I procarioti

CLASSIFICAZIONE DEI PROCARIOTII

procarioti possono essere ulteriormente suddivisi in 2 regni:

• ARCHEA-ARCHEOBATTERI= rappresentano i batteri più antichi, ossia i batteri primitivi. Possono colonizzare habitat comuni, ma sono detti estremofili perché in grado di vivere anche in condizioni estreme (es. notevoli profondità, assenza di ossigeno, aree vulcaniche, pozze di ghiaccio, acque estremamente salate, ecc...). Tra gli archeobatteri troviamo i batteri metanogeni, in grado di produrre metano.
• BACTERIA-BATTERI= sono i procarioti più numerosi e diversificati. Non comprendono solamente batteri patogeni come il botulino o la salmonella, ma anche batteri utili e fondamentali per l'organismo, come la flora batterica intestinale (organizzata in colonie definite commensali/simbionti, che contribuiscono all'integrità della mucosa intestinale, si oppongono alla proliferazione di altri batteri patogeni, ecc...)

micoplasmi = particolari batteri privi di parete cellulare che vivono nel terreno, nelle acque di scarico e in alcuni casi nelle mucose umane. Sono le più piccole cellule viventi.

In base al tipo di respirazione cellulare e ai processi metabolici, i procarioti si possono classificare in:

• BATTERI AEROBI OBBLIGATI= possono vivere e produrre energia cellulare solo in presenza di O₂ → respirazione cellulare.
• BATTERI ANAEROBI OBBLIGATI= possono vivere e produrre energia cellulare solo in assenza di O₂, perché privi degli enzimi necessari alla fosforilazione ossidativa → processo di fermentazione. Es. Clostridium Botulinum (batterio che causa il botulino).
• BATTERI AEROBI/ANAEROBI FACOLTATIVI= sono in grado di vivere e di produrre energia cellulare sia in presenza che in assenza di O₂, grazie all’attivazione di diversi processi metabolici. Es. Batterio dell’Escherichia Coli.

MICROBIOMA= insieme di tutti i batteri, virus, funghi e microrganismi che vivono

all'interno del corpo umano. DISLOCAZIONE DEI BATTERI NELL'UOMO:

• Pelle
• Cavo orale
• Vie respiratorie
• Apparato digerente
• Tratto urogenitale (vie urinarie, genitali, ecc...)

STRUTTURA DELLA CELLULA PROCARIOTA:

• CAPSULA= rivestimento esterno gelatinoso di natura polisaccaridica o proteica, che possiede la maggior parte dei batteri. Può fungere da "magazzino" contenente sostanze utili per la cellula. Nei batteri che vivono in ambienti extracorporei, la capsula protegge dall'essiccamento. Nei batteri che vivono all'interno del corpo umano, la capsula rappresenta una strategia per eludere la sorveglianza immunitaria dell'organismo, in quanto li "nasconde" al sistema immunitario.
• PARETE CELLULARE= struttura che protegge la cellula da agenti meccanici (es. calore), e chimici (es. disinfettanti, antibiotici). Conferisce alla cellula rigidità e resistenza. Ha attività pirogena → causa aumento della

La temperatura corporea dell'organismo ospitante determina la patogenicità batterica. È formata da peptidoglicano (detto anche mureina), un polimero formato da zuccheri e amminoacidi tenuti insieme da legami crociati disposti a formare una sorta di fitta rete. La parete cellulare dei batteri Gram-positivi è formata da numerosi e spessi strati di peptidoglicano (circa 20), mentre la parete cellulare dei batteri Gram-negativi è formata da un solo sottile strato di peptidoglicano. La parete cellulare solitamente circonda la membrana plasmatica.

La membrana plasmatica è una sottile barriera con struttura trilaminare organizzata secondo il modello a mosaico fluido. Ha varie funzioni: delimita il citosol, consente il trasporto verso l'interno di nutrienti e altri elementi utili alla cellula e l'espulsione dei materiali di scarto, garantendo l'omeostasi grazie alla permeabilità selettiva.

passaggio di solvente come l'acqua e di piccole molecole come l'ossigeno, mentre impedisce il passaggio di grandi molecole); è sede dei principali processi metabolici (respirazione cellulare, sintesi di lipidi, fotosintesi nei cianobatteri, ecc...), ed è il sito di ancoraggio di numerosi enzimi.

MESOSOMI= invaginazioni della membrana plasmatica verso il citoplasma che formano vescicole, tubuli o lamelle. Intervengono nella divisione cellulare, facilitando la separazione dei 2 filamenti di DNA batterico (mesosomi settali), contengono enzimi coinvolti nella sintesi dei componenti della parete cellulare (mesosomi biosintetici), contengono gran parte degli enzimi coinvolti nella respirazione cellulare (mesosomi respiratori).

CITOSOL= gel colloidale formato per l'80% da H2O + sali minerali, proteine, zuccheri e lipidi, che occupa l'ambiente interno alla cellula e in cui sono immersi il materiale genetico, le inclusioni e i ribosomi.

