Microbiologia Appunti Parte 1

DIVISIONE CELLULARE

A metà si forma il setto di divisione della cellula madre in cui abbiamo nuova sintesi di membrana e

parete cellulare. Esso si invagina sempre di più finche le cellule figlie si separano diventando sempre

più indipendenti. Intervengono proteine in qst divisione che prima non si pensava erano incluse:

esempio la proteina FtsZ, la quale è simile alla tubulina, è inclusa e anche nei batteri quindi c'è

qualcosa simile al citoscheletro. Quella proteina si localizza dove si forma il setto di divisione. Questo

nel S. aureus.

Nel B. subtilis è presente la proteina MreB è simile all'actina e la funzione è qll di garantire la

forma a bastoncello della cellula intervenendo anche con la FtsZ (similtubulina).

Nel C. crescentus ha la crescentina simili ai filamenti intermedi. Oltre ad avere la MreB e la FtsZ ha

anche la crescentina utile sempre per mantenere la forma della cellula batterica.

Grazie ai mutanti, non producono più la proteina, è stato possibile capire le funzioni di proteine,

processi fisiologici, genetici e biochimici.

GRAM POSITIVI E NEGATIVI

I batteri possono essere divisi in gram positivi e negativi. Gram ha messo a punto una colorazione

per separarli in 2 gruppi. Entrambe le tipologie hanno membrana citoplasmatica.

All'esterno, nei gram negativi c'è un sottile strato di mureina e al di la un'altra struttura chiamata

membrana esterna. I positivi hanno membrana, spesso strato di mureina ma non hanno membrana

esterna al di là del peptidoglicano. La diversa colorazione dipende dallo spessore della mureina. Se è

elevato il colorante di gram (blu-violetto) entra nella cellula e ci rimane (gram positivi). Se entra e

poi viene estratto grazie ad alcool ci troviamo nei gram negativi poichè assumono colorazioni rosa-

rossi.

MEMBRANA CITOPLASMATICA

E' un doppio strato fosfolipidico con proteine integrali di membrana, proteine periferiche (verso il

citoplasma), lipoproteine. Una caratteristica del battere è che non ha nella membrana gli steroli. Essi

stabilizzano la natura della MC. Ma recentemente sono stati trovati gli opanoidi che ricordano il

colesterolo ma sono un qualcosa di diverso. Essi stabilizzano la struttura della MC. Anche ioni Mg e

Ca stabilizzano la struttura.

La membrana è permeabile selettivamente ma nei cianobatteri avviene fotosintesi o respirazione.

Insomma sede produzione energia.

Alcune proteine sono responsabili della comunicazione del battere con l'ambiente esterno.

E' sede anche della sintesi della parete cellulare: primo stadio avviene nel citoplasma, il secondo

nella MC, il terzo nella parete vera e propria.

I batteri hanno come catene acidi grassi per i fosfolipidi, il glicerolo è D-glicerolo, il tipo di legame è

estere.

In alcuni batteri fotosintetici, il processo avviene nella MC che può invaginarsi creando una serie di

lamelle oppure formando inclusioni citoplasmatiche (clorosomi).

Negli archea il glicerolo è L-glicerolo, legame etere tra glicerolo e catene isopreniche, e non ha

quindi acidi grassi ma catene isopreniche. MC sono rappresentate come monostrato lipidico. Tipica

degli archea ipertermofili in cui la membrana deve adattarsi dato che aumentando la T° aumenta la

fluidità. Gioca un ruolo fondamentale per la viscosità della MC il rapporto degli acidi grassi saturi e

insaturi. Gli archea hanno catene isopreniche cicliche. Poco permeabile. Il doppio strato è molto di

più permeabile.

Ci sono antibiotici che alterano la struttura della MC bloccando il blocco della divisione cellule

oppure la morte? SI! Le 3 classi principali sono:

• polieni -> provocano formazione di grossi pori nella MC e a quel punto viene alterata lo scambio di

ioni e la cellula muore;

• daptomicina -> è un lipopolipetide il quale forma un canale abnormale che provoca la morte

• anfotericina B -> interagisce con l'ergosterolo. Quindi non agisce sul battere perchè non c'è

colesterolo. Agisce sulle cellule fungine che lo hanno formando un poro a livello della MC alterando

sempre gli scambio ionici

• lisina -> interagisce con una subunità della mureina. Una volta interagito, essa crea pori nella MC

come prima.

PARETE CELLULARE

Formata da alternarsi di NAG (N-acetil

glucosamina) e NAM (N-acetil muramico) che

insieme formano le catene glicaniche. Il legame tra

questi zuccheri è ß 1-4 glicosidico. Se rompo il

legame la cellula batterica muore. Ci sono enzimi

che rompono il legame come il lisozima facendo

crepare il battere. Le catene glicaniche sono

stabilizzate da una serie di legami di aminoacidi.

Abbiamo anche aminoacidi D, non solo L. Gli

aminoacidi c'è da saperli quali sono: Lys nei gram

positivi, acido diaminopimelico nei negativi. Questa

catena tetrapeptidica è legata al NAM. La stabilità d qst struttura è determinata dal legame che si

forma tra queste catene al NAM di catene glicaniche diverse.

Le penicilline agiscono sulla parete a livello del legame tra le due catene tetrapeptidiche di due

NAM che appartengono a due catene glicaniche diverse.

Il lisozima agisce sulla parete cellulare gia formata ma nn è ideale per un trattamento contro il

batterio. La penicillina invece impedisce la sua formazione quindi agisce mentre la parete cellulare è

in corso di sintesi. Non ha effetto se la parete è gia formata!! MANNAIA!!!

