Botanica sistematica

La Sistematica

Possiamo riconoscere diversi gruppi: ARCHAEPLASTIDA: cloroplasti acquisiti in seguito ad endosimbiosi primaria e presenza di clorofilla a. Ne fanno parte: Piante terrestri, Glaucophyta, Rhodophyta, Chlorophyta e Carophyta. CHROMALVEOLATA: cloroplasti acquisiti mediante endosimbiosi secondaria tra un eucariote eterotrofo ed un'ancestrale microalga rossa. EXCAVATA: presentano il citostoma (= corpo cellulare con esclusione del nucleo). RHIZARIA: organismi ameboidi. I BATTERI procarioti, sono gli organismi più semplici, piccoli e abbondanti. Essendo molto diversi da tutti gli altri organismi, i batteri sono classificati in un regno a parte, i Monera. I batteri sono molto variabili dal punto di vista metabolico e comprendono sia forme autotrofe che eterotrofe. Un gruppo di batteri fotosintetici, le cosiddette "alghe azzurre" o cianobatteri, è stato in passato inserito fra i protisti fotosintetici, o "alghe", ma oggi essi sono.considerati come un gruppo di batteri, anche se con certe caratteristiche particolari. I batteri sono: ARCHAEBACTERIA (vivono in ambienti estremi) e EUBACTERIA. Mentre le ALGHE AZZURRE appartengono ai CYANOPHYTA. I batteri sono privi di un nucleo organizzato e avvolto da un involucro, non hanno cromosomi complessi come quelli degli eucarioti e non si riproducono sessualmente, benché talora presentino forme di ricombinazione genetica. I batteri sono presenti in tutti gli habitat e, date le loro particolari caratteristiche metaboliche, possono vivere in ambienti inadatti a qualsiasi altro organismo. Alcuni batteri sono ANAEROBIO OBLIGATI, cioè possano vivere solo in assenza di ossigeno. Altri sono ANAEROBI FACOLTATIVI, cioè possono vivere senza ossigeno anche se in genere crescono meglio quando l'ossigeno è disponibile. La respirazione AEROBIA fornisce molta più energia della fermentazione. I batteri variano moltissimo nella forma e nell'organizzazione.delle loro cellule. i batteri a forma di bastoncelli dritti sono detti BACILLI, quelli a forma sferica sono detti COCCHI, quelli allungati e avvolti a spirali sono chiamati SPIRILLI. Dopo la divisione i batteri sferici possono rimanere aggregati in coppie come i DIPLOCOCCHI, in gruppi irregolari come gli STAFILOCOCCHI, o in lunghe catene come gli STREPTOCOCCHI. I bacilli a differenza dei cocchi, si trovano più spesso come individui isolati. Quando sono aggregati essi tendono a formare dei filamenti perché si dividono trasversalmente. Poiché questi filamenti assomigliano a funghi nell'aspetto esterno, i microrganismi dei bacilli hanno spesso il prefisso (da fungo). L'attinomicete Mycobacterium tuberculosis, per esempio, è un batterio a bastoncello che in coltura, ma non nel suo ospite, forma filamenti simili ai funghi. La CELLULA BATTERICA presenta: - NUCLEOIDE: regione che contiene il materiale genetico. Non è un nucleo vero e proprio, è dotatocellulare ed è composta da polisaccaridi. La capsula conferisce protezione alla cellula batterica e può essere coinvolta nell'adesione alle superfici. RIBOSOMI: sono i siti di sintesi proteica all'interno della cellula batterica. Sono composti da RNA ribosomiale e proteine. FLAGELLI: sono appendici filamentose che permettono la motilità della cellula batterica. Possono essere presenti uno o più flagelli e possono essere disposti in diverse posizioni sulla superficie della cellula. PLASMALEMMI: sono invaginazioni della membrana plasmatica che aumentano la superficie di assorbimento e di scambio di sostanze tra la cellula batterica e l'ambiente circostante. VACUOLE: alcune cellule batteriche possono contenere vacuoli che svolgono diverse funzioni, come il deposito di sostanze di riserva o la regolazione osmotica. Inoltre, le cellule batteriche possono presentare altre strutture specializzate, come pili (appendici filamentose coinvolte nell'adesione e nella trasmissione del materiale genetico), mesosomi (invaginazioni della membrana plasmatica coinvolte nella respirazione cellulare) e inclusioni (accumuli di sostanze di riserva come lipidi o glicogeno).

Il cellulare è spesso si trova in uno strato gelatinoso. È costituito da polisaccaridi secreti dal protoplasto batterico attraverso la parete. La capsula non è fermamente legata alla parte e può essere rimossa agitando la sospensione batterica.

Certi tipi di batteri possiedono sottilissimi flagelli rigidi di forma elicoidale, diverse volte più lunghe della cellula stessa cui sono attaccati. Questi flagelli consentono ai batteri di nuotare. In alcuni batteri i flagelli sono distribuiti lungo tutta la superficie cellulare, mentre in altri sono raccolti ad una sola o a entrambe le estremità della cellula. Ciascun flagello batterico è formato da una molecola proteica rigida, denominata flagellina, che partendo dal complesso rotante interno fuoriesce attraverso un manicotto della parete. Il meccanismo di rotazione è basato su di un anello che ruota per mezzo di forze elettriche, mantenuto all'interno di un altro anello più grande, stazionario.

