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Batteri: caratteristiche generali

Procarioti

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

File:TOB123.png

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

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

https://www.chimica-online.it/biologia/procarioti.htm

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