lez. 2. Cenni di microbiologia

Microbiologia industriale
batteri
funghi (lieviti e muffe)
alghe
La coltura microbica usata in un bioprocesso brevettato costituisce parte integrante
ed essenziale del procedimento ed è, quindi, protetta dal brevetto
(1949, U.S.A.)
I microrganismi:
Dove sono?
Sono ubiquitari : aria, acqua, suolo, ambienti estremi, associati a piante e animali
Quanti sono?
In un cucchiaino di terra 3 106 , su un cm2 di pelle umana 100.000,
nel corpo umano 1-2 kg
A che servono?
Ruolo fondamentale nei cicli biogeochimici (C, N, S), nella produzione di
ossigeno molecolare
Impiego in vari settori dell’attività umana
Small things considered
Microbe world
Biotecnologie
http://schaechter.asmblog.org/
www.microbeworld.org/
Baia di San Francisco, sta
Microrganismi su piastre Petri
Muffa
Lievito
Batteri
Popolazione microbica
Coltura microbica
Su substrato solido
In terreno liquido:
Coltura sommersa
Nomenclatura dei microrganismi
Sistema ideato da Carlo Linneo (1707-1778)
-ogni organismo ha due nomi (Escherichia coli)
nome del genere –maiuscola (Escherichia)
nome della specie –minuscola (coli)
-il nome può essere abbreviato (E. coli)
notazioni :
Escherichia sp (nessuna particolare specie microbica)
Escherichia spp (tutte le specie di quel genere)
Animali
Piante
Funghi
3 dominii: Bacteria, Archaea, Eucarya
Cellula procariote: Escherichia coli
Cellula eucariote: Saccharomyces cerevisiae
Il più piccolo eucariote: l’alga unicellulare Ostreococcus tauri
Mitosi: cellule eucariote
Batterio: Escherichia coli
Fungo (lievito): Saccharomyces cerevisiae
Fungo (muffa): Penicillium notatum
Microbiologia industriale
batteri
funghi (lieviti e muffe)
alghe
Batteri : procarioti
parete costituita da peptidoglicano
talvolta sporigeni
fotosintetici, chemiosintetici
Morfologia dei batteri
Gram-positive (blu-violetto): cocchi Gram-negative (rosa-rosso): bacilli
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
90%
10%
la parete, oltre ad avere la funzione di impartire una forma alla cellula, ha
quella, fondamentale, di proteggerla dalla lisi osmotica.
Parete (batteri) : Peptidoglicano o mureina di E. coli
1. Colorazione di Gram
1. Colorazione con
cristal-violetto:
tutte le cellule
appaiono blu-viola
2. Fissaggio del
colore: aggiunta di
iodio in ioduro di
potassio
(mordenzante)
2. Colorazione di Gram
3. Lavaggio e
decolorazione con
alcol: Gram-positivi
appaiono violetti; i
Gram-negativi
appaiono incolori
4. Colorazione di
contrasto con fucsina: i
Gram-positivi restano
violetti, Gram-negativi
rossi.
Batteri Gram-positivi : batteri lattici
Lactobacillus bulgaricus
(insieme a Streptococcus lactis è
impiegato nella produzione di
yogurt)
Batteri Gram-negativi: E. coli
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
• la sua presenza nelle falde acquifere è un indicatore di inquinamento fecale
• il batterio più studiato. E’ stato ingegnerizzato per la produzione di insulina,
antitumorali, ormone somatotropo
Batteri sporigeni
Bacillus sp, Clostridium sp
La spora batterica
forma di resistenza
per la sopravvivenza in
condizioni ambientali
avverse,
(diversa dalla spora
fungina che è una
forma riproduttiva)
Da Bailey JE, Ollis D. Biochemical Engineering Fundamentals , McGraw-Hill Int. Ed.
Microbiologia industriale
batteri
funghi (lieviti e muffe)
alghe
Funghi: eucarioti
chemiosintetici (chemioorganotrofi)
parete caratteristica, diversa dalle Piante
funghi superiori
multicellulari
lieviti
unicellulari
muffe
Funghi (muffe)
Il lievito convenzionale : Saccharomyces cerevisiae (budding yeast)
unicellulare,
adattato a substrati contenenti zuccheri semplici
facilmente coltivabile
GRAS, Generally Regarded As Safe
modello per lo studio dei processi biochimici, metabolici, molecolari degli eucarioti
produttore di etanolo (bevande alcoliche), lievito per panificazione, vitamine,
enzimi, biofarmaci
Modalità di riproduzione
batteri
lievito
Funghi
(muffe)
Attinomiceti
Procarioti
Chemiosintetici
Filamentosi (pseudo-ife)
Habitat: suolo
Produttori di antibiotici