a dire quelle infezioni da contagio sessuale sostenute da germi

diversi da Neisseria gonorrhoeae (o gonococco).

Zoonosi. Le zoonosi sono malattie che si trasmettono dagli animali all’uomo. Tra i microorganismi patogeni

si trovano Giardia lamblia, Mycobacterium marinum, e Chlamydia psittaci.

Rickettsiae. Piccolo microrganismo coccoide o coccobacillare, con dimensioni poco maggiori dei grandi

virus; è caratterizzato da uno spiccato polimorfismo e può presentarsi in forme isolate o in brevi catenelle.

Può essere trasmessa da zecche.

Le Clamidie e le Rickettsiae sono parassiti intracellulari obbligati, sono più piccoli degli altri microorganismi.

Il microscopio ottico ha il massimo potere di risoluzione è 100x.

Microscopio normale o in campo chiaro→devo colorare le cose perché se no non le vedo

MICROSCOPIA A FLUORESCENZA

Luce ultravioletta (L.O. ½luce bianca). Aumenta il potere di risoluzione. Non è percepita all’occhio umano.

Vengono usati i di fluorocromi.

Tecnica di immofluorescenza.

Per vedere se un cane ha la leishmaniosi si usa una tecnica di immofluorescenza indiretta.

MICROSCOPIA ELETTRONICA

Utilizza un fascio di elettroni al posto della luce. Si può raggiungere 1˙000˙000 x (0,1nm).

La messa a fuoco avviene tramite elettromagneti.

L’interno è sotto vuoto spinto per evitare interferenze sul fascio elettronico.

M.E. a trasmissione=

Colorazione positiva: Sali di metalli pesanti (Pb, U, W) aumentano il contrasto del campione.

Colorazione negativa: acido fosfounstico (PTA) e acetato di uranile a pH acido non si legano al campione

ma scuriscono le zone circostanti.

Descrizione= la sbarretta sotto misura 50 nanometri. Quindi riesco a capire più o meno la grandezza delle

strutture circolari. Sono virus.

Colorazione negativa

Virus con Colorazione negativa

Quella a S è eucariota quella a D è procariota

La cellula eucariota è più grande di quella procariotica, ed è anche molto più complesso.

I batteri possono assumere varie forme come quelle allungate dove il lato corto più o meno misura 1

micron ovvero un millesimo di millimetro, invece il lato lungo è circa dai 3 ai 10 micron, più o meno.

Esistono anche altre forme come quelle tonde più o meno hanno un diametro di un micron.

Nelle cellule procariote ci sono meno organuli perché è meno complessa. Non c’è il nucleo ma il nucleoide.

Non ci sono i mitocondri.

I batteri stessi sono diventati mitocondri. La produzione energetica del batterio avviene nella membrana

citoplasmatica.

Abbiamo anche i ribosomi che servono per la sintesi proteica

La parete batterica non è presente negli eucarioti, lo hanno solo le cellule procariote. Ci possono essere

anche strutture accessorie come flagelli o pili.

La cellula procariotica è più semplice di quella eucariotica CON L’ECCEZIONE delle strutture DI

RIVESTIMENTO CELLULARE.

FORME E DISPOSIZIONI DELLE CELLULE BATTERICHE

Le cellule microbiche hanno una risposta a una certa colorazione, la colorazione di Gram.

I Gram positivi diventano rossi. I Gram negativi diventano blu.

È il primo approccio di classificazione tassonomica.

Si riesce a vedere con il microscopio ottico, che ha un ingrandimento massimo di mille volte (cioè mille X).

Se vedo un batterio che è 10^-6 lo vedo mille volte più grande lo vedo 10^-3, quindi 1 millimetro.

Bisogna porsi delle domande codificate a carattere dicotomico.

Di che colore è? Di che forma è?

Ma bisogna classificarli ancora di più. Nell’ambito del genere ci sono altre specie.

• Rotonda→ chiamati cocchi, possono essere raggruppati a grappolo e si chiamo Stafilococchi

(perché stafilo significa grappolo in greco). Se invece si dispongono uno dopo l’altro si chiamo

streptococchi.

• Bastoncellare→ chiamati bacilli.

Come l’Escherichia coli che si possono trovare negli organismi viventi in particolare nell’intestino,

infatti sono enterobatteri. Si possono avere caratteri compensali o opportunista o patogeno.

C’è stato un caso a Pescara in cui non si poteva il bagno perché c’ernao in mare, perché hanno

trovato feci in mare.

Come i Bacilolus antralis che è un Gram positivo.

• Forme intermedie, lievemente allungate→chiamate coccobacilli.

