Endospora e resistenza

STRUTTURA DELL'ENDOSPORA

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CORE O PROTOPLASTO contiene: DNA e ribosomi; dipicolinato di calcio; ridotta quantità di acqua (10-30%); proteine SASP (small and soluble spore protein) che legano il DNA e sono fonte di carbonio ed energia per la nuova cellula vegetativa; i citocromi sono ridotti o assenti, la riserva di energia è rappresentata soprattutto dall'acido fosfoglicerico.

CORTECCIA O CORTEX: strato di peptidoglicano molto spesso, che si differenzia dal pept. (si forma all'interno della membrana). Presente nella cellula vegetativa, perché molti residui di acido N-acetil-muramico sono sostituiti da lattami dell'acido muramico conferendo maggiore resistenza ed elasticità all'isozima. Esternamente alla corteccia si trova un'altra membrana che ha polarità opposta a quella della membrana citoplasmatica per la modalità con cui si forma durante la scorificazione.

TUNICHE: più esternamente sono

presenti le tuniche, costituite da diversi strati di natura proteica, alcunilamellari e altri fibrillari. Alcune proteine delle tuniche sono caratterizzate da un elevato contenuto di cisteina ed hanno la possibilità di formare diversi ponti di disolfuro. Esse sono molto simili alla cheratina e come questa molto resistenti agli agenti chimici. ESOSPORIO: in alcune specie batteriche si può trovare un'altra struttura più esterna, l'esosporio, che ha una composizione chimica complessa costituita da proteine, polisaccaridi e lipidi. È quiescente quando ha attivo solo il metabolismo basale. Il citoplasma e il nucleoide devono entrare in una condizione di resistenza. Le proteine sasp si intervallano al DNA difendendolo ad esempio da radiazioni UV. Il citoplasma deve disidratarsi per entrare in quiescenza, sintetizzando l'acido di calcio. Vengono sintetizzati tegumenti diversi, peptidoglicano diverso, più resistente. Come fa la cellula madre a

trasformarsi in endospora? Attraverso scissione binaria asimmetrica della cellula detta sporangio: una cellula più piccola "prespora" e cellula madre. La prespora diventerà endospora, la cell madre conterrà la sporainformazione e poi una volta fatta uscire verrà degradata. Prima viene duplicata l'informazione genetica e poi si forma un setto nella parte periferica, verso un polo. Ogni cellula contiene una coppia del cromosoma. Il peptidoglic viene degradato e la prespora si invagina nella cellula madre. La prespora si trova avvolta da due membrane citoplasmatiche, una sua e una della cellula madre. Si forma così la corteccia che contiene peptidoglicano che si diversifica dal comune peptidoglicano, più resistente. Poi si forma l'esosporio, cioè tutti gli strati che avvolgono la cellula (parete con vari strati). La cellula deve essere indotta a differenziarsi in endospora, cioè quando vengono meno le condizioni ottimali.

di crescita( fase stazionaria, fine fase esponenziale)(carenza nutrizionale ed elevata concentrazione di cataboliti, blocco della replicazione del DNA. Attivazione di un regolatore trascrizionale che induce l'inizio della sporulazione. FATTORI RESPONSABILI DELLA RESISTENZA SPORALE - Il grado di disidratazione del core aumenta la resistenza al calore, ad alcune sostanze chimiche come il perossido di idrogeno e causa la parziale inattivazione degli enzimi. - Acido dipicolinico aumenta la resistenza del core. - Il pH del core citoplasmatico è più basso (5,5-6,0) di quello della cellula vegetativa (7). - Le SASP proteggono il DNA dai potenziali danni causati dai raggi UV e dal calore. - La corteccia è più resistente al lisozima. - La tunica è una barriera all'ingresso di sostanze chimiche (resistenza ai disinfettanti e agli antibiotici). FORMAZIONE DELL'ENDOSPORALa sporulazione non avviene quando le cellule sono in fase esponenziale. La sporulazione richiede

Che cessi la sintesi delle proteine coinvolte nelle funzioni vegetative della cellula- La sporulazione richiede che vengano prodotte proteine specifiche per la spora

STADI DI FORMAZIONE DELL'ENDOSPORA VEDI IMMAGINE

INDUZIONE DELLA SPORULAZIONE

Carenza nutrizionale ed elevata concentrazione di cataboliti, blocco della replicazione del DNA. Attivazione di un regolatore trascrizionale che induce l'inizio della sporulazione.

FORMAZIONE DEL SETTO DI DIVISIONE ASIMMETRICO che divide la cellula (sporangio) in due comparti distinti: cellula madre e prespora

INGLOBAMENTO DELLA PRESPORA: degradazione del peptidoglicano nella parte centrale del setto. Compartimento della prespora si rigonfia all'interno della cellula madre. Invaginazione della membrana citoplasmatica della cellula madre in corrispondenza del setto. Completo inglobamento della prespora che assume l'aspetto di una seconda membrana citoplasmatica.

FORMAZIONE DELLA CORTECCIA: sintesi dell'involucro corticale o corteccia.

Almeno il 50% dei residui diacido N-acetil-muramico è privo della parte peptidica e presenta una ciclizzazione intramolecolare(intramolecolare).

Sintesi dell'acido dipicolinico che durante le successive fasi del processo verrà trasportato nella prespora dove si accumulerà sotto forma di sale di calcio.

Espressione nella prespora dei geni ssp codificanti per le proteine SASP.

FORMAZIONE DEL RIVESTIMENTO ESTERNO: contemporaneamente alla sintesi della corteccia, comincia a essere deposto sulla superficie della prespora uno strato proteico detto tunica sporale. Conferisce rifrangenza, resistenza ad enzimi litici ed a molti agenti tossici quali etanolo e cloroformio. Protezione contro i nematodi. Composta da oltre 50 proteine diverse.