Microbiologia

Filogenesi e Tassonomia:

• Filogenesi: raggruppamento basato sulle linee evolutive di discendenza.

◦ Tassonomia: raggruppamento in base a caratteristiche fenotipiche e genotipiche,

◦ si occupa di classificazione, facendo identificazione e nomenclatura.

Unità tassonomiche: specie e genere. Sistema binomiale di nomenclatura (es.

◦ lactobacillus-genere bulgaricus-specie).

Caratteristiche fenotipiche:

• Caratteristiche morfologiche (micromorfologia, macromorfologia, colorazione di

◦ Gram, mobilità).

Metabolismo energetico (aerobio, anaerobio, prodotti del metabolismo).

◦ Caratteristiche colturali e nutritive

◦ Caratteristiche fisiologico-biochimiche

◦ Caratteristiche chimico-strutturali

◦

Principali gruppi batterici di interesse alimentare:

• Bacillus: spore ovali/cilindriche (Gruppo I), spore ovali (Gruppo II), spore sferiche

◦ (Gruppo III).

Clostridium

◦ Batteri Lattici: Gram positivi, asporigeni, immobili, catalasi negativi, anaerobi

◦ aerotolleranti, ubiquitari, acidofili. Generi: Abiotrophia, Aerococcus,

Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc,

Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus,

Weissella. Si differenziano in base a forma, configurazione acido lattico prodotto,

tipo di fermentazione (omofermentanti, eterofermentanti obbligati,

eterofermentanti facoltativi).

Lactococcus: importanti nel settore lattiero-caseario.

▪ Enterococcus: indicatori di contaminazione fecale ma anche componenti di

▪ qualità in formaggi.

Streptococcus: comprende specie patogene e S. thermophilus (lattococco

▪ lattico "food grade").

Pediococcus: disposti a tetradi, produttori di batteriocine.

▪

Listeria: L. monocytogenes è patogena, causa la listeriosi, tollera ambienti salati e

◦ basse temperature.

Micrococcus: cocchi a due, aerobi, catalasi positivi, alofili.

◦ Staphylococcus: cocchi a grappoli, anaerobi facoltativi, catalasi positivi, alofili,

◦ patogeni opportunisti.

Campylobacter: C. jejuni, microaerofili, mobili, causa campilobacteriosi.

◦ Helicobacter: H. pylori, elicoidali, patologie gastriche.

◦ Pseudomonas: aerobi, psicrofili, ampia versatilità metabolica, P. fluorescens e P.

◦ aeruginosa.

Acetobacter e Gluconobacter: ossidano l'etanolo ad acido acetico.

◦ Azotobacter e Rhizobium: azotofissatori.

◦ Enterobacteriaceae: bastoncini aerobi, anaerobi facoltativi, mobili, colonizzano il

◦ tratto intestinale, trasmissione fecale. Suddivise in base al tipo di fermentazione:

Gruppo 1 (Escherichia, Salmonella, Shigella) e Gruppo 2 (Enterobacter, Klebsiella,

Erwinia, Yersinia).

Sistemi di Trasporto ABC, Pompa Sodio-Potassio e Sistema PTS

1. Sistemi di Trasporto ABC (ATP Binding Cassette)

I trasportatori ABC sono sistemi di trasporto che utilizzano l'energia dell'ATP per trasferire

sostanze attraverso la membrana cellulare. Sono presenti in moltissimi organismi e giocano un

ruolo essenziale nel trasporto di nutrienti, nella secrezione proteica e nella regolazione

cellulare.

Struttura dei trasportatori ABC

Un trasportatore ABC tipico è formato da:

TMD (Domini Transmembrana) Creano un canale attraverso la membrana per il

→

• passaggio del substrato.

NBD (Domini leganti nucleotidi) Idrolizzano ATP per fornire l'energia necessaria al

→

• trasporto.

SBP (Proteine leganti il substrato) Presenti solo negli importatori, servono a

→

• riconoscere e legare la molecola da trasportare.

Importatori Trasportano molecole dall'esterno all'interno della cellula.

→

Esportatori Espellono molecole dalla cellula, come antibiotici o tossine batteriche.

→

✅ Esempi di funzioni dei trasportatori ABC

Assorbimento di nutrienti come glucosio, vitamina B12 e peptidi.

• Secrezione di proteine, tra cui i sistemi di secrezione di tipo I, che espellono proteine

• senza l'intervento del sistema Sec.

2. Pompa Sodio-Potassio (Na+/K+ ATPasi)

La pompa sodio-potassio è un esempio di trasporto attivo primario, che consuma ATP per

spostare ioni attraverso la membrana.

Funzionamento:

Pompia 3 ioni Na⁺ fuori dalla cellula.

• Importa 2 ioni K⁺ dentro la cellula.

• Questo genera un potenziale elettrico (la cellula diventa negativa all'interno).

•

Ruoli principali:

Mantiene l’equilibrio ionico nelle cellule.

• Partecipa alla trasmissione nervosa e alla contrazione muscolare.

•

✅ Risultato La cellula mantiene un ambiente adatto al funzionamento di molte altre

→

proteine e segnali cellulari.

3. Sistema PTS (Fosfotransferasi)

Il sistema PTS è un meccanismo di trasporto che, oltre a far entrare uno zucchero nella cellula,

lo fosforila mentre attraversa la membrana.

Come funziona?

Usa il fosfoenolpiruvato (PEP) come fonte di energia.

• Coinvolge una cascata di proteine che trasferiscono il gruppo fosfato:

• HPr e Enzima I Trasferiscono il fosfato dal PEP a Enzima II.

→

1. Enzima IIa e IIb Passano il fosfato all’Enzima IIc.

→

2. Enzima IIc Trasporta lo zucchero e lo fosforila, trasformandolo in glucosio-6-

→

3. fosfato.

✅ Vantaggio Il glucosio-6-fosfato può entrare direttamente nella glicolisi, senza bisogno di

→

ulteriore energia per la sua fosforilazione.