Forma batterica. Plasmidi. Dimensione della cellula batterica

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1 Regno Batteri Virus Protozoi Prioni Miceti uni/pluricellulari Dimensione della cellula batterica Forma batterica Procarioti: da 0.25 x 1.2 mm m a 1.5 x 4 mm Cocco Bacillo Vibrio-Spirillo Media: 1 x 3 mm m ( (E. coli) Eucarioti: mm m in diametro Spirochete Stelo Ifa Filamentosi Il cromosoma batterico, principalmente a struttura circolare, è costituito da DNA. Il DNA, unico filamento lunghissimo di mm, è chiamato NUCLEOIDE. Spesso i batteri hanno DNA extra cromosomiale: i plasmidi. Plasmidi DNA extra cromosomiale multicopia Codifica per fattori di patogenecità e di resistenza antimicrobica 1

2 La cellula è avvolta da una Membrana Cellulare che racchiude il citoplasma Gram-positivo Gram-negativo Membrana esterna Membrana citoplasma citoplasma Spazio periplasmico peptidoglicano Parete cellulare Involucro rigido al di sopra della membrana citoplasmatica Forma Bastoncini, cocchi,, a virgola,, a spirale Caratteristiche tintoriali Gram, alcool-acido resistenza Organizzazione diversa nei Gram positivi e Gram negativi Sede di antigeni Parete cellulare Presenza di parete cellule fungine Æ chitina (N-acetilglucosamina) cellule vegetali Æ cellulosa (glucosio) Il componenete caratteristico è il peptidoglicano o mureina Peptidoglicano o Mureina Componente strutturale della parete Lunghissimo polimero lineare, stabilizzato da fitti legami trasversali Avvolge la cellula, formando un astuccio rigido e resistente Determina la forma Impedisce il rigonfiamento Acido teicoico Ha specificità antigenica Gram-positivo 2

3 Involucro esterno dei micobatteri Gram-negativo LPS Periplasm Peptidoglycan CAPSULA Micoplasmi e Clamidie I Micoplasmi sono privi di parete cellulare e hanno una membrana cellulare contenente steroli. Cysteine rich protein Major outer membrane protein M O M P Le Clamidie (parassiti endocellulari obbligati) hanno una parete cellulare con una composizione chimica differente; tra l l altro sono privi di peptidoglicano. CRP grande Struttura presente in numerosi batteri sia G- sia G+ Non essenziale è presente in vivo Adesività Adesività Antifagocitaria Capacità Capacità di adsorbire le molecole antimicrobiche I Flagelli Movimenti oscillatori (movimento browniano) Movimento attivo: flagelli (monotrichi o peritrichi) La locomozione avviene attraverso la rotazione del filamento in corrispondenza della struttura basale Involucro mucoso altamente viscoso, costituito da polissaccaridi Pili o fimbrie Più Più corti dei flagelli Adesione alla cellula ospite Coniugazione ( pili F ) Binding of pili to host cells Il movimento avviene grazie all all energia generata durante la fosforilazione ossidativa o per idrolisi dell dell ATP negli anaerobi 5 10 mm 0,2 2 mm 3

4 I batteri si riproducono asessualmente per scissione semplice (o divisione binaria) (i) incremento del volume cellulare (ii) duplicazione del DNA (iii) divisione (formazione del setto) (iv) la membrana cellulare e la parete cellulare si accrescono per separare le due cellule Spore Batteri produttori di endospore: Bacillus e Clostridium Terminale (Clostridium) Centrale (Bacillus) Spore Forme di sopravvivenza molto resistenti La formazione della spora non è una necessità In fase logaritmica non si ha produzione di spore Il processo di sporificazione inizia: per esaurimento delle sostanze nutritive per accumulo di cataboliti Terreni di coltura E un mezzo a composizione idonea per la crescita, la conservazione o il trasporto in vitro di microrganismi. Con il terreno di coltura si cerca di riprodurre un ambiente in grado di soddisfare le esigenze metaboliche del batterio che si desidera coltivare. Chimicamente definito Complesso Minimo Farmaci antibatterici Molecole prodotte da un microrganismo o di sintesi capaci di inibire o distruggere microrganismi e quindi utilizzabili nel controllo delle malattie infettive. Tossicità selettiva Definizione Gli antimicrobici sono delle sostanze tossiche per i batteri a concentrazioni che risultano non dannose per le cellule dell ospite. Bersagli degli antimicrobici sono strutture o vie metaboliche proprie dei batteri. Differenti dai disinfettanti 4

