Campi di studio della microbiologia
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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 complessesemplici (degradativa) Molecole semplicicomplesse (biosintetica) Substrati Prodotti Contenuto energetico maggiore nei………. GLICOLISI Metabolismo dell’acido piruvico Ciclo di Krebs Anabolismo di Escherichia coli
