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energia. La cellula, dunque, attraverso i processi analcolici sovrintende alla crescita, alla replicazione e alla riparazione

delle strutture cellulari; attraverso il catabolismo si fornisce dell'energia necessaria per lo svolgimento dei processi

vitali. Nei sistemi biologici la produzione di energia è strettamente legata alla reazione di ossido-riduzione, reazioni

che coinvolgono elettroni forniti da un donatore è ricevuti da un accertatore. Chimicamente un'ossidazione viene

definita come la rimozione di uno o più elettroni provenienti da una sostanza, mentre una riduzione viene definita

come l'aggiunta di uno o più elettroni ad una sostanza. L'energia rilasciata come risultato delle reazioni Redox deve

essere immagazzinate conservata per poter poi essere utilizzata per le funzioni cellulari. Questo avviene attraverso la

formazione di legami fosfato. Il più importante composto di fosfato rappresentato dal ATP. Siano riconosciuti due

meccanismi destinati alla conservazione dell'energia: la respirazione e la fermentazione. I due sistemi differiscono nel

meccanismo in base al quale l’ATP viene sintetizzato in termini di reazioni Redox: la respirazione cellulare sono

presenti l'ossigeno molecolare o un altro accetore di elettroni esterno come accertatore terminale. La respirazione

può, a seconda delle condizioni ambientali, essere aerobica o anaerobica. Nella fermentazione il processo redox

avviene in assenza di accertatori terminali di elettroni utilizzabili ma l'ossidazione viene accoppiata alla riduzione di un

composto generato dal substrato. La respirazione aerobica per ogni molecola di glucosio, dall'insieme di reazioni dalla

bruco lisi, formazione di acetil-CoA e il ciclo di krebs si ha una resa energetica di 38 molecole di ATP. Nella respirazione

anaerobica la resa energetica è notevolmente più bassa rispetto alla respirazione aerobica, ai tempi di realizzazione

sono raddoppiati. Nella fermentazione l’ATP è prodotto mediante un processo detto bruco lisi ovvero un insieme di

reazioni dove una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di acido piruvico con una resa di due molecole di

ATP. In termini di resa energetica e processi fermentativi, rispetto a i respiratori, sono meno redditizi: partendo da una

molecola di glucosio, sia alla produzione finale di 2 ATP contro i 38 della respirazione aerobica. Riassumendo nella

fermentazione si parte da una molecola di glucosio che viene ridotta a glucolisi è a sua volta diventa acido piruvico.

Nella fotosintesi invece è un processo tipico del mondo vegetale nel quale si realizza la conversione dell'energia

luminosa in energia chimica utilizzata poi per la riduzione di CO2. L'energia luminosa è catturata grazie la presenza di

pigmenti organizzati in foto sistemi.

CAP17Esigenze nutrizionali. Coltivazione dei microrganismi: aerobi, anaerobi, eterotrofi ed autotrofi. Terreni di

coltura, fattori fisici. Arricchimento, isolamento e identificazione dei batteri patogeni.

Per crescere, un organismo ha bisogno di tutti gli elementi utili per la biosintesi materiale organico e di ioni organici

fondamentali come componenti cellulari e come attivatori enzimatici. I microrganismi differiscono tra loro per la

grande varietà di esigenze nutrizionali di fonti di energia metaboliche. I tre principali meccanismi attraverso i quali

viene generata l'energia metabolica sono: la fermentazione la respirazione e la fotosintesi.

Nutrizione gli organismi autotrofi , come le piante, sfruttano la luce solare come fonte di energia e l'anidride

carbonica come sorgente di carbonio. Questi organismi non richiedono composti organici per poter crescere. Gli

eterotrofi necessitano di carbonio organico assimilabile per la crescita alla sintesi dei loro cambiamenti. L'azoto invece

può essere fornita sotto diverse forme ed i microrganismi hanno una diversa capacità di seminarlo. L'azoto può essere

trovata in natura in forma organica e inorganica. Lo zolfo è richiesto dai microrganismi in quanto un ruolo strutturale.

Numerosi minerali sono richiesti dalla funzione degli enzimi. Fornendo alle sostanze nutritive, molti microrganismi

possono sintetizzare tutti costituenti delle macromolecole: purine , pirimidine , aminoacidi , pentosi e altri

monosaccaridi , acidi grassi.

Terreni di coltura i terreni di coltura possono essere definiti con mezzi artificiali sterili contenenti la giusta

concentrazione di tutti gli elementi nutritivi per la crescita batterica, oltre ad un adeguato grado di umidità ed un

corretto Ph. I terreni di coltura per i batteri, possono essere suddivisi in base differenti criteri.

In base allo stato fisico: terreni liquidi che hanno una consistenza liquida. I terreni liquidi sono adatti a microrganismi

anaerobi o aerobici facoltativi e gli aerobici obbligati, sebbene questi richiedono che il substrato sia in recipiente poco

profondi, che si è agitato o che sia fornito di aria; terreni solidi i substrati liquidi possono essere resi soliti o semi solidi

per l'aggiunta di gelatina Agar e gellano.