5 Definizione Farmaci antimicrobici: Batteriostatici o Battericidi Antibiotici: prodotti da microrganismi Chemioterapici: prodotti di sintesi Semisintetici Ampio Spettro Chemioterapia antimicrobica: quando un farmaco è usato per il controllo di una infezione Meccanismo d azione d degli antibiotici Bersagli degli antibiotici sono strutture o vie metaboliche proprie dei batteri. Agiscono sui batteri metabolicamente attivi MICETI Caratteri generali Eucarioti / Aerobi / anaerobi facoltativi Immobili /Gram-positivi Unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe) Riproduzione sessuata o asessuata Dimorfismo Micosi ß Infezioni, spesso opportunistiche a cui sono esposti soggetti defedati, immunodepressi o affetti da malattie altamente debilitanti. Azione Patogena Parassitismo diretto Produzione di metaboliti tossici (micotossine) Ultrastruttura della cellula miceliale Ultrastruttura della cellula lievitiforme 5

6 Parete cellulare fungina Morfologia delle muffe Ifa: filamento mono o pluricellulare Unità riproduttiva: conìdio o spora Micelio o tallo: l insieme l delle ife Micelio vegetativo Micelio aereo MODALITA DI RIPRODUZIONE Per mezzo di strutture specializzate che presentano lo stesso assetto cromosomico di tutte le altre cellule miceliali anch esse in grado di generare una colonia: Riproduzione sessuata mediata da spore Riproduzione asessuata mediata da conìdi Dimorfismo fungino: una caratteristica peculiare dei miceti patogeni Morfologia diversa: Lievitiforme nella forma parassitaria o tessutale Miceliale nella forma colturale o vegetativa Probabilmemte dovuto ad adattamento alla diversa temperatura, ph, concentrazione ionica Antibiotici antifungini Meccanismo d Azioned Q Q Bersagli biosintetici Î Sintesi DNA e RNA Î ATPasi delle membrane mitocondriali e vacuolari Bersagli strutturali Î Parete cellulare (chitina) Î Membrana citoplasmatica (ergosterolo, sintesi dei glucani) I Protozoi Eucarioti unicellulari Plurinucleati in alcuni stadi della cellula Eterotrofi per fagocitosi e pinocitosi 6

7 * I Protozoi Locomozione Pseudopodi Ciglia Flagelli Riproduzione asessuata Divisione binaria Riproduzione sessuata Cisti o spore I Protozoi Presenti nel suolo e nelle acque, all interno e all esterno di animali e vegetali Commensali o simbionti Parassiti anche nell uomo I Protozoi Patogeni umani In crescente crescita Mobilità Farmaco-resistenza Opportunisti I Protozoi Giardia intestinalis o lamblia Toxoplasma Plasmodium Trichomonas vaginalis Leishmanie Amebe Plasmodium falciparum, vivax, malariae, ovale I virus I Virus Non erano visibili al microscopio Non potevano essere coltivati Non erano tossine essendo contagiosi Cos è un Virus? 1.I I Virus sono parassiti intracellulari obbligati,, molto piccoli e infettivi. Il genoma virale è composto da DNA o RNA. Il genoma dirige la produzione di nuove particelle virali che vanno a infettare nuove cellule dell ospite. 7

