Microbiologia - Appunti completi

CELLULE BATTERICHE

La parete batterica: è rigida e avvolge completamente la membrana che è di natura uida ed è esclusiva dei batteri. Funzione della parete: resistere alla pressione osmotica e alcuni componenti rappresentano alcuni fattori di patogenicità. Importanza della parete cellulare: responsabile della forma dei batteri. Enzima: lisozima degrada la parete e se la tolgo la forma rimane un po' sferica. Un batterio in bassa concentrazione scoppia. I BATTERI LI DIVIDIAMO IN GRAM+ E GRAM- Gram+: parete fatta di peptidoglicano che avvolge la parete, abbiamo peptidoglicano degli acidi teloici che sporgono e legano il alla membrana. Gram-: fatta da peptidoglicano e da un doppio strato liposaccaridico (membrana parietale). Il peptidoglicano è molto più sottile e non direttamente legato alla membrana plasmatica. Il peptidoglicano: è presente in tutti i batteri tranne che l'archea. È attaccato alla membrana citoplasmatica ma anche alla membrana PERIPLASMA parietale.

Lo spazio vuoto si chiama: (presenti sostanzee proteine periplasmatiche). Il peptidoglicano è un polimero e ha una componente lipidica più una glicina: gli zuccheri che la compongono sono amminozuccheri (NAG-NAM) che si alternano tra loro.

STRUTTURE ESTERNE DEI BATTERI

Capsule - involucri mucosi (vanno a ricoprire tutta la cellula)

Capsule: natura polisaccaridica e avvolge tutta la cellula. È de nitainvisibile e gli permette di conferire al batterio una certa virulenza. Perconcetto di virulenza, si intende la capacità dei batteri che proliferanonell'ospite -> risposte immunitarie dell'ospite.

Glicocalice: associati a batteri con capacità di aderire a superfici appiccicose, molto importante per i (situazione dove vivono i batteri, servono anche a formare i tessuti).

I bio lm si formano in ambienti acquatici, è una struttura polisaccaridica che li isola dagli antibiotici. Le cellule hanno uno stato di quiescenza.

Flagelli -

pili - mbrie (non tutti i batteri li hanno)

Flagelli: movimento della cellula ancorati alla membrana con il loro corpo basale: motore del flagello, da alla membrana la capacità di energizzarsi grazie alla proteina MOT: forza proton-motrice.

Pili: lunghi, cavi, e poco numerosi. Quelli cavi sono sessuali, coinvolti in un scambio genetico chiamato —> la parte del genoma è il plasmide.

Fimbrie: appendici corte e sottili e molto numerose. Permettono al batterio di riconoscere le superfici su cui aderire.

endospore: sono molto resistenti, le spore non si riproducono, hanno attività metaboliche interrotte. Hanno strutture di sopravvivenza e presentano informazioni genetiche.

Il batterio capisce le situazioni favorevoli e divide il citoplasma e forma un sistema: cortex (resistente a lisozima) - endosporio - sporcot (adesione). I batteri: bacillus —> forma la spora. Sporulazione: spora diversa da cellula molto resistente e 100%

impermeabile.

METABOLISMO—> È l'insieme di reazioni chimiche in una cellula che permettono le attività vitali. Si divide in catabolismo e anabolismo. Il catabolismo sono reazioni che servono per produrre energia, reazioni Krebs. Esoergoniche—> ciclo di Per quanto riguarda l'anabolismo abbiamo reazioni di biosintesi dal semplice al complesso, loro sono Kalvin reazioni endoergoniche—> ciclo di ( producono energia per qualcosa che mi serve). Il ruolo degli enzimi è molto importante in quanto abbassano l'energia di attivazione delle reazioni aumentando la velocità. Il metabolismo utilizza energia attraverso reazioni di ossido riduzione. Abbiamo dei coenzimi che sono delle guide per far passare l'energia al glucosio ( non sarebbe possibile per la cellula). I coenzimi si ossidano e si riducono ed inoltre sono trasportatori di elettroni.

ATP—> È un trasportatore di energia e non l'unico dal metabolismo.

Il metabolismo ha bisogno di carbonio e una fonte di energia. Dal carbonio possiamo trovare sostanze organiche o CO2 atmosferica. Mentre come fonte di energia troviamo i fotoni della luce. Troviamo sostanze organiche (chemiorganotro) o inorganiche (chemiolitotro). METABOLISMO CHEMIIORGANOTROFO—> utilizza sostanze organiche ricava energia ossidando composti organici: 1) respirazione aerobica—> ossigeno 2) Respirazione anaerobica—> no ossigeno 3) Fermentazione—> sostanza del processo iniziale—> questi sono accettori finali.—> il composto organico è il glucosio. La glicolisi (alla fine si producono due molecole di 2NADH: 6ATP). È un processo che lo trasforma in acido piruvico da 6C a 2 a 3C. Le opzioni sono: respirazione—> ciclo di Krebs (la fine della respirazione: glicolisi + fosforilazione + krebs= 38ATP +3CO2). La CO2 ha solo un atomo di C. Fosforilazione ossidativa

catena di trasporto degli elettroni → formazione di ATP. L'ossigeno accetta gli elettroni: respirazione aerobica → il metabolismo può essere assimilativo dove le molecole non perdono in nitrato per ricavare azoto. Il metabolismo dissimilativo: le molecole che non vengono assimilate dal batterio. → fermentazione → NO catena di trasporto degli elettroni. Si fosforilazione a livello del substrato, salto degli elettroni molto più basso. Non abbiamo ossigeno e di conseguenza abbiamo un processo anaerobico che è uno svantaggio. Meno energia abbiamo più ci sarà l'assenza della catena di trasporto degli elettroni. Dopo la glicolisi si forma il piruvato: forma una molecola 2C: etanolo/lattato. Gli elettroni tornano nella glicolisi. Per anaerobica: accettare ma non di ossigeno, alcuni batteri utilizzano il nitrato rendendo l'N + volatile: denitrificazione → fenomeno di riempimento del suolo ma vantaggioso per l'aria.

