I procarioti
Colonizzata SEM 650 Colonizzata SEM 650 I procarioti sono presenti sulla Terra da miliardi di anni I procarioti rappresentano le più antiche forme di vita e anche oggi restano gli organismi più numerosi e maggiormente diffusi sulla Terra.
La vita dei procarioti 3.5 mia anni fa 3 % potenzialmente patogeni 85 % utili all uomo presenti ovunque (adattamento al clima) 1 g terreno 25 mia 1cm 3 latte 25 mio corpo umano 2 kg!!!
Archebatteri ed eubatteri rappresentano le due principali ramificazioni nell evoluzione dei procarioti Costituiti da cellule prive di nucleo e di organuli, al loro interno, i procarioti presentano differenze strutturali così importanti da essere classificati in due diversi domini: gli Eubacteria (eubatteri o semplicemente batteri) gli Archaebacteria (archebatteri o archei).
Procarioti Si distinguono in due gruppi principali: 1.Archaeobatteri: vivono spesso in situazioni di temperatura e ph molto inospitali 2.Batteri: che si distinguono per forma in; Bacilli: a bastoncino; si dividono in Clostridi (anaerobi) e Bacilli (anaerobi e/o aerobi) Cocchi: a sfera; se si dispongono a coppia si chiamano diplococchi, a catena si chiamano streptococchi, a grappolo si chiamano stafilococchi, a forma di cubo si chiamano sarcine Vibrioni: a virgola Spirilli: a spirale Spirochete: con più curve
Colonizzata SEM 12 000 Colonizzata SEM 9000 Colonizzata SEM 3000 I procarioti presentano una grande varietà di forme I procarioti possono presentarsi con una grande varietà di forme: sferica (cocchi); a bastoncino (bacilli); ricurvi e a spirale (vibrioni, spirilli, spirochete). Figure 32.9A C
Batteri sferici
Bacilli
A spirale
A spirale
Dimensioni
Colonizzata TEM 70 000 Le strutture esterne Una delle strutture più importanti che caratterizzano la cellula procariotica è rappresentata dalla parete cellulare, spesso avvolta da una capsula. Capsula
Colonizzata TEM 16 000 I pili sono appendici corte e sottili che permettono ai procarioti di attaccarsi gli uni agli altri, oppure alle rocce presenti nelle acque correnti, o ancora alle pareti interne dell intestino umano. Pili Figura 32.10B
Colonizzata TEM 14 000 La mobilità Numerose specie di batteri e archei sono provvisti di flagelli che consentono loro il movimento. Flagello Membrana plasmatica Parete cellulare Movimento rotatorio del flagello
La riproduzione e l adattamento Uno dei motivi del grande successo dei procarioti è la loro capacità di riprodursi rapidamente quando si trovano in un ambiente favorevole. La maggior parte dei procarioti produce una nuova generazione nell arco di 1-3 ore, ma esistono specie che, in condizioni ottimali, possono riprodursi ogni 20 minuti. Es: Escherichia Coli divisione ogni 20-40 min in 24 h 250'000 mia (2 72 E.Coli)
ASSENZA DI RIPRODUZIONE SESSUALE!
TEM 34 000 Alcuni eubatteri possono formare endospore, che permettono loro di sopravvivere a lungo in condizioni difficili, in uno stato di quiescenza. Endospora Figura 32.10D
0-1 cellula in replicazione 2-4 sviluppo della prespora 6 disidratazione del protoplasto della spora 8 spora liberata grazie a enzima litico B crescita della spora
I tipi di modalità nutritive Molti procarioti sono autotrofi, cioè sono in grado di sintetizzare i propri composti organici a partire da fonti inorganiche. Gli autotrofi sono di due tipi: i fotoautotrofi ricavano energia dalla luce del sole e prelevano gli atomi di carbonio dal diossido di carbonio (CO 2 ); i chemioautotrofi ricavano energia dai prodotti inorganici invece che dalla luce solare.
I procarioti eterotrofi ricavano il carbonio dai composti organici e sono anch essi di due tipi: i fotoeterotrofi ricavano energia dalla luce solare; i chemioeterotrofi ricavano sia il carbonio sia l energia dai composti organici (sono talmente eterogenei che qualsiasi molecola organica può rappresentare un alimento). Figura 32.11A
SEM 2800 Alcuni batteri provocano malattie, cioè sono patogeni I batteri patogeni provocano malattie a causa delle esotossine ed endotossine che producono. Figure 32.14A, B
Tossine Produzione di tossine: ESOTOSSINE: secrete da batteri Es: botulino, colera ENDOTOSSINE: componenti della membrana interna dei batteri..inducono sintomi generali quali febbre, dolori
APPLICAZIONI INDUSTRIALI di enzimi estremofili Molte applicazioni industriali riguardano enzimi provenienti da termofili o ipertermofili: - INDUSTRIA ALIMENTARE (gelati ) PSICROFILI - DETERGENZA - INDUSTRIA DELLA CARTA ALCALOFILI E ACIDOFILI - DETERGENZA ALOFILI - BIOCATALISI IN TERRENI ORGANICI
Gli archebatteri vivono in condizioni ambientali estreme e negli oceani Gli archei o archebatteri sono comuni negli ambienti estremi, come fanghi non ossigenati, laghi salati, sorgenti calde, sorgenti marine idrotermali e il sistema digerente di certi animali. Sono numerosi e abbondanti anche nelle acque oceaniche. Figura 32.12A, B
La depurazione delle acque Procarioti decompositori possono essere usati nella depurazione delle acque e dei liquami e nei disastri petroliferi o nella decontaminazione delle miniere di metallo in disuso. Braccio rotante che spruzza il liquame Letto roccioso coperto di batteri e funghi aerobi Liquami Deflusso Figura 32.15A
Esercizio Descrivi in modo sintetico i diversi ruoli dei procarioti nella biosfera. Quali sono le caratteristiche dei batteri che fanno di questi organismi i più diffusi sul pianeta Terra? Cosa s intende per Gam positivi e quale relazione esistste tra questa particolarità e l azione antibiotica.