Diversità nelle dimensioni delle cellule batteriche

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2 Diversità nelle dimensioni delle cellule batteriche

3 La membrana e la parete cellulare La membrana cellulare è la struttura attraverso la quale avviene il trasporto dei nutrienti. A differenza della parete, non è rigida e si comporta come una membrana semipermeabile, cioè si lascia attraversare dall acqua ma non dai soluti (eccetto composti apolari ossigeno, anidride carbonica, metano). La parete, oltre ad avere la funzione di impartire una forma alla cellula, ha quella, fondamentale, di proteggerla dalla lisi osmotica.

4 Morfologia dei batteri

5 Morfologia batterica: sferica cocchi Diplococcus Streptococcus Tetragenococcus Staphylococcus Sarcina

6 Distribuzione delle macromolecole nella cellula batterica

7 Gram-positive (purple) cocchi Gram-negative (pink) bacilli

8 La parete dei Gram+ e dei Gram- La suddivisione dei batteri in Gram-positivi e Gram-negativi dipende dalla diversa struttura della parete che nei Gram-positivi è particolarmente ricca in peptidoglicano (eteropolisaccaride+catene tetrapeptidiche) 90% 10% n.b. la parete, oltre ad avere la funzione di impartire una forma alla cellula, ha quella, fondamentale, di proteggerla dalla lisi osmotica.

9 Batteri Gram-positivi Staphylococcus aureus cocchi

10 Batteri Gram-positivi Bifidobacterium bifidum a forma di bastoncino, è un probiotico in quanto produce sostanze utili all uomo quali acido folico e le vitamine del gruppo B come la niacina e la biotina

11 A 4. 5 B Batteri Gram-positivi Bacillus subtilis (produttore di proteasi impiegate nei detersivi biologici)

12 Batteri Gram-positivi di interesse per l uomo Lactobacillus bulgaricus (insieme a Streptococcus lactis è impiegato nella produzione di yogurt)

13 Batteri Gram-positivi Formazione di spore cen struttura a fuso Clostridium botulinum (produce una tossina, il botulino)

14 Batteri Gram-negativivi Escherichia coli al m. o. 100 x (sopra) e al SEM (a destra) Enterobatterio, vive nella parte inferiore dell' intestino di animali a sangue caldo, fermenta il lattosio. La sua presenza nelle falde acquifere è un indicatore di inquinamento fecale microrganismo più studiato (insieme a Saccharomycs cerevisiae), è ingegnerizzato per la produzione di insulina, antitumorali, ormone somatotropo

15 La riproduzione della cellula batterica I batteri si riproducono per SCISSIONE BINARIA. In questo processo si verifica: - la duplicazione del cromosoma batterico - l allungamento della cellula - la formazione di un setto trasverso in posizione centrale mediante invaginazione di parete e membrama - la suddivisione di una copia del cromosoma e del citoplasma nelle due cellule figlie La SCISSIONE BINARIA è un processo di riproduzione asessuata. I batteri non si riproducono sessualmente (sebbene sia possibile un processo di scambio di informazioni genetiche tra due cellule batteriche noto come CONIUGAZIONE BATTERICA, che rappresenta una forma di sessualità,)

16 La spora batterica forma di resistenza per la sopravvivenza in condizioni ambientali avverse, diversa dalla spora fungina che è una forma riproduttiva

17 TERMOFILI Includono organismi che hanno una crescita ottimale ad una temperatura compresa tra 60 e 108 C, e possono svilupparsi a temperature ben superiori ai 100 C. Sono stati isolati da habitat terrestri e marini ad alta temperatura, tra essi vi sono sistemi di sfiato idrotermali riscaldati a livello vulcanico e geotermico come le solfatare, le sorgenti calde naturali e le correnti calde sottomarine. Geyser TERMOFILI Ad es: Pyrococcus Pyrodictium Igneococcus Thermococcus Methanococcus Archaeoglobus MODERATI (50 60 C) IPERTERMOFILI ( C) Sfiato vulcanico eruttante nella profondità marina

18 ALOFILI Gli alofili comprendono batteri e Archeobatteri che hanno una crescita ottimale ad una concentrazione di NaCl superiore a quella dell acqua marina ( >0.6 M NaCl). In generale, i microrganismi alofili sono classificati come alofili moderati se possono crescere ad una concentrazione salina compresa tra 0.4 e 3.5 M di NaCl, e come alofili estremi se essi richiedono una concentrazione di NaCl superiore a 2 M per la loro crescita, e possono crescere ad una concentrazione di 5.5 M di NaCl (32%), corrispondente al punto di saturazione per l NaCl in acqua. Gli alofili sono stati isolati principalmente presso laghi salati, come il Grande Lago Salato dello Utah (salinità >2.6 M), da lagune evaporate e saline costiere con una concentrazione di NaCl compresa tra 1 e 2.6 M. Lago salato Chott al-djeird (Tunisia) ALOFILI MODERATI ( M NaCl) ESTREMI (>2 M NaCl) Ad es: Halobacterium salinarum nel Mar Morto Salina costiera

19 METANOGENI Includono organismi procarioti strettamente anaerobi che producono metano. Alcuni metanogeni sono capaci di crescere al di sopra dei 110 C (Methanopyrus kandleri) o al di sotto di 0 C (Methanogenum frigidum). I metanogeni si accontentano, per il loro metabolismo, dell'energia chimica prodotta da una reazione molto semplice: 4H 2 + CO 2 = CH 4 + 2H 2 O in cui il gas metano (CH 4 ) è prodotto dalla rimozione di elettroni dall'idrogeno gassoso (4H 2 ), in assenza di ossigeno libero. La capacità dei batteri metanogeni viene sfruttata per produrre biogas utile per il riscaldamento o per alimentare le cucine. Ad es. Methanopyrus kandleri Methanosarcina acetivorans Si tratta di anaerobi obbligati, che usano l'idrogeno come fonte di energia e l'anidride carbonica come fonte di carbonio. In tal modo producono metano e questo si accumula nell'ambiente di accrescimento. È il processo attraverso il quale si è formato tutto il metano a nostra disposizione. I Methanopyrus sono abitanti usuali dell'intestino dei ruminanti.

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