Domande e risposte, Microbiologia

Ruolo del fattore sigma

Il fattore sigma è una subunità proteica delle RNA polimerasi che guida l'enzima al promotore del DNA per iniziare la trascrizione. Esistono diversi fattori sigma che regolano l'espressione di specifici gruppi di geni.

Virus classe IV

I virus di classe IV contengono un genoma di RNA a singolo filamento a polarità positiva. Questi virus, come i Picornavirus, possono essere tradotti direttamente dai ribosomi cellulari.

Virus di classe V

I virus di classe V hanno un genoma di RNA a singolo filamento a polarità negativa. Hanno bisogno di una RNA polimerasi RNA-dipendente per sintetizzare un RNA complementare che può essere tradotto.

Struttura del peptidoglicano nei G+

Il peptidoglicano è una molecola formata da 10-80 ripetizioni di NAG (N-acetilglucosamina) e NAM (acido N-acetilmuramico). I due monomeri sono legati tramite legame glicosidico β (1 4), che è scisso dal lisozima. Il NAM è una molecola firma dei batteri. Al NAM è legato un acido lattico, a cui si lega un tetrapeptide formato da L-Ala, D-Glu, L-Lys e D-Ala. Nei Gram – il terzo AA è un DAP (acido mesodiaminopimelico). Il precursore di parete reca un pentapeptide, che con una reazione di transpeptidazione viene privato dell'ultimo AA (una D-Ala). Il terzo AA (-NH₂ libero) stabilisce un legame interpeptidico con il quarto AA (-COOH libero) di un'altra catena; nei G+ il legame è indiretto ed è mediato da un pentapeptide di Gly. Il legame interpeptidico conferisce resistenza alla parete.

Sistema di trasporto secondario nei batteri

Il sistema di trasporto secondario nei batteri utilizza gradienti elettrochimici per trasportare molecole attraverso la membrana plasmatica. Questo processo avviene senza consumo diretto di ATP, sfruttando il potenziale elettrico o chimico creato da altre reazioni energetiche.

Regolazione del movimento del flagello

La regolazione del movimento flagellare avviene (in E. coli) grazie ad un sistema di trasduzione a due componenti. Il sistema è detto MCP (proteine accettrici di metili). Quando questo sistema percepisce delle sostanze cambia conformazione e porta alla dimerizzazione della istidincinasi CheA, che si autofosforila. CheA fosforila CheY, che si porta in prossimità del corpo basale del flagello e interagisce con le proteine Fli 'motor switch', provocando il cambio di rotazione del flagello. Una volta che lo stimolo si esaurisce, CheZ defosforila CheY. Le metilasi taggano le proteine con del sistema MCP con dei metili, permettendo al batterio di confrontare, a seconda della quantità di metili, le quantità di sostanze presenti in diversi momenti: grazie a questo il batterio può decidere se cambiare rotta o mantenere la direzione.

Fermentazione del glucosio negli enterobatteri

Negli enterobatteri, la fermentazione del glucosio avviene attraverso la via di Embden-Meyerhof-Parnas (EMP), producendo acido lattico o altri acidi organici come prodotti finali.

Regolazione del piano di divisione cellulare (proteina FtsZ)

La proteina FtsZ è fondamentale nella divisione cellulare batterica, formando un anello Z nella membrana plasmatica che guida il processo di citodieresi durante la divisione cellulare.

Virus animali della classe VII

I virus di classe VII, come i virus dell'epatite B, possiedono un genoma a DNA a doppio filamento parzialmente circolare. Usano una trascrittasi inversa per replicare il loro genoma tramite un intermedio di RNA.

Metanogenesi

La metanogenesi è un processo di produzione di metano da parte di alcuni Archaea in ambienti anaerobici, utilizzando idrogeno, anidride carbonica e acidi organici come substrati.

