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CELLULE PROCARIOTI BATTERIARCHEA

DUE CLASSI DI CELLULE FONDAMENTALMENTE DIVERSE, SENZA

FORME INTERMEDIE:

CELLULE EUCARIOTI

PROTISTIFUNGHIPIANTEANIMALI

BATTERI (Procarioti)

ARCHEA (Procarioti)

TRE CLASSI DI CELLULE FONDAMENTALMENTE DIVERSE, SENZA

FORME INTERMEDIE:

EUCARIOTI

PROTISTIFUNGHIPIANTEANIMALI

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ANALOGIE TRA PROCARIOTI ED EUCARIOTI

COMPOSIZIONE CHIMICA SIMILE

MEMBRANE CELLULARI DI COMPOSIZIONE E STRUTTURA SIMILI

INFORMAZIONE GENETICA CON LO STESSO CODICE

MECCANISMI SIMILI PER LA CONSERVAZIONE E LA TRASFORMAZIONE DELL’ENERGIA

VIE METABOLICHE SIMILI

MECCANISMI SIMILI PER LA CONSERVAZIONE E LA UTILIZZAZIONE DELLA INFORMAZIONE GENETICA

Procariote Eucariote

Nucleo assente presente

Diametro 1 µm 10-100 µm

Citoscheletro assente presente

Membrane interne

assenti presenti

Contenuto DNA (bp)

1- 5 milioni15 - 10000 milioni

Cromosomi 1 molecola circolare

Molecole multiple lineari

DIFFERENZE PRINCIPALI TRA PROCARIOTI ED EUCARIOTI

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1 µm 15 µm

Caratteristica Procariote Eucariote

Nucleo assente presente

diametro 1 µm 10-100 µm

Citoscheletro assente presente

Membrane

interne

assenti presenti

contenuto DNA (bp)

1-5 mil 15-5000 mil

cromosomi 1 molecola

circolare

Molecole

multiple lineari

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Quante specie di batteri (procarioti) esistono?

Un milione di specie di batteri riscontrate in 30 grammi di terreno

in una foresta. Forse in tutto il mondo un miliardo o addirittura

mille miliardi di specie.

•Animali: 7.77 milioni (di cui 12% descritte)

•Funghi: 0.61 milioni (di cui 7% descritte)

•Piante: 0.30 milioni (di cui 70% descritte)

•Protozoi: 0.04 milioni (di cui 22% descritte)

•Chomisti (unicellulari in genere fotosintetici o saprofiti: 0.03 milioni (di cui 50% descritte

Eucarioti

Quante specie viventi esistono?

L. Pasteur 1822 – 1895; R. Koch 1843 – 1910 Descrivono gli agenti patogeni del Carbonchio, del Tifo, della Tubercolosi, del Colera.

LA MAGGIOR PARTE DEI PROCARIOTI CONDUCE VITA AUTONOMA , NUTRENDOSI DI MATERIALE ORGANICO DISPONIBILE NELL’AMBIENTE O ATTUANDO LA FOTOSINTESI.

ALCUNI PROCARIOTI SONO PARASSITI E POSSONO PROVOCARE IMPORTANTI PATOLOGIE NELL’UOMO O IN ALTRI ANIMALI O IN VEGETALI

I PIONIERI DELLA MICROBIOLOGIA

OGGI LA TUBERCOLOSI RAPPRESENTA LA PIÙ DIFFUSA PATOLOGIA DI ORIGINE BATTERICA CON

CIRCA 10 MILIONI DI NUOVI CASI E 1 MILIONE DI MORTI PER ANNO, SOPRATTUTTO NEL TERZO MONDO

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CAUSE DI MORTALITÀ NEGLI STATI UNITI: CONFRONTO TRA 1900 E 2000

All’inizio del XX secolo l’età mediana di morte era di 14 anni

Questo dato impressionante era fortemente influenzato dalla mortalità

nel primo anno dalla nascita (circa 200.000 morti per anno su una

popolazione totale di circa 30 milioni).

Sottraendo la mortalità nei primi 5 anni la aspettativa di vita

rimaneva comunque molto bassa, intorno ai 60 anni.