In base alla costituzione chimica: nei terreni minimi elementi essenziali sono aggiunti come sali inorganici in

concentrazione nota; in questi terreni possono moltiplicarsi soli batteri chemioautotrofi. I terreni complessi: substrati

contenenti vari sostanze naturali che unicamente non ben definita il quali derivano dai tradizionali brodi batteriologici

con il vantaggio del minor costo di allestimento di una maggiore rispondenza, in genere, alle necessità dei batteri

patogeni al momento dell'isolamento in coltura.

In base alle funzioni: terreni selettivi: adatti alla moltiplicazione di una determinata specie batterica o di un numero

ristretto di microorganismi, favorendo la crescita di altri. Terreni di arricchimento: sono anche essi terreni selettivi

liquidi. La presenza di particolari sostanze o di particolari condizioni fisiche favoriscono la crescita di batteri più

esigenti dal punto di vista nutrizionale, mentre allunga la fase di latenza delle specie competitive. Terreni differenziali:

contengono particolari indicatori che consentono di distinguere tra loro specie batteriche differenti, sfruttando

caratteristiche macroscopiche delle colonie. Questi terreni permettono la crescita di specie diverse di microrganismi

appartenenti allo stesso genere rendendo possibile alle colonie di un dato batteri di svilupparsi assumendo l'aspetto

tale da essere facilmente distinguibile, per esempio in base alla colorazione.

Fattori che influenzano la crescita dei microrganismi. Affinché la coltivazione porti alla crescita del batterio, è

necessario che anche l'ambiente in cui il terreno viene mantenuta sia idoneo alle particolari esigenze del batteri in

questione.Temperatura la maggior parte dei batteri sono mesofili e crescono meglio fra i 30 e i 37° con ottimo di

temperatura intorno ai 36 37°. Le forme psicrofile crescono bene a basse temperature, tra 15 20 gradi, le termofile tra

i 40 ai 60°.Richiesta di ossigeno i batteri presentano un'ampia varietà nelle loro richieste di ossigeno gassoso. Per i

batteri aerobi si dovrà assicurare la presenza di ossigeno. Il rifornimento di aria le culture di germi aerobi è un

problema tecnico di vitale importanza: per introdurre l'ossigeno nei terreni di coltura liquidi, si riscuotono

ripetutamente i contenitori oppure si immette aria nel terreno mediante sistemi di aerazione. Al contrario per la

coltivazione degli anaerobi obbligati, si dovrà procedere all'eliminazione dell'ossigeno, cosa realizzabile in vari modi ad

esempio sigillando le provette. Ph in gran parte i microbi patogeni si sviluppano meglio a valori di pH compresi tra 6 e

8 ( neutrofili) , ma alcuni presentano un pH ottimale inferiore compreso tra i 2 e 4 (acidofili) è altri pH ottimale tra 8 e

11 (basofili).

CAP5Differenziamento temporaneo e reale, riproduzione batterica, curva di crescita, spore, forme L.

Due cellule si intendono differenziate una dall’altra , quando , pur possedendo un identico patrimonio genetico , sono

in grado di sintetizzare proteine diverse e quindi di assolvere a funzioni diverse. La cellula procariotica può andare

incontro a modificazioni fisiologiche e strutturali anche rilevanti , temporanee o stabili. Il principale differenziamento

cellulare in condizioni ambientali favorevoli è rappresentato dall’accrescimento in vista della divisione. Quando le

condizioni ambientali sono sfavorevoli , alcuni microorganismi sono in grado di adottare particolari strategie di

sopravvivenza come ad esempio la produzione della spora nei batteri sporigeni.

Differenziamento reale si manifesta quando i cambiamenti messi in atto dal batterio fanno parte del suo ciclo vitale

ad esempio : divisone cellulare , sporulazione , forma L.

Differenziamento temporaneo si verifica quando un batterio si trova in presenza di particolari sostanze che lo

inducono a sintetizzare composti che normalmente non produce.

DIVISIONE CELLULARE

In presenza di condizioni ambientali favorevoli la cellula procariotica è in grado di riprodursi attraverso processi di

divisione asessuata , il più comune dei quali viene definito scissione o fissione binario. Altri meccanismi , quali

gemmazione e frammentazione , si verificano più raramente nell’ambito di specie batteriche ambientali. Nella

scissione una singola cellula si accresce ordinatamente lungo un asse , aumentando significativamente massa e

costituenti e duplicando il proprio cromosoma , per poi dividersi in due cellule figlie esattamente uguali , grazie alla

formazione del setto. La durata del processo , indicata come tempo di duplicazione può essere molto variabile e

dipende essenzialmente dalle condizioni ambientali e dalle caratteristiche della specie. Da una 20 minuti a 12 13 ore.