Struttura e funzione del LPS nei G-

Il lipopolisaccaride (LPS) è la molecola firma dei G- ed è una endotossina. Queste molecole sporgono dalla membrana esterna e prendono contatto con le code idrofobiche dei lipidi di membrana. Il LPS è composto da tre porzioni. Il LIPIDE A (parte lipidica) è costituito da un dimero di glucosamine fosforilate e esterificate con acidi grassi saturi a 12 o 14 atomi di C (laurico e miristico). Il CORE POLISACCARIDICO è costituito da esosi ed eptosi. Prende contatto con il lipide A tramite due molecole dell'esoso KDO (acido 2-cheto-3-deossioctulosonico, inner region) a cui seguono 2 o più molecole di esosi (outer region). Il POLISACCARIDE LATERALE (ANTIGENE O) è infine costituito da una catena di monosaccaridi, che sono diversi per ogni batterio e quindi aumentano la patogenicità. I LPS sono riconosciuti dal TLR 4.

Corpi d'inclusione batterica

Il 99% dei batteri non mostra una compartimentazione intracellulare. Le due eccezioni sono i cianobatteri, che contengono tilacoidi (vescicole con membrana di natura lipidica contenenti i pigmenti fotosintetici) e i Plantomycetes, i quali hanno un nucleo contenente genoma e ribosomi (pirellulosoma). Nei batteri si trovano granuli di glicogeno e di poliidrossibutirrato (PHB), con la funzione di riserva di energia. Nei batteri acquatici si trovano magnetosomi e sacche di gas per la risalita in superficie. I magnetosomi sono delle catenelle di magnetite rivestite da proteine, utilizzate dai batteri per l'orientamento nei campi magnetici. I solfobatteri sono capaci di accumulare zolfo in granuli, che al microscopio appaiono come granuli luminescenti. Nei batteri fotosintetici è possibile trovare carbossisomi (accumuli di enzimi deputati alla fotosintesi, come la RubisCO) e ficobilisomi (accumuli di pigmenti fotosintetici come ficocianina e ficoeritrina).

Tempo di riduzione decimale D, esempi

Il tempo di riduzione decimale D è il tempo impiegato ad una certa T per ridurre di 10 volte una popolazione microbica; mette quindi in relazione il tempo con l'uccisione dei microrganismi. D, per un batterio, è tanto più basso quanto più alta è la T. In matrici diverse, i batteri hanno D diversi. C. botulinum ha un D a 121 °C di 0,204 minuti; B. stearothermophilus ha un D a 100 °C di 459 minuti; S. aureus ha un D a 60 °C di 2 minuti in coltura, di 6 minuti nel pollo e di 15 minuti nel tacchino. Le endospore sono le forme che hanno D più alti.

Fermentazione del glucosio nei batteri lattici

Nei batteri lattici, come i lactobacilli, la fermentazione del glucosio produce principalmente acido lattico tramite la via della fermentazione lattica. Questo processo è essenziale nella produzione di alimenti come lo yogurt e i formaggi.

Metodi di determinazione della concentrazione batterica

• Conteggio diretto al microscopio
• Conteggio delle colonie su agar
• Metodo della torbidità (spettrofotometria)
• Metodo della filtrazione su membrana

Caratteristiche degli Streptomyces

Gli Streptomyces sono batteri gram-positivi, filamentosi, noti per la loro capacità di produrre numerosi antibiotici. Formano spore aeree e hanno un genoma ricco di GC. Sono comuni nel suolo e hanno un ruolo fondamentale nella decomposizione della materia organica.

Terreni di coltura selettivi e differenziali

I terreni di coltura selettivi favoriscono la crescita di specifici microrganismi e inibiscono altri, mentre i terreni differenziali permettono di distinguere tra diversi tipi di batteri in base a caratteristiche specifiche, come il colore delle colonie.

Test del Rosso Metile negli enterobatteri

Il test del Rosso Metile valuta la capacità dei batteri di produrre acidi stabili dalla fermentazione del glucosio, indicati da un cambiamento di colore del mezzo da giallo a rosso.

