Microbiologia generale - Appunti

Virus: parassiti endocellulari obbligati

• Necessitano di una cellula ospite per moltiplicarsi

La microbiologia è la scienza che studia le forme di vita talmente piccole da risultare invisibili ad occhio nudo

Microorganismi: prime forme di vita sulla terra

I cianobatteri furono i primi organismi a produrre ossigeno e quindi a permettere la comparsa di nuovi esseri viventi

• Senza microorganismi non ci sarebbe vita sulla terra

Microbiota: comunità microbiche nel corpo umano

• In un organismo umano, cellule procariote (batteri) più di cellule eucariotiche
• Siamo “trasportatori” di microorganismi

1500 specie note di batteri (1/2 di quelli presenti in natura)

Solo il 20% delle specie batteriche sono coltivabili con le tecniche colturali convenzionali

• Il restante 80% richiedono tecniche specifiche

Applicazioni della microbiologia:

• In campo alimentare: fermentazioni microbiche nella produzione di alimenti
• In campo industriale e farmaceutico

Microorganismi delle fermentazioni:

1. Batteri lattici
2. Bifidobatteri
3. Muffe

Microorganismi responsabili della produzione di antibiotici (es. penicillina)

I batteri sono gli organismi più attivi nella degradazione dei rifiuti

Microorganismi delle decomposizioni:

1. Coliformi
2. Batteri lattici
3. Muffe

Batteri patogeni → Microbiologia medica

1683: nascita della microbiologia ad opera di Leeuwenhoek

Teoria della generazione spontanea smentita dagli esperimenti di Redi

• In barattoli sigillati, microorganismi non infettano le sostanze
• In seguito esperimenti di Spallanzani e Pasteur

• Pasteur
• A. Bassi
• Semmelweiss
• Lister
• Hunter

Contributo fondamentale alla microbiologia tramite studi ed esperimenti

Lo studio dell’RNA 16S ha permesso la suddivisione degli esseri viventi in vari gruppi

Il batterio *Thermus Aquaticus*

è un batterio estremofilo scoperto nel 1969.

La sua DNA polimerasi (chiamata "Taq") ha un optimum di azione a 80°C.

Microscopio maggiormente utilizzato

- Microscopio ottico

Ma anche microscopio a campo chiaro,a contrasto di fase,a fluorescenza.

Microscopio ottico:

• Osservazioni a fresco
• Colorazioni semplici
• Colorazioni differenziali

TEM

- Microscopio elettronico a trasmissione (visione di strutture specializzate)

SEM

- Microscopio elettronico a scansione (immagini tridimensionali)

Classificazione batteri

1. Secondo la forma
2. Secondo l'aggregamento delle cellule
3. Secondo la capacità di trattenere alcuni coloranti
4. Secondo le condizioni di crescita

In base alla forma:

• - Bacilli
• - Cocchi
• - Spirilli
• - Vibrioni
• - Spirochete

In base al raggruppamento:

• - Coppie
• - Grappoli
• - Catene

Disposizione dei cocchi (isolati,diplococchi,streptococchi,sarcine,tetradi,stafilococchi)

Disposizione dei bacilli uguale a quella dei cocchi

Anche la presenza dei flagelli permette di classificare i batteri:

Batterio monotrico

- Batterio anfitrico

- Batterio lofotrio

- Batterio peritrico

Flagello composto da tre parti: filamento, uncino e corpo basale

Capacità di trattenere coloranti:

Colorazione di Gram:

• Aggiunta del cristal violetto
• Lavaggio
• Aggiunta soluzione iodio
• Lavaggio
• Decolorazione con alcool-acetone

Gram positivo: colorato di violecito

Gram negativo: colorato di rosastro

Gram positivo ha peptidoglicano molto più spesso rispetto a un Gram negativo

Gram negativo ha un'ulteriore membrana rispetto al Gram positivo

Nella parete cellulare dei Gram + ci sono l'acido teicoico e l'acido lipoteicoico

Costituenti parete cellulare:

• N - Acetilglucosamina
• Acido muramico

Il peptidoglicano è costituito da due carboidrati azotati

Il peptidoglicano è organizzato in strati,

Nei Gram - la parete cellulare è aderente alla membrana citoplasmatica

Nei Gram - la membrana citoplasmatica è aderente a un sottile strato di peptidoglicano

Nei Gram + vi sono volvol nascicce ad un'altra membrana perifica esterna

Nei Gram + peptidoglicano è separato da membrana citoplasmatica da periplasma

Sulla membrana esterna sono presenti catene lipopolisaccaridiche

componente principali di tutti Gram - (componente saccaridica variabile)

MEMBRANA PLASMATICA

- FORMATA DA DOPPIO STRATO FOSFOLIPIDICO PIÙ FLESSIBILE DEGLI EUCARIOTI PERCHE' MANCANO GLI STEROLI. => LE MEMBRANE DEGLI EUBATTERI NON CONTENGONO STEROLI, LA STABILITÀ É DATA DALLA PRESENZA DI OPRANOIDI - BARRIERA SELETTIVA: LASCIA PASSARE SOLO PICCOLE MOLECOLE PER TRASPORTO PASSIVO. - LA MEMBRANA PARTECIPA ANCHE AL PROCESSO DI DIVISIONE CELLULARE FORNENDO SITI DI ANCORAGGIO PER IL DNA.

