Microbiologia

La scoperta di Griffith sulla capsula batterica

S.→ quando Griffith iniettò i batteri del Ceppo R in un topo, verificò ce la cavia non si ammalava dipolmonite, e non era possibile isolare i batteri dai tessuti dell’animale.

→ in un topo, verificò che l’animalequando il medico iniettò i batteri del Ceppo S si ammalava, morivaed era possibile isolare questi batteri dai tessuti dello stesso.

→ successivamente, prese alcuni batteri del Ceppo S e li uccise in seguito a shock termico; iniettò poiquesti batteri morti in un topo e, come c’era da aspettarsi, il topo non si ammalò e non fu possibilei batteri dai tessuti dell’animale.isolareDa ciò si deduce che, per provocare la malattia, è necessaria la presenza della capsula, al cui interno ibatteri devono essere necessariamente vivi! La capsula infatti riesce a resistere nel corpo, permettendoal batterio di non essere riconosciuto dai macrofagi, quindi di evadere dal sistema immunitario.

→ a

Questo punto Griffith preparò una miscela in cui erano presenti batteri vivi del Ceppo R e batteri morti del Ceppo S (uccisi dal trattamento termico) e iniettò la miscela in un topo, aspettandosi la non comparsa della malattia nell'animale. In realtà il topo si ammalò e morì: nei suoi tessuti si riscontrarono batteri del Ceppo S. L'unica spiegazione plausibile è che alcuni batteri R, in seguito all'interazione con batteri morti S, si fossero trasformati in S (trasformazione a livello molecolare): doveva quindi essere presente materiale genetico (frammenti di DNA lasciati a seguito dello shock termico), acquisito ed inglobato dai batteri del Ceppo R, in grado di conferire ad essi la capacità di sintetizzare la capsula polisaccaridica. Griffith chiamò il materiale genetico "Principio Trasformante", ritenendo tale sostanza (erroneamente) di natura proteica. Si parla

Da cui si forma un tagliolinearizzare il plasmide, e la successiva forca di replicazionecomincia a lavorare a livello dell'oriT).(la DNA Polimerasi Intale replicazione, un solo filamento di DNA plasmidico silinearizza!Il vantaggio ecologico della Coniugazione Plasmidica è nellacellula ricevente, mentre la cellula donatrice consuma soloenergia per "fare uno sforzo".→+ - + +Incrocio: F x F F e FPlasmidiI Plasmidi sono elementi genetici extracromosomici che, assieme al Cromosoma, sono partefondamentale del Genoma Batterico (si replicano però in maniera indipendente dal Cromosoma).Genoma Batterico = cromosoma + 1/più plasmidi (non sempre)Il loro DNA è circolare e di dimensioni inferiori rispetto al Cromosoma.I Plasmidi sono presenti solo all'interno della cellula, e contengono solo geni non essenziali ma che–spesso codificano funzioni utili alla cellula (informazioni genetiche accessorie es. resistenza agli...);antibiotici,

donatore è integrato nel cromosoma si parla di "Episoma" (= residuo di Plasmide che porta ancora il Fattore di Fertilità F, cioè un insieme di geni che permettono di avviare la Coniugazione del Cromosoma), formatosi per Ricombinazione Omologa con il cromosoma (tale integrazione porta spesso a perdere pezzi di cromosoma): in siti specifici chiamati Sequenze di Inserzione (IS) si forma un Ceppo Hfr, e parti di cromosoma (in cui si è già integrato il plasmide) vengono trasferite al ricevente (ma solo se il plasmide della cellula donatrice è compatibile con quelli della cellula ricevente Fattori di Incompatibilità). Il trasferimento dei geni avviene quindi sempre nello stesso ordine. La probabilità che la ricombinazione avvenga è soprattutto data dalla presenza di regioni omologhe: quando l'Episoma si inserisce all'interno del nuovo cromosoma,

quest'ultimo è costituito da determinate sequenze di inserzione omologhe (che permettono anche il crossing over negli eucarioti) confunzione regolatrice, permettendo cioè l'inserzione solo di determinate coppie di basi (quelle cioè omologhe). Fattore F deve essere portato all'interno del cromosoma:

L'Episoma "cerchio può iniziare la sintesi del pilo e la replicazione a cerchio rotante" (poiché il cromosoma comprende F), dunque fa in modo che il cromosoma si comporti come un plasmide (si replica e passa attraverso il pilo)!

Replicazione "a Cerchio Rotante": dal momento che è troppo grande, il cromosoma si replica in forma lineare (allo stesso modo del plasmide), per poter passare all'interno del pilo ma, mentre il plasmide passa tutto per poi ricircolarizzarsi,

Il cromosoma passa solo in parte come un piccolo dell'Episoma vicini all'oriT pezzetto, ossia solo i geni (posto al centro del Fattore di Fertilità, dove sono presenti solo i geni necessari alla replicazione): ciò significa che non tutti i geni del Fattore F vengono trasferiti! Si parte dall'oriT in un solo verso, per trasferire:

Nella Replicazione Asimmetrica,

• Una parte di Episoma
• + geni Flanking (= fiancheggianti)

In questo tipo di coniugazione avvengono due eventi di Replicazione Omologa:

1. Una a monte, prima che si formi il ceppo Hfr
2. Una quando il frammento di cromosoma replicato viene ceduto alla cellula ricevente, dove deve integrarsi al suo cromosoma (portando le informazioni geniche di origine, ma non il Fattore F)

L'evento di integrazione nella cellula ricevente avviene facilmente, in quanto il frammento di cromosoma che si integra presenta Sequenze di Inserzione SI.

Mobilizzazione del Cromosoma "Hfr"

Le cellule con il plasmide integrato

Nel cromosoma sono dette per la loro alta frequenza di ricombinazione, che fa in modo che i ceppi F esprimano nuovi fenotipi: intere parti del cromosoma della cellula donatrice Hfr possono essere trasferite alla cellula ricevente (F). Ceppi Hfr che differiscono per le IS del plasmide F nel cromosoma trasferiscono i geni cromosomici in ordine diverso. Il Fattore di Fertilità può infatti essere facilmente tracciato perché, nell'incrocio con colture non ricombinanti, anche la coltura non fertile diventa fertile.

Solitamente, quando un ceppo F va ad interagire (si incrocia) con un ceppo F+ trasformato in un ceppo fertile (F+).

In questo caso il ceppo F non diventa F+, ma acquisisce solo il cromosoma (prende solo delle caratteristiche, senza diventare fertile), nonostante il ceppo Hfr sia fertile: si tratta comunque

DiConiugazione dei ceppi Hfr. in quanto l'oriT si trova in mezzo all'episoma,

Il ceppo Hfr non trasmette il Fattore di Fertilità F, al centro→ Le cellule possono perdere l'episoma!

del Fattore F.

➢ Mentre nella Coniugazione Plasmidica il plasmide passa tutto perché è corto e circolare, nella Coniugazione Cromosomica solo un pezzo di cromosoma riesce a passare (ossia quello contenente i geni più vicini all'episoma), in quanto è molto lungo e non circolare (le cellule infatti, dopo un certo periodo di tempo, eliminano il ponte citoplasmatico e perdono contatto, per cui il passaggio deve essere breve e veloce!). ha consentito l'individuazione delle l'unità di misura La mobilizzazione del Cromosoma Mappe Geniche: utilizzata per la lunghezza genica in passato