Variazioni AA nel peptidoglicano

Al NAM del peptidoglicano è collegato un tetrapeptide. In tutti i batteri, il primo AA è quasi sempre una L-Ala, a cui segue un D-Glu. Il terzo AA è nei G – acido mesodiaminopimelico (DAP), mentre nei G+ è una L-Lys. Il quarto AA è una D-Ala. Il terzo AA di un tetrapeptide stabilisce un legame interpeptidico, diretto o indiretto, con il quarto AA di un altro tetrapeptide. Nei G+ si ha un elevato numero di legami indiretti, mediati da un pentapeptide di Gly. Nei G- i legami interpeptidici sono molti meno e sono diretti. Sia nei G- che nei G+ viene mantenuta un'alternanza di conformazioni L e D. Nel precursore di parete (nucleotide di Park), l'ultimo AA è una D-Ala che viene eliminata con una reazione di transpeptidazione, inibita dalla penicillina.

Funzioni della membrana plasmatica nei procarioti

La membrana plasmatica ha innanzitutto un ruolo di compartimentazione del citoplasma: a parte poche eccezioni, non sono presenti altre membrane di natura lipidica nei procarioti. Essa contiene molecole specifiche per il trasporto dei soluti, complessi enzimatici per la sintesi dei lipidi e dei precursori di parete (nucleotidi di Park). Sono presenti inoltre i sistemi di produzione e conservazione dell'energia: PMF, ATP e trasporto di elettroni. La membrana ha inoltre funzioni di regolazione nella divisione cellulare e nella replicazione del genoma; contiene anche dei complessi utilizzati per la ricezione e la trasduzione di segnali. Il trasporto può avvenire verso l'interno (MST, GT, PBP, diffusione facilitata e trasporto passivo) o verso l'esterno con i diversi sistemi di secrezione.

Respirazione anaerobica delle sostanze inorganiche

La respirazione anaerobica utilizza accettori finali di elettroni diversi dall'ossigeno, come i nitrati, i solfati o il carbonato, per produrre energia sotto forma di ATP.

Respirazione aerobica delle sostanze inorganiche

La respirazione aerobica utilizza l'ossigeno come accettore finale di elettroni, generando una grande quantità di ATP mediante il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni.

Temperature cardinali e classificazione in base alla T

I batteri sono classificati in base alla temperatura ottimale di crescita: psicrofili (basse temperature), mesofili (temperature moderate), termofili (alte temperature) e ipertermofili (temperature estremamente alte).

HGT nei batteri: definizione, i tre tipi ed esempi

• Trasformazione: assorbimento di DNA libero dall'ambiente.
• Coniugazione: trasferimento di DNA tramite contatto diretto tra due batteri.
• Trasduzione: trasferimento di DNA mediato da batteriofagi.

Archaea metanogeni: habitat, metabolismo e ambiente

Gli Archaea metanogeni vivono in ambienti anaerobici come paludi, intestini di animali e sedimenti marini. Producono metano come sottoprodotto metabolico, utilizzando idrogeno e anidride carbonica.

Struttura del ribosoma batterico

Il ribosoma batterico è costituito da una subunità piccola 30S e una grande 50S, per un coefficiente totale di sedimentazione di 70S. La subunità piccola è formata da una molecola di RNA 16S di 1542 nucleotidi, a cui si aggiungono 21 proteine (S1-S21). La subunità grande contiene RNA 5S (120 nucleotidi) e RNA 23S (2904 nucleotidi), più 31 proteine (L1-L31). La quantità di ribosomi in una cellula batterica è enorme, in E. coli ce ne sono circa 15000. Il primo AA codificato da un ribosoma batterico è sempre una N-formil-Metionina, mentre negli Archaea il primo AA è una Met come negli eucarioti. Molti antibiotici, tra i quali gentamicina, cloramfenicolo e tetracicline, inibiscono la sintesi proteica nei batteri e funzionano bene proprio perché le nostre sequenze ribosomiali sono differenti.

Effetti della T sulla crescita batterica

La temperatura influisce sulla velocità di reazioni enzimatiche, sulla fluidità della membrana e sulla stabilità delle macromolecole, influenzando così la crescita dei batteri. Ogni specie ha temperature minime, ottimali e massime specifiche per la crescita.

Archaea iperalofili: habitat, metabolismo e ambiente

Gli Archaea iperalofili vivono in ambienti con alta concentrazione salina, come i laghi salati e le saline. Utilizzano strategie metaboliche che consentono loro di mantenere l'equilibrio osmotico e di sopravvivere in condizioni estreme.

