Membri dell universo microbico

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1 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

2 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)

3 Meccanismi di classificazione tassonomica rigorosa dei microrganismi Acidi grassi presenti nella membrana Conservazione sequenza 16S RNA (orologio biologico)

4 Classificazione basata su 16S RNA Caratteristiche degli RNA ribosomiali : essenzialità Conservazione Relazione struttura/funzione Alternanza di regioni conservate e regioni variabili Confronto di sequenze da batteri diversi Albero filogenetico basato su conservazione del 16S RNA

5 La classificazione tassonomica molecolare basata su RNA ribosomale Bacteria Procarioti Archaea Eucarya

6 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)

7 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 CO 2 (una minoranza=metanogeni)

8 Dominio Eucarya solo organismi eucarioti Organismi multicellulari (animali, piante), Organismi unicellulari eucarioti (=microrganismi eucarioti: alghe unicellulari, protozoi, lieviti, funghi).

9 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

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11 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)

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13 La teoria endosimbiontica identifica mitocondri e cloroplasti come batteri ancestrali

14 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.)

15 Dimensioni dei batteri

16 I BATTERI POSSONO AVERE FORME DIVERSE COCCHI BASTONCELLI SPIRILLI SPIROCHETE PROSTECATI FILAMENTI IFE

17 E TROVARSI ISOLATI, O IN AGGREGATI CARATTERISTICI DI POCHE CELLULE diplococco streptococco sarcina stafilococco ifa

18 Elemento % peso Funzione Origine secco Carbonio 50 Costituente principale del materiale cellulare Composti organici; CO 2 Ossigeno 20 Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare Accettore di elettroni nella respirazione aerobica Composti organici; H 2 O; CO 2 ; O 2 Azoto 14 Costituente degli aminoacidi, basi azotate, lipidi Composti organici complessi, coenzimi, etc. NH 3 ; NO - 3 ; N 2 Idrogeno 8 Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare Composti organici Fosforo 3 Costituente degli acidi nucleici, nucleotidi, Partecipa in molte reazioni metaboliche Zolfo 1 Costituente di metionina e cisteina (aminoacidi), glutatione, molti coenzimi H 2 O; H 2... PO 4 3- Composti organici 2- SO 4 ; H 2 S; S 0 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 Ferro 0.2 Cofattore per alcuni enzimi, componente dei citocromi e Mn, Co, Zn, Cu, Mo, Se ANALISI ELEMENTARE di altre ferro-proteine Tracce Cofattori o costituenti di enzimi e coenzimi Sali di Calcio Sali di Ferro Sali relativi