Campi di studio della microbiologia

Divisione batterica
Divisione
batterica
Replicazione del cromosoma
batterico
Replicazione
del cromosoma
batterico
Replicazione del DNA
Divisione batterica
Formazione del setto
nella divisione
batterica
Fissione
binaria in
Escherichia
coli
Bacillo in divisione
Cocchi in
divisione
Streptococchi a vari stadi di divisione
Velocità di crescita di alcuni batteri
Microrganismo
°C
Tempo di
duplicazione

Bacillus stearothermophilus
60
8,4 minuti

Vibrio natriegens
37
9,6 minuti

Escherichia coli
40
21 minuti

Bacillus subtilis
40
25,8 minuti

Pseudomonas putida
30
45 minuti

Vibrio marinus
15
81 minuti

Rhodobacter sphaeroides
30
132 minuti

Mycobacterium tuberculosis
37
6 ore

Nitrobacter agilis
27
20 ore
Terreni di coltura in batteriologia
Liquidi
 di arricchimento
 di arricchimento selettivo
Solidi
- solidificabili: contengono agar all'1-2% (fonde a 100 °C e
solidifica a 45 °C)
- solidificati: contengono sostanze proteiche che, se
riscaldate, vengono denaturate, solidificando
 di isolamento
 di isolamento selettivo
Di trasporto
 semisolidi (contengono agar allo 0,5%)
 liquidi (soluzioni saline tamponate)
Curva di crescita batterica
Fattori ambientali che condizionano la crescita batterica
Temperatura: tutti i batteri sono caratterizzati da un
intervallo di temperatura in cui possono crescere;
all’interno di tale intervallo vi è un optimum di
replicazione, che in genere è molto prossimo al limite
superiore dell’intervallo.
In base alla temperatura di crescita i batteri si dividono in
tre gruppi:
Temperature di
crescita batterica
Psicrofili (o criofili): crescono tra
circa –5 e 20 °C;
optimum di sviluppo intorno ai 15 °C.
Mesofili: crescono tra circa 20 e 45
°C;
optimum di sviluppo intorno ai 37 °C.
Termofili: crescono tra circa 40 e
oltre 90 °C;
optimum di sviluppo intorno ai 60 °C.
Condizioni ambientali estreme di
crescita microbica
Stress
Condizioni ambientali
Microrganismi
Temperatura
110-113°C, profondità marine
Pyrolobus fumarii
Methanopyrus kandleri
Pyrodictium abyssi
Pyrococcus abyssi
Thermus
Sulfolobus
Thermothrix thiopara
Chlamydomonas
Halobacterium
Halococcus
Saccharomyces
Thiobacillus
Picrophilus oshimae
Bacillus
67-102°C, sedimenti marini
85°C, sorgenti calde
75°C, sorgenti sulfuree calde
Stress osmotico
13-15% NaCl
25% NaCl
pH acido
< pH 3,0
pH basico
pH 0,5
 pH 10,0
Acqua disponibile
aw = 0,6-0,65
Temperatura e pH basso
85°C, pH 1,0
Pressione
500-1,035 atm
Torulopsis
Candida
Cyanidium
Sulfolobus acidocaldarum
Colwellia hadaliensis
Radiazione
1,5 milioni di rad
Deinococcus radiodurans
Temperature di crescita batterica
Fattori ambientali che condizionano la crescita batterica
Atmosfera: in base alla percentuale di ossigeno (o di altri gas)
richiesta nell’atmosfera di incubazione i batteri si dividono in:
 Aerobi obbligati: crescono solo in presenza di ossigeno
atmosferico (21%)
 Aerobi facoltativi (o anaerobi facoltativi): crescono
indifferentemente in presenza o in assenza di ossigeno (ma
generalmente la crescita è più rigogliosa in sua presenza)
 Anaerobi obbligati stretti: crescono solo in assenza di
ossigeno atmosferico e muoiono se esposti all’ossigeno
 Anaerobi obbligati aerotolleranti: crescono in assenza di
ossigeno ma ne sopportano l’esposizione, per tempi e/o a
concentrazioni variabili (generalmente 2-8%)
 Microaerofili: crescono in presenza di ossigeno atmosferico
ma lo sviluppo è più rigoglioso a concentrazioni inferiori (218%)
 Capnofili: richiedono una concentrazione di CO2 maggiore
(10%) di quella contenuta nell’atmosfera (0,03%)
Fattori ambientali che condizionano la crescita batterica
pH: per la maggior parte dei batteri l’intervallo consentito è
compreso tra 5 e 8; l’optimum è compreso tra 6,5 e 7,5: nei
terreni di coltura viene mantenuto costante da sistemi tampone
(il più usato: K2HPO4 + KH2PO4).
In base al pH di crescita i batteri si dividono in tre gruppi:
 Alcalofili: pH compreso tra 7 e 11 (optimum 10)
 Neutrofili: pH compreso tra 4 e 9 (optimum 7)
 Acidofili
 facoltativi: crescono meglio a pH acido ma si sviluppano
anche a pH 7
 obbligati: crescono solo a pH acido (intorno a 3 o inferiore)
Pressione osmotica: la concentrazione di NaCl nei terreni di
coltura generalmente riflette quella fisiologica plasmatica
(0,9%).
Umidità: la presenza di acqua libera nei terreni solidi è di vitale
importanza.
Colonie batteriche su piastra
Piastre di diversi terreni di coltura
Colonie di Bacillus anthracis con
caratteristica morfologia a “caput medusae”
6X
28 X
Tipi nutrizionali dei microrganismi in
funzione della fonte di energia e di carbonio
Tipo
Fonte di
energia
Fonte di carbonio Microrganismi
FOTO AUTOTROFI
Luce
CO2
FOTOETEROTROFI
Luce
Composti organici Batteri rossi non
sulfurei, fotosintetici
CHEMIOAUTOTROFI
Composti
inorganici
CO2
CHEMIOETEROTROFI Composti
organici
Alghe verdi-blu
Batteri fotosintetici
Solfo-, ferro-,
ammonio-batteri;
numerosi tipi di
batteri metanoproduttori
Composti organici Protozoi, funghi, la
maggior parte dei
batteri (tutti i batteri
di interesse medico)
METABOLISMO
Caratteri generali dei processi
catabolici e anabolici
Catabolici
Anabolici
Scambio energetico
Esoergonico
Endoergonico
Tipo di reazione
Ossidativa
Riduttiva
Natura della conversione
Molecole complessesemplici
(degradativa)
Molecole semplicicomplesse
(biosintetica)
Substrati
Prodotti
Contenuto energetico
maggiore nei……….
GLICOLISI
Metabolismo dell’acido piruvico
Ciclo di Krebs
Anabolismo di Escherichia coli