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SPORa batterica Alcuni batteri Gram+ sono capaci, in particolari condizioni ambientali, di sviluppare una forma di resistenza detta SPORA. La produzione della spora non è una modalità di riproduzione batterica, in quanto da 1 cellula →1 spora. ESOSPORE e endospore ATTENZIONE! Numerosi organismi producono cellule dette SPORE, che sono agenti di dispersione, dette ESOSPORE (esempio: miceti) che si formano dal distacco delle estremità delle cellule filamentose fungine e degli actinomiceti, e si disperdono nell’aria per iniziare una nuova crescita filamentosa in qualche altro luogo. INVECE: Alcuni batteri formano cellule completamente differenti, anch’esse considerate SPORE: le ENDOSPORE, così definite perché si sviluppano all’interno di un’altra cellula. Le endospore sono agenti finalizzati alla sopravvivenza della cellula, e non agenti di dispersione. Genere Proprietà Bacillus Aerobi-anaerobi facoltativi; include endospore maggiormente studiate; comprende importanti specie patogene (Es: antrace) Clostridium Anaerobi; comprende importanti specie patogene (Es: tetano, botulismo, gangrena gassosa) Thermoactinomyces Aerobi termofili, correlati a Bacillus Sporolactobacillus Batteri acido-lattici Sporosarcina Cocchi aerobi obbligati (i soli cocchi formanti endospore), con cellule disposte a 4 o 8 elementi Sporotomaculum Anaerobi che fanno respirazione anaerobica, usando il solfato come accettore ultimo di elettroni Sporomusa Anaerobi, formanti acetato Sporohalobacter Anaerobi, resistenti ai Sali, presenti nel Mar Morto Disposizione SPORa a) spora centrale b) spora subterminale c) spora terminale; d) spora terminale con rigonfiamento dello sporangio Per aumentare la sopravvivenza durante i periodi di condizioni ambientali avverse, i bacilli Gram+ dei generi Bacillus (aerobi) e Clostridium (anaerobi), formano una cellula dormiente (metabolicamente inattiva) altamente resistente, detta ENDOSPORA. Questa può essere liberata dalla cellula di origine come SPORA LIBERA. Può resistere anche anni in attesa di condizioni idonee per “risvegliarsi”: contribuisce alla diffusione delle malattie. SPORULAZIONE La cellula batterica subisce una divisione del materiale nucleare come se dovesse riprodursi normalmente, ma in questo caso le cellule figlie non si separano tra loro. Una delle due, la futura spora, si circonda invece di un involucro resistentissimo, si disidrata e resta all'interno della cellula sorella (sporangio). La sporogenesi richiede 6-8 ore. SPORULAZIONE: come avviene? Quando le condizioni ambientali sono sfavorevoli, si attiva un gene che produce la proteina Spo0A, che innesca il processo di sporulazione, che si divide in stadi: dallo stadio 0 (momento subito prima dell’inizio), allo stadio VII (endospora matura). Il nucleoide si allunga dando il filamento assiale. La cellula inizia a dividersi con un setto polare. La cellula madre “fagocita” la prespora, che è così circondata da 2 membrane, tra le quali c’è una corteccia di mureina. Fuori dalle 2 membrane si forma una tunica, che viene circondata da uno strato esterno sottile (esosporio). All’interno la prespora sintetizza grandi quantità di acido dipicolinico (assente nelle cellule vegetative) e si disidrata. Al termine la cellula madre può rilasciare la spora matura. Es: Spora di Clostridium tetani quasi completamente sviluppata. La spora può essere liberata dallo sporangio (spora libera). Fotografia a ME di spora libera di Bacillus cereus. Si vede lo strato di peptidoglicano trasparente (corteccia), gli strati della tunica (coat) e l’esosporio lasso che circondano il core. Struttura della spora batterica Core: nucleoide e citoplasma con scarsissima componente acquosa Membrana interna Corteccia: formata da 2 STRATI di peptidoglicano simili a quelli della forma vegetativa (uno interno compatto e uno più lasso esterno) Membrana esterna Tunica: rivestimento proteico similcheratinico (coat). Esosporio: di natura fosfolipoproteica simile alla membrana citoplasmatica, residuo dello sporangio. caratteristiche SPORA Una spora è completamente INATTIVA, senza alcun processo metabolico osservabile, non contiene ATP. La sua parte interna (core) è fortemente DISIDRATATA e assume acqua solo al momento della germinazione. La spora contiene un’alta concentrazione di calcio legato all’ ACIDO DIPICOLINICO Tale disidratazione è alla base della particolare resistenza. Resistenza della SPORa • Resiste alla penetrazione di sostanze estranee • Resiste all’essiccamento, alle radiazioni gamma e ultraviolette • Sopravvive al calore (anche > 100°C) • Resiste anche per anni nell’ambiente esterno Le spore sono tra le forme di vita conosciute più resistenti. Infatti le procedure di STERILIZZAZIONE vengono valutate in base alla loro capacità di uccidere le spore. In mancanza di un’autoclave, per eliminare le spore si ricorre alla tindalizzazione (da Tyndall, lo scienziato che la ideò): si fa bollire il vasetto per un certo tempo, poi lo si lascia raffreddare, il giorno dopo lo si fa bollire di nuovo. In questo modo le spore germinano ed i batteri originati da esse vengono uccisi nelle bolliture successive. Un batterio sporigeno pericolosissimo talvolta presente negli alimenti conservati è il Clostridium botulinum, che provoca un'intossicazione (botulismo) generalmente mortale. germinazione DELLA SPORA Quando le condizioni ambientali diventano favorevoli (acqua, calore, sostanze nutritive), la spora germina liberando la cellula batterica. La germinazione della spora avviene quando questa assorbe H2O, rigonfiandosi e lasciando uscire una nuova cellula vegetativa. Durata del processo di germinazione della spora: 90 minuti. E’ il processo inverso alla sporogenesi e inizia con l’attivazione che comporta la distruzione del rivestimento esterno. Richiede presenza di H2O, fattori nutrizionali ed una temperatura adeguata.
