Membri dell’ “universo microbico” - unimi.itusers.unimi.it/biofilms/Micro...
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Membri dell’ “universo microbico”
• Cellule procariote: mancanza di un nucleo ben delimitato all’interno della cellula
• Cellule eucariote: presenza di un compartimento nucleare ben definito, maggiore complessità di organizzazione; generalmente più grandi delle cellule procariote
Classificazione tassonomica all’interno del mondo microbico
• Inizialmente morfologica: forma e grandezza delle cellule, pigmentazione (es. Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Bifidobacterium bifidum, B. longum)
• “Ecologica”: Kluyveromyces lactis, Lactobacillus brevis, Ferrobacterium acidophilum
• Caratteristiche biochimiche: Deinococcus radiodurans, Acetobacterium
• Dallo scopritore: Escherichia coli (Escher)
Meccanismi di classificazione tassonomica “rigorosa” dei microrganismi
• Acidi grassi presenti nella membrana
• Conservazione sequenza 16S RNA (orologio biologico)
Classificazione basata su 16S RNA
Caratteristiche degli RNA ribosomiali :
essenzialità
Conservazione
Relazione struttura/funzione
Alternanza di regioni conservate e regioni variabili
Albero filogenetico basato su conservazione del 16S RNA
Confronto di sequenze da batteri diversi
Bacteria
Archaea
Eucarya
La classificazione tassonomica molecolare basata su RNA ribosomale
Procarioti
Dominio Bacteria – solo organismi procarioti
• Unicellulari (nella quasi totalità)
• Presenza di una parete cellulare caratterizzata dalla presenza del peptidoglicano
• In grado di sopravvivere a condizioni estreme di temperatura, salinità, pH, etc.
• Presenza di speci patogene (una minoranza)
• Capaci di produrre ossigeno tramite fotosintesi (una minoranza= cianobatteri)
Dominio Archaea – solo organismi procarioti
• Diversi da Bacteria per molti aspetti della loro biochimica (es. Meccanismi di trascrizione e di traduzione)
• Presenza di parete cellulare priva di peptidoglicano
• Molti si trovano in ambienti estremi (es. temperature fino a 90°C=estremofili)
• Non sono conosciute specie patogene, né capaci di fotosintesi
• Capaci di produrre metano da CO2 (una minoranza=metanogeni)
Dominio Eucarya – solo organismi eucarioti
• Organismi multicellulari (animali, piante),
• Organismi unicellulari eucarioti (=microrganismi eucarioti: alghe unicellulari, protozoi, lieviti, funghi).
Virus
• NON sono considerati organismi viventi
• “Confine” tra materia vivente e non vivente
• Patogeni obbligati di altri organismi (dai batteri agli eucarioti superiori) da cui dipendono per la propria replicazione
La membrana cellulare
(citoplasmatica)
Requisito assoluto per tutti gli
organismi viventi
Negli organismi eucarioti (ed in
alcuni procarioti) esistono
membrane interne alla cellula
Negli organismi procarioti la
membrana cellulare divide la cellula
tra citoplasma e strutture
extracellulari:
Parete cellulare
Membrana esterna (quando
presente)
Capsula (quando presente)
Strutture proteiche extracellulari
(finbrie, flagelli) (quando presenti)
La teoria endosimbiontica identifica mitocondri e cloroplasti come “batteri ancestrali”
Teoria endosimbiontica per mitocondri e cloroplasti
• Organelli quali mitocondri e cloroplasti derivano dall’”ingestione”, rispettivamente, di batteri o alghe o batteri fotosintetici da parte di altri organismi microscopici
• La base della teoria endosimbiontica poggia sulla somiglianza tra organelli e cellule procariotiche a livello di dimensioni e aspetti fisiologici (presenza di DNA autonomo, ecc.)
Dimensioni dei batteri
COCCHI BASTONCELLI
SPIRILLI
SPIROCHETE
PROSTECATI
FILAMENTI
… IFE …
I BATTERI POSSONO AVERE FORME DIVERSE …
diplococco
streptococco
sarcina
stafilococco
… E TROVARSI ISOLATI , O IN AGGREGATI CARATTERISTICI DI POCHE CELLULE…
ifa
Elemento % peso
secco
Funzione Origine
Carbonio 50 Costituente principale del materiale cellulare Composti organici;
CO2
Ossigeno 20 Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare
Accettore di elettroni nella respirazione aerobica
Composti organici;
H2O; CO2; O2
Azoto 14 Costituente degli aminoacidi, basi azotate, lipidi
complessi, coenzimi, etc.
Composti organici
NH3; NO3-; N2
Idrogeno 8 Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare Composti organici
H2O; H2 ...
Fosforo 3 Costituente degli acidi nucleici, nucleotidi, …
Partecipa in molte reazioni metaboliche
PO43-
Composti organici
Zolfo 1 Costituente di metionina e cisteina (aminoacidi),
glutatione, molti coenzimi
SO42-
; H2S; S0
Composti organici
Potassio 1 Principale catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Sali di potassio
Magnesio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Sali di Magnesio
Calcio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi,
componente delle endospore
Sali di Calcio
Ferro 0.2 Cofattore per alcuni enzimi, componente dei citocromi e
di altre ferro-proteine
Sali di Ferro
Mn, Co, Zn,
Cu, Mo, Se
…
Tracce Cofattori o costituenti di enzimi e coenzimi… Sali relativi
ANALISI ELEMENTARE