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LA CELLULA PROCARIOTICA Caratteristiche strutturali e funzionali della cellula procariotica.

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Presentazione sul tema: "LA CELLULA PROCARIOTICA Caratteristiche strutturali e funzionali della cellula procariotica."— Transcript della presentazione:

1 LA CELLULA PROCARIOTICA Caratteristiche strutturali e funzionali della cellula procariotica

2 Principali caratteri dei microrganismi 1.Caratteri colturali. 2.Caratteri morfologici. 3.Caratteri metabolici. 4.Caratteri di composizione chimica. 5.Caratteri antigenici. 6.Caratteri genetici.

3 Rappresentazione schematica di una cellula batterica tipica

4 Funzioni delle strutture dei procarioti

5 Funzioni delle strutture degli eucarioti

6 Differenze tra cellula procariotica ed eucariotica

7 Nucleoide (morfologia) È costituito da ununica molecola di DNA a struttura bicatenaria con peso molecolare di circa e forma circolare. Distesa in tutta la sua lunghezza la molecola raggiunge la dimensione di 1mm. Mancano i nucleoli. Manca la membrana nucleare. È costituito da ununica molecola di DNA a struttura bicatenaria con peso molecolare di circa e forma circolare. Distesa in tutta la sua lunghezza la molecola raggiunge la dimensione di 1mm. Mancano i nucleoli. Manca la membrana nucleare.

8 Nucleoide (composizione chimica e funzione) È rappresentato da una doppia doppia elica di catene polinucleotidiche. È rappresentato da una doppia doppia elica di catene polinucleotidiche. Governa la trasmissione dei caratteri da una cellula alle generazioni successive. Presiede alla sintesi dei fattori che regolano il metabolismo cellulare. Governa la trasmissione dei caratteri da una cellula alle generazioni successive. Presiede alla sintesi dei fattori che regolano il metabolismo cellulare.

9 Nucleoide (generalità) Tutti i batteri posseggono una regione, relativamente trasparente, in cui è addensato il materiale cromosomale, denominato nucleoide (cromosoma batterico o corpo cromatico). Tutti i batteri posseggono una regione, relativamente trasparente, in cui è addensato il materiale cromosomale, denominato nucleoide (cromosoma batterico o corpo cromatico).

10 Nucleoide (generalità) Il nucleoide è la principale struttura in cui è localizzata linformazione genetica delle cellule procariotiche ed è rappresentata da un singolo cromosoma, che non è circondato da membrana nucleare, come avviene negli organismi eucarioti. Il nucleoide è la principale struttura in cui è localizzata linformazione genetica delle cellule procariotiche ed è rappresentata da un singolo cromosoma, che non è circondato da membrana nucleare, come avviene negli organismi eucarioti.

11 Nucleoide (generalità) Il cromosoma è composto da una singola e lunga molecola di DNA, priva di rivestimenti proteici, laquale, quando distesa in tutta la sua lunghezza, raggiunge circa 1mm, cioè circa mille volte la lunghezza del batterio. Il cromosoma è composto da una singola e lunga molecola di DNA, priva di rivestimenti proteici, laquale, quando distesa in tutta la sua lunghezza, raggiunge circa 1mm, cioè circa mille volte la lunghezza del batterio. Il cromosoma batterico può contenere da 3 a geni. Il cromosoma batterico può contenere da 3 a geni.

12 Nucleoide (generalità) Il DNA è probabilmente organizzato in anse ad alta superelicità (vi sarebbero circa 50 anse per cromosoma). Il DNA è probabilmente organizzato in anse ad alta superelicità (vi sarebbero circa 50 anse per cromosoma). Ogni ansa sarebbe stabilizzata da una molecola di RNA. Ogni ansa sarebbe stabilizzata da una molecola di RNA.

