Riassunto esame Microbiologia Generale, professore Aldo Corsetti, libro consigliato "Biologia microorganismi" Brock

CARATTERISTICHE GENERALI: BACTERIA

Riproduzione generalmente per scissione binaria

 Nutrizione eterotrofa: solitamente composti organici

 derivati da organismi viventi o morti (ma esistono, ad es. b.

fotosintetici e b. nitrificanti)

Mobilità, in alcuni batteri, per flagelli



3. Cianobatteri

Sono filogeneticamente correlati ai batteri Gram- positivi e sono

fototrofi ossigenici. I cianobatteri sono stati i primi organismi fototrofi

ossigenici comparsi sulla terra. La produzione di ossigeno in un

ambiente originariamente senza ossigeno ha aperto la via

all’evoluzione.

Principali differenze tra microorganismi: cianobatteri

Sono attualmente inclusi nel gruppo dei batteri (nonproteobatteri)

 Procarioti, un tempo classificati come alghe verdi-blu

 Presenza di fotosintesi

 Produzione di metaboliti tossici (es. cianoginosine)

 Contaminazione di acque non trattate o di rete idrica pubblica



22. Archaea

Possono sopportare la disidratazione, tanto da vivere in acque

• satura di sale (Halobacterium);

Sono stati trovati sui fondali oceanici vicino a bocche

• eruttive a temperature di 120° ed oltre e a pressioni

elevatissime che impediscono l'ebollizione dell'acqua;

La loro parete è priva di peptidoglicani, catene lineari di

• polisaccaridi che costituiscono le pareti cellulari degli Eubatteri;

Possiedono un pigmento sensibile alla luce rossa, la

• alorodopsina

23. Eukarya protozoi

Principali differenze tra microorganismi:

Microorganismi unicellulari

 Nucleo cellulare distinto, circondato da membrana nucleare,

 contenente il materiale genetico (eucarioti)

Privi di parete cellulare

 Privi di attività fotosintetica

 Quasi sempre molto mobili (flagelli, ciglia, pseudopodi)

 Riproduzione sessuata o asessuata

 Nutrizione eterotrofa: composti organici derivati da

 organismi viventi o morti alghe

Principali differenze tra microorganismi:

Microorganismi solitamente unicellulari

 Eucarioti fotosintetici: richiedono luce ed aria ma non composti

 organici

Parete cellulare composta da cellulosa

 Mobili o immobili

 Morfologia estremamente varia

 Riproduzione sessuata o asessuata

 Presenti nelle acque dolci e salate, nel terreno e in associazione

 con le piante

Fonti di polimeri di interesse alimentare (alginati, carragenine)

 Possono produrre neurotossine (es. paralitic shellfish poisoning,

 ciguatossina) miceti

Principali differenze tra microorganismi:

Microorganismi unicellulari o filamentosi

 Nucleo cellulare distinto, circondato da membrana nucleare,

 contenente il materiale genetico (eucarioti)

Parete cellulare composta da polimeri polisaccaridici (es.

 chitina, -lucani)

Membrana citoplasmatica contenente ergosterolo

 Miceti filamentosi (micelio composto da ife). Dimorfismo.

 Riproduzione mediante spore

Nutrizione eterotrofa: composti organici derivati da organismi

 viventi o morti (non fotosintesi)

24.Morfologia

Il termine morfologia significa forma della cellula.

Tra i procarioti sono note diverse morfologie.

• Un batterio di forma sferico o ovoidale è detto Cocco (plurale

cocchi)

• Un batterio di forma cilindrica è detto bastoncello o bacillo.

Alcuni bastoncelli si avvolgono in forme a spirale dette spirlli

Le cellule di molti procarioti dopo la divisione cellulare restano

associate a formare dei gruppi. Alcuni cocchi formano lunghe

catene (Streptococcus) altri strutture tridimensionali

(Sarcina) o irregolari e a grappolo (Staphylococcus)

• Diversi batteri sono riconoscibili dalla forma inusuale delle loro

cellule (batteri peduncolari, filamentosi)

• La morfologia cellulare è facilmente riconoscibile ma non

fornisce informazioni utili a prevedere altre proprietà della

cellula

E’ impossibile prevedere la fisiologia, l’ecologia, la filogenesi di

una cellula procariotica conoscendo semplicemente la sua

morfologia.

• Nel determinare la morfologia di una data specie

probabilmente entrano in gioco diverse forze selettive:

l’ottimizzazione dell’assorbimento di nutrienti, mobilità in

ambienti viscosi (forma spirale, elicoidali), mobilità per

scivolamento (batteri filamentosi)

La morfologia cellulare è controllata geneticamente e si è evoluta

per massimizzare il valore adattativo di una specie in un habitat.

Batteri monomorfi e pleomorfi

 La maggior parte dei batteri è monomorfa: mantiene una

sola forma.

Alcuni batteri sono geneticamente pleomorfi: possono

assumere più di una forma (es. Corynebacterium,

Brochothrix thermosphacta).

25. Dimensioni cellulari

• Le cellule procariotiche hanno dimensioni che variano da un

diametro di 0,2 µ

m a un diametro superiore a 700 µ

m.

Dimensioni medie: 0,2 - 5 µm diametro, 0,2 - 10 µm

lunghezza.

Batteri di dimensioni giganti

• Epulopiscium fishelsoni: 50 µm diametro, 500 - 800 µm

lunghezza (simbionte del pesce chirurgo).

