PICCOLO GLOSSARIOSCIENTIFICO

a cura diMICHELANGELO VERNICE

PREMESSA

Il presente elaborato non ha la presunzione di essere un testo scientifico, cui si rimanda per ulteriori approfondimenti riguardanti gli argomenti trattati, ma un introduzione divulgativa alla terminologia scientifica troppo spesso utilizzata esclusivamente ad uso e consumo degli addetti ai lavori.Alcuni termini scientifici infatti sono entrati prepotentemente nel nostro linguaggio quotidiano(si pensi ai termini BATTERI, DNA, PROTEINE, AMINOACIDI, SINTESI PROTEICA piuttosto che CARBOIDRATI, LIPIDI, TOSSINE TOSSINFEZIONE ALIMENTARE o VIRUS) veicolati dalla stampa o dalla televisione, frequentemente senza spiegazioni aggiuntive.Il lavoro svolto nasce dall'esigenza di fornire, alle persone coinvolte nei piani di autocontrollo alimentare aziendali (HACCP) prive di istruzione scientifica specifica (nozioni di BIOLOGIA e MICROBIOLOGIA), alcune informazioni necessarie a capire l'importanza dei piani di autocontrollo stessi, ma si rivolge a chiunque abbia un pizzico di curiosità scientifica: organizzato a mo di vocabolario infatti, il testo è incentrato sul significato del

termine BATTERI (cui è dedicato ampio spazio) utilizzato come “trampolino di lancio” per definire, in modo scientificamente corretto ma non eccessivamente approfondito un corollario di vocaboli ad esso correlati.Concepito con un linguaggio che è una miscellanea volontaria fra il tecnico, il volgare ed il figurativo questo piccolo glossario si propone come testo introduttivo per chi è completamente a digiuno di BIOLOGIA/MICROBIOLOGIA oltre che come supporto per coloro che abbiano necessità divulgative e non vogliano utilizzare una terminologia eccessivamente tecnica.

Nella speranza di aver realizzato un'opera di semplice e di agevole utilizzo sono a disposizione del lettore per eventuali critiche e suggerimenti.Buona lettura.

L'autore Michelangelo Vernice

Info: miver@email.it

INFORMAZIONI TECNICHE PER L'UTILIZZO DEL GLOSSARIO

Per una lettura agevole del testo (che non sia riferita alla curiosità di un singolo termine) si consiglia di iniziare la stessa dal termine BATTERI lasciandosi guidare man mano dai collegamenti proposti come approfondimento dei termini utilizzati.

Il presente elaborato è stato concepito per un suo utilizzo mediante supporto multimediale o cartaceo.

Se si consulta il testo mediante l'ausilio di un computer è necessario che sullo stesso sia presente il software ADOBE ACROBAT READER nelle versioni 5.0 o successive; durante l'utilizzo si tenga presente che i termini preceduti da una freccia, colorati in rosso, sottolineati e maiuscoli sono collegamenti (link) ad argomenti non ancora trattati ed è sufficiente cliccarci sopra con il tasto sx del mouse per visualizzarne il contenuto mentre i termini minuscoli, grassettati in blu e sottolineati sono anch'essi collegamenti ma riferiti ad argomenti precedentemente trattati:la possibilità di rileggere nel breve periodo un concetto od una definizione può agevolarne infatti l'apprendimento ma è libera scelta di chi legge farsi “trascinare” dal collegamento incontrato o visitarlo dopo aver finito di consultare una definizione.

Se si utilizza il supporto cartaceo si tenga presente che valgono le stesse indicazioni sopra riportate ma i link in caratteri minuscoli appariranno grassettati in nero.

ACRONIMO: parola formata con una o più lettere iniziali di altre parole; sinonimo di sigla.

AEROBIO: riferito ad un organismo qualsiasi (pianta, animale o batterio) sta a significare l'esigenza di OSSIGENO (in qualsiasi forma) per la propria sopravvivenza; fra i batteri esistono AEROBI OBBLIGATI (la presenza di ossigeno e' per questi organismi un esigenza irrinunciabile; ad esempio l'uomo e' un organismo AERROBIO OBBLIGATO che necessita di ossigeno LIBERO in forma gassosa per la sua sopravvivenza ed i pesci sono anch'essi organismi AEROBI OBBLIGATI ma che possono utilizzare l'ossigeno molecolare LEGATO all'idrogeno presente nell'acqua e, generalmente, non possono utilizzare quello libero presente nell'aria), AEROBI FACOLTATIVI che possono sopravvivere anche in condizione di assenza di ossigeno o MICROAEROFILI, che necessitano di ossigeno in una determinata concentrazione superata la quale non sono in grado di sopravvivere. AMMINOACIDO o AMINOACIDO: composto organico in cui il carbonio si lega a 4 componenti diversi contemporaneamente, 3 dei quali sono comuni a tutti gli aminoacidi (-H idrogeno, -COOH gruppo carbossilico, -NH2 gruppo amminico; la presenza di queste ultime due componenti conferisce il nome al composto) ed una componente residuale variabile (-R).

Figura 5: struttura schematica piana di un amminoacido

La componente residuale “imprime” all'aminoacido precise caratteristiche, cosicché esistono aminoacidi idrofili (solubili in acqua), idrofobi (insolubili

C HH2N

R

COOH

C

residuo variabile

idrogeno

gruppo carbossilicogruppo amminico

in acqua), acidi o basici a seconda del loro comportamento in un mezzo acquoso; inoltre, ogni residuo occupa nello spazio tridimensionale volumi diversi (ingombro sterico) e ciò influisce sulla struttura finale della/e PROTEINA/E di cui sono componenti.Gli amminoacidi si dividono in essenziali (che non possono essere sintetizzati dall'organismi e che quindi devono essere assunti nella dieta giornaliera) e non essenziali (che quindi possono essere sintetizzati all'interno dell'organismo).Gli aminoacidi sono i “mattoni” delle proteine : l'unione di due aminoacidi genera un PEPTIDE (dipeptide), di 3 aminoacidi un tripeptide, con meno di 50 si parla di oligopeptidi e con catene aminoacidiche formate da più di 50 aminoacidi si parla di POLIPEPTIDI o proteine

ANAEROBIO: Riferito ad un microrganismo sta a significare che può (ANAEROBIO FACOLTATIVO) o deve (ANAEROBIO OBBLIGATO) vivere in assenza di ossigeno. I CLOSTRIDI, ad esempio, sono batteri ANAEROBI OBBLIGATI.

AUTOTROFO: Riferito ad un organismo sta ad indicare la capacità dello stesso di produrre MOLECOLE ORGANICHE partendo da composti inorganici utilizzando la luce come fonte energetica (FOTOAUTOTROFI come le piante, in grado ad esempio di produrre CARBOIDRATI utilizzando anidride carbonica, acqua e energia solare o CHEMIOAUTOTROFI in grado di produrre ugualmente molecole organiche come i carboidrati ma in assenza di energia solare e quindi di luce).

