Utente:AGeremia/Le monere

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Batteri: caratteristiche generali[modifica]

Procarioti[modifica]

I procarioti sono gli organismi viventi caratterizzati dall’assenza di nucleo cellulare. Il termine deriva dal greco antico “Karyon” (=nucleo) e dal prefisso “pro” (=prima). I procarioti rappresentano i primi organismi unicellulari comparsi sulla Terra e mostrano il minore livello di complessità tra tutte le cellule dei viventi. Le prime evidenze fossili della presenza dei procarioti risalgono a 3,7 miliardi di anni fa, appena 1 miliardo di anni dopo la formazione del pianeta Terra.

Cellula procariote[modifica]

I procarioti sono organismi unicellulari di dimensioni relativamente piccole, dell’ordine di pochi µm (1 µm = 1×10−6 m), con una forma che può essere varia.
Le cellule procarioti di forma sferica sono dette cocchi.
•Stafilococchi: quando cocchi si presentano in ammassi
•Streptococchi: quando i cocchi si presentano in catene
Le cellule procarioti a forma di bastoncello sono chiamate bacilli.
•Sono per la maggior parte cellule singole
•Diplobacilli: quando due bacilli si accoppiano
•Streptobacilli: quando i bacilli si legano in catene
Una terza forma tipica di cellula procariote è quella ricurva, o a spirale. Alcuni batteri che appartengono a questa categoria assomigliano a virgole e sono chiamati vibrioni
Altri invece hanno una forma elicoidale, simile a un cavatappi e si distinguono in:
•Spirilli: relativamente piccoli e rigidi
•Spirochete: più lunghe e flessibili
Nella classificazione dei procarioti le modalità nutritive sono un criterio fondamentale. Con “modalità di nutrizione” i biologi intendono i sistemi usati dagli esseri viventi per ottenere due risorse fondamentali: l’energia e il carbonio.
•Fonti di energia: i procarioti utilizzano due fonti di energia, i fototrofi (la ricavano dalla luce solare) e i chemiotrofi (sfrutta l’energia immagazzinata in molecole organiche o in sostanze inorganiche)
•Fonti di carbonio: quasi tutte le piante e alcuni procarioti e protisti sono autotrofi, cioè producono composti organici a partire da sostanze inorganiche; gli organismi che invece ricavano gli atomi di carbonio dalla demolizione dei composti organici introdotti con la dieta si dicono eterotrofi.'

Struttura cellula procariote[modifica]

STRUTTURA CELLULA PROCARIOTE

A differenza delle cellule eucarioti, quelle dei procarioti sono prive di nucleo, di altri organuli delimitati da membrane interne e il loro materiale genetico si trova libero nel citoplasma.
•Quasi tutti i procarioti presentano una parete cellulare che circonda la membrana plasmatica e dà forma alla cellula e la protegge dalla rottura e dalla perdita di sostanze per osmosi. La parete è rivestita da una capsula, uno spesso strato contenente polisaccaridi o proteine che permette alla cellule di aderire ad uno substrato o ad altri individui di una colonna e dalla quale possono sporgere dei pili proteici. La capsula è coinvolta nella formazione di spore (forme di resistenza a condizioni ambientali avverse) e coinvolta anche nei meccanismi di virulenza verso altri organismi (infezioni batteriche).
•Non essendoci membrane e compartimenti interni, nei procarioti la membrana plasmatica svolge gran parte delle funzioni cellulari e associati ad essa vi si trovano sistemi di trasporto delle sostanze e assorbimento dei nutrienti.
•Sono spesso presenti flagelli, che consentono il movimento. Tali flagelli, strutturalmente più semplici rispetto ai flagelli degli eucarioti, permettono ai procarioti di muoversi ruotando vorticosamente in modo simile ad un’elica.
•Inoltre, grazie ai recettori presenti sulla superficie della cellula, i procarioti possono muoversi per chemiotassi, cioè in direzione di un gradiente di concentrazione maggiore o allontanarsi da sostanze tossiche.
•Aderiscono al substrato o fra di loro per mezzo di appendici simili a peli, chiamati pili. I pili hanno una lunghezza compresa tra 0,2-2 µm ed un diametro di circa 3-10 nm. Sono strutture rigide di forma cilindrica composte dalla ripetizione di una proteina denominata pilina, presente con diverse isoforme nelle diverse specie batteriche, che si organizza con simmetria elicoidale attorno ad un asse immaginario fino a formare il pilo tubulare.
•Alcune specie, quando le condizioni ambientali sono sfavorevoli, formano cellule specializzate particolarmente resistenti dette endospore. In batteriologia le endospore sono particolari strutture molto resistenti (anche a temperature molto alte) sviluppate dai batteri in condizioni ambientali sfavorevoli. Da ogni batterio viene formata una ed una sola endospora e da una endospora si formerà solamente un batterio, quello che l'aveva precedentemente creata. Possono restare in uno stato di quiescenza anche per alcuni anni, finché le condizioni ambientali esterne non consentiranno nuovamente la sopravvivenza al batterio. Sono dotate e protette da un robusto rifinimento.
•Il materiale genetico di un procariote è in media soltanto un millesimo di quello di un eucariote, e di solito consiste in un cromosoma di forma circolare. Spesso sono presenti anche anelli più piccoli di DNA, chiamati plasmidi, in cui si trovano geni che possono conferire caratteristiche peculiari. I plasmidi possono essere trasferiti da una cellula all’altra contribuendo alla variabilità genetica dei procarioti.
•I procarioti si riproducono tramite la scissione binaria, ovvero la cellula duplica il suo materiale genetico e si divide in due cellule identiche. Gran parte del successo dei procarioti si deve al fatto che riescono a riprodursi velocemente anche in condizioni ambientali poco favorevoli.

FONTI[modifica]

  • LIBRO DI TESTO: Campbell Biologia. Concetti e collegamenti plus. Per il primo biennio.


Archebatteri e batteri[modifica]

I batteri e gli archebatteri[modifica]

bacteria escherichia coli

Batteri indica un regno comprendente microrganismi unicellulari, procarioti, chiamati anche schizomiceti. Le loro dimensioni sono di pochi micrometri. Secondo la tassonomia proposta da Robert Whittaker nel 1969, i batteri costituivano il regno delle monere. La classificazione proposta da Thomas Cavalier-Smith (2003) riconosce invece due domini: Prokaryota (comprendente i regni archaea e bacteria) ed Eukaryota (comprendente tutti gli eucarioti, sia monocellulari sia pluricellulari)[1].

Alcuni batteri vivono a spese di altri organismi e sono responsabili di danni più o meno gravi all'uomo, alle piante e agli animali. Nell'uomo provocano, per esempio, malattie quali peste, colera, lebbra, polmonite, tetano, difterite e tifo, oggi efficacemente combattute con l'uso dei farmaci.

Classificazione[modifica]

I procarioti si distinguono quindi in due gruppi principali:

  • archaea, archaeobacteria vivono spesso in situazioni di temperatura e pH molto inospitali, hanno caratteristiche (metaboliche, genetiche, strutturali) differenti da batteri (eubatteri) ed eucarioti. Secondo le recenti classificazioni, non fanno parte del regno dei batteri.
  • bacteria, batteri o eubatteri; alcuni gruppi sono i micoplasmi, le rickettsie, gli attinomiceti, le spirochete, le pseudomonas e gli azotofissatori.
struttura di un batterio

Fra loro si distinguono per forma in:

  • Bacilli: a forma di bastoncino; si dividono in Clostridia (anaerobi) e Bacilli (anaerobi e/o aerobi)
  • Cocchi: sferici; se si dispongono a coppia si chiamano diplococchi, a catena si chiamano streptococchi, a grappolo si chiamano stafilococchi, a forma di cubo si chiamano sarcine
  • Vibrioni: a virgola
  • Spirilli: a spirale
  • Spirochete: con più curve

Un'altra importante suddivisione è quella che li raggruppa secondo l'optimum di temperatura alla quale possono crescere.

Un’altra classificazione è basata sulla loro relazione rispetto a un organismo:

  • Batteri commensali (simbionti), batteri che sono normalmente presenti sulla superficie di un determinato tessuto, senza causare malattia e/o possono svolgere funzioni che possono essere utili all'organo stesso.
  • Batteri patogeni, batteri la cui presenza indica patologia e infezione
    • Patogeni facoltativi, non causano sempre malattia, dipende dall'individuo e dalla loro concentrazione
    • Patogeni obbligati, causano in modo indipendente un processo morbos

La colorazione di Gram[modifica]

La colorazione di Gram permette di distinguere e classificare i batteri presenti in un campione e distingue i batteri in base alla composizione della parete cellulare.

E’ stata inventata dal medico danese Hans Christian Gram nel 1884.

colorazione di Gram

La differenza principale tra i batteri sta nella parete cellulare: quella degli eubatteri contiene PEPTIDOGLICANO (polimero formato da zuccheri associati da polipeptidi), assente negli archebatteri. E’ stata inventata dal medico danese Hans Christian Gram nel 1884.

A loro volta gli eubatteri sono divisi, in base alla COLORAZIONE DI GRAM, in batteri:

  • GRAM-POSITIVI: parete più semplice, molti peptidoglicani, colore blu-violetto;
  • GRAM-NEGATIVI: parete più complessa, pochi peptidoglicani, membrana esterna di lipidi e carboidrati , colore rosso;

Assumono una colorazione diversa, che dipende dalla loro permeabilità al colorante utilizzato (il cristalvioletto), si identificano poi in due classi: batteri gram positivi e batteri gram negativi.

La diversa permeabilità al colorante è dovuta alla struttura della parete cellulare del batterio e può dare due esiti: colorazione piena (“gram-positività”) o non colorazione (“gram-negatività”).

Non è applicabile ad alcuni batteri,come i bacilli acido resistenti e risulta inefficace su funghi e lieviti.

E’ una colorazione detta Differenziale o di contrasto.

Si basa infatti sulla diversa reattività che presentano le principali specie batteriche quando sono trattate con il colorante, di natura basica, cristalvioletto e vengono successivamente sottoposte ad una sostanza che aumenta il fissaggio del colore, rappresentata dal Reattivo di Lugol (una soluzione acquosa iodo-iodurata, chiamata mordenzante).

membrane con peptidoglicano di batteri Gram-positivi e Gram-negativi

Come tutti i coloranti basici, il cristalvioletto presenta molti gruppi cationici (carichi positivamente) ed ha elevata affinità con la superficie delle cellule batteriche, carica invece negativamente.

Quando i batteri sono trattati con il colorate primario, tutti i batteri presenti si colorano.

Per poter distinguere tra “gram positivi” e gram negativi” occorre il Reattivo di Lugol. Il cristalvioletto reagisce infatti con lo iodio del mordenzante, formando un complesso che si infiltra all’interno delle trabecolature della parete cellulare. Quindi, più la parete è spessa e rigida, ricca in peptidoglicano (come accade nei gram positivi), più trattiene il colorante (figura 1).I batteri gram positivi presentano una parete con una struttura complessa, rigida e spessa di peptidoglicano. I gram negativi invece hanno una parete costituita da una struttura più semplice, sempre a base di peptidoglicano e presentano inoltre una membrana lipidica esterna[2].

Gli eubatteri o batteri[modifica]

bacteria shapes

Gli eubatteri sono divisi in 9 gruppi, cinque dei quali sono sottogruppi di un grande insieme di batteri Gram-negativi chiamati proteobatteri.

Sono divisi in 5 gruppi principali:

  • CIANOBATTERI: unici che fanno la fotosintesi, hanno liberato l’ossigeno nell'atmosfera;
  • CLAMIDIE: vivono come parassiti nelle cellule eucariote, causano tracoma e la uretrite non gonococcica;
  • PROTEOBATTERI: sono batteri gram-negativi e sono i batteri azotofissatori, i solfobatteri e i batteri dell’apparato digerente (patogeni o utili);
  • SPIROCHETE: sono detti elicoidali perché si spostano con un movimento a spirale (alcuni sono patogeni);
  • GRAM-POSITIVI: comprendono gli attinomiceti che decompongono la materia organica nel suolo (sono solitari o coloniali e vengono coltivati).[3]

Gli archebatteri[modifica]

In greco “archanios” significa “antico” infatti gli archeobatteri (Archaea o Archaeobacteria) sono i microrganismi più antichi oggi osservabili sulla Terra. Possono essere identificati come regno o dominio. Si sono differenziati molto presto dalle altre forme di vita. La più recente tassonomia venne fatta nel 2004 dal biologo Thomas Cavalier-Smith, che disse che gli archei costituiscono uno dei due regni in cui è suddiviso il dominio dei procarioti.

azione di batteri termofili e acidofili estremi al Grand Prismatic Spring (Yellowtone National Park)

Gli archebatteri vivono in habitat estremi (La membrana citoplasmatica degli archeobatteri è costituita da lipidi contenenti glicerolo e isoprenoidi. Ciò conferisce loro una notevole resistenza e li rende adatti ad ambienti estremi):

  • ALOFILI ESTREMI: (amanti del sale) vivono nei luoghi con una salinità molto alta (saline, mar Morto…);
  • TERMOFILI ESTREMI: (amanti del calore) vivono nelle acque molto calde o con un’elevata acidità;
  • METANOGENI: (produttori di metano) vivono in ambienti anaerobici e liberano metano, si trovano negli apparati digerenti degli animali oppure sui fondali di laghi e paludi.[4]

Gli archei si differenziano dai batteri , ovvero dall’altro regno dei procarioti per

-trascrizione (le informazioni contenute nel DNA vengono trascritte in una molecola complementare di RNA)

-traduzione (l’informazione genetica contenuta nell’RNA messaggero viene convertita in proteine capaci di svolgere molte funzioni all’interno della cellula) del DNA, più simili a quelle degli eucarioti, e a livello di membrana e parete cellulare.

I metodi di trascrizione e traduzione del DNA simili agli eucarioti , ha fatto ipotizzare che proprio dagli archei si possano essere originate le prime cellule eucariote, secondo un processo di endosimbiosi ( quando uno o più organismi vengono inglobati all’interno di un organismo ospite).

Secondo una teoria, 1,5 miliardi di anni fa, alcuni batteri furono fagocitati da un archeobatterio, ma invece di essere digeriti, formarono delle strutture di supporto alla cellula, che si strutturano negli organuli[5].




  1. [1]
  2. [2]
  3. libro di testo "Biologia concetti e collegamenti", Campbell, primo biennio, Pearson. Pag.152-153
  4. libro di testo "Biologia concetti e collegamenti", Campbell, primo biennio, Pearson. Pag.153
  5. [3]