Membrana plasmatica degli Archaea

La membrana plasmatica degli Archaea è composta da eteri del glicerolo, e non esteri come nelle membrane dei Bacteria e degli Eukarya. La parte idrofobica è costituita da molecole di isoprene legate tra loro: 4 molecole di isoprene formano un fitano. Le membrane degli Archaea possono essere monostrato o a doppio strato, a seconda dell'ambiente in cui vivono. Gli Archaea ipertermofili hanno delle membrane monostrato costituite da gliceroltetraeteri, che aumentano di molto la resistenza meccanica prevenendo così la lisi termica causata dalle alte T.

Ruolo dell'acqua nella crescita microbica

L'acqua è essenziale per tutte le attività biologiche, agendo come solvente e partecipando a reazioni biochimiche. La disponibilità di acqua influenza la crescita microbica e la formazione di biofilm.

Agenti antimicrobici – disinfettanti

I disinfettanti sono agenti chimici utilizzati per ridurre o eliminare i microrganismi patogeni sulle superfici inanimate. Sono efficaci contro batteri, virus e funghi, ma di solito non eliminano le spore batteriche.

Batteri anaerobi obbligati

I batteri anaerobi obbligati non tollerano l'ossigeno e crescono in ambienti completamente privi di ossigeno. Utilizzano vie metaboliche alternative come la fermentazione per produrre energia.

Cianobatteri

I cianobatteri sono un gruppo di batteri fotosintetici che producono ossigeno. Sono importanti per la fissazione dell'azoto e giocano un ruolo cruciale negli ecosistemi acquatici e terrestri.

Classificazione di Baltimore con un esempio per classe

La classificazione di Baltimore suddivide i virus in sette classi in base al tipo di genoma e al metodo di replicazione. Un esempio è la classe I, che comprende virus a DNA a doppio filamento come l'Herpesviridae.

Caratteristiche e funzioni della capsula nei procarioti

La capsula è uno strato esterno protettivo che circonda alcune cellule procariotiche. Fornisce resistenza alla fagocitosi, contribuisce all'adesione alle superfici e protegge dall'essiccamento e dagli agenti chimici.

Sistema di traslocazione di gruppo in E.Coli

Il sistema di traslocazione di gruppo in E. coli è un meccanismo di trasporto attivo che modifica chimicamente le molecole durante l'importazione, come il fosforilamento del glucosio per entrare nel citoplasma.

Struttura e funzione del terminatore rho indipendente

Il terminatore rho indipendente è una sequenza di DNA che provoca la terminazione della trascrizione nei batteri. Forma una struttura a forcina nell'RNA, seguita da una serie di uracili, causando la dissociazione dell'RNA polimerasi.

Movimento flagellare e sistema di trasduzione a due componenti

Il sistema di trasduzione a due componenti permette ai batteri di rispondere a segnali ambientali, regolando il movimento flagellare e consentendo al batterio di nuotare verso o lontano da determinati stimoli chimici.

Trasformazione nei G+ e esempi

La trasformazione nei batteri gram-positivi comporta l'assorbimento di DNA libero dall'ambiente. Un esempio è la trasformazione in Streptococcus pneumoniae, che può conferire resistenza agli antibiotici.

Fago T7

Il fago T7 è un batteriofago che infetta Escherichia coli. È ampiamente utilizzato nei laboratori di biologia molecolare per studi sulla trascrizione e la replicazione del DNA.

Porine nei G-: funzione e struttura

Le porine sono proteine transmembrana che formano canali nella membrana esterna dei batteri Gram-negativi, permettendo il passaggio di piccole molecole idrofile e nutrienti.

Regolazione del ciclo lisogenico nel fago λ

Il ciclo lisogenico del fago λ è regolato da proteine repressori che mantengono il profago in uno stato quiescente integrato nel genoma batterico fino a quando condizioni sfavorevoli inducono l'ingresso nel ciclo litico.

Agenti antimicrobici – antisettici

Gli antisettici sono agenti chimici usati per disinfettare la pelle e le mucose. Sono meno potenti dei disinfettanti ma sicuri per l'uso su tessuti viventi, prevenendo infezioni senza danneggiare la pelle.