ACQUA: MOLECOLA composta da 2 atomi di IDROGENO ed 1 di OSSIGENO (in formula H2O)

ANIDRIDE CARBONICA: molecola composta da 1 atomo di CARBONIO e 2 di OSSIGENO (in formula CO2)

H HO

c oo

BATTERI: plurale del termine BATTERIO, dal greco βακτήρίον = bastoncello. Termine usato per indicare tutti i microrganismi unicellulari PROCARIOTI ; i batteri, come tutti i microrganismi procarioti, hanno una PARETE CELLULARE ed una MEMBRANA PLASMATICA (caratteristica questa che gli accomuna ai microrganismi EUCARIOTI) ma sono privi di una membrana che delimiti e protegga il loro nucleo ( MEMBRANA NUCLEARE ) ed anche l'assenza di questa membrana (cui si aggiunge l'assenza di un NUCLEOLO , di un RETICOLO ENDOPLASMATICO, di un APPARATO DEL GOLGI, di MITOCONDRI, CLOROPLASTI e RIBOSOMI di dimensioni ridotte) è una caratteristica che li distingue dai microrganismi eucarioti.La parete cellulare conferisce rigidità alla cellula batterica ed assicura loro gli scambi con l'ambiente esterno necessari alla sopravvivenza; la membrana plasmatica ha la duplice funzione di proteggere l'ambiente interno della cellula ( CITOPLASMA ) ed assicurare gli scambi con l'esterno.Nei batteri, come in tutti i microrganismi procarioti, le informazioni genetiche necessarie ad esprimere i costituenti cellulari (proteine, LIPIDI, RNA, ribosomi etc.) sono contenute nel DNA organizzato in un unico CROMOSOMA privo di proteine strutturali di supporto (altra differenza dagli eucariot i )

CITOPLASMA DNA ..........

RIBOSOMI

MEMBRANA PLASMATICA PARETE CELLULARE

Figura 1: struttura schematizzata di una cellula batterica(NOTA BENE: forma,dimensioni e proporzioni dei singoli componenti

sono puramente esemplificativi)

Le dimensioni dei batteri sono assai variabili: la lunghezza solitamente inferiore a 10 μm può, in alcune specie, superare i 600 μm (1 μm = 1 micrometro; 1 micrometro è la milionesima parte di un metro o la millesima parte di un millimetro ossia 0,000001 metri!!!!).E' possibile classificare i batteri in base a diverse caratteristiche;se si prende in considerazione la forma, mediante una osservazione con un comune microscopio da laboratorio in un preparato a fresco od opportunamente colorato, possono essere divisi in COCCHI (di forma sferica o quasi sferica, dal greco κοκκος = chicco), BACILLI (di forma cilindrica, dal latino bacillum = bastoncello), COCCO-BACILLI (se cilindrici ma particolarmente corti), BACILLI FUSIFORMI (se presentano le estremità' assottigliate), VIBRIONI o SPIRILLI (quando presentano una o più curvature lungo l'asse maggiore)

A B C

Figura 2: A cocco; B bacillo; C vibrione

Frequentemente, le singole cellule che si riproducono in un certo numero di generazioni mantengono, per vario tempo, le stesse forme di aggregazione; questo tipo di aggregazioni (che è carattere distintivo delle cellule utile per un ulteriore classificazione) è conseguenza del modo in cui si susseguono nel tempo le varie divisioni cellulari sui diversi piani di divisione possibili.Ecco quindi che i cocchi possono presentarsi come DIPLOCOCCO, quando i batteri sono aggregati in coppie, come STAFILOCOCCO quando si raggruppano in ammassi irregolari (dal greco στάφύλή = grappolo) o come STREPTOCOCCO, quando si dispongono in catenelle filamentose di lunghezza variabile (dal greco στρεπτος = collana) ed i bacilli possono aggregarsi come DIPLOBACILLI o STREPOTOBACILLI.

A B C

Figura 3 . A diplococchi; B streptococchi; C staffilococchi

Se si prende in considerazione l'esigenza di ossigeno atmosferico per la propria sopravvivenza si distinguono batteri AEROBI ed ANAEROBI;se si considerano le fonti energetiche utilizzate si possono suddividere in AUTOTROFI (chemiositetici o fotosintetici, in grado cioè di prodursimolecole organichea partire da elementi inorganici in assenza od in presenza di energia solare ) ed ETEROTROFI che invece possono solo utilizzare (METABOLIZZARE) composti organici precedentemente sintetizzati da altri microrganismi; dal punto di vista della mobilità si distinguono in mobili (e quindi dotati di uno o più CIGLIA o FLAGELLI che ne permettono la mobilità) ed immobili;considerando infine la reazione alla COLORAZIONE DI GRAM possono essere distinti in GRAM POSITIVI (GR+) o GRAM NEGATIVI (GR- ) .I batteri sono stati in grado, nel corso dell'evoluzione, di adattarsi a molteplici HABITAT e condizioni climatiche ed il loro successo evolutivo va ricercato anche nella loro velocità di moltiplicazione: la crescita batterica infatti ha un andamento esponeziale; questo significa significa che il numero delle cellule raddoppia ad ogni divisione cellulare e partendo da 1 batterio si arriva a 1024 batteri dopo 10 generazioni, 1.048.576 batteri dopo 20 generazioni, e 1.073.741.870 batteri dopo 30 generazioni!!!!!!!!!Si tenga presente che, quando si parla di contaminazione batterica, non ci si riferisce ad un solo batterio ma a POPOLAZIONI batteriche composte da migliaia di microrganismi: ci si può così facilmente rendere conto con che rapidità una qualsiasi preparazione alimentare possa contaminarsi dopo essere venuta a contatto, accidentalmente o volontariamente, anche solo di

un esigua popolazione batterica.Il tempo di divisione cellulare è variabile da specie a specie ed è in funzione di alcuni fattori quali temperatura di accrescimento e/o disponibilità nutritive e può variare ad esempio dai 15'a 37°C (in brodo di coltura appositamente formulato) necessari alla specie Vibrio natriegens per duplicarsi sino alle 20 ore a 27°C occorrenti Nitrobacter agilis per compiere la medesima divisione cellulare.A titolo esemplificativo si voglia prendere in considerazione lo schema di crescita batterica sotto riportato:

Y FASE STAZIONARIA FASE DI MORTE

n° c

ellu

le/m

l col

tura

FASE ESPONENZIALE

X tempo (ore)

