Domande microbiologia

STERILIZZAZIONE CON CALORE

Il calore usato per la sterilizzazione può essere di due tipi:

1) Calore umido che comprende:

• EBOLLIZIONE

• TINDALIZZAZIONE: trattamento termico ripetuto per 3 volte, si porta il prodotto a

90/100° e successivamente incubazione a 37°.

• VAPORE FLUENTE

• VAPORE SOTTO PRESSIONE

2) Calore secco, in cui come liquido non si usa l’acqua:

• INCENERIMENTO

• FLAMBAGGIO

• ARIA CALDA

Tra il calore secco e il calore umido, quello più efficace è il calore umido perché trasmette meglio il

calore. Infatti, con il calore umido si uccidono i microorganismi coagulando le proteine. Per

ottenere un’efficace sterilizzazione bisogna usare temperature superiori a quelle di ebollizione

(sopra 100°). Il Calore umido idrolizza e denatura le macromolecole a livello dei batteri, funghi e

virus.

24. COS’È LA GERMINAZIONE?

È il processo inverso alla sporificazione e avviene con appropriate condizioni ambientali, cioè

quando queste migliorano. Consiste nel passaggio da spora a cellula vegetativa.

La germinazione è essenzialmente associata alla presenza di nuovi nutrienti per la crescita

batterica e avviene in tre fasi:

1. La fase di attivazione, durante la quale avviene il risveglio della spora quiescente. In natura può

essere indotta dall’invecchiamento oppure per aggressione da parte di sostanze chimiche. In

laboratorio si può procedere sottoponendo la sospensione di spore a shock termico, ossia a

temperature tra gli 80-90°C per qualche minuto; utilizzando sostanze come il -mercaptoetanolo

β

oppure ancora sonicando la sospensione di spore. Questo provoca il danneggiamento degli

involucri sporali, vengono cioè create delle microfessure che rendono permeabile la spora alle

sostanze da far penetrare;

2. La fase di iniziazione o rigonfiamento, che implica l’eliminazione del dipicolinato di calcio.

Questo passaggio rende più labile la corteccia e consente l’ingresso di acqua, di sostanze nutritive

e di metaboliti con specifica attività germinativa (come l’N-alanina, il glucosio, il lattosio, ioni Ca e

2+

ioni Mg );

2+

3. La fase di esocrescita o crescita, che prevede la completa degradazione degli involucri, quali la

corteccia e le tuniche, e la ricostituzione della cellula vegetativa, con la sintesi della parete

cellulare e la perdita della termostabilità. Riprende anche la sintesi di macromolecole, che sono –

in successione: la sintesi dell’RNA di trasferimento, la sintesi di RNA ribosomiale, la sintesi di RNA

messaggero, di proteine e di DNA.

25. DESCRIVI I TERRENI DI COLTURA.

Per coltivare i batteri si usano terreni di coltura. Il terreno si coltura è un substrato di crescita che

contiene composti organici da cui i microorganismi ricavano energia e carbonio. Inoltre, bisogna

aggiungere al terreno un FATTORE DI CRESCITA (come un amminoacido o una vitamina) poiché

alcuni batteri in determinati ambienti non sono capaci di sintetizzare un determinato substrato,

senza il quale il batterio crescerà poco oppure morirà. Infatti, i batteri vengono classificati in:

• BATTERI AUXOTROFI, ovvero batteri che non riescono a crescere senza un fattore di crescita

• BATTERI PROTOTROFI, ovvero batteri in grado di sintetizzare le sostanze essenziali per la loro

crescita, quindi non necessitano di fattore di crescita. Esistono principalmente due tipi di terreni di

coltura:

• Terreni chimicamente definiti (terreni minimi) hanno una composizione chimica ben definita sia

per la quantità che per la composizione

• Terreni complessi (terreni massimi) sono una miscela indefinita di vari composti organici.

I terreni vengono anche classificati in base al loro stato fisico in:

• TERRENI IN BRODO, serve per una valutazione qualitativa

• TERRENO SOLIDO O AGARIZZATO come la gelatina (che si usava in precedenza ma dava

problemi essendo termolabile e degradabile) e l’agar (attualmente usato).

26. QUALI SONO I MECCANISMI DI SCAMBIO GENETICO?

27. COS’È LA GEMMAZIONE NEL MONDO MICROBICO?

28. CLASSIFICA I BATTERI IN BASE ALLA TEMPERATURA.

In base alla temperatura i batteri possono essere suddivisi in tre principali categorie:

- BATTERI PSICROFILI. In questi batteri gli enzimi sono termolabili, ma molto efficaci a

temperature basse. Strutturalmente presentano una membrana con un alto contenuto di acidi

grassi insaturi, che permettono a questa di rimanere comunque semifluida, anche man mano che

la temperatura si abbassa. La temperatura varia dai 15 ai 20°C, con una temperatura ottimale di

circa 22°. Tuttavia, alcuni batteri psicrofili possono crescere anche attorno agli 0°;

- BATTERI MESOFILI. Sono i batteri che hanno un intervallo di temperatura compreso tra i 25 e i

40°. La temperatura ottimale è di circa 37°, si tratta di batteri potenzialmente patogeni, perché

37°è la temperatura normale del corpo umano;

- BATTERI TERMOFILI O IPERTERMOFILI. Hanno una temperatura di crescita >40°, sono dotati

di enzimi termostabili e presentano una membrana ricca di acidi grassi saturi, che consentono a

questa di rimanere stabile e funzionale anche ad alte temperature.

Gli acidi grassi saturi formano legami idrofobici molto più forti rispetto agli acidi grassi insaturi,

contribuendo così alla stabilità della membrana a temperature elevate.