Nella prima fase ( periodo b ) la cellula provvede a sintetizzare nuove macromolecole e gli enzimi necessario alla

formazione del complesso di replicazione. La fase successiva ( periodo c ) caratterizzata da replicazione del DNA , inizio

della segregazione di ciascun cromosoma verso i poli della cellula e la sintesi delle proteine coinvolte nella successiva

divisione. Segue la fase finale ( periodo d ) in cui si verificano il cambiamento della segregazione cromosomica , la

formazione del setto e la divisione cellulare. La replicazione del DNA avviene in corrispondenza di un sito specifico

della membrana citoplasmatica.

CURVA DI CRESCITA BATTERICA

L’andamento della crescita di una popolazione batterica nel tempo può essere seguito diverse condizioni e con varie

modalità. Si ricorre solitamente alla utilizzazione di due tipi di sistemi ; chiusi e aperti. Il batterio in esame viene fatto

crescere in terreni di cultura liquidi idonei alla sua moltiplicazione, contenuti, nel primo caso, in contenitori chiusi, che

consentono solo scambi gassosi con l'atmosfera di incubazione, nel secondo caso, in contenitori più o meno grandi,

che consentono rapporto continuo di nuove sostanze nutritive è l'allontanamento di metaboliti/cataboliti e di cellule

morte. La crescita batterica può essere valutata in termini di torbidità o, nel caso della classica curva di crescita. Sono

presenti quattro fasi: una prima fase iniziale o di latenza, logaritmica, stazionaria e di declino. La curva a un

andamento simile per tutte le specie batteriche, differenziandosi in termini di tempo necessario al suo

completamento aperta quindi da 24 48 ore per i batteri a rapida crescita, a settimane o mesi per le specie a crescita

lenta. Maggiore o minore la pendenza della curva, in relazione alla velocità di crescita, maggiore o minore durata

relativa delle singole fasi. Trovandosi in un sistema chiuso, cioè con una quantità limitata di sostanze nutritive

disponibili, le cellule batteriche progressivamente consumano tali sostanze, fino a loro esaurimento, è

contemporaneamente possono produrre cataboliti tossici, che, accumulandosi, provocano variazioni delle condizioni

ambientali ad esempio Ph, via via sempre più incompatibili per la moltiplicazione la sopravvivenza. Parte delle cellule

continuano a moltiplicarsi, altre cominciano a morire. In un primo momento i due processi si bilanciano ed il numero

di cellule batteriche vitali presenti rimane costante (fase stazionaria); successivamente, il numero dei batteri che

muoiono supera quello dei batteri che ancora si dividono (fase di declino), determinando un andamento logaritmico

decrescente della curva, più o meno rapido. Una parte dei batteri può rimanere vitale anche per un lungo tempo.

Durante la fase stazionaria possono essere prodotti metaboliti secondari, quali gli antibiotici, e di batteri sporigeni

possono iniziare il processo di sporificazione. La durata delle varie fasi dipende in parte da caratteristiche della specie

batterica ed in parte dalle condizioni in cui la crescita avviene. Una curva detta diauxica rappresenta come i batteri

utilizzano il glucosio per primo, poi, dopo un adattamento tempo di latenza, riprendono la crescita è

esponenzialmente, utilizzando il secondo substrato.

STRATEGIE DI SOPPRAVVIVENZA DEI MICRORGANISMI

In risposta a condizioni sfavorevoli, alcuni organismi bastoncellari grampositivi hanno la capacità di passare nella fase

vegetativa ad uno stato di quiescenza, formando una spora. Questa nuova cellula, che possiede lo stesso corredo di

genico nelle cellule vegetativa corrispondente, è caratterizzata da un'eccezionale resistenza all'invecchiamento, alle

radiazioni, agli agenti fisici e chimici. Quando le condizioni ambientali e nutrizionali ritornano favorevoli, la spora può

recuperare il suo stato originario vegetativo attraverso la germinazione.

Struttura all'interno della spora si distingue il Core , circondato da una membrana plasmatica ed una rudimentale

parete; nella faccia interna della membrana plasmatica si trova addossato il materiale nucleare che corrisponde ad

una copia completa del cromosoma della corrispondente cellula vegetativa. All'interno del core sono presenti

concentrazioni minime di proteine essenziali. La corteccia presenta il primo di una serie di numeri rossi involucri

caratteristici della spora che sono dall'interno verso l'esterno: la corteccia struttura laminare concentrica costituita da

peptidoglicani diversi rispetto al peptidoglicano della parete cellulare vegetativa. Le tuniche, due rivestimenti formati

da diversi strati lamellare, chiamati rispettivamente tunica interna e tunica esterna sono costituiti da proteine. È una

struttura rigida particolarmente resistente al trattamento con agenti chimici e fisici. L’esosporio , non sempre

presente nelle spore. Questa struttura permette alla spora di avere determinate caratteristiche come ad esempio lo

scarso assente consumo di anidride carbonica, resistenza ha i raggi UV, resistenza al calore e quindi sono necessarie

procedure di sterilizzazione per ucciderlo.