8 DIMENSIONI ESTREMAMENTE RIDOTTE PARASSITISMO ENDOCELLULARE OBBLIGATO ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE A LIVELLO SUBCELLULARE ENTITA BIOLOGICHE DIFFERENTI NON POSSIEDONO ORGANELLI FUNZIONALI DIPENDONO DALL OSPITE: ENERGIA E REPLICAZIONE POSSIEDONO UN SOLO TIPO DI ACIDO NUCLEICO NON POSSIEDONO ENZIMI (eccezioni: Lisozima, Trascrittasi inversa) REPLICAZIONE SOLO CON SISTEMI VIVENTI UOVA EMBRIONATE DI POLLO COLTURE CELLULARI STRUTTURA DEI VIRUS ACIDO NUCLEICO: DNA o RNA CAPSIDE Capsomeri:Unità morfologiche: uno o più polipeptidi CUBICA (o Icosaedrica): poliedro regolare ELICOIDALE: Spirale ENVELOPE o peplos Acquisito durante la maturazione (gemmazione) Glicoproteine (peplomeri) Proteine della matrice ACIDI NUCLEICI VIRALI RNA o DNA Involucro Proteico (Capsomeri) DNA Singolo filamento/lineare Doppio filamento/lineare o circolare (A) Elicoidale (B) Complesso (C) Icosaedrico (D) Peplos Envelope lipidico Acido Nucleico RNA Doppio filamento Singolo filamento RNA DNA Positivo Negativo Architettura del Capsìde Struttura elicoidale Due strutture principali: Elicoidale & Icosaedrica Capsomeri:Unità morfologiche: uno o più polipeptidi 8

9 Struttura Icosaedrica Composta da una o due differenti proteine Virus a struttura complessa Batteriofago: testa icosaedrica, coda elicoidale, fibre per l attacco Batteriofago lambda Adenovirus virus a struttura icosaedrica senza peplos E. coli batteriofagi Batteriofagi Classificazione virale Classificazione virale 9

10 FARMACI ANTIVIRALI Sulle fasi precoci di interazione virus-cellula Amantadina (impedisce la spoliazione o svestimento) Sulla replicazione degli acidi nucleici virali Analoghi strutturali dei nucleosidi come aciclovir (guanosina) zidovudina e AZidoTimidina (timidina), Sulla traduzione degli RNA messaggeri virali Interferone Sulla fase di assemblaggio dei virus Rifampicina Sulla inibizione delle proteasi Formazione di particelle virali immature: saquinavir, ritonavir DIAGNOSI DIRETTA Isolamento virus in sistemi cellulari: e uova di pollo, cavie, colture cellulari Osservazione al microscopio Ricerca antigeni (ELISA, RIA) Determinazione di acidi nucleici virali e ibridizzazione, amplificazione genica INDIRETTA Ricerca anticorpale (ELISA, RIA) Cosa sono i Prioni? Il prione ( (proteinaceous infectious only) consiste di una proteina infettante che trasforma una proteina normale dell ospite chiamata PrP C (Cellular prion protein), o PrP,, in una simile a se stessa (PrP Sc [Scrapie]). Perché un prione è dannoso? PrP C è convertita in PrP Sc PrP Sc non viene digerita dalle Proteasi PrP Sc si accumula nelle cellule cerebrali PrP Sc causa degenerazione delle cellule del cervello con conseguente morte del soggetto! Differenze strutturali tra PrP C e PrP Sc PrP C PrP Sc 43% a helix 34% a helix 3% b sheet 43% b sheet PrP C PrP Sc 10

11 Encefalopatie spongiformi subacute Animali Scrapie : pecora TME : visone CWD : cervidi BSE : mucca Uomo CJD : Malattia di Creutzfeld - Jacob GSS : Sindrome di GerstmannStraussler - Scheinker FFI : Fatal Familial Insomnia Alpers Syndrome Perché Perché il cervello? L accumulo della PrPSc non è cervello-specifico L Attivazione degli astrociti 1. Porta a deterioramento fisiologico 2. Gli Astrociti supportano la conversione dei prioni 11