Domande e risposte d'esame Microbiologia generale, alimentare, industriale e genetica

TRASFORMAZIONE

Cellule in stato di competenza→ pronte a ricevere DNA esterno→ hanno

molecole sulla superficie che sentono la presenza di DNA e innescano il

meccanismo che comporta l’internizzazione della molecola:

1. le molecole superficiali legano il DNA.

2. Nucleasi all’esterno degradano in maniera aspecifica uno dei due

filamenti di DNA, e consentono all’altro di entrare nella cellula.

3. all’interno della cellula ci sono proteine che intercettano il

filamento di DNA in entrata: ricombinazione: integrazione del DNA

eterologo nel cromosoma batterico.

→ arricchimento del cromosoma dell’informazione recuperata

dall’ambiente.

CONIUGAZIONE

Scambio di DNA tra una cellula e l’altra in contatto fisicamente→

l’elemento che media lo scambio è il plasmide coniugativo che porta le

informazioni necessarie a mobilitare sé stesso: tutte le informazioni

contenute nel plasmide che erano presenti in una cellula, alla fine del

processo sono presenti in entrambe le cellule, e la cellula ricevente

ottiene del materiale genetico in più.

Uno dei 2 filamenti rimane nella cellula che conteneva il plasmide,

l’altro finisce nella nuova cellula, poi vengono sintetizzati i filamenti

complementari, le cellule si separano e la coniugazione termina.

TRADUZIONE

Mediata da virus:

● virus litici: trasduzione generalizzata:

non possiamo prevedere quale frammento di DNA finisce

all’interno del virus.

Nel ciclo litico spezzettando il cromosoma batterico e duplicando

il DNA virale per poi metterlo in delle strutture proteiche prima

della lisi, può succedere che parti di DNA batterico vengano

incluse nelle particelle virali che si stanno formando; per cui tra

tutti i virus che si formano per una bassissima minoranza può

succedere che un frammento di DNA batterico finisca all’interno

di un fago. Questo fago anomalo quando infetta un’altra cellula

batterica, trasferisce il DNA del batterio.

● virus lisogeni: trasduzione specializzata:

Frequenza più alta. Ciclo lisogeno: formazione profago;

nell’excisione può succedere che il DNA virale, oltre a portare via

se stesso, excida anche un frammento adiacente al suo all’interno

del DNA batterico: Il virus che si assembla e determina la lisi della

cellula, avrà al suo interno DNA virale con un’aggiunta di DNA

batterico: quando il virus va ad infettare una nuova cellula, si

porta dietro anche il DNA batterico e lo trasferisce nella cellula.

Lactobacillus delbrueckii

23. Descrivi il metabolismo di

Gram +, metabolismo fermentativo e soffre in presenza di ossigeno.

è omofermentante obbligato: fa fermentazione omolattica producendo

acido lattico a partire da un piruvato derivante dalla glicolisi,

riossidando il NADH.

24. Descrivi la crescita batterica e descrivi un metodo di conta applicabile

ad un alimento

I batteri si riproducono solo in maniera vegetativa e nei terreni di

coltura da una cellula isolata producono una colonia: crescono per

crescita microbica: aumenta il numero di cellule.

Divisione binaria. Andamento esponenziale della crescita= dopo un

intervallo fisso il numero di cellule raddoppia→ intervallo fisso= tempo di

generazione.

Ciclo di crescita:

1. fase di latenza: periodo iniziale in cui non ho nessuna divisione

cellulare, periodo di tempo impiegato dai microrganismi per

adattarsi al nuovo ambiente;

2. fase di crescita esponenziale: le cellule continuano a dividersi,

posso calcolare il tempo di generazione perché la velocità con cui

si dividono le cellule è costante;

3. fase stazionaria: fase in cui ho un’interruzione di crescita, poiché

la riproduzione e la morte cellulare sono bilanciate; cause di

natura nutrizionale, del metabolismo e ambientali.

4. fase di morte: c’è una progressiva morte dei microrganismi,

insostenibile rispetto alla quantità di cellule che si dividono.

Escherichia coli

25. Descrivi le strutture che rivestono la cellula di

E’ un gram negativo quindi possiede

● una membrana interna,

● una parete cellulare sottile= peptidoglicano= catena di due

aminozuccheri N-AcetilGlucosamina + N-AcetilMuramico. e

peptidi legati al NAM che completano la struttura della maglia.

Ci sono anche acidi teicoici, lipoteicoici e proteine di parete.

Rigidità (legami covalenti).

● una membrana esterna, che rende la cellula facilmente

attaccabile dai tensioattivi.

Escherichia coli

26. Descrivi il metabolismo di

E’ un enterobatterio, fa fermentazione acido-mista: quindi a partire

dalla glicolisi, si ottiene un piruvato, con la fermentazione si riossida il

NADH, con la produzione di etanolo, acidi organici (acido lattico,

succinico, acetico, formico), CO2, H2.

27. descrivi sinteticamente la riproduzione asessuata degli eumiceti

I lieviti (S. cerevisiae) si riproducono asessualmente per mitosi, che può

avvenire in 2 modi:

● gemmazione o blastogonia, tramite la formazione di blastospore

(le cellule figlie); la cellula figlia e la cellula madre non sono uguali;

● schizogonia, in cui le 2 cellule ottenute sono uguali.