Sporificazione il primo evento della morfogenesi e della spora si appalesa con la divisione del genoma cellulare e la

sua distribuzione lineare. Nella fase successiva il setto divisionale che separa i due genomi e asimmetrico; tale

separazione differenzia, nella posizione più piccola, la prespora dalla posizione preponderante che costituisce la

cellula madre. Il destino di queste due nuove strutture, pur possedendo due identici copia del cromosoma batterico, è

caratterizzato dall'espressione di partner prescrizionali completamente differenziati. Intorno alla prespora vengono

sintetizzati e stratificati gli involucri che conferiranno alla spora le caratteristiche di resistenza e impermeabilità. La

spora completa verrà, infine, liberata per autorizzi dello sporangio. La durata del processo di formazione della spora è

di 6-10 ore.

Germinazione il processo di germinazione, ovvero la formazione di una cellula vegetativa a partire dalla spora, si

realizza quando le condizioni ambientali, essenzialmente associata alla presenza di nutrienti necessari per la crescita

batterica, attorno ad essere favorevoli. Cambiamenti strutturali e fisiologici della cellula si realizza attraverso tre fasi

essenziali: fase di attivazione che avvia il processo di risveglio della spora quiescente. La fase di iniziazione che si

identifica con l'eliminazione di dipicolitico di calcio che, probabilmente, rende più labile la corteccia consentendo

l'ingresso di acqua, di sostanze nutritive. La fase di crescita che contempla la degradazione della corteccia degli strati

esterni, la ricostruzione di una nuova cellula vegetativa con la sintesi di parete cellulare. Il processo di germinazione ha

una durata di 90 minuti. Faceva vegetativa ne ho formata, in base le condizioni nutritive ambientali, può avviarsi verso

la fase logaritmica di crescita oppure rientrare nel ciclo della sporificazione.

Fase L. alcuni organismi mi sono caratterizzati da una particolare modalità riproduttiva detta fase L. i batteri in fase L.

sono privi di una parete cellulare rigida, pertanto, sono caratterizzati da una estrema fragilità ed alle possibilità di

sopravvivere esclusivamente in condizioni ambientali particolari. Conservano le caratteristiche antigieniche,

biochimiche e metaboliche delle cellule da cui derivano. È possibile la reversione di una cellula batterica normale nelle

quali si riattiva la completa sintesi di parete cellulare probabilmente in presenza di peptidoglicano residuo che

fungerebbe da innesco per la propria sintesi. La riproduzione di tipo L può essere indotta in diverse specie microbiche

quando sottoposte condizioni ambientali stressanti che ostacolano la sintesi del peptidoglicano, a quali la presenza di

un antibiotico come la penicillina che inibisce la sintesi della parete cellulare questo processo risulta particolarmente

preoccupante a causa dell'inefficienza delle terapie antibiotica è l'abilità di queste nuove cellule di eludere i

meccanismi di difesa dell'ospite col conseguente cronicizzazione della malattia infettiva.

formazione di Biofilm Per biofilm si intende una comunità strutturata di microrganismi, racchiusi in una matrice

polimerica autoprodotta, adesi ad una superficie inerte ho vivente in un mezzo acquoso. La prima fase di sviluppo

prevede l'adesione iniziale di un batterio pioniere. In questa fase, reversibile, si realizzi al passaggio della cellula da

planctonica a sessile, nuovi geni vengono espressi e si avvia la delegazione cellulare coordinata da pini, flagelli e

contrazioni della cellula batterica. Nella fase successiva a segnali chimici intracellulari che media una sorta di

comunicazione nota come quorum sensing . I batteri gram-negativi, la comunicazione cellulare avviene attraverso

l'attività delle molecole di omoserina lattone acetilata. Anche nei batteri grampositivi è stato descritto meccanismo di

comunicazione cellulare e di regolazione genetica con una diversa natura degli autoindotto ori che sono dei piccoli è

peptidi. Il biofilm è responsabile di rilevanti problemi in campo tecnologico ed in campo sanitario. Presentano

un'elevata tolleranza gli antibiotici.

CAP6Genetica batterica, ricombinazione genica (trasformazione, coniugazione e trasduzione), plasmidi.

Un batterio come tutti gli esseri viventi l'espressione di un codice genetico. Per genotipo s'intende la composizione

genetica di un organismo. Il gene è definito come un segmento di DNA che trasporta nelle sue sequenza nucleotidi tra

l'informazione per un determinato carattere. I batteri possiede un solo cromosoma organizzato in una singola

molecola di Dna circolare costituita all'incirca da cinquecento milioni di nucleotidi; oltre al DNA cromosomico sono

presenti degli elementi genetici circolari extracromosomici i plasmidi, capace di replicazione autonoma. Per fenotipo,

invece, si intende l'insieme delle caratteristiche frutto delle interazioni tra genotipo ed ambiente. Più specificamente si

tratta del metabolismo e della fisiologia. Due sono i principali eventi alla base della variabilità genetica:

ricombinazione e mutazione. I geni possono variare a seguito a:

mutazione ovvero errore che si verifica nella trasmissione delle informazioni;

ricombinazione ovvero scambio di materiale genetico tra due molecole di DNA.

