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: come avviene?
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
La spora è una struttura DISIDRATATA, PLURISTRATIFICATA e PROTETTIVA.
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.
Tale disidratazione è alla base della particolare resistenza.
La spora contiene un’alta concentrazione di calcio legato all’
ACIDO DIPICOLINICO-.
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.