Nelle muffe la riproduzione asessuata avviene attraverso la formazione

di un corpo fruttifero a livello del micelio aereo. Quello che noi

definiamo muffa sugli alimenti, è il corpo fruttifero. In base alla tipologia

di corpo fruttifero si distinguono:

● conidiospore: sono spore portate su strutture specializzate

denominate conidiofori. Le ife basali si sviluppano sulla superficie

e in profondità sul substrato che stanno colonizzando, dopodiché

al momento opportuno si ha la produzione del corpo fruttifero,

ovvero una struttura aerea, che si organizza in ramificazioni di

un’ifa, detti conidiofori, che portano le spore, ovvero i conidi. Essi

vengono liberati nell’ambiente, germinano e danno origine a una

struttura vegetativa che inizierà a formare un’ifa e il ciclo

ricomincerà.

● sporangiospore: sono invece contenute all’interno di una

struttura detta sporangio, una sorta di sacchetto che si trova

nella parte terminale dello sporagoforo.

● artrospore: sono generate dall’ifa, che si segmenta e dà origine

alle spore, per cui non esiste nemmeno un corpo fruttifero

complesso.

● clamidospore: sono spore che si accumulano in ingrossamenti

dell’ifa, dopodiché si liberano e portano avanti il ciclo vegetativo.

28. esempio di regolazione della trascrizione scegliendo un esempio fatto a

lezione

Regolazione negativa: sistema di controllo dei geni deputati all’utilizzo

del lattosio, i quali contengono un repressore= una proteina con la

capacità di legarsi in maniera reversibile con il DNA nella zona del gene

che codifica per l’utilizzo del lattosio:

● repressore attivo: il repressore è legato al DNA, RNA polimerasi

non può sintetizzare mRNA

● repressore inattivo: compare il lattosio: il repressore non è legato

al DNA, ma al lattosio cambiando la propria conformazione: RNA

polimerasi riesce a sintetizzare l’mRNA

→ produco quello che serve alla cellula quando le serve.

29. cosa si intende per codice genetico degenerato? tutte le mutazioni che

avvengono in un gene hanno effetti sul fenotipo del microrganismo?

Significa che esistono più codoni che codificano per uno stesso

amminoacido: il codice genetico si basa su una traduzione a 3, ovvero si

parte da 3 basi azotate (codoni) che trovano corrispondenza con un

amminoacido.

Se i geni non diventano sempre espressione fenotipica vuol dire che se

avviene mutazione su geni che non codificano per info fenotipiche la

mutazione non si vede a livello fenotipico

30. descrivi la denaturazione del DNA. separazione filamenti ecc

La molecola di DNA si denatura reversibilmente: separazione dei due

filamenti= rottura dei legami a H tra i 2 filamenti, scaldando.

Per seguire il processo di denaturazione del DNA utilizzo lo

spettrofotometro a 260 nm (UV) e misuro, a seconda della risposta che

ottengo, quanto DNA ho in soluzione. Quantifico il DNA in

concentrazione in soluzione acquosa.

Se aumenta la temperatura, aumenta anche la densità ottica a 260 nm,

e parliamo di ipercromicità, ovvero i singoli filamenti assorbono di più

del doppio filamento.

Ottengo dal grafico anche un punto di flesso, ovvero in quel punto le

molecole di un determinato DNA sono denaturate per metà. Tracciando

una verticale alla tangente in questo punto trovo la temperatura media

di denaturazione (Tm), e il punto di flesso sta ad indicare un

cambiamento nella difficoltà a separare i filamenti, infatti man mano

che rompo i legami a H, diventerà sempre più facile separare i 2

filamenti, aprendo la molecola. La Tm è influenzata dal numero di C-G e

dalla sua percentuale, infatti questa misura sperimentale ci consente,

con opportune formule, di ricavare la percentuale di C-G nel DNA. Infatti

se ho una percentuale alta di C-G, la Tm è più alta, mentre se ho una

percentuale bassa di C-G, la Tm è minore. Se a livello della Tm decido di

riabbassare la temperatura, i 2 filamenti si riappaiano per

complementarietà, ma con una cinetica diversa.

Quando la concentrazione di C-G varia almeno del 7% rispetto a

un’altra concentrazione di C-G, posso dire che mi trovo di fronte a 2

batteri di specie distinte. Tuttavia alcune specie diverse hanno la stessa

o simile concentrazione.

31. meccanismi di scambio genico, perché sono importanti per la diffusione

dei meccanismi di resistenza degli antibiotici?

Se io inserisco il gene che codifica per la resistenza all’antibiotico in una

specie sensibile all’antibiotico, solo le cellule che hanno acquisito

quell’informazione, in un terreno in cui inserisco antibiotico, potranno

crescere, e io vado a verificare il processo in maniera efficace. Il

processo viene definito processo di selezione, dove la pressione selettiva

è determinata dalla presenza dell’antibiotico.

(Tutte le volte che abbiamo un meccanismo di scambio genico

orizzontale, il fatto che il DNA che entra nella cellula venga mantenuto

nel tempo, o nel corso dell’evoluzione dipende dal tipo di pressione

selettiva ambientale che la popolazione di batteri subisce).

MICROBIOLOGIA INDUSTRIALE

32. Differenza resa di conversione-resa di fermentazione

Resa di conversione si riferisce all’efficienza del microrganismo nel

convertire substrato in prodotto: è il rapporto tra prodotto formato/

substrato consumato in grammi→ esprime l’efficienza del processo

biotecnologico ed è un parametro legato all'efficienza del

microrganismo nel consumare il substrato che ho fornito e nel produrre

quello che voglio vendere (prodotto).

Resa di fermentazi