La funzione della parete cellulare è quella di dare forma e rigidità alla cellula. L'altra è quella di

controbilanciare la Pressione osmotica.

Possiamo ottenere una cellula batterica priva di parete cellulare vitale ma solo se la manteniamo in

una concentrazione isotonica. Elimino la parete cellulare usando il lisozima e per esempio se

inizialmente era a bastoncino diventa circa rotonda perdendo la sua forma formando il Protoplasto

(vitale solo se in soluzione isotonica). C sono terreni di coltura dove i protoplasti riacquiscono la

parete cellulare e quindi la sua forma.

Se fosse in soluzione ipotonica la cellula richiama acqua dall'esterno per mantenere l'equilibrio con

l'esterno ma senza parete la cellula scoppia.

In ambiente ipertonico la cellula continua a perdere acqua collasando. In entrambi i casi la cellula

batterica crepa!!!

In alcuni batteri l'a.a in posizione 3 si

lega a quello in posizione 4 d un altra

catena in modo diretto oppure ci può

essere un ponte pentaglicidico. Essendoci

il DAP è un gram negativo.

Nei positivi abbiamo la Lisina ma non è

diretto ma c'è quel ponte mediato da 5

glicine.

Tt queste info riguardano E. Coli.

Parlando della sintesi della parete cellulare abbiamo già detto che può essere suddiviso in 3 step.

Nel citoplasma avviene la sintesi dei precursori della parete cellulare: UDP-NAM e UDP-NAG.

Sapendo che uno dei precursori del NAG è il PEP e esiste un antibiotico chiamato fosfomicina che

interagisce con l'enzima che permette di formare il PEP. Un altro è la cicloserina che blocca un

altro step della sintesi dei precursori nel citoplasma che è l'aggiunta di una coppia di D-alanina

nell'UDP-NAM. La cicloserina blocca l'attacco della coppia di alanina.

Questi precursori non possono in qst stato di

attraversare la MC. Quello che media il

passaggio è il Carrier o Trasportatore. Ha

una coda lipidica e un gruppo P ed è

chiamato Bactoprenolo. Esso lega i precursoi

e forma il Lipide 1 quando lega l'UDP-NAM e

il lipide 2 quando esso lega l'UDP-NAG

all'esterno dove c'è sintesi attiva di parete.

All'esterno il bactoprenolo si stacca, rientra

nel citoplasma e ricarica i precursori di Trasporto precursuori all'esterno grazie al BACTOPRENOLO.

nuovo.

La bacitracina lega il bactoprenolo e lo inibisce.

Il terzo passaggio avviene nella sede di sintesi della parete cellulare e consiste nella formazione dei

diversi legami delle catene tetrapeptidiche tra le molecole di NAM e NAG: transpeptidizazione. Gli

enzimi che fanno qst reazione sono quelli che si legano ad antibiotici come le penicilline. Gli

antibiotici sono i ß-lattamici perchè hanno un anello ß-lattamico la cui integrità è importante x il

suo funzionamento. Tra questi antiobiotici abbiamo penicilline e cefalosporine, prodotti da funghi

(penicillium e cefalosporium). I gram positivi avendo la membrana esterna erano rallentati. Allora

furono fatte modifiche chimiche.

I batteri possono acquisire resistenza alle penicilline.

ARCHEA

la parete cellulare dei archeobatteri è esternamente variabile e contiene lo PSEUDO-PEPTIDOGLICANO

ma non peptidoglicano.

differenze rispetto al peptidoglicano :

-la catena lineare è costituita da NAG e NAT(N-acetil talosaminuronico) la edda❤ dice che basta NAT

️

-legame glicosidico beta-1,3 (il lisozima non lo caga)

- la catena tetrapeptidica gli amminoacidi sono tt in forma L.

questa parete negli archea non è tt uguale.

differenze tra gli archea:

STRATO S strato S:

molte hanno anche altri involucri tipo lo

di natura proteica* a forma cristallina e la funzione è abbastanza varia

-protezione da tossine

-recettori

(proteine ricche di lisina e aspartato )*

lo strato S sta al di la interagisce con i peptidoglicano o interagisce con la membrana citoplasmatica o

interagisce con la ME. Quindi puo essere trovato sui G-G+ e micobatteri

glicocalice

puo sostituire il S

e puo sessere appiccicato alla cellula => capsula (patogeni)

o può essere non perfettamente adeso => strato mucoso

la natura di questi glicocalici è polisaccaridica

garantisce protezione a antibiotici disinfettanti ecc e impedisce l' inclusione dei MACROFAGI nel nostro

organismo.

colorazione

la capsula si può vedere con l' inchiostro di china che la rilava come un alone trasparente attorno alla

cellula.

la capsula è un fattore di virulenza se perdo la capsula la cellula non è virulenta.

la cellula può produrre gli esopolisaccridi che cementano le cellula su una superficie e li si trova anche nei

dentrifici.

trasporti si sostanze dall' interno all esterno

traslocone SEC riconosce il segnale (seq. seganle

domino interno idrodobico)

una volta la proteina è sintetizzata il secB si sega

alla proteina e la trasporta al secA questo

complesso porta la proteina al canale (sec YEG)

dove la proteina deve essere trasportata .tramite l'

idrolisi dell' atp fa modificare il mio trasportatore

(sec YEG) aprendolo e premettendo il transito della

mia proteina nel periplasma. sempre nel periplasma

la sequanza segnale viene levata e poi arrivano le

ciaperonine ecc..

Il sistema SEC è presente nei batteri ed archea.

Partendo dal citoplasma una proteina neosintetizzat