CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE A CRITERI METABOLICI EBIOCHIMICI

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE A CRITERI METABOLICI ECLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE A CRITERI METABOLICI EBIOCHIMICIBIOCHIMICI

Permette di identificare una specie batterica o varianti all’interno di essa(BIOTIPI) tramite l’analisi del “profilo” biochimico.

Alcuni esempi:• Necessità o meno dell’ossigeno per la crescita (aerobi/anaerobi)• Utilizzazione di alcuni zuccheri come unica fonte di carbonio• Produzione di certi substrati• Utilizzazione del citrato• Produzione di certi enzimi• Decarbossilazione di alcuni aminoacidi• e molti altri....

Esistono kit commerciali che permettono di eseguire, contemporaneamente sullostesso isolato clinico, 20 o più test biochimici miniaturizzati. Dopo incubazionei risultati + o - sono confrontati con un database utilizzando un programmacomputerizzato.

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE A CARATTERISIEROLOGICI

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE A CARATTERICLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE A CARATTERISIEROLOGICISIEROLOGICI

Permette di identificare una specie batterica o varianti all’interno di essa(SIEROTIPI/SIEROGRUPPI) tramite la rilevazione delle caratteristicheantigeniche (presenza di molecole di superficie riconosciute da anticorpispecifici prodotti sistema immunitario di animali o dell’uomo)

Specie A Specie B

Specie A1 Specie A2 Specie A3

ALTRE CARATTERISTICHE FENOTIPICHEanalisi della sensibilità agli antibiotici (es. sensibilità di Streptococcus pyogenes alla bacitracina)analisi della sensibilità alle batteriocinetipizzazione fagica

CARATTERI GENETICI: metodo più accurato di classificazionepercentuale di guanina+citosinaibridazione del DNAanalisi dei plasmidiribotipizzazioneanalisi di frammenti di DNA cromosomicoanalisi della sequenza nucleotidica

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE AD ALTRECARATTERISTICHE:

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI IN BASE AD ALTREBASE AD ALTRECARATTERISTICHE:CARATTERISTICHE:

STRUTTURA GENERALIZZATA DI UNACELLULA BATTERICA

Tabella 5.2. Strutture e funzioni fondamentali della cellula battericaStrutture indispensabili Composizione macromolecolare Funzione

citoplasma varia, soprattutto proteine metabolismo generale e sintesi proteicasostanza nucleare acidi nucleici genetica (conservazione, replicazione e trascrizione

dell'informazione genetica)membrana citoplasmatica proteine e lipidi permeabilità selettiva, secrezione, funzioni(mesosoma) vicarianti (respiratoria, biosintetica, etc.)

Strutture ectocellulariparete cellulare varia, soprattutto protezione generale, in particolare

polisaccaridi complessi osmotica, morfogenesiimmunogenesi e rapporto ospite-parassitaancoraggio per strutture accessorie (flagelli, etc.)

capsula polisaccaridi aderenza(talvolta polipeptidi) rapporto ospite-parassita (fagocitosi, etc.)

Strutture accessorieflagelli proteine movimento

pili o fimbrie proteine aderenza, trasferimenti genetici, agglutinazione,recettori specializzati

spore complessa (una cellula dormiente) sopravvivenza a condizioni avversealla vita vegetativa

STRUTTURA GENERALIZZATA DI UNA CELLULA BATTERICA

CITOPLASMACITOPLASMA

DNADNA RIBOSOMIRIBOSOMI

Massa semifluida racchiusa dallamembrana citoplasmatica

- È costituito da una soluzione acquosa incui sono presenti tutti gli elementi cheassicurano il metabolismo cellulare:

proteinemetaboliti intermedienzimiRIBOSOMI (fino a 20.000 in E. coli)2 subunità (30S+50S=70S)costituiti da RNA (65%) e proteine (35%)si associano in catene chiamatePOLISOMI

- Assenza di mitocondri, apparato delGolgi, reticolo endoplasmatico, lisosomiecc.

IL CITOPLASMA BATTERICOIL CITOPLASMA BATTERICO

INCLUSIONICITOPLASMATICHE

Il citoplasma può conteneredei granuli di materiali diriserva quali:glicogenoamidoacido poli-β-idrossibutirricofosfati inorganici (granulimetacromatici di volutina)

Il numero di granuli può variare grandemente in relazione alle condizioni dinutrizione.

L'accumulo di sostanze di riserva sottoforma di granuli cioè in una formaaltamente concentrata offre il vantaggio di influire meno sull'osmolaritàdel citoplasma già altamente ipertonico.