Figura 4: tipica curva di crescita di una cultura di batteri

come è possibile intuire dal grafico, una popolazione di cellule batteriche, opportunamente inoculate in un brodo di coltura (che altro non è che un normalissimo brodo di carne/vegetale arricchito di nutrienti e sali minerali) dopo una breve fase di adattamento al nuovo ambiente (fase in cui la crescita è quasi nulla), attraversano una fase di accrescimento esponenziale cui segue una fase di morte per l'eccessiva presenza batterica e lo scarseggiare dei nutrienti.E' possibile tuttora isolarle batteri da qualsiasi ambiente: dal terreno, all'acqua o dall'aria e numerose sono le specie PARASSITE che che convivono all'interno di altri organismi producendo anche dei benefici: alcune specie infatti sono produttrici di vitamine, altre impediscono la proliferazione di batteri PATOGENI all'interno del tratto gastrointestinale; nelle specie animali erbivore e ruminanti inoltre

permettono la digestione della cellulosa.Le specie batteriche patogene rappresentano una minima frazione dei batteri esistenti e molte specie sono di notevole utilità per l'intero ecosistema: si pensi alle specie in grado di “respirare” l'azoto atmosferico contribuendo alla concimazione dei terreni, piuttosto che a quelle specie utilizzate nella produzione lattiero casearie (es. GORGONZOLA) od a quelle utilizzate in industria per la produzione di antibiotici (la penicillina viene prodotta industrialmente “allevando” alcune muffe, Penicillum notatum, Penicillum crysogenum, Aspergillus spp.), nelle fermentazioni industriali o nella depurazione delle acque.Alcune specie batteriche, per contro, in determinate condizioni chimico fisiche ed ambientali in genere, possono dar luogo a TOSSINFEZIONI ALIMENTARI ed INTOSSICAZIONI ALIMENTARI .Caratteristica di alcuni batteri è la capacità di produrre SPORE che assicurano loro continuità esistenziale in casi di avversità (aumenti di improvvisi di temperatura, sbalzi di pressione, mancanza di nutrienti etc.);va inoltre ricordato che alcune specie batteriche patogene possono sintetizzare TOSSINE (generalmente di origine proteica) che sono causa o concausa di intossicazioni o tossinfezioni alimentari.

CARBOIDRATI: molecole contenenti CARBONIO, IDROGENO ed OSSIGENO; la formula generale lineare di un carboidrato è Cn(H2O)n dove la lettera “n” indica quante volte si ripete l'elemento nelle struttura.I carboidrati sono comunemente conosciuti con il nome generico di zuccheri o saccaridi.

CIGLIA: sono piccole estroflessioni citoplasmatiche filiformi in grado di compiere movimenti ritmici e coordinati, che consentono alle cellule libere di muoversi in ambiente liquido e a quelle fisse di far scorrere materiali sulla propria superficie (si pensi, ad esempio alle cellule cigliate che tappezzano le vie respiratorie ed hanno il compito di rimuovere le particelle estranee che vi transitano sopra).Sono più corte dei flagelli e molto meno numerose di questi ultimi nelle cellule che ne sono provviste.

CITOPLASMA: è la porzione della cellula rinchiusa fra la membrana cellulare ed il nucleo in cui sono immersi i diversi componenti cellulari (principalmente macromolecole proteiche in diversi stati di aggregazione, acidi nucleici, zuccheri e ioni); è un mezzo acquoso (acqua all' 80%) ed al suo interno, nelle cellule procariote avviene la sintesi proteica. Sinonimi di citoplasma sono IALOPLASMA o CITOSOL.

COLORAZIONE: in microbiologia è l'insieme di operazioni che si svolgono, mediante l'ausilio di opportune sostanze coloranti, per colorare un preparato e visualizzarne il contenuto ingrandito con un microscopio ottico (a titolo di esempio, una fettina sottile di patata opportunamente trattata con una soluzione IODIO-IODURATA chiamata “di LUGOL” metterà in evidenza l'abbondante contenuto di amido rinchiuso in apposite cellule chiamate AMILOPLASTI colorate in blu).In microbiologia si distinguono colorazioni “semplici”, in cui il preparato viene messo a contatto con un unico colorante in un unico tempo prima di un osservazione al microscopio (con l'unico scopo di evidenziare differenze morfologiche fra batteri) e colorazioni “DIFFERENZIALI” in cui il numero di coloranti aumenta e viene messo a contato con il preparato in tempi successivi; questo tipo di colorazioni permette di evidenziare differenze di colorazione fra le varie specie batteriche diverse (conseguenza della diversa composizione della parete cellulare ) e, talvolta, evidenziare particolari strutture intracellulari.

COLORAZIONE DI GRAM: è un tipo di colorazione differenziale messa a punto, verso la fine del 1800 dal patologo danese HANS CHRISTIAN GRAM (1853-1938) che evidenzia la differenza della composizione della parete cellulare nelle diverse specie batteriche;tecnicamente si esegue mettendo a contatto il preparato con un primo colorante (CRISTALVIOLETTO) e, dopo il lavaggio del colorante in eccesso, si rafforza la colorazione con una soluzione acquosa di IODIO/IODURO DI POTASSIO che funge da “mordente” ( i mordenti sono delle sostanze che formano dei composti insolubili con un colorante, rendendone più stabile l'adesione al substrato); dopo i tempi tecnici necessari all'operazione, il preparato è trattato con una soluzione decolorante (alcool etilico o acetone) e successivamente con un secondo colorante (FUXINA BASICA) di colorazione diversa (rosso) dal primo

(viola); al termine della colorazione si può osservare come alcuni batteri risultino colorati in VIOLA (poiché il decolorante non riesce ad asportare il primo colorante con cui il preparato è venuto a contatto, il secondo colorante non può legarsi al substrato) e prendono il nome di gram positivi (GR+) ed altri appaiano ROSSI e sono detti gram negativi (GR-) (in queste specie batteriche il decolorante utilizzato svolge la sua funzione ed al preparato si fissa il secondo colorante). L'utilizzo dei simboli “+” e “-” è una convenzione. CROMOSOMA: è così chiamata la struttura in cui si organizza il materiale genetico ( DNA ) negli esseri viventi con sensibili differenze fra gli organismi procarioti ed eucarioti: nei primi infatti l'unico filamento di DNA presente risulta essere estremamente aggrovigliato ed impacchettato in un unico cromosoma, privo di materiale proteico di supporto strutturale NON delimitato da una propria membrana ed immerso nel citoplasma ;negli altri invece il DNA, oltre ad essere quantitativamente più abbondante rispetto ai procarioti, è notevolmente organizzato in un super avvolgimento attorno a molecole proteiche (ISTONI) per “risparmiare” spazio all'interno dell'esiguo volume cellulare (per focalizzare meglio il concetto: un gomitolo di lana occupa notevolmente meno spazio dello stesso filo non avvolto ed in presenza di più fili di lana aggomitolati non c'è il rischio di confondere i diversi fili, la qual cosa ha la sua importanza nel processo della sintesi proteica). Negli eucarioti, inoltre, i cromosomi prendono la tipica forma di un bastoncino e risultano divisi in bracci di diversa lunghezza dal centromero oltre ad essere in numero e forma specifica per ogni specie: le cellule somatiche dell'uomo ne contengono 46 di cui 22 coppie omologhe che prendono il nome di autosomi (ogni cromosoma è numerato durante le specifiche osservazioni cosicché del cromosoma 1 esiste una coppia identica per forma ed informazioni contenute ed idem dicasi per i cromosomi dal 2 al 22) ed una coppia di cromosomi sessuali (XX nella femmina, XY nei maschi); un corredo cromosomico così ottenuto è detto DIPLOIDE in contrapposizione a quello contenuto nelle cellule sessuali che è detto APLOIDE (e contiene 22 autosomi ed 1 cromosoma sessuale Y o X nell'uomo e X nella donna: nel momento in cui una cellula uovo APLOIDE viene fecondata da uno spermatozoo anch'esso APLOIDE si forma uno ZIGOTE dal corredo cromosomico DIPLOIDE, femmina se si incontrano XX e maschio se lo spermatozoo aploide contiene il cromosoma Y).