Mutazioni Per mutazione si intende un cambiamento della frequenza nucleotidica del DNA. Tali cambiamenti

possono verificarsi spontaneamente, ed in tal caso sono dovute ad errori della polimerasi, oppure essere indotti da

agenti fisici o chimici, che sono definiti mutageni. Tra i mutageni fisici il calore i raggi ultravioletti e le radiazioni. Il

tasso di mutazioni spontanee è, comunque, molto basso in quanto la maggior parte degli errori è corretta dei sistemi

di riparazione. A seconda dell'estensione della modificazione possiamo distinguere: microlesioni ovvero alterazioni a

carico di una singola coppia di vasi o macrolesioni ovvero la modificazione che interessa sequenze nucleotidi che più

grandi.

Ricombinazione Si intende per ricombinazione lo scambio di materiale genetico tra due molecole di DNA. Si può

verificare ricombinazione omologa quando lo scambio coinvolge segmenti di DNA che presentano sequenze omologhe

e porta alla sostituzione di una sequenza con l'altra, ed è questo il caso più frequente, ho ricombinazione non

omologa, che viene appunto tra frequenze non omologhe, portando ad inserzioni e delezioni. Distinguiamo quindi un

DNA donatrice e l'altra ricevente. La ricombinazione omologa richiede la presenza di una proteina detta Reca la

quale, legandosi al frammento a singolo filamento, l'opposizione in modo tale da favorire l'appaiamento con la

sequenza complementare. Il frammento di DNA delle cellule a donatrice sarà poi inserita nel DNA della cellula

ricevente grazie ad uno dei meccanismi di scambio di materiale genetico: coniugazione, trasformazione e

trasduzione.

Trasformazione: il DNA della cellula donatrice si libera da un batterio andato in lisi, si fissa sulla superficie della cellula

ricevente in corrispondenza di specifici siti recettoriale, penetra nel suo interno e, tramite e ricombinazione, si

sostituisce in corrispondenza della regione cromosomi da omologa del DNA endogeno.

La penetrazione del DNA trasformante dipende, inoltre, lo stato fisico della cellula ricevente che deve trovarsi in uno

stato di competenza. La competenza consiste nell'attuare dal punto di vista metabolico, delle modifiche che

permettano al DNA estrogeno omologo di entrare: arresto della sintesi del DNA ecc.

trasformazione dei batteri grampositivi: il fattore di competenza, una proteina che, legandosi a specifici recettori

superficiali, induce la cellula che l'ha prodotta a sintetizzare una decina di nuove proteine, tra le quali una autolisina

che forma delle piccole perforazioni sulla parete cellulare per consentire l'esposizione di proteina in grado di legare il

DNA esonero ad una nucleari particolare. Si lega la proteina DNA-BINDING ed uno dei due filamenti viene digerito

dalla nucleari. Il filamento di DNA residuo, legato alla proteine della ricombinazione è in dopo nella cellula. Mediante

crossingover ad uno dei due filamenti di DNA e di appaiarsi alle basi omologhe. A questo punto sia la ricombinazione

genetica il batterio ricevente acquisirà nuove caratteristiche.

Trasformazione dei batteri gram-negativi: le batteri gram-negativi fattore di competenza non viene prodotto, ma la

competenza insorge come conseguenza della crescita del batterio di un terreno ricco. Il DNA estrogeno si lega sulla

superficie delle cellule competenti in corrispondenza di recettori specifici ovvero 10 protrusione vescicolare. Le

vescicole esterne scompaiono, mentre ne compaiono delle altre dette trasformasomi, sulla faccia interna della

membrana. Il filamento singola elica si integrerà nel cromosoma in corrispondenza delle frequenze omologhe.

Coniugazione: i geni della cellula donatrice passano nella cellula ricevente a seguito del contatto fisico tra due batteri.

Questo processo è presente le batteri che possiedono particolari plasmidi, detti plasmidi coniugativi. La coniugazione

d'azione fu spiegata è compresa soltanto quando si studiò il fattore F in grado di agire come l'attore durante la

coniugazione. Il fattore F e un plasmidi. L'informazione genetica sufficienze per la propria replicazione può essere

trasferito ad un batterio ricevente che ne è privo. Ogni cellula batterica che possiede il fattore F e detto F+ ed è quindi

in grado di produrre un pilo. A presenza del fattore F dal batterio in particolare antigene di superficie. I pili F svolgono

una funzione fondamentale nella formazione di un ponte di coniugazione che unisce due cellule batteriche una

donatrice F+ è una ricevente F-. Una volta completato il trasferimento, avverrà la sintesi del filamento

complementare e la ricircolarizzazione del plasmide. A questo punto la cella ricevente F- diventa cellula F+ ed è a sua

volta in grado di sintetizzare ex novo pili sessuali F e di coniugare con un'altra cellula F-. Al fattore F integrato nel

cromosoma si dà il nome di HFR. Dato che il ponte coniugativo che si stabilisce tra le cellule piuttosto fragile e può

essere interrotto facilmente ed il processo di trasferimento di un intero filamento cromosomico richiede circa 90

minuti, normalmente il trasferimento di materiale cromosomica parziale la porzione del fattore effe rimaste in coda

difficilmente viene trasferita. Solitamente la maggior parte delle cellule F- resta tale, poiché il fattore F non è

completo. La scoperta degli HFR hanno permesso la costruzione delle mappe genetiche e di definire le posizioni

relative e le distanze tra i vari geni. La tecnica usata per stabilire l'apposizione di un genere si basa sull'interruzione

forzata della coniugazione e sulla successiva ricerca dei caratteri cromosomi ci passati nelle cellule riceventi. Il fattore

F è tipicamente presente in tutti gram-negativi, mentre più raro dei batteri grampositivi.

