METABOLISMO E CRESCITA MICROBICA

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1 METABOLISMO E CRESCITA MICROBICA

2 CRESCITA MICROBICA Riproduzione dei Microrganismi a- Scissione b-crescita apicale c- Gemmazione Scissione Batteri Alghe alcuni Lieviti

3 CRESCITA MICROBICA Crescita apicale - Funghi CRESCITA MICROBICA Gemmazione - Lieviti Basidiomiceti Budding yeast Penicillium

4 CRESCITA MICROBICA Tempo di generazione 30 minuti n cellule = = 5,5x10 7 = Log 10 7,74 Crescita esponenziale

5 Determinazione del tempo di generazione di un microrganismo Crescita esponenziale =1-2 1 =2 2 2 =4-2 3 = n (Esponenti = Numero di generazioni) N = N 0 X 2 n N 0 = numero al t 0 N = numero al t n = generazioni al t Log N = Log N 0 + log 2 n = Log N 0 + nlog 2 n= LogN - Log N 0 numero Log2 di generazioni R = n t = velocità di crescita G = t n = tempo di generazione

6 Curva di crescita di una coltura microbica

7 Curva di crescita di una coltura microbica

8 Misura dell accrescimento microbico Determinazione della massa cellulare Peso Secco Peso umido - Determinazione dell N2 attività (Consumo O2, Produzione CO2) Misura della torbidità metaboliche Organismi unicellulari assorbanza proporzionale al numero di cellule Curve standard

9 Determinazione della concentrazione cellulare Conta diretta (Microscopio)

10 Determinazione della concentrazione cellulare Conta indiretta (vitale) -Conta in piastra delle Unità Formanti Colonie UFC

11 Conta indiretta (vitale) - Conta per diluizioni successive Conta su substrato solido Conta su substrato liquido - Metodo del numero più probabile MPN

12 Sincronizzazione delle colture microbiche Metabolismo Sbalzi termici Affamamento Illuminazione Fisici Filtrazione Centrifugazione

13 Colture continue Effetti ambientali sulla crescita microbica - Temperatura - ph - aw - Potenziale ossido-riduttivo - Natura terreno di coltura - Sostanze tossiche - Enzimi del substrato Chemostato

14 Genetica microbica Variazione Genetica Mutazioni Ricombinazione genetica a- Adattamento Fisiologico b- Adattamento Genetico Isolamento dei mutanti Replica Plating

15 Mutazioni -Spontanee -Indotte Cambiamenti nella sequenza del DNA Transizioni Purina con Purina Pirmindina con Pirimidina Transversioni Purina con Pirmindina o viceversa Mutazioni puntiformi Sostituzione di basi Possibile effetto delle mutazioni

16 Inserzione Delezione Mutazioni con scivolamento della fase di lettura

17 Mutageni Chimici Analoghi di basi -Bromouracile -2-Aminopurine Agenti mutageni Agenti che interragiscono con il DNA -Acido Nitroso (Deaminazione) -Idrossilamina (Reazione con C) Agenti Alchilanti Nitrosoguanidina Intercalanti Acridine, Bromuro di etidio

18 Agenti mutageni fisici e chimici e loro azione

19 Agenti mutageni Radiazioni Formazione radicali liberi (OH ) Mutageni Biologici Trasposni Sequenze di inserzione Virus Mutagenesi Diretta DNA Ricombinante DNA Sintetico

20 Sistema di regolazione SOS - Riparazione danni del DNA

21 Ricombinazione Genetica R. Omologa Due elementi genetici distinti vengono incorporati nello stesso elemento Cellule Eucariotoiche che Procariotiche) Ricombinazione Omologa o Generale

22 Ricombinazione Genetica Naturale nei Batteri 1-Trasformazione 2-Trasduzione 3-Coniugazione Trasfomazione Esperienze di Griffith Cellule competenti assorbono qualunque tipo di DNA esogeno

23 Tappe della Trasformazione Induzione artificiale della competenza: Sali Ca, Elettroporazione

24 Ricombinazione Genetica Trasduzione Trasferimento di DNA tramite Virus Trasduzione Generalizzata

25 Ricombinazione Genetica Trasduzione Specializzata Infezione mista Fago Lambda Fago Helper

26 Ricombinazione Genetica - Coniugazione Trasferimento dei geni mediato da Plasmidi Plasmide F Coniugativo Plasmidi di Resistenza

27 Plasmidi Fisiologici -Ossidazione a.a. Aromatici, -Fermentazione lattosio, -Nodulazione e Fissazione Simbiotica dell N2 Plasmidi di Virulenza (Tossine, emolisine) Agrobacterium tumefaciens

28 Plasmidi Col Batteriocine, Antibiotici Plasmidi ingegnerizzati

29 Ricombinazione Genetica -Coniugazione

30 Ricombinazione Genetica Coniugazione Integrazione del Plamide F nei siti specifici e formazione di una cellula Hfr