SPAZIO PERIPLASMICO

- SITUATO TRA INTERNO MEMBRANA E ESTERNO MEMBRANA. - CONTIENE ENZIMI IDROLITICI.

TRASPORTO ATTIVO

- LE PROTEINE POSSONO TRASPORTARE UNA SOSTANZA UNIDIREZIONALMENTE DA UN LATO ALL'ALTRO DELLA MEMBRANA (UNIPORTO) O UNA SOSTANZA INSIEME AD UN'ALTRA (SIMPORTO) O DUE SOSTANZE IN DIREZIONE OPPOSTA (ANTIPORTO).

• TRASPORTO SEMPLICE.
• TRASLOCAZIONE DI GRUPPO.
• TRASPORTO MEDIANTE PROTEINE LEGAME-DIPENDENTE.

- 3 DIVERSI TIPI DI TRASPORTO ATTIVO.

-> TRASPORTO MEDIANTE LEGAME PROTEICO-DIPENDENTE DETTO ANCHE TRASPORTO ABC (ATP BINDING CASSETE)

PARETE CELLULARE

- STRUTTURA SEMIRIGIDA CONFERISCE FORMA ALLA CELLULA

- COSTITUENTE CHIAVE -> PEPTIDOGLICANO

• - PEPTIDOGLICANO FORMATO DA N-ACETILGLUCOSAMMINA E ACIDO MURAMICO IL N-ACIDO MURAMICO SI LEGA AD UN PENTAPEPTIDE (TETRAPEPTIDE)
• - PEPTIDOGLICANI DEI GRAM + SI LEGANO TRA LORO TRAMITE I TETRAPEPTIDI DI DUE MOLECOLE DI ACIDO MURAMICO ADIACENTI
• - PEPTIDOGLICANI DEI GRAM - SI LEGANO TRA LORO TRAMITE DEI PONTI DI PENTAGLICINA
• -> IL LEGAME TRA UN PEPTIDOGLICANO E UN ALTRO É DETTO TRANSPEPTIDAZIONE.
• -> LE PENICILLINE SI LEGANO PROPRIO ALLE TRANSPEPTIDASI IMPEDENDO LA SINTESI DELLE MEMBRANE
• - I GRAM POSITIVI CONTENGONO NELLA PARETE POLISACCARIDI/ACIDI -> ACIDI TEICOICI
• - LIPOTEICOICI DIRETTAMENTE LEGATI ALLA MEMBRANA -> ACIDI LIPOTEICOICI
• - GLI ACIDI TEICOICI COSTITUISCONO I PRINCIPALI ANTIGENI DI SUPERFICIE DELLA PARETE DEI GRAM POSITIVI
• - I GRAM NEGATIVI PRESENTANO UNA MEMBRANA ESTERNA AL DI FUORI DELLA PARETE
• -> PRESENTA PARTICOLARI CANALI (PORINE)
• - LIPOPOLISACCARIDI (LPS) CHE SI TROVANO NELLA MEMBRANA DEI GRAM SI COMPONGONO DI TRE PARTI -> LIPIDE A PARTE LIPIDICA ALL'INTERNO, CORE -> PORZIONE POLISACCARIDICA CENTRALE, ANTIGENE O -> LUNGA CATENA POLISACCARIDICA ESTERNA.
• - IL LIPIDE A COSTITUISCE L'ENDOTOSSINA DEI GRAM -
• - IL CORE É SIMILE IN TUTTI I GRAM -
• - L'ANTIGENE O DIFFERENZIA I BATTERI TRA LORO

- LPS IN BASSE QUANTITÁ ATTIVA MONOCITI E MACROFAGI.

- LPS IN ALTE QUANTITÁ PROVOCA GRAVI DANNI

BATTERI PRIVI DI PARETE

• MICOPLASMI (MEMBRANA CITOPLASMATICA RICCA DI STEROLI)
• FORME L (DERIVANO DA GRAM+ O - CHE HANNO PERSO PEPTIDOGLICANO)