Non è racchiuso da una membrana nucleare come nelle celluleeucariotiche, ma è libero nel citoplasma;E’ COSTITUITO DA UN UNICO CROMOSOMAUNICO CROMOSOMA = molecola di DNAcircolare a dopppio filamento;notevoli dimensioni (c.a.1 mm)----> strettamente avvoltolato a formareun nucleoide da cui sono esclusi i componenti citoplasmatici;associato a poliammine e a proteine basiche simil-istoniche

IL MATERIALE GENETICO BATTERICOIL MATERIALE GENETICO BATTERICO

PRESENZA DI UNO O PIU'PLASMIDIPLASMIDI: piccole molecole diDNA circolare a doppio filamnetoextracromosomiche.

Non assolutamente necessari perla sopravvivenza della cellula, maconferiscono vantaggi selettivi(es: resistenza agli antibiotici !!!)

cromosoma plasmidi

MEMBRANAMEMBRANACITOPLASMATICACITOPLASMATICA

RibosomiRibosomi

CitoplasmaCitoplasma

DNADNA

LA MEMBRANA CITOPLASMATICA BATTERICALA MEMBRANA CITOPLASMATICA BATTERICARacchiude il citoplasma batterico; èmorfologicamente simile a quella dellecellule eucariotiche.

E’ strutturata secondo il MODELLO AMOSAICO FLUIDO

E’ COMPOSTA DA:

••FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI, molecole amfipatiche chein ambiente acquoso si organizzano aformare un doppio strato (in E. coli sonostati identificati 7 tipi di fosfolipidi; unodei più comuni è rappresentato dallaFOSFATIDILSERINA)

••PROTEINEPROTEINE, (PERIFERICHEPERIFERICHE: blandamenteassociate alla membrana; INTEGRALIINTEGRALI: lepiù abbondanti -70%-, attraversano tuttolo strato idrofobico; circa 200 proteinenella membrana di E. coli)

••CARBOIDRATICARBOIDRATI in piccola quantità sottoforma di glicoproteine o glicolipidi

Struttura chimica della fosfatidilserina, un lipide complessoformato da GLICEROLO legato a due ACIDI GRASSIcontenenti da 10 a 18 atomi di carbonio mediante unlegame ESTERE e ad una FOSFOSERINA

NOTA: gli STEROLI, noti per il loro effetto stabilizzantesulle membrane in virtù della loro configurazione chimicaplanare non sono presenti nella membrana batterica, adeccezione dei MICOPLASMI, batteri privi di parete chenon sono in grado di sintetizzare gli steroli, ma se liprocurano dall’ambiente.

FUNZIONI DELLA MEMBRANA CITOPLASMATICA

Barriera selettiva e trasporto di soluti dentro e fuori la cellulaE' responsabile della ritenzione del contenuto intracellulare e del controllo delloscambio dei metaboliti.La disposizione del doppio strato lipidico, rende la membrana impermeabile agliioni e alla maggior parte delle molecole polari (idrofiliche) ed anche a quelle nonpolari (idrofobiche) con un peso molecolare superiore ad un certo valore a menoche non esistano sistemi di TRASPORTO specifico.

Funzioni biosinteticheNella membrana sono localizzati gli enzimi che sintetizzano i precursoripolisaccaridici della parete cellulare così come i trasportatori lipidici su cuivengono riunite le sottounità della parete cellulare.

Trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa nelle specie aerobieI citocromi e gli altri enzimi della catena respiratoria sono situati nellamembrana citoplasmatica che risulta analoga funzionalmente alla alla membranainterna dei mitocondri delle cellule eucariotiche.

Interviene nel processo di duplicazione del DNAContiene gli enzimi che servono per la duplicazione del DNA

MESOSOMIInvaginazioni della membranacitoplasmatica di notevolidimensioni, di forma irregolare,spesso circonvoluta, abbondanti evoluminosi soprattutto neibatteri Gram+.Svolgono molte delle funzionidella membrana citoplasmatica:Mesosomi settali: intervengononella divisione cellulare e tengonolegato il DNA facilitando laseparazione dei 2 cromosomi e laproduzione del setto trasverso.Mesosomi respiratori:contengono la maggior parte deicitocromi e degli enzimirespiratori.Mesosomi biosintetici:contengono enzimi cheintervengono nella sintesi deicomponenti della parete.

Principi diMicrobiologiaMedica

Casa EditriceAmbrosiana 2008

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