Scienza che studia gli esseri viventi microscopici, unicellulari. Presenti nel suolo, aria, acqua, corpo

Transcript

1 Microbiologia Scienza che studia gli esseri viventi microscopici, unicellulari. Presenti nel suolo, aria, acqua, corpo umano, animali, piante. Microbiologia: Batteriologia Virologia Micologia Protozoologia Elmintologia

2 Pasteur Ross Koch Laveran Salk Erlich Sabin Henri Nicolle Chain

3 Luria Fleming Florey Enders Lederberg Dulbecco Baltimore Watson Montagnier Crick Barrè Sinoussi

4

5 Classificazione alghe Regno dei protisti Protisti superiori (eucarioti) Protisti inferiori (procarioti) protozoi miceti batteri

6 I tre domini derivano tutti da un progenitore comune, la cosiddetta radice dell'albero, da cui si sono sviluppate due linee evolutive principali, quella degli Eubatteri e degli Archeobatteri ed Eucarioti. Gli ultimi due si sono separati più recentemente, ma la divergenza evolutiva che ha portato gli Archeobatteri è avvenuta vicino alla radice dell'albero senza portare ad una particolare evoluzione, perciò sono considerati i più primitivi; l'omologia di sequenza con i più evoluti, gli Eucarioti, si può riscontrare solo in strutture evolutivamente molto conservate, come sono appunto gli rrna ribosomali. L'ipotesi della primitività degli Archeobatteri è supportata dal fatto che essi vivono in ambienti estremi, che riflettono le condizioni in cui si è generata la vita sulla terra per il basso ph, le alte temperature e l'alta salinità.

7 Evoluzione dei microrganismi Progenote ancestrale : Eubatteri, Dicarioti, Archebatteri. Eubatteri: Cianobatteri,Batteri Gram+, Spirochete,Batteri fotosintetici. Dicarioti : Eucarioti: Piante, Animali, Funghi, Protozoi. Mixomiceti. Archebatteri: Termoacidofili, Alofili, Metanofili. Acellulari: Virus, Prioni, Viroidi.

8 Esempio di classificazione batterica in base alla comunanza di caratteri fenotipici e genotipici Phylum Classe Ordine Famiglia Genere Specie (varianti genetiche, Biovar, Serovar, Parovar, Genomovar) Sottospecie Ceppo

9 Tassonomia fenotipica I metodi fenotipici includono tutto ciò che non prevede l analisi del DNA o dell RNA. Le caratteristiche fenotipiche che vengono prese in considerazione comprendono aspetti: Morfologici (forma, mobilità, colore delle colonie,dimensioni,colorazione di Gram) Fisiologici (T, ph ottimale, conc. di sali, zuccheri fermentati od ossidati, attività enzimatiche espresse, fattori di patogenicità), sensibilità agli antibiotici Biochimici Immunologici (corredo antigenico, antigenicità,) Rapporto G:C

10 Metodi chimici: analisi di costituenti batterici L analisi chimica consente di caratterizzare diversi componenti batterici. (peptidoglicani, acidi teicoici, lipidi di membrana, acidi grassi della parete dei micobatteri,e nel LPS dei batteri Gram negativi. Test utilizzati : elettroforesi su gel cromatografia gassosa

11 Tassonomia genotipica Un metodo per analizzare le somiglianze genomiche tra batteri è: Ibridazione DNA/DNA Permette di misurare il grado di omologia delle sequenze genomiche. Genotipizzazione tramite sequenziamento MLST (multi- locus sequence typing)

12 Si conosce il genoma completo di: Haemophylus influenzae Escherichia coli Mycobacterium tuberculosis Mycoplasma pneumoniae Helicobacter pylori

13

14

15 Differenze tra procarioti e eucarioti Caratteristiche Procarioti Eucarioti Dimensioni 0,3-2µm > 5µm,cm,metri Organizzazione genetica Nucleo circondato da membrana Assente Presente DNA complessato agli istoni Assente Presente Numero di cromosomi Uno Più di uno DNA extracromosomiale Plasmidi Mitocondriale Geni Contigui o riuniti in operoni Discontinui Divisione per mitosi Assente Presente Riproduzione Scissione binaria sessuata, asessuata Citoplasma Reticolo endoplasmico Assente Presente Apparato del Golgi Assente Presente Mitocondri Assenti Presenti Lisosomi Assenti Presenti Ribosomi 70 S (50S,30S) 80 S (60S,40S) Membrana citoplasmatica Assenza di steroli Presenza di steroli Parete cellulare Formata Se presente, da peptidoglicano formata da polisaccaridi Movimento flagelli ciglia,flagelli, amebe filamento assiale

16 Colorazione di Gram Colorazione più importante e usata in batteriologia. Prende il nome dal patologo danese che la mise a punto. Permette di distinguere i batteri in Gram+ e Gram-. Colorazione differenziale. Utilizzando differenti coloranti in tempi successivi, individua differenze strutturali della cellula batterica. Le differenze strutturali riguardano la parete cellulare. I batteri Gram+ si colorano in viola. I batteri Gram- si colorano in rosso.

17

18 Colorazione di Gram (esecuzione) Si allestisce il preparato Si versa sul preparato una soluzione di cristalvioletto Si allontana il colorante e si versa sul vetrino un mordenzante: il liquido di Lugol (i mordenzanti sono sostanze che formano un composto insolubile con il colorante facilitandone l unione col substrato) Si tratta il vetrino con una soluzione decolorante formata da alcool e acetone Si applica un colorante di contrasto: la fuxina o la safranina (rossa) I batteri Gram+ trattengono il primo colorante risultando colorati in violetto, i batteri Gram- si decolorano assumendo la colorazione rossa di contrasto

19 Colorazione di Gram (esecuzione)

20 A cosa è dovuto il diverso comportamento dei batteri nella colorazione di Gram? E dovuto ad una diversa permeabilità degli involucri cellulari che è maggiore (tale da consentire l asportazione del complesso cristalvioletto-liquido di lugol da parte del decolorante) nei batteri Gram negativi e minore nei Gram positivi che in tal modo trattengono il primo colorante. La Gram positività e la Gram negatività, dovuta alla differente architettura molecolare della parete, è espressione di una dicotomia evolutiva dal profondo significato clinico.

21 Colorazione di Gram

22 Grandezze dei microrganismi Batteri : Micron (1/1000 di mm). Virus : Nanometri (1/1000 di micron). Funghi : Micron (lieviti 3-5 micron); Ife micron). Protozoi : Micron. Elminti :mm, cm, metri. Angstrom: 1/10 di nanometri

23 A) Ottico. B) In campo oscuro. C) A contrasto di fase D) A fluorescenza. E) Elettronico a trasmissione F) Elettronico a scansione MICROSCOPI Microscopio elettronico Microscopio ottico

24 Microscopi Tipo Potere risolutivo Ingrandimento Ottico 0,2µ 1000 In campo oscuro 0,2µ 1000 A contrasto di fase 0,2µ 1000 A fluorescenza 0,2µ 1000 MET 0,0005µ MES 0,02µ

25 Forma dei batteri La forma è una condizione: Fissa Geneticamente determinata Conferita dalla parete cellulare

26 Disposizione dei batteri Indica il modo con il quale le cellule, riproducendosi, si dispongono nello spazio mantenendo o meno uno stretto rapporto di continuità. E condizionata dal modo in cui si susseguono nello spazio i diversi piani di divisione cellulare in successive generazioni

27 Forma e disposizione dei batteri