Batteri di piccola dimensione

• Micoplasmi: 0,3 µm diametro.

Nano batteri: 0,1 µm diametro. Le dimensioni ridotte dei

procarioti offrono importanti vantaggi.

Le cellule piccole hanno una maggiore superfice

relativamente al volume cellulare rispetto alle cellule grandi:

hanno un rapporto superfice/volume (S/V) maggiore.

Es: considerando un cocco di forma sferica, il suo volume sarà

2

(V=4/3 pregreco) mentre la sua superfice sarà (S=4pigrecor ).

Quindi il suo rapporto S/V sarà 3/r. Con l’aumentare delle

dimensioni di una cellula, il suo rapporto S/V diminuisce.

• Il rapporto S/V di una cellula influenza diversi aspetti della

sua biologia, inclusa l’evoluzione:

1) il rapporto S/V più alto di una cellula piccola favorisce un tasso

più veloce di scambio di nutrienti per unità di volume cellulare in

confronto a quello di una cellula più grande.

2) influenza l’evoluzione perché ogni volta che una cellula si

divide, il suo cromosoma si replica. Durante la replicazione del

DNA avvengono errori occasionali chiamate ‘’mutazioni’’.

Maggiore è il numero di mutazioni e maggiore saranno le

possibilità evolutiva. Dato che le cellule procariotiche sono

molto piccole e aploidi, hanno la capacitò di crescere ed

evolvere più rapidamente delle cellule più grandi diploidi.

26. Dimensioni minime della cellula

• I batteri più sono piccoli e più sono avvantaggiati in natura.

Tuttavia esistono dei limiti inferiori di dimensione anche per

le cellule.

Limite dimensionale critico: è il limite inferiore della

dimensione cellulare necessario a contenere i ribosomi, il

materiale genetico e gli altri componenti cellulari essenziali

(strutture di diametro 0,15µm sono al limite)

Non tutti i microorganismi necessitano di parete

 cellulare(protozoi). Le parti indispensabili sono i ribosomi e il

materiale genetico. Più membrana espone e più nutrienti

assume. Più la cellula diventa grande e più a parità di volume

diminuisce la superfice che espone. I batteri espongono il doppio

della superfice rispetto ai lieviti quindi a parità di condizioni

ambientali sono più avvantaggiati.

27. Strutture di superficie nei batteri - capsula, strato

mucoso, glicocalice

• Capsula:

Oltre alla parete cellulare, le cellule procariotiche possono avere

ulteriori strati o strutture a contatto con l’ambiente esterno

circostante di natura polisaccaridica o (più raramente)

polipeptidica.

Le capsule o gli strati mucosi possono essere spessi o

sottili, rigidi o flessibili, in base alla composizione chimica o

al grado di idratazione.

1) Se lo strato è organizzato in una fitta matrice che non

permette il passaggio di piccole particelle, aderisce in modo

compatto alla superficie ed è chiaramente differenziabile

dall’ambiente (colorazione negativa); è chiamato capsula

Colorazione negativa: si mette una goccia di inchiostro su una

 cellula viva.

2) Se lo strato è più facilmente deformabile e non è in grado

di impedire il passaggio di particelle, il materiale è distribuito

in modo lasso e diffuso nell’ambiente circostante è chiamato

strato mucoso

3) Se è composta da fibrille polisaccaridiche lasse che

favoriscono l’adesione della cellula batterica alle

superfici solide e/o ad altre cellule batteriche (“biofilm”) è

chiamato glicocalice.

• Funzioni delle strutture di superficie: capsula

Essa favorisce l’azione patogena.

Meccanismi:

1. protezione della parete da agenti antibatterici naturali;

2. adesione e colonizzazione dei tessuti;

3. protezione dalle cellule fagocitarie

I batteri patogeni capsulati sono più difficili da riconoscere e da

distruggere. Antigeni capsulati---- i nostri anticorpi riescono a

riconoscere parti della capsula.

• Funzione delle strutture di superficie: glicocalice

Nei batteri di interesse alimentare ed in quelli di interesse

medico: il glicocalice favorisce l’adesione alle superfici e la

creazione del BIOFILM.

Un biofilm è una matrice polisaccaridica adesa ad una superfice

che contiene cellule batteriche. I biofilm si formano in un

processo a più stadi:

1) Adsorbimento reversibile di cellule planctoniche a una

superficie

2) Adesione irreversibile delle stesse cellule

3) Crescita cellulare e produzione di polisaccaridi

4) Un ulteriore sviluppo per formare il biofilm maturo

Perché i batteri formano biofilm:

Difesa

– Creazione di una nicchia favorevole

– Associazione tra cellule

– Aumentare la possibilità di sopravvivenza in ambienti

naturali.

FCS = superfici a contatto con alimenti: protesi, smalto dei denti

(Streptococcus mutans carie). Assorbe acqua aiuta il batterio a

resistere all’essiccamento

APPLICAZIONI INDUSTRIALI Gli EPS microbici sono bio-

• addensanti che grazie alla loro capacità di dispersione ed

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formulazioni alimentari come addensanti, gelificanti, stabilizzanti

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Un’applicazione recente degli EPS in caseificazione: i

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In formaggio Cheddar con riduzione in grasso del 50%, ceppi di

Lactococcus lactis subsp Cremoris produttori di EPS,

determinano, al termine della maturazione (6 mesi a 7°C), un

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