In altre parole, se eri molto fortunato e superavi i 5 anni, potervi

sperare di vivere fino ai 60

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UN ESEMPIO: LA DIFTERITE

Prima della introduzione della vaccinazione colpiva circa il 10 % dei

bambini con tassi di mortalità tra il 30 e il 50 %

Oggi, da alcuni decenni, grazie alle vaccinazioni la malattia è quasi

scomparsa nei paesi industrializzati

Nel 1990 nei paesi dell’ex Unione Sovietica, con la sospensione delle

vaccinazioni si è verificato un enorme aumento dell’infezione, con

50.000 casi nel 1995

Ci si oppone alla vaccinazione e si vuole abolire la vaccinazione obbligatoria

ANCHE ORGANISMI EUCARIOTI UNICELLULARI O PLURICELLULARI POSSONO ESSERE PARASSITI E

SONO RESPONSABILI DI ALCUNE DELLE PATOLOGIE PiÙ DIFFUSE E DI MAGGIOR IMPATTO SOCIO-SANITARIO,

SOPRATTUTTO NEI PAESI TROPICALI

MALARIA 300.000.000 MALATI (500.000 MORTI PER ANNO)

AMEBIASI 50.000.000 MALATI(100.000 MORTI PER ANNO)

SCHISTOSOMIASI 200.000.000 MALATI(200.000 MORTI PER ANNO)

TRIPANOSOMIASI 500.000 MALATILEISHMANIOSI 12.000.000 MALATI

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Last Universal Common Ancestor

I PROCARIOTI SONO

“PRIMITIVI” ?

Relazioni evolutive tra procarioti ed eucarioti

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•1886 - filtrabilità dell’agente infettivo del mosaico del tabacco

•1898 - afta epizootica•1901 - febbre gialla•1911 - sarcoma dei polli (virus tumorali)•1915 - batteriofagi

VIRUS = MELMA, FETORE, VELENO

LA SCOPERTA DEI “VIRUS FILTRABILI”

TUTTI I VIRUS SONO PARASSITI OBBLIGATI DI ANIMALI, PIANTE O BATTERI

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La poliomielite prima della introduzione della vaccinazione,

negli anni 50 uccideva o paralizzava circa mezzo milione di

persone, soprattutto bambini, ogni anno.

Oggi è quasi scomparsa

Ci si oppone alla vaccinazione e si vuole abolire la vaccinazione obbligatoria

Oggi rimangono pochi focolai in Afghanistan, Pakistan e Nigeria

Recentemente è ricomparsa in Siria, in Somalia e nella Striscia di Gaza

Dove c’è guerra si interrompono le vaccinazioni e ricompare la malattia.

La Polio in Germania

La Germania dell’Est (Comunista) introdusse il vaccino obbligatorio

anti-polio nel 1960, la Germania dell’Ovest, molto più progredita e

ricca, lo introdusse nel 1962. Tra il 1960 e il 1961 nella Germania Est ci

furono 130 casi, in quella dell’Ovest 6000.

Si stima che la malattia abbia ucciso circa 400.000 europei ogni anno

durante il XVII secolo e sia stato responsabile di un terzo di tutti i casi di

cecità.

Delle persone infettate morivano circa il 20-60% degli adulti e l'80% dei

bambini.

Si ritiene che nel mondo il vaiolo sia stata la causa di 300-500 milioni di

decessi durante durante il XX secolo.

Solo nel 1967 15 milioni di persone contrassero la malattia e di questi 2

milioni morirono.

Il Vaiolo

Oggi la malattia è completamente scomparsa in tutto il mondo grazie alle

vaccinazioni

Ci si oppone alla vaccinazione e si vuole abolire la vaccinazione obbligatoria.

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L’influenza

La influenza “spagnola”- 1918-1920.

500 milioni di infettati dal virus

Decine di milioni di morti (probabilmente più di 50 milioni)

Il virus si diffuse in tutto il mondo e causò quella che si considera la più

grave pademia della storia dell’umanità

Stato Pontificio, XIX Secolo

Grazie alla vaccinazione antivaiolosa obbligatoria il vaiolo è quasi

scomparso dallo Stato Pontificio.

Papa Leone XII annulla la obbligatorietà della vaccinazione (o forse addirittura,

secondo Benedetto Croce e Giuseppe Gioacchino Belli, il poeta romano

contemporaneo, la proibisce).

Il vaiolo riesplode e nella sola Bologna nel 1828, causò 553 morti,

Di nuovo una epidemia si verificò nel 1835.

Sia bbenedetto li Papa Leoni,e ssin che cce ne sò, Ddio li conzoli;c’ha llibberato li nostri fijjolida st’innoccolerie de vormijjoni.Vedi che bell’idee da framasonid’attaccajje pe fforza li vagliolipe ffajje arisvejjà ll’infantijjolie stroppiàcceli poi, come scroppioni!Iddio scià mmessa la Madre Naturasu st’affari, coll’obbrigo priscisode mannà cchi jje pare in zepportura.Guarda mó, ccazzo!, pe ssarvajje er visoda du’ tarme, se leva a una craturala sorte d’arrobbasse er paradiso.