Plasmidi: i plasmidi R. contengono geni di resistenza agli antibiotici, geni che possono essere trasferiti da un plasmidi

ad un altro, dal plasmide al cromosoma batterico, da un plasmide a un virus e da un plasmide un batterio di altre

specie.

Trasduzione: il DNA della cellula donatrice viene veicolato in quella ricevente per mezzo di un virus.

Si può parlare quindi di trasduzione generalizzata quando il DNA del batterio ospite viene degradato, a volte ad opera

di specifiche enucleati codificate dal virus.si parla invece di trasduzione ristretta quando alcuni del virus spostamento

dei grassi nel cromosoma batterico sempre in uno stesso sito di interazione più casualmente.

CAP8Principali gruppi di antibiotici e chemioterapici, meccanismi d’azione, resistenze e implicazioni pratiche.

L'avrei propria svolta avvenne nel 1929, quando il biologo flaming scoprì l'attività antibatterica di una muffa, il

pellicilium, nei confronti degli stafilococchi: si trattava della penicillina, il primo antibiotico ad essere isolata ed

impiegato sistematicamente. I chemioterapici comunemente noti come antibiotici vengono più correttamente

suddivisi in antibiotici, ovvero le molecole ad origine naturale, e chemioterapici, ovvero le molecole di sintesi.

Entrambe queste categorie hanno attività antibatterica, sono in grado di agire si batteri metabolizzati e sono dotati di

tossicità selettiva. In medicina si definisce microrganismo resistente ad un antibiotico, quel germe che non viene

inibito ho eliminato alle concentrazioni che vengono raggiunte nell'organismo. Alcuni organismi sono naturalmente

l'esistente nei confronti di certi antibiotici, alcuni mancano del bersaglio ideologico alla loro struttura esterna non

permette al farmaco di entrare nella cellula e altre ancora passano la loro resistenza ad altri microrganismi. A

popolazione batterica presente normalmente aliquote di germi che sviluppano resistenze naturali oppure resistenze

acquisite. La resistenza può essere: di tipo cromosomico, per una singola mutazione opera tutta una serie di

mutazioni che coinvolgono il cambiamento dei bersagli come le PBPs apportando resistenze nei confronti di una

singola classe di antibiotici; di tipo extracromosomico. I plasmidi possono codificare per la resistenza ad un numero

variabile di antibiotici, anche non correlati tra di loro. Questo tipo di resistenza è di gran lunga più pericolosa di quella

di provenienza cromosomica, poichè i plasmidi possono trasferirla con facilità da un batterio a un batterio; trasmessa

anche per mezzo dei trasposoni, in grado di spostare da un punto all'altro del cromosoma e dei plastidi. Esistono

diversi modi di classificare gli antibiotici: origine, struttura chimica, spettro d'azione, meccanismo d'azione, attività

battericida.

Chemioterapici che interferiscono sulla biosintesi del peptidoglicano

parliamo quindi della classe delle beta-lattamine. L'effetto batteriocida è dovuto all'inibizione della sintesi del

peptidoglicano. Questi diversi comportamenti morfologici corrispondono ad una diversa capacità di fissazione delle

beta-lattamine sui recettori superficiali situati sulla faccia esterna della membrana citoplasmatici a batterica. Le PBPs

sono disseminate sulla superficie in modo da ricoprire l'intera superficie esterna della membrana citoplasmatici del

batterio, svolgendo un ruolo importante dal punto di vista fisiologico. Queste proteine sono suddivise in varie classi e

producono una serie di enzimi, all'esterno del batterio, dove, in assenza di fonti di energetiche, il batterio non avrebbe

possibilità di attuare le funzioni di allungamento della catena di aminozuccheri e di legare i vari aminoacidi. Le PBPs1

sono responsabili dell'integrità strutturale, le PBPs2, responsabili della forma del batterio, le PBP3, responsabili della

divisione batterica e le PBPs4, responsabili della produzione di autolisina. I beta-lattamici, quando raggiungono questi

recettori proteici, alterano la normale funzione fisiologica, portando uno scompaginamento con produzione di lisi

batterica. Le resistenza beta -lattamici realizzano con due modalità: il primo meccanismo di resistenza è stato

osservato solo nei batteri gram-negativi, poiché questi posseggono una membrana esterna che copre lo strato di

peptidoglicano. La penetrazione di questi farmaci nei gram-negativi che del passaggio attraverso le urine della

membrana esterna e tali pori proteici possono alterare le dimensioni e la carica provocando l'estrusione