Di questo tipo di respirazione ne esistono diversi tipi:

CATABOLISMO DELLE PROTEINE

Sono proteine sintetizzate da amminoacidi e la parte maggiore entra nel ciclo di Krebs. I chemiorganotro staccano il gruppo amminico, accumulo saccoammoniofi fi fi fi fi fi fi fi.

METABOLISMO CHEMIOLITOTROFO

Questo metabolismo non necessita di presenza di luce, infatti spesso sono autotrofi. Ricaviamo energia dai composti chimici che si ossidano e la sfruttano per produrre CO2. Gli aerobi riducono l'O mentre gli anaerobi riducono altre sostanze come l'N. Esistono dei batteri nitrificanti che sono molto importanti per il ciclo dell'azoto e trasformano l'ammonio in nitrati e altri da nitriti a nitrati. Questi metabolismi rendono poco la sostanza chimica inorganica, non è paragonabile all'energia degli elettroni che hanno sostanze chimiche organiche.

Molto di questi viventi sono mixotro (se presenti sostanze organiche si comportano da chemiorganotro).

SECONDA

PARTE DEL PROGRAMMA CRESCITA MICROBICA: la dividiamo in diverse fasi:

1. crescita di una popolazione: Abbiamo la crescita demografica: la biomassa è la quantità batterica all'interno di dispositivi adeguati alla crescita di microrganismi. La crescita batterica è basata sull'ascissione binaria: la riproduzione asessuale: la cellula madre si divide in due cellule più piccole
2. Matematica della crescita batterica: La biomassa che verrà raggiunta dipende dalla velocità di crescita. Mentre il tempo di generazione è un po' diverso in quanto è il tempo che passa tra una divisione batterica e l'altra e tanto è più breve tanto è più alta la velocità di crescita. Meno tempo ci vuole e più veloce crescerà
3. Grafico della crescita:
   • semilogaritmico - esprime un valore

logaritmico e uno aritmetico-log10—> X indica il tempo mentre Y esprime il log dei batteri.rettaci sarà una e all’aumento del temo e della velocità di crescitaavremo la curva della crescita batterica. Che ha diverse fasi:

1. Fase di latenza LAG: NON c’è riproduzione ma adattamento delmetabolismo all’ambiente
2. Fase esponenziale: crescita esponenziale del numero di cellule
3. Fase stazionaria: mortalità e riproduzione sono in equilibrio
4. Fase di morte: calo di cellule vitali.

Abbiamo due leggi quella del minimo dove abbiamo un effetto sullaquantità di crescita e la legge della tolleranza dove abbiamo uneffetto sulla velocità di crescita.

4) La velocità con cui si accresce un batterio dipende da:

1. Ambiente—> condizioni ambientali ( favorevoli)
2. Disponibilità delle sostanze nutritive
3. Genoma—> in base alla sua grandezza( la velocità dipende dallo stesso

dalla sua natura) in laboratorio la crescita è favorita. E. Coli intestino, ha un genoma molto semplice. La generazione in coltura ci mette circa 20 minuti (in ambiente naturale circa 12h) PARAMETRI DELLA CRESCITA BATTERICA: In ambienti ricchi di nutrienti batteri crescono in modo veloce mentre in quelli poveri di nutrienti crescono lentamente. In base ai parametri ambientali abbiamo nomi diversi di batteri: 1. alio li - bisogno di concentrazione di sale e vivono con pochissima H202. 2. osmotolleranti - resistenti agli sbalzi di pressione osmotica. 3. acido li - vivono in ambienti acidi. 4. Termo li - temperature elevate. 5. Psicro li - sì temperature non sopra i 15°. Abbiamo già citato la legge del minimo ma più nello specifico è la quantità di biomassa che può portare una popolazione batterica. Si basa anche sulla formulazione del terreno di coltura e la biomassa è denominata dal.nutriente a più bassa concentrazione. Invece per la legge della tolleranza abbiamo una curva Sab ottimale che se è ok sta dentro il range, ci spiega in che condizioni possono crescere i batteri e con quale velocità. Fase stazionaria, fase esponenziale, fase esponenziale, fase definitiva poi morte. Questa successione è quella che hanno tutte le cellule e sicrescita diapsicachiama—> esistono altri tipi di batteri che si chiamano meso li E sono dei batteri che vivono all'interno di cellule ospite e la temperatura è di circa 37 °C. Il PH di alcuni batteri è estremamente basso e riescono comunque a fare la propria vita. Per alcuni batteri l'ossigeno è nocivo e fi