BatteriCaratteristiche generali

Cosa sono i Batteri

• I batteri sono microrganismi unicellulari, procarioti, (in precedenza venivano chiamati anche schizomiceti) ;

• Le dimensioni sono dell'ordine di pochi micrometri, ma che possono variare dai 0,2 µm dei micoplasmi fino a 30 µm di alcune spirochete.

La cellula procariotica

Una tipica cellula procariotica, possiede generalmente :

• parete cellulare• membrana citoplasmatica • ribosomi • inclusioni citoplasmatiche • nucleoide

Strutture e loro funzione• Membrana plasmatica :barriera selettiva di permeabilità che separa

l’interno della cellula dall’esterno.

• Parete cellulare : struttura rigida posta all’esterno della membrana citoplasmatica, fornisce supporto e protezione dalla lisi osmotica

• Ribosomi: piccole particelle composte da proteine e acido ribonucleico(RNA); fanno parte dell’apparato di traduzione ,e la sintesi delle proteine cellulari ha luogo in queste strutture (un batterio ne può contenere fino a 10.000)

• Inclusioni citoplasmatiche :costituite da materiale di riserva fatto di composti di azoto, zolfo, carbonio o fosforo.

• Nucleoide: molecola di Dna, per analogia con gli eucarioti è detta cromosoma.

• Flagelli: consentono la mobilità cellulare. Molti batteri ,ma non tutti ,sono in grado di muoversi . Il movimento di un batterio avviene grazie ad una struttura chiamata flagello. Ogni flagello è costituito da una singola proteina avvolta a formare un filamento. La rotazione del flagello spinge in avanti la cellula nel liquido.

• Pili: sono appendici di fissazione ed in alcuni casi sono destinati alla coniugazione batterica.

Flagelli e pili in Proteus vulgaris

Flagelli

Pili

Cellula procariotica ed eucariotica: differenze

Tipica cellula procariote (batterio)

Schema di una cellula animale (eucariotica)

Morfologia dei procarioti• Bacilli: forma cilindrica; si dividono in

Clostridi (anaerobi) e Bacilli (anaerobi e/o aerobi).

• Cocchi: forma sferica o ovale; se si dispongono a coppia si chiamano diplococchi, a catena si chiamano streptococchi, a grappolo si chiamano stafilococchi, a forma di cubo si chiamano sarcine.

• Vibrioni: a virgola.• Spirilli: bastoncelli curvi, a volte

spiraliformi.• Spirochete: a forma di spirale.

Alcuni pericolosi

Spirocheta: Leptospirosi

Bacilli: AntraceCocchi:

Stafilococco Aureo

Vibrione: Colera

Spirillo minus

L’organizzazione del DNA nei procarioti

• Come noto il DNA è una molecola doppia elica costituita da due catene polipeptidiche complementari e antiparallele.

• Nei procarioti è presente come molecola nuda, organizzata in forma circolare, covalentemente chiusa e fortemente compattata all’interno della cellula.

• Il DNA non è contenuto in una struttura delimitata da membrana, come nel nucleo eucariotico, ma tende comunque ad aggregarsi e ad essere ben visibile al microscopio elettronico.

• La quantità di DNA nel cromosoma di un batterio come Escherichia coli è circa 4700 chilo basi. La quasi totalità del DNA batterico quindi costituisce un unico cromosoma detto nucleoide.

• Oltre al nucleoide possono essere presenti una o più, piccole molecole di DNA circolari, dette plasmidi.

Trasferimento genico• L’assetto genetico di una cellula procariote è generalmente

aploide, vale a dire che la cellula contiene una sola copia di ogni gene .

• Nei procarioti esistono numerosi processi di scambio di materiale genetico. Tali processi in genere sono frammentari, cioè, quasi mai coinvolgono per intero i complementi cromosomici.

• Una seconda peculiarità è che il DNA viene trasferito in una sola direzione: donatore-ricevente .

• Un terzo elemento è costituito dalla specializzazione dei meccanismi di trasferimento del DNA nei procarioti.

• A tal proposito si distinguono tre tipi di meccanismi: – Coniugazione – Trasduzione – Trasformazione

• I batteri possono trasferire geni da una cellula all’altra attraverso tre processi: trasformazione, trasduzione o coniugazione.

DNA che entra nella cellula

Frammento di DNA appartenente a un’altra cellula batterica

Cromosoma batterico (DNA)

Phage

Frammento di DNA appartenente a una cellulabatterica (precedente ospite del fago)

Fago

Pili sessuali

Ponte citoplasmatico

Cellula donatrice (maschio)

Cellula ricevente (femmina)

TRASFORMAZIONE TRASDUZIONE CONIUGAZIONE

Una volta che il nuovo DNA entra in una cellula batterica, una parte di esso può essere integrata nel cromosoma della cellule ricevente.

Cromosoma della cellula ricevente

Cromosoma ricombinante

DNA trasferito Inserzioni DNA demolito