Sia benedetto papa Leone, e fin che ce

n’è Dio li consoli: ha liberato i nostri figli da

queste inoculazioni dei virus. Vedi che

bell’idea da massoni, attaccargli per forza

il vaiolo per far loro risvegliare le

convulsioni e storpiarceli poi come

scorpioni! Dio ha affidato a Madre Natura

queste cose, con l’obbligo preciso di

mandare chi vuole al cimitero. E guarda

oggi, invece! Per salvargli il viso da due

cicatrici si toglie a una creatura la fortuna

di guadagnarsi il Paradiso.

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Quando il legislatore o il magistrato vogliono sovrapporsi

alla scienza e al buon senso succedono cose strane

Il caso Wakefield e le vaccinazioni, il metodo Stamina, il metodo Di

Bella, il siero di Bonifacio

Pi greco � 3,14159265……..

Negli stati uniti d’America il governo dello Stato dell’Indiana decise che Pi greco

� è uguale a 3.2

L’omeopatia

Tipico delle cure omeopatiche è il ricorso dosaggi molto bassi dei farmaci,

ottenuti mediante ripetute diluizioni.

Vediamo un caso tipico: si prepara una soluzione del farmaco alla

concentrazione di 1 grammo in 100 ml. 1 ml di questa soluzione viene diluito in

99 ml di acqua, 1 ml della soluzione ottenuta viene di nuovo diluito in 99 ml di

acqua, e così via per molte volte, fino a 15, 30, 60 o addirittura 100 volte

Proviamo a calcolare quante molecole di farmaco ci sono nella 30 diluizione?

Abbiamo diluito 100 30, cioè 10 60 …… ricordate il numero di Avogadro?

EUCARIOTI PROCARIOTI E VIRUS: GLI ANTIOBIOTICI

Le cellule eucarioti (cioè quelle degli animali, piante, funghi e protozoi) e quelle procarioti (cioè quelle batteriche) pur essendo molto simili come composizione chimica e funzionamento, hanno però delle differenze, alcune delle quali sono importanti da un punto di vista medico.

Alcune di queste differenze riguardano dei dettagli nel meccanismo della sintesi delle proteine. Questo fatto ci permette di avere dei farmaci che siano capaci di inibire la sintesi proteica dei batteri, e quindi di ucciderli, senza fare gravi danni al paziente, cioè gli ANTIBIOTICI.

L’introduzione degli antibiotici, a partire dai primi decenni del XX°secolo, ha rivoluzionato la terapia delle malattie di origine batterica: infezioni che un secolo fa avevano spesso esiti gravissimi o mortali oggi possono essere curate con successo…… ma purtroppo……

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VIRUS, ANTIBIOTICI, ABUSO DI ANTIBIOTICI E RESISTENZA DEI BATTERI AGLI ANTIBIOTICI.

I batteri, essendo dotati di un loro metabolismo autonomo, leggermente diverso dal nostro, possono essere colpiti dagli antibiotici.I virus al contrario utilizzano il nostro stesso metabolismo per riprodursi: gli antibiotici sono quindi completamente inutili: non possimo certo colpire il nostro stesso metabolismo!Non ostante questo, spesso, ai primi sintomi di una influenza si assumono antibiotici: questo non è soltanto del tutto inutile, ma è anche gravemente dannoso. Perché?

Nel nostro organismo sono sempre presenti moltissimi batteri di tutti i tipi. Nella maggior parte dei casi le difese del nostro organismo riescono a tenere sotto controllo la loro moltiplicazione impedendo così lo sviluppo di malattie.

Dei numerosissimi batteri presenti nel nostro organismo la grandissima maggioranza sarà sensibile ad un certo antibiotico, un piccolissimo numero, a causa di una mutazione casuale, sarà invece resistente. In condizioni normali questo non ha nessuna conseguenza.

Virus, antibiotici, abuso di antibiotici e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Cosa avviene invece quando assumiamo un antibiotico?

I batteri “normali”, sensibili, vengono uccisi dall’antibiotico, mentre quelli mutati, resistenti, continuano a moltiplicarsi e dopo qualche tempo rimarranno soltanto questi, ora in gran numero. Dal momento che la mutazione è ereditaria le future generazioni batteriche saranno resistenti all’antibiotico.

Dunque l’abuso di antibiotici facilita la moltiplicazione di ceppi resistenti (non la comparsa, che è invece casuale). Quando ne avremo bisogno l’antibiotico sarà diventato inutile!