Brucialla bacillis o Bruciella abortus che porta alla brucellosi. È una malattia tipica di animali,

soprattutto bovini e ovini che provoca un aborto, solo che è una zoonosi. In Sicilia ma anche in altre

zone dell’Italia c’è questa malattia. È una malattia d difficile diagnosi perché ha dei sintomi molto

vaghi.

• Forme allungate ma curve→ chiamati vibrioni.

Come il Colera il suo agente biologico è il vibrio-colera. In Italia non è presente. Si muore perché si

spruzza acqua da tutte le parti perché vomiti e hai la diarrea e dopo poche ore si muore per

disidratazione, si chiama anche morte secca.

• Forme elicoidali→chiamati spirilli.

Un vaccino per il cane trivalente di solito sono parvovirosi, leptospira e epatite. La Leptospira è di

forma elicoidale che di solito è nelle acque o mediata da topi.

Patogeno diretto o commensale o opportunista

Un cromosoma batterico è circolare. Il nucleoide è fatto da un cromosoma batterico molto spiralizzato.

NUCLEO=In biologia, organulo cellulare di forma variabile, delimitato da una membrana, presente in quasi

tutte le cellule eucariotiche animali e vegetali; contiene la cromatina e svolge un importante ruolo nella

regolazione del metabolismo cellulare e nella trasmissione delle informazioni genetiche al citoplasma

• La membrana nucleare è assente (Nucleoide)

• Può essere considerato un unico cromosoma

• La cellula batterica è aploide (n). Quindi hanno solo 1 cromosoma.

• Il nucleoide è addossato ad una invaginazione della membrana Mesosoma= Indica l'invaginazione

della membrana plasmatica che si ripiega nel protoplasma, presente in alcuni batteri.

I batteri si moltiplicano per scissione binaria o per gemmazione. La prima è più semplice, siccome si creano

organismi tutti uguali non ci sono ne figli ne genitori, non c’è la verticalità che c’è come nell’uomo.

La scissione binaria è un tipo di riproduzione asessuata in cui una cellula madre si divide simmetricamente

in due cellule figlie più piccole di eguali dimensioni.

La gemmazione è un processo per cui un gruppo di nuove cellule forma un'escrescenza (gemma) che

rimane attaccata all'individuo genitore fino a formare colonie (es: coralli e spugne).

CITOPLASMA= Parte di protoplasma che circonda il nucleo della cellula

Il citoplasma è la sostanza, a prevalente struttura colloidale, compresa fra membrana plasmatica e

membrana nucleare.

Nel citoplasma sono disciolte molecole di metaboliti più piccoli: le macromolecole. Queste possono

rimanervi allo stato di soluzione o di gel, determinando così modificazioni nella fluidità citoplasmatica.

Il citoplasma comprende tutte le sostanze funzionanti della cellula (il protoplasma) ad eccezione del

nucleo; consiste di una soluzione acquosa di enzimi e di altre macromolecole, ATP, trasportatori di

elettroni, aminoacidi, nucleotidi e sostanze inorganiche, come fosfati, sodio e potassio, in gran parte sotto

forma di ioni.

-NO mitocondri

Contiene=

• Plasmidi→materiale genetico extra-cromosomiale

I plasmidi sono piccoli filamenti circolari di DNA superavvolto a doppia elica, presenti nel citoplasma

e distinguibili dal cromosoma batterico per le loro dimensioni ridotte. Il materiale genetico che li

contraddistingue permette all'organismo ospite di svolgere varie funzioni non essenziali, ma

conferiscono alla cellula proprietà speciali

• Ribosomi→per la sintesi proteica

I ribosomi sono degli organuli citoplasmatici presenti in tutte le cellule, sia procariotiche che

eucariotiche (a differenza dei mitocondri presenti solo negli eucarioti), formati da rRNA, che si

trovano nel citoplasma, sia liberi che adesi al reticolo endoplasmatico, con la funzione di operare la

traduzione dell’mRNA durante il processo della sintesi proteica.

• Materiale di riserva sotto forma di granuli

• C (carbonio)

• P inorganico

• Lipidi→come riserva, sotto forma di cere. Se i batteri hanno un’elevata quantità di cere saranno

idrorepellente all’acqua e saranno più resistenti nell’ambiente perché sono isolati dall’acqua. Di

solito i micobatteri hanno questa caratteristica, e il più famoso è Micobatterium tubercolosis.

Malattie nel globo importanti=

⎯ Hanno creato un vaccino per la malaria. Questa malattia è in Africa, Asia e sud America.

⎯ La tubercolosi è ancora una zoonosi.

⎯ L’AIDS è una malattia sessualmente trasmissibile, ma si può trasmettere anche con il sangue o

con le siringhe dei drogati.