dell'antibiotico; il secondo meccanismo prevede una impossibilità di legame per la presenza di PBPs modificate,

presenza dovuta o ad una mutazione del gene delle PBPs o dall'acquisizione di una nuova PBP. I beta-lattamici sono

per definizione attivi nei confronti dei batteri grampositivi ed è i cocchi gram-negativi. La maggior parte dei beta-

lattamici viene somministrata per via endovenosa ed altre ancora sono solo orali. I farmaci di questa famiglia vengono

e discreti abbastanza velocemente, necessitando l'uso di dosi frequenti. Normalmente non si avverano gravi allergie

con reazioni di ipersensibilità tuttavia si possono avere tre tipologie di reazione immediata, accelerata è ritardata. Le

beta-lattamine vengono suddivise in: penicillina. Le varie penicilline differiscono per il radicale acilico condensato con

il gruppo amminico. Cefalosporine usate in terapia derivano dalle cefalosporine C per via fermentativi la dal micete.

Antibiotici che danneggiano la membrana cellulare

questo gruppo comprende farmaci che presentano una bassa tossicità selettiva, poiché le membrane cellulari

batteriche possiedono caratteristiche comuni alle cellule eucariotiche. Parliamo quindi di polipeptidi ciclici. Sono

impiegati per via atopica sotto forma di pomate per la pulizia delle ferite e come disinfettante della vescica. Sono attivi

sulle membrane esterne e sulla membrana citoplasmatici a, fissandosi ai fosfolipidi ed alternandone la permeabilità

selettiva con conseguente fuoriuscita di metaboliti citoplasmatici. Attivi i suoi batteri gram-negativi. Il tasso ematico è

modesto con eliminazione renale. Tossicità scarsa se usati per via orale o per applicazioni locali. In questa categoria

troviamo anche le polimixina B.

Chemioantibiotici con azione sulla sintesi degli acidi nucleici

a questo gruppo appartengono alcuni farmaci generalmente poco dotati di tossicità selettiva. La novobiocina oltre ad

agire sulla sintesi del peptidoglicano, crea un blocco della duplicazione del DNA a livello della forcella rettificativa. I

chinoloni inibiscono la subunità A della girasi. Sono degli antisettici urinari, mentre i flurochinoloni possono essere

impiegati per infezioni delle vie respiratorie, gastrointestinali, in ambito chirurgico, urologico, ginecologico, cardiaco.

Sono note resistente solo di tipologia cromosomica, legata mutazioni che alterano l'enzima bersaglio, impedendo di

fatto legame, a cambiamento della permeabilità della parete cellulare o anche ad un aumento dell'istruzione del

farmaco mediante le pompe di efflusso. Rapido assorbimento con tassi ematici variabili a seconda dei chinoloni è

generalmente sono ben tollerati. Le rifamicine non agiscono direttamente sugli acidi nucleici, ma determinano un

blocco del processo dell'informazione genetica del DNA all'RNA con inibizione della RNA-polimerasi. Questi farmaci

dimostrano una buona attività verso i batteri grampositivi e negativi, ma il loro successo per attico e legato alla

spiccata attività che possiedono nei confronti di unico batteri. Sono riconosciute resistente solo di tipo cromosomico.

Variabilità per quanto riguarda l'assorbimento gastrointestinale.

Antibiotici che agiscono sulla sintesi proteica ribosomiale

il bersaglio rappresentato dai ribosomi. A seconda del tipo di antibiotico si possono ottenere informazioni di proteine

non funzionali o non formazione delle proteine, con conseguente accumulo di RNA nel citoplasma. Gli aminoglucosidi

sono antibiotici derivati da zuccheri. Agiscono direttamente sul riposo ma batterico, inibiscono la sintesi proteica a

livello di traduzione. Il trasporto del farmaco fino a ribosomi avviene attraverso un sistema di trasporto attivo

strettamente legato al trasporto di elettroni, alla fosforilazione ossidativo. Dopo un rapido assorbimento seguono

altre due fasi: la prima permette la formazione di legami casuali e a bassa affinità e quindi l'attraversamento della

membrana cellulare e quindi l'arrivo dei cromosomi; la seconda fase corrisponde all'inibizione della sintesi proteica.

L'attività si esplica principalmente nei confronti dei bacilli a eroi gram-negativi. L'associazione con antibiotici di parete

può far aumentare la penetrazione nei batteri. Nei confronti di questi antibiotici si può sviluppare sia resistenza

naturale che acquisita non solo ma una mutazione può anche coinvolgere il sito bersaglio, con modificazione a livello

della subunità, impedendo di fatto al farmaco di agire. Questi farmaci non vengono assorbite nel tratto gastroenterico.

