CELLULA PROCARIOTE
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Membri dell’ “universo microbico” • Cellule procariote: mancanza di un nucleo ben delimitato all’interno della cellula • Cellule eucariote: presenza di un compartimento nucleare ben definito, maggiore complessità di organizzazione; generalmente più grandi delle cellule procariote Classificazione tassonomica all’interno del mondo microbico • Inizialmente morfologica: forma e grandezza delle cellule, pigmentazione (es. Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Bifidobacterium bifidum, B. longum) • “Ecologica”: Kluyveromyces lactis, Lactobacillus brevis, Ferrobacterium acidophilum • Caratteristiche biochimiche: Deinococcus radiodurans, Acetobacterium • Dallo scopritore: Escherichia coli (Escher) Meccanismi di classificazione tassonomica “rigorosa” dei microrganismi • Acidi grassi presenti nella membrana • Conservazione sequenza 16S RNA (orologio biologico) Classificazione basata su 16S RNA Caratteristiche degli RNA ribosomiali : essenzialità Conservazione Relazione struttura/funzione Alternanza di regioni conservate e regioni variabili Confronto di sequenze da batteri diversi Albero filogenetico basato su conservazione del 16S RNA La classificazione tassonomica molecolare basata su RNA ribosomale Procarioti Bacteria Archaea Eucarya Dominio Bacteria – solo organismi procarioti • Unicellulari (nella quasi totalità) • Presenza di una parete cellulare caratterizzata dalla presenza del peptidoglicano • In grado di sopravvivere a condizioni estreme di temperatura, salinità, pH, etc. • Presenza di speci patogene (una minoranza) • Capaci di produrre ossigeno tramite fotosintesi (una minoranza= cianobatteri) Dominio Archaea – solo organismi procarioti • Diversi da Bacteria per molti aspetti della loro biochimica (es. Meccanismi di trascrizione e di traduzione) • Presenza di parete cellulare priva di peptidoglicano • Molti si trovano in ambienti estremi (es. temperature fino a 90°C=estremofili) • Non sono conosciute specie patogene, né capaci di fotosintesi • Capaci di produrre metano da CO2 (una minoranza=metanogeni) Dominio Eucarya – solo organismi eucarioti • Organismi multicellulari (animali, piante), • Organismi unicellulari eucarioti (=microrganismi eucarioti: alghe unicellulari, protozoi, lieviti, funghi). Virus • NON sono considerati organismi viventi • “Confine” tra materia vivente e non vivente • Patogeni obbligati di altri organismi (dai batteri agli eucarioti superiori) da cui dipendono per la propria replicazione La membrana cellulare (citoplasmatica) Requisito assoluto per tutti gli organismi viventi Negli organismi eucarioti (ed in alcuni procarioti) esistono membrane interne alla cellula Negli organismi procarioti la membrana cellulare divide la cellula tra citoplasma e strutture extracellulari: Parete cellulare Membrana esterna (quando presente) Capsula (quando presente) Strutture proteiche extracellulari (finbrie, flagelli) (quando presenti) La teoria endosimbiontica identifica mitocondri e cloroplasti come “batteri ancestrali” Teoria endosimbiontica per mitocondri e cloroplasti • Organelli quali mitocondri e cloroplasti derivano dall’”ingestione”, rispettivamente, di batteri o alghe o batteri fotosintetici da parte di altri organismi microscopici • La base della teoria endosimbiontica poggia sulla somiglianza tra organelli e cellule procariotiche a livello di dimensioni e aspetti fisiologici (presenza di DNA autonomo, ecc.) Dimensioni dei batteri I BATTERI POSSONO AVERE FORME DIVERSE … COCCHI BASTONCELLI SPIRILLI SPIROCHETE PROSTECATI FILAMENTI … IFE … … E TROVARSI ISOLATI , O IN AGGREGATI CARATTERISTICI DI POCHE CELLULE… diplococco streptococco sarcina stafilococco ifa ANALISI ELEMENTARE Elemento Carbonio % peso Funzione secco 50 Costituente principale del materiale cellulare Ossigeno 20 Azoto 14 Idrogeno 8 Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare Accettore di elettroni nella respirazione aerobica Costituente degli aminoacidi, basi azotate, lipidi complessi, coenzimi, etc. Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare Origine Composti organici; CO2 Composti organici; H2O; CO2; O2 Composti organici NH3; NO3-; N2 Composti organici H2O; H2 ... PO43Composti organici SO42- ; H2S; S0 Composti organici Sali di potassio Sali di Magnesio Sali di Calcio Costituente degli acidi nucleici, nucleotidi, … Partecipa in molte reazioni metaboliche 1 Costituente di metionina e cisteina (aminoacidi), Zolfo glutatione, molti coenzimi 1 Principale catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Potassio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Magnesio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi, Calcio componente delle endospore 0.2 Cofattore per alcuni enzimi, componente dei citocromi e Sali di Ferro Ferro di altre ferro-proteine Sali relativi Mn, Co, Zn, Tracce Cofattori o costituenti di enzimi e coenzimi… Fosforo Cu, Mo, Se … 3