I PILI invece, sono più corti e dritti dei flagelli. Queste strutture si trovano per lo più nei batteri gram-negativi. I pili sono costituiti da proteine come i flagelli, ma differiscono da questi per la natura dei componenti e per la struttura. Durante la coniugazione, le cellule batteriche formano particolari pili cavi. Essi potrebbero servire come ponti per il trasferimento del DNA, ma è anche possibile che essi svolgano qualche funzione diversa, ancora sconosciuta. I pili ordinari aiutano le cellule batteriche a fissarsi su determinate superfici di membrana. Intorno al 1880, il microbiologo Gram, scoprì che si poteva dimostrare la presenza dei batteri che causano la polmonite colorando i tessuti infetti con un colorante simile al cristal violetto, che è quello oggi usato nella metodica che prende il nome del ricercatore. Quando vengono trattati con questi coloranti la maggior parte dei batteri diventa color porpora. Ma Gram notò che non tutti i

I batteri conservavano questa colorazione dopo il lavaggio, ma questo gli permise di distinguere diversi gruppi di batteri e di comprendere la struttura della loro parete cellulare. I batteri che conservavano il colorante appaiono color porpora e sono detti GRAM-POSITIVI, mentre quelli che lo perdono sono detti GRAM-NEGATIVI. La parete cellulare di un batterio gram-positivo è formata da una sola molecola di peptidoglicano. Nei batteri gram-negativi lo strato di peptidoglicano è ricoperto da uno strato aggiuntivo formato da grosse molecole di lipopolissaccaridi. I batteri gram-positivi e gram-negativi presentano una diversa sensibilità agli antibiotici. La penicillina, per esempio, blocca la formazione dei ponti peptidici nei batteri gram-positivi, senza questi legami la parete cellulare si rompe quando viene distesa nel corso dell'accrescimento cellulare. La penicillina non ha alcun effetto sui batteri gram-negativi a causa dello strato lipopolisaccaridico presente.

nelle loro pareti. Per i gram-negativi, è necessario utilizzare antibiotici diversi come l'eritromicina. Il principale SISTEMA DI RIPRODUZIONE nei batteri è asessuale. Ogni cellula aumenta di dimensioni e quindi si divide in due cellule. Nel corso di questo processo, detto SCISSIONE, la membrana plasmatica e la parete cellulare si invaginano finendo col dividere in due la cellula originaria. La nuova parete è più spessa di una normale parete e ben presto si scinde in due parti, ciascuna delle quali rappresenterà la nuova parete di una delle due cellule figlie. Talora la nuova parete di una delle due cellule figlie. Talora la nuova parete viene scissa solo parzialmente, per cui le cellule batteriche restano aggregate in catene. Queste catene possono spezzarsi in frammenti pluricellulari, che nei cianobatteri sono detti ORMOGONI. Si ritiene che la singola molecola circolare a doppio filamento di DNA contenente l'informazione ereditaria dei batteri sia.

legata in un punto sulla superficie interna della membrana plasmatica. Duplicandosi, questa molecola genera due molecole circolari identiche legate alla membrana plasmatica a dividersi, nuova membrana e nuovo materiale di parete vengono frapposti fra i due punti di attacco, che vengono perciò separati e allontanati. Ciò assicura che ciascuna cellula figlia riceve una copia identica della molecola di DNA. Alcuni batteri hanno la capacità di formare ENDOSPORE dalla parete spessa, resistenti al calore e alla disidratazione. Le endospore si formano mediante divisioni del protoplasto batterico in due o più parti, ciascuna delle quali contiene una molecola di DNA, ed è avvolta da uno spesso rivestimento. Le endospore possono germinare producendo nuove cellule batteriche, anche dopo decine o centinaia di anni dalla loro formazione. Le spore resistenti dei cianobatteri sono dette ACINETI. Gli acineti differiscono in modo sostanziale dalle endospore in quanto sono

cellule vegetative ingrossate e avvolte da uno spesso rivestimento. Gli attinomiceti producono catene di endospore a partire dalle cellule situate alle estremità delle loro ramificazioni. LA RICOMBINAZIONE GENETICA NEI BATTERI consiste nel trasferimento di un segmento di DNA da una cellula batterica all'altra. Questo frammento di DNA, che può essere TRADOTTO in molecole di RNA messaggero e funzionare in cooperazione con il DNA della cellula ricevente, può anche essere integrato nella molecola di questo. la molecola modificata di DNA che ne risulta viene normalmente duplicata e trasferita nelle cellule figlie. Il processo di ricombinazione è lo stesso sia che i frammenti siano trasferiti da cellula a cellula per contatto diretto (coniugazione) o siano trasportati da un virus (trasduzione) o entrino nella cellula dall'esterno come DNA "nudo" (trasformazione). Quasi tutti i batteri possiedono, in aggiunta alla grossa molecola circolare di DNA, o CROMOSOMA BATTERICO,

piccoli frammenti circolari di DNA detti PLASMIDI. Alcuni plasmidi possono essere integrati nel cromosoma batterico e replicarsi con esso. Il materiale genetico può anche passare da un ceppo all'altro di batteri per trasduzione. Questo processo si basa sul fatto che i virus batterici, o batteriofagi, possono incorporare piccole porzioni di cromosomi batterici nel loro materiale genetico e trasportarle in altri batteri. Sia il DNA VIRALE che il DNA BATTERICO possono quindi essere incorporati nei cromosomi dei nuovi ceppi batterici infettati. Un altro tipo di ricombinazione genetica nei batteri è noto come TRASFORMAZIONE. Quindi la riproduzione dei batteri avviene mediante la scissione: la cellula madre, infatti, dopo aver duplicato il DNA si divide in due parti uguali che corrispondono alle cellule figlie (schizotimia). Inoltre, i batteri per riprodursi possono andare incontro a un fenomeno parasessuale, in cui avviene lo scambio di materiale genetico.

La parasessualità si differenzia in tre processi: