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PROTISTI
I protisti (o protoctisti) sono un gruppo eterogeneo e
polifiletico di organismi, che comprendono quegli eucarioti che
non sono considerati né animali né piante o funghi.
In pratica si tratta di un raggruppamento nel quale gli organismi
non hanno molto in comune a parte un'organizzazione
abbastanza semplice (unicellulare o multicellulare senza tessuti
altamente specializzati).
Quindi, il regno dei protisti è una categoria residuale,
artificiosa, una sorta di contenitore per tutti gli organismi non
inseribili in altri regni.
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I protisti sono stati divisi tradizionalmente in parecchi
gruppi basati sulla somiglianza con animali, piante o
funghi:
• Protozoi (protisti simili ad animali)
• Alghe (o "protofite“, protisti simili a piante)
• Funghi inferiori (protisti simili a funghi)
Questi raggruppamenti possono facilmente sovrapporsi.
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PROTOZOI
I protozoi sono organismi per lo più unicellulari (autotrofi o
eterotrofi) e mobili, che si nutrono per fagocitosi (la fagocitosi
è la capacità posseduta da diverse cellule di ingerire materiali
estranei e di distruggerli), sebbene ci siano numerose eccezioni.
Hanno dimensioni dell’ordine di 0.01-0.5 mm.
Sono provvisti di tutti gli organuli cellulari e di organi
fotosensibili. Si muovono tramite flagelli, ciglia o pseudopodi
(estroflessioni mobili presenti nelle amebe).
Si conoscono oltre 35,000 specie di protozoi.
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amebe
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I protozoi popolano mari, acque salmastre e dolci, terreni umidi.
Attecchiscono e si diffondono rapidamente ovunque, specialmente
su materiali in decomposizione, sono sovente parassiti (infettivi) di
altri organismi vegetali e animali, conducono spesso vita in
simbiosi. In mare costituiscono buona parte del plancton e del
benthos.
La riproduzione è varia e complessa. Accanto a protozoi che si
moltiplicano asessualmente, per divisione semplice o multipla o
per gemmazione, ve ne sono altri che si riproducono per via
sessuata; altri ancora presentano alternanze di generazioni
sessuate e asessuate che spesso differiscono morfologicamente tra
loro.
Partecipano a vari processi industriali quali il trattamento biologico
delle acque di scarico.
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ALGHE
Con il termine alga s'indica comunemente un organismo di
struttura semplice, autotrofo, unicellulare o pluricellulare, che
produce ossigeno e che non presenta una differenziazione in
tessuti veri e propri.
Tutte le alghe possiedono un tipo comune di clorofilla per la
fotosintesi: la clorofilla a.
Le alghe sono state recentemente separate in vari gruppi di
eucarioti, sebbene tale tassonomia sia ancora assai incerta e vari
in modo considerevole da autore ad autore.
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Alghe unicellulari
Si trovano vicino alla superficie delle distese di acqua, dove la
luce è più abbondante.
Sono costituite da un'unica cellula, completamente
autosufficiente.
Fanno parte del fitoplancton, hanno quindi un ruolo basilare
come produttori nelle catene alimentari, da cui dipende la vita
degli animali acquatici. Inoltre riforniscono l'atmosfera di grandi
quantità di ossigeno.
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Alghe pluricellulari
Vivono generalmente in acque poco profonde. Sono
caratterizzate da forme particolari e da colori diversi dovuti ai
pigmenti accessori, grazie ai quali utilizzano tutto lo spettro della
luce. L'acqua funge da filtro per le varie radiazioni dello spettro
visibile.
Le alghe verdi, si trovano più vicine alla superficie dell'acqua,
assorbono la luce rosso-arancio che ha lunghezze d'onda
maggiori e che viene arrestata per prima.
A profondità maggiori si trovano le alghe brune che assorbono i
raggi blu-verdi (più penetranti).
Ancora più in basso è l'habitat delle alghe rosse che assorbono la
tenue luce blu in grado di penetrare ancora più in profondità.
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FUNGHI
Il regno dei funghi, dal latino fungi o miceti, comprende più di
100,000 specie di organismi aventi le seguenti caratteristiche:
• Alimentazione eterotrofa.
• Completa mancanza di tessuti differenziati e di elementi
conduttori.
• Sistema riproduttivo attraverso elementi detti spore (e non
attraverso uno stadio embrionale come avviene per animali e
piante).
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Le spore sono cellule disidratate, in grado di disperdersi
nell'ambiente, resistere a condizioni avverse e,
successivamente, generare (o rigenerare) un individuo vitale, in
habitat adatti alle loro condizioni di vita (temperatura ottimale,
presenza di acqua e di sostanze nutrienti).
Al regno dei Funghi in senso stretto appartengono organismi, da
molto semplici, unicellulari a più complessi, pluricellulari con
struttura vegetativa organizzata in cellule filamentose dette ife o
micelio primario.
A differenza delle cellule vegetali, che hanno una parete
costituita prevalentemente da cellulosa, la parete cellulare dei
funghi è costituita da un altro polisaccaride, la chitina, polimero
presente anche nell'esoscheletro degli Artropodi (insetti, ragni,
crostacei).