Sono farmaci con effetti collaterali, specialmente a livello vestibolare e cocleare e sono dotati di nefro-tossicità. Le

tetracicline si legano alla subunità delle ribosomi, bloccando il legame tRNA con il cordone iniziale del complesso

MRNA con conseguente blocco della sintesi proteica. Sono farmaci ad ampio spettro. Comprendono batteri

grampositivi e gram-negativi. I geni di resistenza sono trasmessi da trasposoni. Questi geni sono in grado di produrre

non è proteine della membrana citoplasmatici che hanno compito di pompare all'esterno l'antibiotico ad un tasso

uguale o più elevato della sua captazione. L'assorbimento è variabile nell'ambito del gruppo. La tossicità è piuttosto

limitata. I macrolidi l'immissione in commercio di uno svariato numero di questi farmaci principalmente legata alla

scarsa tossicità e alla nonna altra abilità della flora normale dell'intestino. Il meccanismo d'azione consentono

accumulo di tRNA all'interno del citoplasma. Lo spettro d'azione è sovrapponibile a quello delle penicillina.

Chemioterapici

I sulfamidici si comportano da antimetaboliti. Penetra nel batterio e si sostituiscono alla PABA, competono con

l'enzima che abolita una reazione fondamentale nella vita metabolica dell'acido tetraidrofolico, indispensabile per la

sintesi degli acidi nucleici. Farmaco ad ampio spettro. Farmaci orali è possiedono una buona diffusione tessutale,

superando anche la barriera emato-encefalica. Metabolizzati nel fegato ed pescherete con le urine. Il trimethoprim

uguale al precedente.

CAP7Batteri patogeni e infezioni. Vie di penetrazione e di eliminazione. Fattori di patogenicità e virulenza. Tossine

(endotossine ed esotossine).

L'interesse dell'uomo verso i microrganismi è nato con la scoperta del loro coinvolgimento nelle malattie infettive o da

infezioni dell'uomo e si è inizialmente focalizzato su quelli definiti patogeni. In realtà, l'incontro con un microrganismo,

anche quando definibile come patogeno, non equivale sempre a malattia; la malattia, la sua gravità e l'esito sono,

infatti, il risultato del complesso dinamico rapporto che si stabilisce tra microbi è ospite uomo. Il mondo microbico e

insieme delle forme di vita dotati di due caratteristiche importanti: la prima rappresentata dalle dimensioni

microscopiche non solo visibile ad occhio nudo, la seconda consiste in un enorme diversità biologica che ne consente

la presenza in quasi ogni ambiente compresi gli altri esseri viventi. Numerosi i microrganismi colonizzano le superfici

degli animali formando ecco sistemi più o meno complessi: i microbioti. Specie umana dopo la nascita, per arrivare ad

un microbiota simile a quello dell'adulto occorrono circa due anni e questo periodo offre opportunità non più ripetibili

ad alcuni patogeni. La composizione della flora microbica del tratto gastrointestinale presentano composizione diversa

tra le specie e nell'ambito di una specie. Nell'uomo ci sono differenze secondo età, di età, condizioni culturali, uso di

antibiotici che disturbano molto l'equilibrio.

La flora naturale trova un ambiente favorevole, ricco di nutrimenti, condizioni chimico-fisiche stabili, e protettivo sia

per le condizioni offerte dall'ospite sia per le interazioni tra le diverse componenti microbiche. Esistono ovviamente

vantaggi anche per l'ospite che li tollera: La flora normale sintetizza e secerne vitamine in eccesso, che sono assorbite

dall'ospite: La flora normale svolge un effetto detto barriera perché previene la colonizzazione da parte di patogeni

esogeni competendo per spazi per i nutrienti. La flora normale stimolo allo sviluppo di certi tessuti come tessuto

linfatico. In un organismo umano dotato di difese integre e funzionali, il cosiddetto ospite normale, sono capaci di

provocare malattia solo agenti esogeni patogeni è virulenti; quando i microrganismi hanno la possibilità di provocare

malattia solo in presenza di condizioni predisponenti, cioè in un ospite compromesso si definisce patogeni

condizionati.

La malattia infettiva o da infezione è una malattia trasmissibile da una sorgente a individui sensibili secondo una serie

di tappe comprese nella catena di trasmissione. È possibile interrompere la catena di trasmissione sia con interventi di

natura preventiva, come il controllo a livello ambientale ottenuto attraverso polizia, disinfezione, sterilizzazione

oppure a livello di popolazione a singoli individui sensibili mediante vaccinazione, sia con interventi di natura

terapeutica facilitando l'eliminazione del microrganismo e gli individui malati mediante molecole antimicrobiche. Le

modalità con cui i microrganismi danneggiano l'ospite e gli interventi per ostacolarli dipendono dalle loro strutture del

loro metabolismo.


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Moses

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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Microbiologia clinica con particolare attenzione ai seguenti argomenti: la microbiologia come scienza che studia i microorganismi ossia le forme di vita invisibili ad occhio nudo, i microorganismi possono essere suddivisi in quattro gruppi sulla base di caratteristiche morfologiche e funzionali : batteri, miceti o funghi , alghe e protozoi; gli eucarioti.


DETTAGLI
Esame: Microbiologia
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E.)
SSD:
Università: Bari - Uniba
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Moses di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Microbiologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Bari - Uniba o del prof Miragliotta Giuseppe.

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