29. DESCRIVI I MICOBATTERI.

I micobatteri fanno parte della famiglia delle Mycobacteriaceae, nell’ordine degli Actinomycetales. Il

genere dei micobatteri comprende oltre 100 specie, che presentano cellule di forma bacillare, sono

aerobi/anaerobi facoltativi, immobili, non sporigeni. Alcune specie danno luogo a

forme filamentose con ramificazioni (il nome micobatteri sta a indicare che hanno uno sviluppo

ramificato simile ai funghi).

La parete cellulare dei micobatteri è ricca di lipidi, glicolipidi e cere. È pluristratificata e presenta

involucri esterni ricchi di lipidi e difficilmente penetrabili dai coloranti.

È stato dimostrato che la parete cellulare dei micobatteri presenta nella parte più esterna una

membrana che viene chiamata micomembrana o MOM, ha uno spessore analogo a quello della

membrana citoplasmatica sottostante, ma presenta una composizione asimmetrica, con uno strato

polare rivolto verso l’interno della parete e uno strato apolare rivolto verso l’ambiente

extracellulare.

I micobatteri non producono esotossine, ma liberano sostanze all’esterno – come alcuni lipidi e

alcuni polisaccaridi, che hanno un ruolo simile alle esotossine perché presentano un’elevata

tossicità intrinseca e possono danneggiare gravemente l’ospite

30. DESCRIVI LA REPLICAZIONE VIRUS

31. COS’È IL PROCESSO DI CONIUGAZIONE

La coniugazione è un processo di trasferimento di materiale genetico che prevede il contatto fisico

tra le cellule. Il pilo sessuale mette in collegamento due cellule: un ceppo donatore chiamato F+,

perché contiene il fattore codificante per il pilo sessuale, e un ceppo accettore F-, chiamato anche

cellula femmina. Nei batteri Gram negativi il materiale genetico è trasferito attraverso un pilo cavo,

detto pilo sessuale, partendo dalla cellula donatrice F+ fino alla cellula ricevente F-. Per quanto

riguarda i batteri Gram positivi, invece, la cellula donatrice F+ produce una sostanza aggregante,

dopo essere venuta a contatto con sostanze stimolanti (come i piccoli peptidi chiamati feromoni)

rilasciate dalle cellule accettrici F-. Grazie alla sostanza aggregante le due cellule possono aderire

l’una all’altra e quindi trasferire materiale genetico.

32. QUAL È IL SIGNIFICATO DELLA PNSU?

A livello farmaceutico, un lotto di 1000 fiale sterili va controllato una fiala alla volta, cosa che

tuttavia non è possibile fare. Per questo motivo è importante un parametro che è chiamato PNSU

(Probability of Non Sterile Unit, probabilità di trovare un’unità non sterile nel lotto). Questo

parametro esprime la probabilità che persista un elemento non sterile in un lotto sottoposto a

sterilizzazione. Se per esempio, abbiamo una PNSU pari a 10 , allora vuol dire sia probabile che

-6

non più di un microrganismo su un milione di unità sterilizzate possa essere vivo. Questa è la

garanzia di sterilità del processo di sterilizzazione.

33. DESCRIVI IL TEST DI AMES

Un esempio applicativo del concetto di auxotropia e del concetto di terreno minimo è il test di

Ames. Si tratta di un test microbiologico per l’analisi della genotossicità delle sostanze, che viene

spesso utilizzato in ambito biomedico, farmaceutico-industriale, nella fase pre-chimica della

sperimentazione di nuove molecole o anche a livello di analisi ambientali. Si tratta di un esempio

applicativo di auxotropia perché nel test è previsto l’utilizzo di ceppi di Salmonella auxotropi per

l’istidina. Questi ceppi mutanti di Salmonella non sono infatti in grado di sintetizzare l’istidina, e se

questa non è presente nel terreno di coltura, o non crescono o danno luogo a un numero molto

basso di colonie. Tuttavia, tali ceppi possono essere influenzati da sostanze mutanti e possono dar

luogo a retromutazioni se trattati in presenza di sostanze genotossiche.

Per valutare se la sostanza presenta potenziale genotossico si prenderà un terreno minimo in cui

sia certo non sia presente istidina e aggiungerò una certa quantità di cellule di Salmonella

auxotropa, più la sostanza di cui si voglia valutare la potenzialità dal punto di vista genotossico. Se

la sostanza è mutagena vedrò che il numero di colonie aumenterà in maniera massiccia, mentre

se la sostanza non è mutagena si avranno poche colonie. Di solito, per valutare una sostanza

genotossica deve esserci un aumento di almeno 2-3 volte rispetto al controllo

34. DESCRIVI GLI STREPTOCOCCHI

35. DESCRIVI IL PROCESSO DI REPLICAZIONE DEGLI HEPADNAVIRUS

36. COS’È IL PECCATO ORIGINALE NEL MONDO MICROBICO?

originale’’.

Vi è poi una strategia molto particolare, denominata ‘’peccato Tipicamente ci sono

alcuni virus (e tra questi anche il virus dell’HIV e dell’epatite C) che possono esporre sulla

propria superficie determinanti antigenici non fondamentali per la loro vita. Questi determinanti

antigenici richiameranno l’attenzione degli anticorpi, i quali – legandosi ad essi – non

neutralizzeranno il virus, ma anzi ne potenzieranno l’infettività (come nel caso dell’epatite C). Si

parla di peccato originale perché lo stimolo di anticorpi genera una famiglia di cloni di cellule

della memoria, che si attiveranno ad un secondo incontro con il virus. Si produce un ulteriore

numero di anticorpi ma altrettanto inut