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CHITINA
poly(N-acetil-1,4-β-D-glucopiranosamina
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LIEVITI
I lieviti sono un gruppo di funghi, formati da un unico tipo di
cellula eucariote, che può avere una forma ellittica o sferica.
Le dimensioni medie sono di 5-30 micron.
Sono state catalogate più di mille specie di lieviti.
Alcune sono comunemente usate per lievitare il pane e far
fermentare le bevande alcoliche. La maggior parte dei lieviti
appartengono al gruppo degli Ascomiceti.
Il lievito più comunemente usato è Saccharomyces cerevisiae,
che è "addomesticato" da migliaia di anni per la produzione di
vino, pane e birra.
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I lieviti si possono riprodurre asessualmente per gemmazione
o per scissione:
La gemmazione è una forma di riproduzione asessuata per cui
da una cellula madre viene prodotta una protuberanza
chiamata gemma (gemma=blastos); questa gemma giunta a
maturità, si separa dalla cellula madre lasciando la cicatrice
del distacco (una cellula può gemmare fino a 40 volte).
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La scissione, detta anche schizogamia, avviene con la
formazione di un setto trasversale al centro della cellula, senza
alcuna strozzatura delle pareti originali della cellula madre;
quando il processo è completo si divide in due parti uguali e
distinte, tali da permettere la separazione delle due nuove
cellule.
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Respirazione/fermentazione
Mentre alcuni lieviti utilizzano esclusivamente la respirazione
aerobica, altri, in assenza di ossigeno, possono utilizzare un
processo diverso chiamato fermentazione.
I lieviti fermentanti producono energia convertendo gli zuccheri
in anidride carbonica ed etanolo.
Nella fermentazione delle bevande alcoliche è utile la produzione
dell'etanolo, mentre nella lievitazione del pane l'anidride
carbonica gonfia la pasta e l'alcool (etanolo) evapora durante la
cottura.
Esempio, a partire da un substrato di glucosio:
C6H12O6 (glucosio) → 2CH3-CH2-OH+CO2
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MUFFE
Sono un sottogruppo dei funghi.
Sono organismi eucarioti pluricellulari con un corpo
filamentoso (diametro 5-10 micron) e ramificato.
I filamenti sono detti ife e l’aggregato di ife è detto micelio
Dentro le ife c’è una massa mobile di citoplasma contenente
molti nuclei.
Le muffe non contengono clorofilla.
La riproduzione, che può essere sessuata o asessuata, è
tipicamente realizzata tramite spore, rispettivamente sessuali
e asessuali.
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micro
macro
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Sono organismi molto resistenti e versatili, che possono
sopravvivere ed accrescersi anche in condizioni insopportabili per la
maggior parte dei batteri.
Quasi tutte strettamente aerobie, di solito richiedono un
consistente apporto di O2.
Aderiscono ad un substrato che è quasi tutto utilizzato per
l’aumento della biomassa.
L’accrescimento è più lento che nei batteri, per cui le coltivazioni
sono soggette a contaminazioni (per ridurre questo rischio
conviene lavorare a pH piuttosto acidi, dato che i batteri hanno
spesso un pH ottimale per la crescita più alto delle muffe).
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COLTURE CELLULARI
Cellule eucariotiche provenienti dalla dissociazione di tessuti
animali possono essere mantenute in vita in colture cellulari per
tempi anche molto lunghi.
A differenza degli organismi unicellulari, le cellule degli organismi
pluricellulari non sono adattate ad una vita autonoma e la loro
sopravvivenza dipende dalla disponibilità di un numero elevato di
sostanze (zuccheri, aminoacidi, lipidi, vitamine, ioni etc.) che le
cellule non sono in grado di procurarsi da sole e che
normalmente sono presenti in quantità ben controllate
all'interno del tessuto in cui esse si trovano.
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Le cellule sono anche molto sensibili a parametri chimico-fisici
quale il pH, l'osmolarità la concentrazione di anidride carbonica e
ossigeno, la temperatura e in molti casi la presenza di un
substrato adeguato per il loro ancoraggio.
Dato il numero di fattori richiesti per la loro sopravvivenza le
cellule derivate da animali sono molto delicate e difficili da
mantenere in vita in ambiente artificiale, tuttavia da anni sono
note le condizioni che permettono il mantenimento di molti tipi
di esse.
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A livello di laboratorio, le
tipiche condizioni di coltura
sono ottenute mantenendo le
cellule in contenitori di plastica
opportunamente trattata
(fiasche e piastre da coltura),
immerse in mezzi di coltura
(detti anche terreni di coltura)
liquidi che contengono disciolte
le sostanze necessarie, in
incubatori che sono in grado di
mantenere controllata la
temperatura, la pressione
parziale dell’anidride carbonica
e l'umidità.
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A livello industriale le colture cellulari possono essere
effettuate in sospensione, di solito in reattori a corrente d’aria
ascensionale.
Industrialmente le colture di cellule sia animali che vegetali
hanno importanza sempre più rilevante.
P. es molti vaccini vengono ottenuti coltivando virus che si
accrescono in colture cellulari.
Le colture sono anche fonte di intermedi biochimici, spesso di
interesse farmacologico (enzimi, anticorpi, ecc.).
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