Riassunti Microbiologia agraria

VIRUS

Non sono definiti cellule ma entità biologiche, non hanno capacità di replicare in forma autonoma,

definiti parassiti endocellulari obbligati perchè possono replicarsi soltanto all'interno di cellule

viventi, non possono replicarsi perchè non possono immagazzinare energia e non hanno le classiche

strutture di replicazione, hanno solo pochi enzimi. Per replicarsi devono infettare altra cellula per

usare le loro strutture per replcarsi, nel momento in cui infettano comportandosi da parassiti si

scatena la patologia, sfrutta ospite senza dare niente in cambia, quando infettano cellule batteriche

prendono nome di batteriofagi, particelle virali complete chiamate virioni (almeno proteina fuori

acido nucleico) ed hanno dimensioni da 10 a 300 NM, caratterizzati da semplicità di organizzazione

strutturale. I virus non hanno compartimentazione di tipo cellulare, sono a tutti gli effetti dei

semplici aggregati macromolecolare. Sono generalmente a RNA o a DNA rivestito da proteine,

esistono agenti infettanti chiamati viroidi che hanno generalmente l'acido nucleico senza

rivestimento proteico. Quando si parla di viroidi si parla di rna con capacità infettanti. Prioni sono

glicoproteine con capacità infettante e duplicante. Negli anni si è visto che i prioni sono

interspecifici e che possono colpire sistema nervoso. Nell'ambiente i virus sopravvivono da pochi

minuti a qualche giorno a seconda del tipo di virus. Oltre ad elementi nutritivi della cellula infettata

gli servono anche sistemi di trascrizione e traduzione, all'interno del loro capside possiedono degli

enzimi come polimerasi e proteasi, tutti gli altri li usa dalla cellula ospita. I virus rappresentano un

sistema altamente sofisticato di trasferimento genetico da cellula a cellula, perciò utilizzati per

modificare corredo genetico di una cellula, per questo usati nella manipolazione genetica per

trasferimento nuovi caratteri, questo meccanismo chiamato trasduzione è un trasferimento genico

utilizzato in laboratorio, capacità di infettare cellula ospite e portarsi dietro piccola porzione dna

cellula ospite e inserirlo in un'altra cellula. Virus insensibili agli antibiotici, perchè vanno a colpire

peptidoglicano che qui non c'è. I costituenti virali:

-Core, elemento interno che contiene acido nucleico ed enzimi per stabilità

-Capside è la struttura proteica che racchiude acido nucleico piu core

-Capsomero sono le unità proteiche che assemblandosi formano capside

-Nucleocapside è l'insieme di acido nucleico piu capside

-Envelope, non sempre presente, è un rivestimento lipoglicoproteico che riveste il capside

-Peplomeri, non sempre presenti, sono protrusioni dell'envelope, può avere ruolo nell'adesione

-Virione, particella completa osservabile nell'ambiente al di fuori della cellula

Virus a RNA per potersi replicare nell'ospite hanno bisogno di retrotrascrivere rna per produrre dna,

in quel caso si porta dietro la retrotrascrittasi. I virus quando sono nudi sono costituiti da acido

nucleico e proteine, quelli rivestiti presentano anche l'envelope, i lipidi e carboidrati sono contenuti

nella membrana limitante esterna, sono identici a quelli della cellula ospite e non sono codificati dal

virus. Capside costituito da proteine codificate dal genoma virale, essendo piccolo il genoma il

capside è costituito da una o poche proteine. Le proteine destinate a formare il capside sono capaci

di autocombinarsi (assemblarsi) seguendo due schemi, a simmetria elicoidale e a simmetria cubica

(anche detta icosaedrica). Elicoidale si hanno nucleotidi intorno ad un asse di simmetria, struttura

oblunga, a simmetria cubica si hanno strutture che si organizzano in facce, struttura piu compatta,

struttura poliedica a facce, i batteriofagi hanno struttura complessa. I batteriofagi sono batteri

infettati da virus, tipo batteriofago T4, si individuano una testa costituita da capside piu acido

nucleico, dopo zona congiunzione che collega la testa a una struttura allungata che ha capacità di

comprimersi (del tipo a siringa), infine vi è una piastra da dove partono una serie di fibre anche

chiamate code che hanno funzione di aderire alla cellula ospite. Batteriofago esegue una

penetrazione per inserire acido nucleico. Una volta che la cellula è infettata si possono avere ciclo

litico o lisogenico. Per prima cosa il virus si adesa alla cellula bersaglio, dopo di chè avviene

penetrazione nella cellula, il rivestimento proteico rimane fuori, ingresso dna virale causa

demolizione dna dell'ospite, acido nucleico del virus viene duplicato e si sintetizzano proteine del

capside, sfrutta capacità trascrizione e traduzione ospite per produrre tanti capsomeri, la particella

virale si assembla (impacchettamento), tutte le strutture virale si assemblano a creare nuove

particelle virali. A questo punto la cellula non le riesce piu a contenere e si liberano centinaia di

particelle virali (processo litico) che potranno infettare altrettante cellule. Esistono ciclo litico e

lisogenico. Inizialmente virus entra dopo adesione e dna ospite viene digerito, nucleotidi ospite

usati per sintetizzare nuove particelle virali, sistemi traduzione e trascrizioni usati per virus e anche

nutrienti cellulari, si ha assemblaggio nuove particelle virali e poi lisi (ciclo litico). Il ciclo

lisogenico inizia con adesione poi iniezione dna virale che si lega al dna dell'ospite , invece di

causare lisi si integra a livello del cromosoma batterico e prende nome di profago, successivamente

si ha scissione binaria con formazione di due cellule, non ha limiti tranne per l'ambiente, se vi è

qualche fattore che porta svantaggio alle cellule infettate, il virus si stacca prima che la cellula

muoia, previene staccandosi e cellula può andare a lisi tramite ciclo litico.