MATERIALE

GENETICO Il DNA genomico è rappresentato da una singola molecola di DNA circolare, localizzata in una regione detta nucleoide. DNA plasmidico Il DNA plasmidico è rappresentato dai plasmidi, che sono singoli e brevi filamenti di DNA circolare contenenti geni non essenziali per la cellula, ma che possono conferirle caratteristiche come, ad esempio, la resistenza agli antibiotici. Non è presente in tutti i batteri. INCLUSIONI Le inclusioni sono accumuli di sostanze con funzione di riserva energetica all'interno della cellula, come ad esempio il glicogeno, i granuli di zolfo e fosfato, ecc... RIBOSOMI I ribosomi sono molecole responsabili della traduzione dell'mRNA e della conseguente sintesi proteica. STRUTTURE ACCESSORIE Le strutture accessorie sono strutture che svolgono diverse funzioni: - Flagelli: sono appendici motorie formate da subunità proteiche di flagellina, utili per il movimento. Sono formati da 3 elementi: struttura basale, filamento e uncino. In base al numero di flagelli si possono distinguere batteri monotrichi (1 flagello posto...)

aun'estremità); anfitrichi (2 flagelli siti alle 2 estremità); lofotrichi (molteplici flagelli postitutti a un'estremità a formare una sorta di ciuffo); peritrichi (numerosi flagelli sparsi su tuttala superficie della capsula).

Pili e fimbrie = appendici lineari che, insieme alla capsula, contribuiscono notevolmenteo alla differenziazione morfologica dei batteri e rappresentano il fattore di adesività.

Sono coinvolti infatti in funzioni fisiologiche come l'adesione alle superfici di altre cellule.

I pili sono formati da piline, proteine molto mutevoli e capaci di ingannare il sistemaimmunitario, e da adesine, proteine che permettono appunto al batterio di aderire agli epitelimucosi e di colonizzarli.

Le fimbrie contengono lectine, proteine che legano specifici zuccheri presenti sullamembrana plasmatica delle cellule, come ad esempio il mannosio.

ENDOSPORE = strutture di resistenza create dai batteri Gram-positivi in condizionio ambientali

soluzione di iodio, che forma un complesso con il colorante cristal-violetto, rendendo il complesso insolubile all'interno delle cellule.Fase 3. Si procede al lavaggio con alcool etilico o acetone, che rimuove il colorante dalle cellule Gram-negative, lasciando inalterato il colore delle cellule Gram-positive.Fase 4. Infine, si aggiunge un colorante di contrasto, come la fucsina o il safranina, che colora le cellule Gram-negative di rosso, mentre le cellule Gram-positive mantengono il colore viola/blu.soluzione iodata (Lugol) che agisce sul peptidoglicano presente nella parete cellulare delle cellule. Tutte le cellule restano viola/blu, scolorendosi leggermente. Fase 3. Si procede con la decolorazione mediante l'aggiunta di acetone o alcol etilico, sostanze che disidratano la parete cellulare. Il decolorante riuscirà a penetrare la parete cellulare dei batteri Gram-negativi, in quanto molto più sottile e formata da una minore quantità di peptidoglicano + altre sostanze, rimuovendo il cristal-violetto. Al contrario, il decolorante non riuscirà a penetrare la parete cellulare dei batteri Gram-positivi, in quanto formata da strati più numerosi e spessi di peptidoglicano, quindi il cristal-violetto resterà intrappolato all'interno. Batteri Gram-negativi → diventano incolori Batteri Gram-positivi → rimangono viola/blu Fase 4. Viene aggiunta una soluzione di safranina o fucsina, che colorerà di rosa i batteri Gram-positivi e di viola i batteri Gram-negativi.

negativi.Batteri Gram-negativi → rosa

Batteri Gram-positivi → viola/blu

STRUTTURE BATTERICHE A CONFRONTO:

GRAM-POSITIVI GRAM-NEGATIVI

• Capsula;
• Parete cellulare spessa, formata da numerosi strati di peptidoglicano;
• Membrana esterna formata da doppio strato fosfolipidico, lipopolisaccaridi e lipoproteine;
• Periplasma = regione che separa la membrana esterna dalla membrana plasmatica e dove si trovano numerosi enzimi, proteine di trasporto e recettori;
• Membrana plasmatica.

• Capsula;
• Parete cellulare molto sottile (circa 20) costituita al 90% da peptidoglicano; formata da peptidoglicano monostratificato;
• Membrana esterna formata da doppio strato fosfolipidico, lipopolisaccaridi e lipoproteine;
• Periplasma = regione che separa la membrana esterna dalla membrana plasmatica e dove si trovano numerosi enzimi, proteine di trasporto e recettori;
• Membrana plasmatica.

Per agire sulle infezioni di origine batterica si utilizzano gli antibiotici.

ANTIBIOTICO = sostanza chimica prodotta a partire da microrganismi che agisce sugli agenti patogeni, ad esempio inibendo la crescita della parete cellulare dei batteri o impedendo la sintesi proteica all'interno di essi.

MORFOLOGIA DEI BATTERI:

COCCO = forma sferica

DIPLOCOCCHI = 2 cocchi

STREPTOCOCCHI = catenella di cocchi STAFILOCOCCHI = grappolo di cocchi SARCINA = insieme di più cocchi organizzati in una forma cubica AMMASSI = insieme generico di più cocchi senza forma ben definita BACILLI = forma cilindrica DIPLOBACILLI = 2 bacilli STREPTOBACILLI = catenella di bacilli A PALIZZATA = insieme di più bacilli uno di fianco all'altro, in posizione verticale VIBRIONI = forma curva e rigonfia SPIRILLI = forma a spirale SPIROCHETE = forma "a molla" ALTRI BATTERI DI FORMA VARIABILE (es. batteri filamentosi, ecc...). MODALITÀ DI RIPRODUZIONE DEI BATTERI SCISSIONE BINARIA -> DIFFUSIONE DNA GENOMICO Modalità di riproduzione asessuata che consiste nella duplicazione dell'intero contenuto della cellula batterica madre, che poi viene