I cromosomi sono i detentori delle informazioni genetiche che caratterizzano un essere vivente: l'immensità di variabili checontraddistingue un essere vivente contenuta nel DNA è organizzata sul cromosoma in differenti “porzioni” più o meno estese chiamate GENI; ogni GENE può esprimere una proteina il cui destino è specifico per ogni tipo di gene (alcuni geni possono esprimere proteine strutturali, altri proteine funzionali come gli ENZIMI etc.).Ai microrganismi procarioti, batteri inclusi, è sufficiente un unico cromosoma per trasportare tutte le informazioni necessarie alla propria sopravvivenza e continuità evolutiva e, per giunta non così iper impacchettato rispetto ad un cromosoma eucariote poiché le informazioni contenute sono notevolmente minori.

braccio

centromero

Figura 6: rappresentazione schematica di un cromosoma;ogni braccio del cromosoma corrisponde ad una doppia elica di DNA

superavvolto

DNA: e l'acronimo di ACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO in quanto lo zucchero (saccaride, carboidrato) presente nella sua struttura base è il DESOSSIRIBOSIO ed in soluzione conferisce alla stessa carattere di acidità (come un succo di limone notevolmente diluito).Il DNA è una molecola complessa composta da due filamenti saldamente legati fra loro i cui “mattoni” (costituente ogni singolo filamento) sono i NUCLEOTIDI;ogni nucleotide è costituito da una porzione fissa ( un gruppo fosforico, P in figura, ed il saccaride desossiribosio Z in figura) legati ad una BASE AZOTATA variabile (B in figura) così chiamata perché è una molecola

contenente azoto che conferisce carattere di basicità alle soluzioni in cui è immersa (come una soluzione acquosa MOLTO diluita di candeggina).

P-Z-BFigura 7. schematizzazione alfanumerica di un nucleotide

Esistono, nel DNA, solo 4 basi azotate (ADENINA ,TIMINA, CITOSINA, GUANINA) che si legano fra loro in modo univoco: l'ADENINA fa coppia con la TIMINA e la citosina con la GUANINA.

A-TC-G

Figura 9: schema di accoppiamento fra le basi azotate

L'univocità degli accoppiamenti delle basi presenti su ciascuno dei due filamenti che compongono il DNA è dovuta allo specifico ingombro delle singole basi azotate nello spazio oltre che dal numero di legami che ogni singola base può generare ( CITOSINA e GUANINA si possono saldare fra loro con 3 legami, ADENINA e TIMINA con 2: non ci sono altre soluzioni possibili per ottenere una molecola stabile); ciascun nucleotide, su ognuno dei due filamenti, si lega al successivo come schematizzato nella figura successiva: P1

Z1 B1

P2

Z2 B2

P3

Figura 10: schematizzazione dell'unione di 2 nucleotidi su un singolo filamento di DNA.

Lo schema sopra riportato si ripete per N volte su ogni singolo filamento di

DNA (la lunghezza di ogni singolo filamento, in termini di basi azotate, è in funzione del grado evolutivo dell'essere vivente che si prende in considerazione).Per comprendere la struttura lineare del doppio filamento di DNA si provi ad immaginare una comunissima cerniera nel momento in cui viene chiusa, sostituendo mentalmente ogni singolo dente con una base azotata e si otterrà lo schema sotto riportato:

R1-A T-R1a

R2-C G-R2a

R3-T A-R3a

R4-G C-R4a

Figura 11: schematizzazione del doppio filamento di DNA (N.B. R1= P1+Z1 della fig. 10 etc.)

Il doppio filamento che si ottiene dall'accoppiamento delle basi azotate si organizza dapprima in una doppia elica (si pensi al formato di pasta “fusillo”) e, successivamente, nei batteri in un semplice superavvolgimento dell'elica e nei microrganismi eucarioti in un numero N di cromosomi.

EUCARIOTE: organismo che si contraddistingue per avere nelle proprie cellule il DNA relegato in un nucleo protetto da una apposita membrana porosa (membrana nucleare) che ne agevola gli scambi con il citoplasma proteggendolo nel contempo dall'ambiente circostante;le cellule eucariote posseggono inoltre, al loro interno, degli organelli sedi di diverse attività cellulari (reticolo endoplasmatico, ribosomi , apparato del Golgi, mitocondri, lisosomi, vacuoli o cloroplasti, centrioli e microtuboli)

ETEROTROFO: riferito ad un organismo sta ad indicare l'incapacità di sintetizzare composti organici e che dipende quindi, per i propri fabbisogni alimentari ed energetici, da altri organismi animali o vegetali.

FLAGELLO: identico per costituzione alle ciglia differisce dalle stesse per una maggiore lunghezza; inoltre le cellule flagellate presentano un numero esiguo di flagelli (solitamente da 1 a 3 ).

GENE: porzione più o meno estesa di DNA contenente le informazioni necessarie per l'espressione di una proteina (sintesi proteica).Chimicamente un gene è il susseguirsi di una sequenza di basi azotate opportunamente precedute e seguite da ulteriori sequenze che ne delimitano i confini (SEQUENZE NON SENSO); queste sequenze divisorie infatti, quando vengono “lette” dai ribosomi non codificano per nessun aminoacido e vengono interpretate dagli stessi come segnali di inizio e fine processo. GRAM POSITIVO (GR+): riferito ad un batterio sta ad indicare la sua colorazione viola; i batteri GRAM+ assorbono il primo colorante utilizzato durante l'omonima colorazione; su di essi l'azione del decolorante e del secondo colorante è nulla poiché la parete cellulare esterna risulta essere più spessa rispetto a quella dei GRAM-.A titolo di esempio si osservi lo schema sotto riportato:

membrana plasmatica GRAM+

Parete cellulare

GRAM- membrana plasmatica membrana esterna

Figura 12:principali differenze degli involucri esterni fra i batteri GRAM+ e GRAM-

GRAM NEGATIVO (GR-): al contrario delle specie gram positive (GR+) i batteri GR- risultano di colore rosso/fucsia dopo essere stati sottoposti all'omonima colorazione.

HABITAT: è il termine ecologico sinonimo di “luogo”; più precisamente indica una tipologia di luoghi (ben definiti in termini di clima, risorse alimentari, disponibilità di acqua, pressione) in cui una specie (animale vegetale o batterica) può vivere e riprodursi.

INTOSSICAZIONE ALIMENTARE: è una manifestazione patologica derivante dal consumo di alimenti contenenti tossine sintetizzate da microrganismi che si siano moltiplicati nell'alimento precedentemente al suo consumo; condizione necessaria e sufficiente per l'insorgere dell'INTOSSICAZIONE ALIMENTARE non è tanto la presenza del microrganismo (che può anche non essere presente nell'alimento contaminato) quanto della sua tossina .

LEGAME PEPTIDICO: è così detto il tipo di legame che unisce due o più aminoacidi; il legame si instaura fra il gruppo carbossilico di un aminoacido ed il gruppo amminico di un altro aminoacido mediante eliminazione di una molecola d'acqua; la reazione e “aiutata” (catalizzata) dalla presenza di opportuni enzimi che sono molecole proteiche in grado di accelerare notevolmente reazioni che diversamente avrebbero bisogno di molto più tempo.

