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
…
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