13 Nucleoide (generalità) Un taglio nellRNA rilassa lansa ma non modifica la superelicità. Un taglio nellRNA rilassa lansa ma non modifica la superelicità. Un taglio a singola elica nel DNA rilassa la superelica e lascia intera lansa. Un taglio a singola elica nel DNA rilassa la superelica e lascia intera lansa.

14 Plasmidi I batteri possono veicolare nel loro citoplasma piccole porzioni di materiale genetico extracromosomiale, circolare, denominate plasmidi. I batteri possono veicolare nel loro citoplasma piccole porzioni di materiale genetico extracromosomiale, circolare, denominate plasmidi. I plasmidi possono replicarsi autonomamente e permanere nella cellula batterica per numerose generazioni. I plasmidi possono replicarsi autonomamente e permanere nella cellula batterica per numerose generazioni.

15 Plasmidi I plasmidi sono di solito costituiti da porzioni di DNA a doppia elica, che posseggono le proprietà di un piccolo cromosoma (possibilità di replicarsi). I plasmidi sono di solito costituiti da porzioni di DNA a doppia elica, che posseggono le proprietà di un piccolo cromosoma (possibilità di replicarsi). Sono da 1/20 a 1/100 della dimensione di un cromosoma. Sono da 1/20 a 1/100 della dimensione di un cromosoma. Contengono da 50 a 100 geni. Contengono da 50 a 100 geni.

16 Plasmidi Le informazioni che veicolano non sono essenziali per la sopravvivenza della cellula. Le informazioni che veicolano non sono essenziali per la sopravvivenza della cellula.

17 Plasmidi Alcuni plasmidi possono integrarsi nel cromosoma (in tal caso prendono il nome di episomi e, in queste condizioni, non si replicano più in modo autonomo, ma in sincronia con il cromosoma stesso). Alcuni plasmidi possono integrarsi nel cromosoma (in tal caso prendono il nome di episomi e, in queste condizioni, non si replicano più in modo autonomo, ma in sincronia con il cromosoma stesso). Un episoma può separarsi dal cromosoma e tornare a replicarsi autonomamente sotto forma di plasmide. Un episoma può separarsi dal cromosoma e tornare a replicarsi autonomamente sotto forma di plasmide.

18 Citoplasma (morfologia) Mancano i mitocondri, i cloroplasti, lergastoplasma ed un sistema vacuolare. Sono presenti ribosomi e granuli di varia natura, costituiti da sostanze di riserva. Mancano i mitocondri, i cloroplasti, lergastoplasma ed un sistema vacuolare. Sono presenti ribosomi e granuli di varia natura, costituiti da sostanze di riserva.

19 Citoplasma (composizione chimica e funzione) Contiene granuli di lipidi (polimeri dellacido beta-idrossi-butirrico), granuli di polisaccaridi, granuli di zolfo (solfobatteri) e granuli di ferro (ferrobatteri). Contiene granuli di lipidi (polimeri dellacido beta-idrossi-butirrico), granuli di polisaccaridi, granuli di zolfo (solfobatteri) e granuli di ferro (ferrobatteri). È sede di processi biosintetici interessanti, in modo particolare delle proteine. È sede di processi biosintetici interessanti, in modo particolare delle proteine.

20 Citoplasma (generalità) Il materiale contenuto allinterno della membrana citoplasmatica può essere suddiviso in: area citoplasmatica (di aspetto granulare e ricca di RNA), area cromatica o nucleare (ricca di DNA) e porzione liquida con sostanze nutritive in soluzione. Il materiale contenuto allinterno della membrana citoplasmatica può essere suddiviso in: area citoplasmatica (di aspetto granulare e ricca di RNA), area cromatica o nucleare (ricca di DNA) e porzione liquida con sostanze nutritive in soluzione.