H O- H H O-

H3N+ C C + H N

+ C C R1 O H R2 O

H O H O- H20

H3N+ C C N C C

R1 R2

H Olegame peptidico

Figura 13: schematizzazione della formazione di un legame peptidico fra due aminoacidi

il legame peptidico è un legame relativamente “debole” che può essere spezzato ad una temperatura superiore ai 60°C.LIPIDE: conosciuti anche con il termine generico di “grassi” sono una ampia gamma di SOSTANZE ORGANICHE naturali diffuse nei regni animale e vegetale sia come sostanze di riserva (dato l'elevato contenuto energetico) che come materiale isolante (essendo insolubili in acqua ma solubili in solventi organici quali etere etilico, benzene o cloroformio).Chimicamente parlando un lipide è il prodotto dell'unione di un acido grasso con un alcool.Un acido grasso è una molecola organica lineare contenente un numero variabile di atomi di carbonio (da 1 nell'acido formico a 20 nell'acido arachidonico, per esempio) ed un terminale carbossilico (-COOH; il gruppo carbossilico, in soluzione acquosa libera ioni H+ conferendo carattere di acidità alla soluzione in cui è presente),i legami che uniscono i vari atomi di carbonio possono essere di tipo semplice (la classe di acidi grassi con questa caratteristica prende il nome di “SATURI” poiché il carbonio, per sua natura, può legarsi solo con altri 4 elementi ed in questi composti il carbonio non può generare altri legami)o di tipo “più robusto” (in chimica organica questo tipo di legami si chiamano “doppi” o “tripli” e sono possibili poiché il carbonio può “rafforzare” uno o due legami sacrificando uno o due legami semplici; la classe di acidi grassi a con questo tipo di caratteristiche si chiamano “INSATURI” poiché un doppio o triplo legame può essere trasformato in un legame semplice con opportune reazioni in grado di rompere il doppio legame aggiungendo sostituenti ai carboni interessati).La “decomposizione” di un acido grasso, saturo od insaturo che sia (scientificamente “CATABOLISMO”, in contrapposizione ad ANABOLISMO che è il processo inverso che genera un prodotto anziché distruggerlo, i due processi accoppiati prendono il nome di METABOLISMO; i 3 termini sono validi se associati ad un qualsiasi composto organico/inorganico cosicché, quando si parla genericamente di METABOLISMO ci si riferisce al ciclo completo che generano i due processi distinti) è un evento che produce energia ed è per questo motivo che gli acidi grassi sono considerati “riserve energetiche” (si tenga anche conto che il catabolismo degli acidi grassi a scopo energetico è un meccanismo che nell'uomo è conseguenza di una MANCANZA di zuccheri).

R1 R'

R2 C C R'' C C C C

R3 R'''

a b c

Figura 14: rappresentazione schematica dei legami che può generare un atomo di carbonio: a, singolo; b, doppio, c triplo.

Dall'osservazione della figura si può capire che nel caso di un legame singolo il carbonio può legarsi ad altri 3 sostituenti (a); se impegnato in un legame triplo solo con un altro sostituente.N.B. I legami multipli si possono formare anche fra carbonio ed altri atomi quali AZOTO, OSSIGENO etc.

CH3COOH CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH

a bFigura 15: struttura lineare di un acido grasso saturo (a, ACETICO) ed insaturo (b, LINOLEICO)N.B. I numeri riportati accanto alle parentesi indicano quante volte siripete linearmente quel pezzo di struttura.Un lipide è il prodotto dell'unione di un alcol con un acido grasso, mediante eliminazione di acqua (la reazione biochimica è chiamata esterificazione).Le classi più diffuse di lipidi nel mondo batterico sono i fosfolipidi i le lipoproteine.I fosfolipidi sono una “variante” dei trigliceridi (dove una molecola di glicerina si lega con 3 molecole di acidi grassi diverse per lunghezza, in termini di atomi di carboni e struttura, potendo questi ultimi essere indifferentemente SATURI od INSATURI ), e sono presenti in tutte le membrane biologiche.

O

H2C OH HO C R' O

HC OH + HO C R'' O H2C OH HO C R'''

Glicerina acidi grassi

- 3H20

O H2C O C R' O

HC O C R''

O

H2C O C R'''

Fig. 16 formazione di un trigliceride da una molecola di glicerina e 3 di acidi grassi con formazione “virtuale” di 3 molecole d'acqua (virtuale poiché l'acqua si trova sotto forma di ioni H+ e OH-,ossia dispersa come ioni IDROGENO ed OSSIDRILE).

CH2COOR'

CHCOOR''

CH2PO3CH2CH2NH2

Fig 17: struttura di un fosfolipide: si noti che uno dei 3 residui di acidi grassi è qui sostituito con un gruppo fosforico a sua volta legato ad un altro sostituente.

Il fosfolipide più conosciuto è la LECITINA (prevalentemente estratta dalla soia).

MEMBRANA NUCLEARE: è una struttura tipica delle cellule eucariote, e quindi ASSENTE nelle cellule procariote; la membrana nucleare è un “contenitore” che racchiude il materiale nucleare e lo separa dal citoplasma. Dal punto di vista chimico e costituita da un doppio strato di fofolipidi disposti in modo tale che la componente idrofila (“amica dell'acqua”) sia a contatto con il citoplasma e le parti idrofobiche (“nemiche dell'acqua”) siano affacciate fra loro e separate dal mezzo acquoso); inoltre, i due foglietti che costituiscono la membrana sono concentrici: il più esterno è a contatto con il reticolo endoplasmatico ed il più interno con il materiale nucleare e risultano collegati fra loro a livello dei pori nucleari attraverso, i quali avviene lo scambio di molecole fra nucleo e citoplasma. testa idrofiladoppio stratofosfolipidico coda idrofoba

Fig. 18: struttura schematica e generica di una membrana fofolipidicaN.B. Il modello a “doppio strato fosfolipidico” è valido per tutte le membrane presenti in una cellula

MEMBRANA PLASMATICA: conosciuta anche come MEMBRANA CELLULARE o PLASMALEMMA è una membrana a doppio strato fosfolipidico (fig. 18) che separa il citoplasma dall'ambiente esterno mantenendone costante la composizione, regolando gli scambi tra l'interno e l'esterno della cellula.Dal punto di vista strutturale la membrana plasmatica, come tutte le membrane cellulari, non è un elemento “rigido” ma dinamico ed il modello che meglio la descrive fu proposto negli anni '70 con il nome di MOSAICO FLUIDO: in base a questo modello la struttura fluida del doppio stato fofolipidico consente, alle molecole che la attraversano e contribuiscono alla sua composizione, di spostarsi su tutta la superficie come elementi che “galleggiano” nell'acqua.Nella membrana palsmatica, al modello base visto in Fig. 18, sono intercalate molecole proteiche ( le PROTEINE DI MEMBRANA) che svolgono molteplici funzioni; le stesse possono affacciarsi sul lato esterno della membrana (e vengono dette ESTRINSECHE) o attraversarla da parte a parte (prendendo il nome di INTRINSECHE); le proteine ESTRINSECHE della membrana possono inoltre essere associate a molecole di zuccheri formando GLICOPROTEINE.Le proteine associate alla membrana plasmatica hanno molteplici funzioni in virtù della loro composizione: alcune sono enzimi che catalizzano reazioni che avvengono a livello della membrana stessa, altre funzionano da recettori di molecole che provengono dall'ambiente ed altre ancora (le PROTEINE CANALE) costituiscono i CANALI DI MEMBRANA attraverso i quali avvengono gli scambi di molecole con l'esterno della cellula con o senza dispendio di energia.