NUTRIZIONE MICROBICA

Per la coltura di microroganismi in laboratorio è necessario fornire loro tutti i nutrienti di cui hanno

bisogno, diversi organismi hanno bisogno di composizioni differenti di nutrienti e non tutti nutrienti

sono richiesti nelle stesse quantità. I nutrienti si differenziano in macronutrienti (richiesti in grande

quantità) e micronutrienti (richiesti in quantità molto inferiori). Acqua costituisce 70/80% del peso

umido di una cellula. Essenziali affinchè la cellula sviluppi sono carbonio 50%, ossigeno 17%,

azoto 13%, idrogeno 8,2%, fosforo 2,5%, selenio 1,8%, selenio <0,01% oltre al 70/80% acqua.

Questi composti assemblati formeranno monomeri essenziali per cellula: aminoacidi, zuccheri, acidi

grassi, nucleotidi fondamentali per la vita. Quando si parla di nutrizione si parla anche di

metabolismo (catabolismo, scissione molecole grandi per ottenere molecole piccole piu energia,

anabolismo uso energia per ottenere da molecole piccole molecole grandi e complesse).

-CArbonio elemento principale cellula, tutte cellule hanno bisogno di carbonio e maggior parte dei

procarioti hanno bisogno di fonti di carbonio (sost organiche), per ottenere carbonio vi sono molte

fonti quali zuccheri, alcoli, acidi organici, acidi grassi, aminoacidi, basi azotate, polimeri complessi,

idrocarburi. Fonte di carbonio inorganico più comune è CO2.

-Azoto, altro elemento fondamentale, costituisce aminoacidi, proteine e acidi nucleici e altri

costituenti cellulari, usati anche come fonte di azoto organico, azoto inorganico utilizzato è

ammoniaca, nitrato, nitrito e azoto gassoso.

-Zolfo, fonti zolfo sono solfato, solfito e solfuro, fondamentale perchè compone alcuni aminoacidi

fondamentali come cisteina e metionina e alcune vitamine come la tiamina, biotina e acido lipoico

-Fosforo, elemento chiave per acidi nucleici, fosfolipidi, fornito alla cellula come fosfato.

-Potassio, richiesto per diversi enzimi

-Magnesio, funzione di stabilizzare ribosomi, membrane e gli acidi nucleici, richiesto per attività di

molti enzimi, fondamentale per dna polimerasi, si inserisce anche nella PCR (magnesio cloruro)

-Calcio e sodio essenziali per alcuni microrganismi

I micronutrienti fungono da cofattori di enzimi, la cellula ne ha bisogno di piccole quantità ma

vanno comunque forniti, hanno ruoli fondamentali, il ferro in particolare ha un ruolo fondamentale

nella respirazione cellulare, un componente chiave dei citocromi e delle proteine ferro-zolfo che

sono coinvolti nelle reazioni di trasporto di elettroni. Altri microrganismi sono boro, cobalto,

manganese, nichel, rame ecc. I fattori di crescita sono dei micronutrienti organimi fondamentali per

cellula, devono essere forniti dall’ambiente per la sopravvivenza e la riproduzione cellulare, la

cellula non li può sintetizzare, un esempio sono i batteri lattici, molto esigenti dal punto di vista

nutrizionale, se ne hanno diverse classe per esempio aminoacidi, purine e pirimidine e vitamine

(funzionano da cofattori enzimatici o coenzimi)

Terreni di coltura: E’ una soluzione (acqua) dove vengono disciolte delle polveri che consistono in

nutrienti, questi nutrienti si comprano in stato liofilizzato in diversa % di nutrienti e si aggiungono

ad acqua, contengono generalmente tutti i nutrienti necessari per la crescita microbica, possono

essere classificati secondo lo stato fisico, composizione e funzione.

I microrganismi vivono in natura in popolazioni che sono dette miste, costituite da un’ampia varietà

di differenti tipi di microbi. I microrganismi necessitano di ambienti favorevoli e di sostanze

nutritive adatte. I microrganismi, quando crescono su un terreno di laboratorio, sono chiamati

coltura o sospensione in terreno liquido. Il terreno di coltura deve contenere principi nutritivi

essenziali per lo sviluppo di una coltura microbica e deve fornire condizioni ambientali adatte alla

crescita, vale a dire condizioni ottimali di ph, pressione osmotica, ossigeno atmosferico ecc. Si

hanno colture miste e colture pure. La popolazione microbica presente nel nostro ambiente è grande

e complessa, molte differenti specie microbiche abitano normalmente varie parti del nostro corpo

(coltura mista), le colture pure invece sono costituite da una popolazione di cellule derivate tutte da

un’unica cellula madre. Essa è rappresenta una condizione artificiale per l’accrescimento dei batteri

ed è una condizione imposta da manipolazioni di laboratorio. I terreni si suddividono come detto

prima per stato fisico, composizione e funzione. Lo stato fisico può essere liquido o solido. Il

terreno va sterilizzato prima di inocularlo.

1)i terreni solidi sono tali se presentano l’agar, agente gelificante derivato da alga rossa, presenta un

supporto ideale per sviluppare colture in piastra petri, non viene metabolizzato da gran parte dei

batteri, non è tossico, forma una massa solida con umidità ottimale, resta solido alle temperature

fisiologiche (37 gradi, temp di sviluppo di moltissimi microrganismi, rimane solido), non è alterato

dalle temperature di sterilizzazione e resta liquido sino a 45 gradi. I terreni