Qual è la differenza tra un latte fresco e uno a lunga conservazione? Non ci sono i conservanti nel latte a

lunga conservazione.

Latte pastorizzato. Questo termina deriva da Pasteur che ha inventato questo metodo di conservazione.

Era un signore di compagna che possedeva animali. Vide che gli uomini soffrivano di tubercolosi dopo aver

bevuto il latte, quindi ha inventato questa lavorazione del latte basata sul calore. Questo trattamento ne

altera il gusto. Quelli invece che rendono i latti a lungo conservazione cambia ancora di più.

I micobatteri e i lipidi diventano più resistenti con l’ambiente ma possono essere inattiviti con la

pastorizzazione.

MEMBRANA CITOPLASMATICA

Definizione=membrana cellulare o citoplasmatica rappresenta il confine primario del citoplasma cellulare,

avvolge il protoplasto ed è la principale barriera osmotica cellulare. È una tipica unità di membrana fatta da

fosfolipidi e proteine.

Per dare la forma deve essere rigida. Serve per regolari gli scambio tra l’interno e l’esterno delle cellule.

Serve per essere in contatto con il mondo esterno. Serve per la protezione

I compiti principali sono:

1. Barriera Il film protettivo fornisce uno scambio di composti attivo, passivo, selettivo, regolato con

l'ambiente esterno. A causa della permeabilità selettiva, la cellula e i suoi compartimenti sono

separati e forniti con le sostanze necessarie.

2. Trasporto Attraverso il film è la transizione dei composti da una cellula all'altra. Grazie a questo, i

composti nutritivi vengono rilasciati, i prodotti finali del metabolismo vengono rimossi, si verifica la

secrezione di varie sostanze. Inoltre, si formano gradienti ionici, la concentrazione di ioni e il pH

sono mantenuti al livello ottimale. Sono necessari per l'attività vigorosa degli enzimi cellulari.

3. Matrice Questa funzione fornisce un certo orientamento e interposizione delle proteine di

membrana, nonché la loro interazione ottimale.

4. Meccanico A causa di ciò, l'autonomia della cellula, le strutture interne è assicurata. Un elemento è

anche connesso con altri simili-struttura della membrana citoplasmatica

5. Energia Sullo sfondo della fotosintesi dei cloroplasti e durante la respirazione cellulare nelle

membrane, i sistemi di trasferimento di energia sono attivi. Anche i composti proteici sono

coinvolti.

sede di molti processi metabolici (respirazione, fotosintesi). Sono presenti enzimi biosintetici che

catalizzano le reazioni terminali di biosintesi di lipidi di membrana e di varie classi di macromolecole

che compongono la parete cellulare batterica (peptidoglicano, acidi teicoici, lipopolisaccaridi e

semplici polisaccaridi);

sede di generazione e utilizzo di ATP durante il trasporto di elettroni. I componenti della catena di

trasporto degli elettroni, l’ATP fosfotransferasi e i componenti dell’apparato fotosintetico sono

localizzati nella membrana;

6. Recettore Un numero di proteine presenti nella membrana fornisce la percezione di vari segnali. Ad

esempio, gli steroidi che circolano nel sangue interessano solo le cellule bersaglio che hanno i

recettori ormonali appropriati. Composti chimici che forniscono impulsi (neurotrasmettitori) sono

anche associati a specifiche proteine cellulari bersaglio.

7. individuazione dei segnali ambientali per la chemiotassi

vedo sotto significato chemiotassi

Nei procarioti appare come una tipica membrana cellulare ovvero presenta una struttura a sandwich come

due linee esterne sottili opache agli elettroni e separate da un’area chiara, trasparente agli elettroni se

osservata in sezione ultrasottile al microscopio elettronico.

Struttura della membrana citoplasmatica

La membrana cellulare si trova tra la parete e il citoplasma, ed è molto simile a quella delle cellule

eucariotiche.

È costituita da un doppio strato di molecole lipidiche tra le quali sono inserite delle molecole amfipatiche

proteiche, responsabili delle diverse funzioni della membrana. Tale struttura é tipica delle Membrane

Unitarie presenti nelle cellule di tutti gli organismi viventi.

Le proteine integrali o intrinseche o interne (70-80%) difficilmente separabili dalla membrana. Le proteine

periferiche estrinseche o esterne (20-30 %) poste più esternamente sono moderatamente adese alla

membrana e quindi facilmente removibili.

Nei batteri sono presenti gli opanoidi che stabilizzano la struttura della membrana e sono fatti da molecole

simili allo sterolo.

La sua funzione è quella di selezionare la direzione e l’entità degli scambi con l’esterno; è legata anche alla

divisione cellulare ed è sede degli enzimi, dei vettori di idrogeno dei processi di fosforilazione os