MOLECOLA: composto derivante dall'unione di due o più atomi.

MOLECOLA INORGANICA: molecola in cui NON sono presenti contemporaneamente gli atomi di CARBONIO ed IDROGENO. Il termine INORGANICO può anche essere associato alla parola COMPOSTO (una molecola inorganica può quindi contenere atomi di CARBONIO O IDROGENO, ma non entrambi).

MOLECOLA ORGANICA: molecola che contiene nella sua struttura entrambi gli atomi di CARBONIO ed IDROGENO. Il termine ORGANICO può anche essere associato alla parola COMPOSTO.

NUCLEOLO: è un corpuscolo di forma tondeggiante privo di membrana presente nel nucleo di tutte le cellule eucariote ma assente nelle cellule procariote; chimicamente è costituito da DNA, RNA e proteine ; all'interno del nucleo i nucleoli sono presenti in un numero e dimensioni variabili a seconda delle cellule e delle specie prese in considerazione (da 1 a 6 nelle cellule somatiche sino a 1000 nelle cellule uovo degli anfibi) e si posizionano in regioni ben precise di determinaticromosomi che contengono i geni che codificano per l'RNA RIBOSOMIALE (rRNA) ; a livello dei nucleoli infatti avviene la sintesi, la maturazione e l'organizzazione dei ribosomi.

PARASSITA:organismo che instaura con il suo ospite una relazione di parassitismo, vivendo a sue spese generalmente senza ucciderlo. PARETE CELLULARE: è una struttura di rivestimento con funzioni di scambio e di sostegno presente nei batteri, nelle cellule vegetali e nei funghi posizionata esternamente alla membrana plasmatica .

PATOGENO: in medicina, riferito ad un agente qualsiasi (batterio, virus agente chimico etc.) sta a significare che è in grado di causare una malattia;il termine deriva dall'unione di due parole greche pathos (dolore, sofferenza) e genes (generatore di), letteralmente quindi “generatore di sofferenza”.

PEPTIDE: molecola organica generata dall'unione di 2 (dipeptide), 3 (tripeptide) o meno di 50 aminoacidi (oligopeptide) mediante uno o più LEGAMI PEPTIDICI.

POLIPEPTIDE: molecola organica formata da un numero maggiore di 50 amminoacidi legati fra loro con un legame peptidico.

PROCARIOTA: microrganismo unicellulare caratterizzato da una semplice organizzazione cellulare (dal punto di vista strutturale e non funzionale), dall'assenza di una membrana nucleare per contenere il materiale genetico (DNA), e di organelli intracellulari delimitati da membrane.

PROTEINE: le proteine sono molecole scoperte nel 1839 dal chimico olandese Gerardo Johannes Mulder nel corso di studi sulla coagulazione di alcune sostanze presenti nel latte e nelle uova (albumine) in seguito al riscaldamento. Il nome, di origine greca (proteios, primario) fu attribbuito a queste sostanze poichè ritenute, in quel periodo, essere le sostanze biologiche più importanti esistenti in natura; la supposizione si rivelò esatta dopo 160 anni di studi sempre più approfonditi su queste sostanze: ricerche effettuate infatti, dal 1840 ai giorni nostri, dimostrano che le proteine sono coinvolte in tutti i processi biologici e, fra le moltepilci funizioni biologiche a cui partecipano, possiamo ricordare che:

● gli ENZIMI, gli “accelleratori” delle reazioni che avvengono in tutti gli organismi (scientificamente “CATALIZZATORI”) sono proteine; gli enzimi presiedono tutte le reazioni che avvengono in ogni singola cellula accellerando la velocità delle stesse di molti ordini di grandezza. La capicità di accellerare le reazioni biologiche anche di un milione

di volte, fa si che queste molecole siano di vitale importanza.● La porzione anticorpale del sistema immunitario (gli ANTICORPI o

IMMUNOGLOBULINE) è costituita da proteine:gli anticorpi infatti, sono proteine (proteine a forma di globulo quindi globulari e, di conseguenza il nome, GLOBULINE) in grado di preservare l'organismo da intrusioni provenienti dall'ambiente esterno (scientificamente IMMUNITA' e, dall'asociazione dei due terminini che ne descrivono forma e funzione, deriva il nome IMMUNOGLOBULINE).

● Le proteine di trasporto presenti sulla membrana plasmatica di tutte le cellule sono responsabili degli scambi cellulari fra le cellule e l'ambiente esterno.

● Molti ORMONI sono molecole proteiche con funzione di regloazione dellle funzioni cellulari: il loro campo di azione si estende dai processi metabolici (l'INSULINA, ad esempio, è l'ormone che regola la presenza di glucosio del sangue favorendo il suo assorbimento da parte delle cellule adipose e muscolari) a quelli riproduttivi.

● Associazioni proteiche rendono possibile le contrazioni muscolari e la motilità cellulare, si tratti di batteri, spermatozoi, protozoiod esseri umani.

● Le proteine strutturali offrono agli organismi un supporto meccanico e, talvolta sono i principali costituenti dei loro rivestimenti esterni (la CHERATINA ad esempio è la componente proteica dello strato corneo dell'epidermide, oltre che essere la costituente di unghia, artigli, peli, scaglie etc.)

Va ricordato inoltre che negli esseri umani circa il 15% del peso corporeo è costituito da proteine, concentrate, per la maggior parte, nei muscoli.Nonostante la loro diversificazione (si calcola che nell'gli esseri umani esistano più di 150.000 tipi diversi di proteine) gli studi sinora condotti sulle protine hanno evidenziato una certa costanza nella loro composizione elementare (CARBONIO 50-55%, IDROGENO 6-7%, OSSIGENO 20-23%, AZOTO 12-19%, ZOLFO 0-3%) con sporadiche presenze di altri elementi quali FERRO e FOSFORO; si tenga presente inoltre che ogni singola proteina è il risultato dell'assemblaggio dei soli 20 AMINOACIDI esistenti in natura e, di conseguenza, ogni singolo aminoacido è presente moltepilici volte in ogni catena polipeptidica : ciò che caratterizza quindi ogni singola proteina (le informazioni necessarie cioè alla loro classificazione) non è tanto la lunghezza della catena polipeptidica (vale a dire dal numero di residui aminoacidici da cui è formata) ma dal rapporto quantitativo fra i singoli aminoacidi (COMPOSIZIONE AMINOACIDICA) e dall'ordine e la disposizione spaziale lungo al catena stessa (SEQUENZA AMINOACIDICA).Chimicamente le proteine sono polipeptidi di lunghezza variabile (generalmente i residui aminoacidici variano da 100 a 1000 a seconda delle proteine considerate) i cui singoli amminoacidi costituenti sono uniti fra loro mediante un legame peptidico ; l'espressione delle proteine inoltre è un meccanismo dipendente dal controllo genetico che si manifesta mediante il processo della sintesi proteica.Le proteine possono trovarsi in natura in 4 tipi diversi di conformazione:

● il seplice susseguirsi degli amminoacidi in una sequenza di lunghezza variabile è detta SRTRUTTURA PRIMARIA.