21 Citoplasma (generalità) Le particelle di RNA e proteine formano corpuscoli ammassati in tutta larea citoplasmatica e sono chiamate ribosomi, i quali contengono enzimi che intervengono nella biosintesi delle proteine. Le particelle di RNA e proteine formano corpuscoli ammassati in tutta larea citoplasmatica e sono chiamate ribosomi, i quali contengono enzimi che intervengono nella biosintesi delle proteine.

22 Inclusioni citoplasmatiche: ribosomi I ribosomi sono particelle citoplasmatiche che intervengono nella sintesi proteica. I ribosomi sono particelle citoplasmatiche che intervengono nella sintesi proteica. Sono composti dal 60% in RNA e dal 40% in proteine. Sono composti dal 60% in RNA e dal 40% in proteine. Presentano una costante di sedimentazione di 70S. Presentano una costante di sedimentazione di 70S.

23 Inclusioni citoplasmatiche: ribosomi Sono costituiti da due subunità: leggera o 30S e pesante o 50S. Sono costituiti da due subunità: leggera o 30S e pesante o 50S. Alcuni antibiotici agiscono a livello ribosomale come inibitori della sintesi proteica. Alcuni antibiotici agiscono a livello ribosomale come inibitori della sintesi proteica.

24 Inclusioni citoplasmatiche: vacuoli gassosi Sono delle formazioni tubolari vuote, costituite da vescicole proteiche. Sono delle formazioni tubolari vuote, costituite da vescicole proteiche. Sono presenti in molti procarioti acquatici. Sono presenti in molti procarioti acquatici. Garantiscono il galleggiamento della cellula microbica, permettendole di disporsi nei livelli dacqua dove la luce, il tenore dossigeno ed i nutrienti consentono condizioni il loro sviluppo. Garantiscono il galleggiamento della cellula microbica, permettendole di disporsi nei livelli dacqua dove la luce, il tenore dossigeno ed i nutrienti consentono condizioni il loro sviluppo.

25 Inclusioni citoplasmatiche: granuli I granuli di glicogeno sono rivestiti da membrana e svolgono una funzione di riserva. I granuli di glicogeno sono rivestiti da membrana e svolgono una funzione di riserva. I granuli di polifosfato vengono, anche chiamati granuli metacromatici, di volutina o corpi di Babés-Ernest, svolgono la funzione di riserva di fosfato. I granuli di polifosfato vengono, anche chiamati granuli metacromatici, di volutina o corpi di Babés-Ernest, svolgono la funzione di riserva di fosfato.

26 Inclusioni citoplasmatiche: granuli I granuli di poli-beta-idrossibutirrato (PHB) sono strutture di deposito di componenti di natura lipidica e sono stati riscontrati nelle cellule in fase di sporulazione. I granuli di poli-beta-idrossibutirrato (PHB) sono strutture di deposito di componenti di natura lipidica e sono stati riscontrati nelle cellule in fase di sporulazione. I granuli di zolfo svolgono la funzione di riserva di zolfo inorganico, riserva energetica per la cellula batterica. I granuli di zolfo svolgono la funzione di riserva di zolfo inorganico, riserva energetica per la cellula batterica.

27 Inclusioni citoplasmatiche: magnetosomi Sono formati da membrane di natura proteica ripiene di un composto ferroso. Sono formati da membrane di natura proteica ripiene di un composto ferroso. Sono presenti nei microaerofili o negli anaerobi obbligati. Sono presenti nei microaerofili o negli anaerobi obbligati.

28 Inclusioni citoplasmatiche: vescicole di clurobium (clorosomi) Sono presenti nei batteri verdi fotosintetici, i quali contengono le batterioclorofille C, D, E (captano lenergia luminosa). Sono presenti nei batteri verdi fotosintetici, i quali contengono le batterioclorofille C, D, E (captano lenergia luminosa).

