Transcript Microb. Gen. A1 2016

UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II
DIPARTIMENTO DI AGRARIA
Sezione di Microbiologia agraria
IL MONDO
MICROBICO
WE ARE IMMERSED IN MICROBES.
They live in our
bodies, in our food,
and in everything
that surrounds us;
we cannot live
without them. I PROCARIOTI
I procarioti sono gli organismi cellulari più semplici
A questa classe appartengono tutti i batteri
Escherichia coli
GLI EUCARIOTI
Fra gli eucarioti semplici ricordiamo:
Saccharomyces cerevisiae
Neurospora crassa
(lievito)
(Muffa arancione del pane)
Albero filogenetico (comparazione delle sequenze
di rRNA) mostrante i tre domini evolutivi.
Procarioti
n  Organismi
con struttura cellulare semplice
ed un nucleo primitivo non separato da
alcuna vera membrana dal citoplasma.
n  Le
cellule maggiormente rappresentative
del gruppo dei Procarioti sono quelle
batteriche.
Caratteristiche Principali dei Batteri
Ä  Unicellulari
Ä  Forma: sferica, bastoncello o di spirale
Ä  Il materiale genetico dei batteri è rappresentato da una
singola doppia elica di DNA circolare a cui sono associate
poche proteine
Ä  Il materiale genetico non è separato dal resto del citoplasma;
tuttavia è localizzato in un’area centrale della cellula detta
nucleoide
Ä  La forma dei batteri è mantenuta grazie alla presenza di una
parete cellulare rigida che circonda la membrana cellulare
Ä  I batteri si duplicano per scissione binaria
MORFOLOGIA
o FORMA DEI
BATTERI
DImensioni MICROBICHE
Forme semplici: Cocchi, Bacilli, Vibrioni, Spirilli, forme filamentose
ramificate (actinomiceti), batteri pleomorfi (micoplasma e
achelosplasma).
Aggregati: Diplococchi, Streptococchi, Sarcina, Stafilococchi,
Streptobacilli
Dimensione in m
Bacillus megaterium
1,3 x 3,0
Escherichia coli
0,5 x 2,0
Diplococcus pneumoniae
0,9
Mycoplasma
0,1
Cellule vegetali
20-50
Cellule animali
10-20
Morfologia delle forme cocciche aggregate
Streptococcus
thermophilus
Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus
Microcolonie di lattobacilli in formaggio
Batteri Fotosintetici
Caratteristiche dei sistemi biologici
(Moltiplicazione)
Caratteristiche dei sistemi biologici
(solo alcuni procarioti)
Caratteristiche dei sistemi biologici
(solo alcuni procarioti)
Le cellule procariotiche come
macchine chimiche e strumenti
codificanti
Cellula Procariotica
Flagello
Organelli
DNA plasmidico
Ribosomi
Parete
cellulare /altra
membrana
(se presente)
Membrana
citoplasmatica
Capsula
Pili
Citoplasma
Nucleoide
Mesosoma
La cellula dei procarioti
La cellula batterica, dall’interno verso l’esterno, è formata dal
citoplasma, circondato dalla membrana cellulare al cui esterno si trova la
parete cellulare poi la capsula. Infine, impiantati sulla membrana, vi sono
i flagelli.
UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II
DIPARTIMENTO DI AGRARIA
Sezione di Microbiologia agraria
Gli involucri esterni della cellula
Procariota
“La membrana cellulare”
Sezione ultrasottile di un batterio Gram negativo
Parete
cellulare
Membrana
cellulare
Guaina
Tiotrix nivea
Membrana citoplasmatica
Stabilizzano la
struttura della
membrana e
sono fatti da
molecole simili
allo sterolo
Costituiscono il
20-30% delle
proteine di
membrana e
sono idrosolubili
La membrana citoplasmatica
modello a mosaico fluido
Costituiscono il 70-80%
delle proteine di membrana
e non sono idrosolubili
ma hanno natura
amfipatica
LIPIDI DI MEMBRANA
Gram positivi: diversi tipi di aminoacidi
Gram negativi: generalmente fosfatidil etanolammina
Eucarioti: fosfatidil colina
Glicerol fosfatidil serina
H2 O
H2 O
MODELLO A MOSAICO FLUIDO
8 nm
Spessore della membrana fisso (8 nm), Area molto variabile (mesosomi: invaginazioni in uno o più punti all’interno della regione
citoplasmatica).
MESOSOMI
Invaginazione a forma di vescicole tubuli o lamelle
In microrganismi fotosintetici o in quelli fortemente aerobi
come i nitrificanti tali sistemi sono molto sviluppati
mesosoma
Struttura del mesosoma in Bacillus fastidiosus
Struttura del mesosoma in Bacillus subtilis
mesosoma
Funzioni dei mesosomi
§  Intervengono in vari processi riproduttivi e
metabolici.
§  Partecipano alla formazione di setti durante
il processo di divisione della cellula.
§  Sono associati al materiale nucleare
batterico ed alla sua replicazione.
§  Sono associati a processi enzimatici.
Membrana degli Archea
Membrana degli Archea
Funzioni della membrana cellulare
Ingresso dei nutrienti nella cellula
Diffusione passiva (osmosi)
Diffusione facilitata Traslocazione di gruppo
Trasporto attivo Uso di proteine di trasporto
Uso di energia
Diffusione passiva o osmosi
-Passaggio attraverso la componente lipidica della membrana. -Secondo gradiente di concentrazione.
-Senza consumo di energia (ATP). -Libero passaggio di acqua, gas (O2 e N2), piccole molecole di
soluti ed il glicerolo. Diffusione facilitata o trasporto passivo
-Avviene secondo gradiente e senza dispendio di energia.
-Proteine canale o carrier per il trasporto (specifiche e inducibili).
-Procarioti: piccole molecole polari come il glicerolo (Pseudomonas,
Bacillus, E. coli e Salmonella tiphimurium); -Eucarioti: zuccheri e aminoacidi.
Traslocazione di gruppo
Sistema fosfoenolpiruvato fosfotransferasi (PEP) degli zuccheri
Permeasi
Proteine leganti
Sistema diffuso tra i procarioti Gram- e Gram+ anaerobi facoltativi (E. coli,
Salmonellae e Staphylococcus aureus) e obbligati (Clostridium) assente negli
aerobi stretti. Trasporto attivo
-Avviene contro gradiente e con dispendio di energia
-Proteine canale o carrier per il trasporto -Trasporto e concentrazione nel loro interno di nutrienti
in habitat caratterizzati da fonti nutritive molto diluite