● Le proteine che, in virtù della loro composizione aminoacidica, si dispongono stabilmente nello spazio come filamenti elicoidali o come foglietti plissettati ( si pensi per le due strutture alla pasta formato

“ELICOIDALI” o “FUSILLI” nel primo caso ed ad un foglio di carta pieghettato ordinatamente) sono proteine con STRUTTURA SECONDARIA. Le proteine fibrose (come quelle presenti nei muscoli) evidenziano un organizzazione di questo tipo che, tecnicamente, prende il nome rispettivamente di α elica (alfa elica) e foglietto β (beta)

● La STRUTTURA TERZIARIA di una proteina è un livello successivo di organizzazione in cui sequenze aminoacidiche con struttura primaria si alternano con sequenze aminoacidiche con struttura secondaria ad α elica e foglietto β spesso assumendo una forma tridimensionale globulare stabile.

● La STRUTTURA QUATERNARIA di una proteina è il risultato dell'associazione stabile di due o più catene polipeptidiche con struttutra variabile e non necessariamente identica che hanno come risultato la formazione di un OLIGOMERO (un unità costituita da pochi pezzi che può essere un DIMERO con due pezzi od un TETRAMERO se composto da 4 pezzi); ogni singola unità di questa associazione prende il nome di MONOMERO.A titolo d'esempio l'EMOGLOBINA è un TETRAMERO globulare.

RIBOSOMI: sono organelli presenti nel citoplasma cellulare, liberi od associati al RETICOLO ENDOPLASMATICO, che altro non è che l'introflessione della MEMBRANA PLASMATICA all'interno del citoplasma: il RETICOLO ENDOPLASMATICO può quindi presentarsi, al microscopio elettronico, libero da qualsiasi altro componente (RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO) o ricoperto di RIBOSOMI costituendo il RETICOLO ENDOPLASMATICO RUGOSO.Biochimicamente i ribosomi sono il risultato di un'associazione fra RNA RIBOSOMIALE (r-RNA ) e proteine, dove l'RNA costituisce lo “scheletro” attorno cui si inserisce il materiale proteico;ad una osservazione con microscopio elettronico appaiono di forma globulare, suddivisi in due sub unità unite fra loro (di cui una maggiore dell'altra per peso e dimensioni) che ricordano vagamente il formato dolciario “BACIO DI DAMA”.I ribosomi sono organuli di vitale importanza in quanto rappresentano i siti a livello dei quali avviene la sintesi proteica.

RNA: è la sigla che identifica l'ACIDO RIBONUCLEICO, un POLINUCLOTIDE come il DNA che dallo stesso differisce biochimicamente per il tipo di zucchero presente (RIBOSIO e non DESOSSIRIBOSIO) e per la presenza della base azotata URACILE in sostituzione della TIMINA;di conseguenza, nell'RNA in doppio filamento l'accoppiamento fra le basi azotate risulta essere:

A-UC-G

L'RNA può essere quindi definito come una molecola “analoga” al DNA (che viene usato come stampo per la sua sintesi), da cui differisce per la presenza della base azotata URACILE (in sostituzione della TIMINA) e dello zucchero RIBOSIO (in sostituzione del DESOSSIRIBOSIO): dopo essere stato opportunamente “srotolato” ciascuno dei due filamenti di DNA viene letto da un apposito enzima (RNA POLIMERASI) che si preoccupa di “riassemblare” il filamento apportando le opportune modifiche (sostituzione della base azotata e dello zucchero); questa prima fase della sintesi dell'Rna è nota come TRASCRIZIONE ed il filamento di RNA che ne deriva da questo processo è un filamento “grezzo” , il cosiddetto TRASCRITTO PRIMARIO; nella fase successiva del processo, la MATURAZIONE, in seguito ad alcune reazioni (prevalentemente di “taglio” del trascritto primario) catalizzate da specifici enzimi , il TRASCRITTO PRIMARIO può infatti diventare:

● RNA MESSAGGERO o m-RNA: è il filamento di RNA su cui si basa la sintesi proteica; la lettura di questo filamento ad opera dei

ribosomi fornisce ai t-RNA l'input per il trasporto di uno specifico aminoacido per la costituzione di catene polipeptidiche.

● RNA RIBOSOMIALE o r-RNA:è l'acido ribonucleico che, in associazione a specifiche proteine, costituisce il “nocciolo” dei ribosomi .

● RNA TRANSFER: o t-RNA: è la porzione di acido ribonucleico che, durante la sintesi proteica, fisicamente trasporta i singoli aminoacidi delle catene polipeptidiche in costruzione.

SINTESI PROTEICA: la sintesi proteica è il processo con cui, in ogni essere vivente, vengono costruite le proteine utilizzando le informazioni contenute nel DNA ; l'evento principale (ossia la sintesi della proteina grezza) che avviene nel citoplasma delle cellule, può essere schematicamente sintetizzato in 2 fasi, e precisamente:

● TRASCRIZIONE: in questa prima fase il DNA, dopo essere stato opportunamente diviso in due singoli filamenti da specifici enzimi, funge da stampo per la sintesi degli RNA necessari alla sintesi stessa (m-RNA, r-RNA, t-RNA);

● TRADUZIONE: ossia il cuore della sintesi;susseguentemente alla formazione degli RNA, l'm-RNA (il “messaggero” in quanto è questo filamento che contiene le informazioni riguardanti tipo e sequenza di aminoacidi da utilizzare per la sintesi di ogni specifica proteina) viene “letto” sui ribosomi dai t-RNA (così detti perché trasportano gli aminoacidi): il susseguirsi disordinato delle basi azotate sull'm-RNA viene correttamente interpretato dai t-RNA in grado di decodificare il filamento leggendo gruppi di 3 basi azotate alla volta: ad ogni gruppo di 3 basi azotate sull'm-RNA (detto CODONE) corrisponde un aminoacido ed essendo solo 4 le basi azotate e 3 le combinazioni possibili si può notare che le 64 (4x4x4 ossia 43 ) combinazioni possibili sono in grado di codificare i 20 aminoacidi naturali necessari per la produzione di proteine.