29 Inclusioni citoplasmatiche: carbossisomi Sono strutture che contengono delle particelle proteiche fornite di attività enzimatica (ribulosio 1,5-difosfato carbossilasi). Sono strutture che contengono delle particelle proteiche fornite di attività enzimatica (ribulosio 1,5-difosfato carbossilasi). Vengono utilizzati per fissare lanidride carbonica o, semplicemente, come sito di deposito per lenzima carbossilasi. Vengono utilizzati per fissare lanidride carbonica o, semplicemente, come sito di deposito per lenzima carbossilasi.

30 Membrana citoplasmatica (morfologia) Presenta cromatofori e forma mesosomi. Presenta cromatofori e forma mesosomi.

31 Membrana citoplasmatica (composizione chimica) I lipidi e le proteine sono nella proporzione di 1:5 e costituiscono il % del peso secco batterico. La struttura è costituita da un doppio strato di fosfolipidi, da catene di acidi grassi, orientate in modo perpendicolare al piano della membrana, e da due strati esterni di proteine globulari. I lipidi e le proteine sono nella proporzione di 1:5 e costituiscono il % del peso secco batterico. La struttura è costituita da un doppio strato di fosfolipidi, da catene di acidi grassi, orientate in modo perpendicolare al piano della membrana, e da due strati esterni di proteine globulari.

32 Membrana citoplasmatica

33 Membrana citoplasmatica (funzione) È responsabile del mantenimento della stabilità osmotica della cellula. È sede di processi metabolici inerenti il trasporto di elettroni, la fosforilazione ossidativa, la respirazione e la costruzione della parete cellulare. (Segue…) È responsabile del mantenimento della stabilità osmotica della cellula. È sede di processi metabolici inerenti il trasporto di elettroni, la fosforilazione ossidativa, la respirazione e la costruzione della parete cellulare. (Segue…)

34 Membrana citoplasmatica (funzione) (…) Attraverso il mesosoma svolge una funzione di guida nella divisione cellulare, nella sintesi dei lipidi e nel trasporto degli esoenzimi. Nei batteri fotosintetici svolge, attraverso i cromatofori, la funzione clorofilliana. (…) Attraverso il mesosoma svolge una funzione di guida nella divisione cellulare, nella sintesi dei lipidi e nel trasporto degli esoenzimi. Nei batteri fotosintetici svolge, attraverso i cromatofori, la funzione clorofilliana.

35 Membrana citoplasmatica (generalità) Viene anche chiamata membrana protoplasmatica o plasmatica, membrana cellulare, membrana unitaria. Viene anche chiamata membrana protoplasmatica o plasmatica, membrana cellulare, membrana unitaria. È una membrana semipermeabile e selettiva che regola il passaggio delle sostanze nutritive e dei prodotti di rifiuto. È una membrana semipermeabile e selettiva che regola il passaggio delle sostanze nutritive e dei prodotti di rifiuto. È la sede di parecchi enzimi. È la sede di parecchi enzimi.

36 Membrana citoplasmatica (generalità) Danni a questa membrana da agenti chimici o fisici può provocare la morte della cellula. Danni a questa membrana da agenti chimici o fisici può provocare la morte della cellula. È la principale barriera osmotica cellulare. È la principale barriera osmotica cellulare. È costituita da un doppio strato di fosfolipidi. È costituita da un doppio strato di fosfolipidi. È un importante centro di attività metabolica. È un importante centro di attività metabolica.

37 Mesosomi Intervengono nella cellula batterica in vari processi riproduttivi e metabolici. Intervengono nella cellula batterica in vari processi riproduttivi e metabolici. Partecipano alla formazione di setti durante il processo di divisione della cellula. Partecipano alla formazione di setti durante il processo di divisione della cellula.

38 Mesosomi Sono associati in maniera complicata al materiale nucleare batterico ed alla sua replicazione. Sono associati in maniera complicata al materiale nucleare batterico ed alla sua replicazione. Sono associati a processi enzimatici. Sono associati a processi enzimatici.

39 Struttura del mesosoma in Bacillus fastidiosus

40 Struttura del mesosoma in Bacillus subtilis


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