Ecco quindi che antibiotici come la penicillina e l'eritromicina, che un tempo erano considerate "cure miracolose“ contro moltissimi batteri oggi sono divenuti quasi inefficaci. Questo fenomeno sta diventando sempre più grave.

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Uso errato degli antibiotici e resistenza dei batteri agli antibiotici.

La resistenza agli antibiotici deriva anche da un uso errato di un antibiotico che il medico ci ha prescritto giustamente.Pensiamo a un comportamento molto comune: il medico ci ha prescritto un certo antibiotico da assumere ad esempio per sette giorni. Il paziente dopo quattro giorni non ha più febbre e si sente bene, quindi decide di interrompere l’assunzione degli antibiotici senza interpellare il medico (… tanto ormai sono guarito).Quali sono le conseguenze? L’antibiotico ha eliminato i batteri “normali”,che erano sensibili, mentre i pochissimi batteri che erano casualmente resistenti sono in buona parte sopravvissuti. Interrompendo la somministrazione degli antibiotici i batteri resistenti riprendono a moltiplicarsi, la malattia ricompare ma ora l’antibiotico è diventato inutile di fronte a una infezione sostenuta da batteri resistenti.Inoltre se ora il malato contagia un parente anche questo si ammalerà di una infezione non sensibile a quell’antibiotico.

E I VIRUS ?

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Un virus è essenzialmente una molecola di acido nucleico confezionata in un involucro proteico

UN VIRUS È UN ORGANISMO VIVENTE ?

I VIRIONI o PARTICELLEVIRALI

Capsomers

EnvelopeNucleo-capsid

Nucleicacid

capsid (composedof capso-

mers)

Naked v.irus

Virus nudi

Capsid

Nucleicacid

Enveloped virus

Virus rivestit i

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Virus

Dimensioni in genere tra i 20 e 300 nm

Il Genoma può essere costituito da DNA o da RNA

L’acido nucleico è circondato da un involucro proteico, il CAPSIDE

Alcuni virus sono circondati da una membrana fosfolipidica che deriva

dalla membrana della cellula infettata

Il genoma virale

Il genoma virale può essere costituito da DNA o da RNA. Nel caso di virus a RNA questo può venire usato dalla cellula per produrre un DNA copia del RNA virale. Ora il DNA copia può inserirsi in un cromosoma della cellula (RETROVIRUS) (perché questo nome?)

Il DNA virale può inserirsi in uno dei cromosomi della cellula

L’informazione contenuta nel genoma del virus viene eseguita dalla cellula che la copierà e sintetizzerà le proteine codificate dal genoma

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Nel ciclo litico il fago viene replicato dall’apparato metabolico del batterio: si

producono numerosissime copie del virus che distruggono la cellula.

Nel caso del ciclo lisogenico il DNA del fago si integra nel cromosoma del batterio e

per alcune generazioni viene replicato insieme al DNA batterico, producendo numerosi

batteri portatori del DNA virale.

Il DNA virale si può distaccare dal cromosoma batterico si ritorna al ciclo lisogenico.

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Nella infezione da parte di questo virus vengono eseguite copie dell’RNA virale

a partire da RNA virale. Come è possibile?

Si dice che la regola è: DNA→DNA→RNA→Proteine, cioè il DNA può essere

copiato per fare altro Dna (Replicazione), copiato per fare RNA (Trascrizione) e

l’RNA usato per fare proteine (Traduzione)

VIRUS

Una ricostruzione del virus dell’AIDS (HIV)

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Il legame del virus e l’infezione, con integrazione del genoma virale

ESECUZIONE DEL PROGRAMMA VIRALE: PRODUZIONE DI NUOVI VIRUS, GEMMAZIONE E INFEZIONE DI NUOVE CELLULE

LINFOCITA HELPER

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Virus e cancro

Alcuni virus sono causa di cancro

Una cellula cancerosa si moltiplica in modo incontrollato poiché alcuni dei suoi geni deputati al controllo della proliferazione sono alterati.

Quando il DNA virale si inserisce all’interno di un cromosoma della cellula infettata potrà alterare il funzionamento dei geni adiacenti. Se questi geni regolano la proliferazione cellulare la cellula sarà trasformata in cellula tumorale.

Che cosa è un gene? In che modo svolge le sue funzioni?

DEFINIZIONE DI CELLULA (O DI VIVENTE)

Struttura dotata di un programma completo per dirigere le proprie funzioni e di un apparato completo per eseguire il programma.

Funzioni: •Ottenere dall’ambiente materia prima ed energia•Produrre e mantenere le proprie strutture•Riprodursi trasmettendo alla progenie il programma

POSSIAMO CONSIDERARE VIVENTE IL NOSTRO DNA ?