Al fine di agevolare la comprensione dei concetti sopra esposti si tenga presente che la sequenza dell'm-RNA contiene al suo inizio ed alla sua fine sequenze non codificanti (sequenze NON SENSO) che sono i segnali di inizio e fine trascrizione ed esistono inoltre specifiche sequenze di inizio e fine catena; ognuno dei 20 aminoacidi inoltre, è codificato da più “triplette” di basi azotate: ad esempio l'aminoacido GLICINA è codificato dalle sequenze GGu GGc GGa GGg, mentre le triplette GCu GCc GCa GCg codificano per l'aminoacido ALANINA; si tega inoltre presente che il meccanismo di “riconoscimento” di ogni singolo CODONE da parte dei t-RNA (ai quali, ricordiamo è già legato l'aminoacido di loro pertinenza) è reso possibile in quanto su una porzione del t-RNA esiste una sequenza di 3 basi azotate COMPLEMENTARE al codone (detta ANTICODONE) che si lega allo stesso come due pezzi di costruzioni si uniscono tra loro, dando

l'input per rilasciare l'aminoacido trasportato alla catena polipeptidica nascente sul ribosoma: se la sequenza del CODONE sull'm-RNA ad esempio è UUU il t-RNA trasportante la FENILALANINA (l'aminoacido codificato da quella tripletta) avrà la sequenza AAA nel suo anticodone.Successivamente alla loro sintesi le proteine possono essere modificate con l'aggiunta di specifici componenti per formare proteine complesse (GLICOPROTEINE se vengono aggiunte catene saccaridiche, LIPOPROTEINE, FOFOPROTEINE etc.)

SPORA: cellula quiescente (dormiente, temporaneamente inattiva) prodotta da molti batteri GRAM + al proprio interno (per questo motivo si parla di ENDOSPORE) caratterizzata dall'avere una notevole resistenza agli agenti CHIMICO-FISICI (temperatura, pressione, acidità etc.) in virtù di una diversa composizione della sua struttura: il materiale nucleare immerso nel citoplasma infatti, oltre ad essere isolato da una membrana plasmatica e da una parete cellulare rudimentale è protetto da altre 4 barriere resistenti di diverso spessore che circondano la cellula (dall'interno verso l'esterno ed esternamente alla parete cellulare: CORTEX, RIVESTIMENTO INTERNO, RIVESTIMENTO ESTERNO ED ESOSPORIO).Le avversità CHIMICO FISICHE sono l'input per il batterio alla sporulazione, vale a dire alla generazione di spore; queste rappresentano un meccanismo di sopravvivenza tipico dei batteri in grado di produrle (b. SPORIGENI), in quanto una spora è in grado di rigenerare un batterio vegetativo (un batterio in senso stretto) al ripresentarsi di condizioni CHIMICO-FISICHE favorevoli (uno shock termico, per intenderci, è in grado di innescare la sporulazione od il processo inverso in presenza di spore).Se vengono liberate all'esterno si parla di ESOSPORE ed a seconda della posizione che occupano all'interno della cellula, assumono nomi diversi (PLECTTRIDIO se occupano una posizione terminale, BACTRIDIO se si posizionano centralmente al batterio senza alterarne la morfologia, CLOSTRIDIO se si posizionano centralmente generando un visibile rigonfiamento); va ricordato che la maggioranza degli sporigeni patogeni causa malattie tramite produzione di tossine.

TOSSINE: sono sostanze, prevalentemente di origine proteica, prodotte da microrganismi (batteri, virus etc.) piante ed animali con effetti nocivi sugli organismi umani ed animali;le tossine batteriche possono essere divise in due grandi gruppi sulla base della loro composizione chimica:le ESOTOSSINE, che sono proteine solubili in acqua (in quanto proteine facilmente inattivate dal calore) e vengono rilasciate nel mezzo in cui si accrescono dai batteri che le producono;le ENDOTOSSINE invece, sono componenti LIPOSACCARIDICI che si ritrovano sule membrane esterne dei batteri gram negativi (un LIPOPOLISACCARIDE è molecola risultante dall'unione fra un lipide e uno zucchero o saccaride; per la membrana esterna si veda Fig. 6):A differenza delle ESOTOSSINE, tutte le ENDOTOSSINE sono stabili al calore.Le ESOTOSSINE inoltre possono essere ancora suddivise in 3 gruppi a seconda del loro tipo di azione:si hanno quindi ENTEROTOSSINE che provocano danni a livello gastrointestinale, le CITOTOSSINE in grado di uccidere le cellule dell'ospite con una aggressione enzimatica e le NEUROTOSSINE in grado di interferire con la normale trasmissione di impulsi nervosi.TOSSINFEZIONE ALIMENTARE: è una manifestazione patologica derivante dal consumo di alimenti contenenti SIA tossine SIA batteri;in queste situazioni la tossicità è determinata contemporaneamente dalle tossine preformate e da quelle prodotte all'interno dell'ospite dalle cellule vive ingerite.

VIRUS: sono forme di vita estremamente elementari, di dimensioni variabili fra i 10 e i 300 nanometri (1 nanometro= 0,000000001 metri) parassiti endocellulari di cellule animali, vegetali o batteriche utilizzando i componenti cellulari della cellula ospite (ribosomi, t-RNA, enzimi etc.) per la replicazione del proprio materiale genetico e la sintesi di quello proteico.Dal punto di vista strutturale sono costituiti da un rivestimento esterno proteico (CAPSIDE) e dal materiale nucleare in esso contenuto che puo essere DNA o RNA (questi ultimi sono conosciuti con il nome di RETROVIRUS; il più conosciuto fra questi virus a tutta la comunità NON SCIENTIFICA è il virus dell'AIDS, l'HIV ) a filamento singolo o doppio.Quando infettano la cellula ospite i virus impongono alla stessa la

duplicazione del proprio materiale genetico, l'eventuale trascrizione del DNA (se si tratta di un virus a DNA) o la traduzione dell' RNA (se quest'ultimo è il materiale genetico che li costituisce) allo scopo di FARSI sintetizzare le proteine necessarie alla formazione dei capsidi dei nascenti virioni dalla cellula ospite stessa; nel caso dei RETROVIRUS esiste anche la possibilità che l'RNA virale venga prima “trasformato” in DNA (mediante l'azione di un enzima che si chiama TRANSCRITTASI INVERSA poiché esegue la trascrizione al contrario) e poi possa essere “inglobato” nel DNA dell'ospite, per replicarsi ed infettarlo nel momento della trascrizione del suo DNA.Tra le molteplici malattie infettive causate da virus possiamo ricordare il VAIOLO, la POLIOMELITE, le comuni INFLUENZE stagionali, l'EPATITE, il MORBILLO, la VARICELLA e la già citata AIDS.

BIBLIOGRAFIA

LILIA ALBERGHINA“Biologia, sviluppi e prospettive”Arnoldo Mondadori editore per la scuola, Milano giugno 1985

J. DAVID RAWN“Biochimica”McGraw-Hill Italia, Milano agosto 1990

R.J. STAINER, J.L. INGRAM, M.L. WHEELIS, P.R. PAINTER“Il mondo dei microrganismi”Zanichelli editore, Bologna settembre 1988

ENCICLOPEDIA TEMATICA “Scienze A-I” Vol.9“Scienze J-Z” Vol.10Garzanti editore, Milano 2007

M.MARZONA“Chimica delle fermentazioni e microbiologia industriale”Piccin editore, 1996

C. PRAGLIA, L. GRASSO“Microbiologia”Edizioni Minerva medica, Torino 1993

L.A. SNYDER, D. FREIFELDER, D.L.HARTL“Genetica generale”Zanichelli editore, Firenze aprile 1990

M. LA PLACA“Principi di microbiologia medica”Società editrice Esculapio, Bologna Gennaio 2000