La cellula procariotica IPIA “E. Rosa” Sarnano MC a.s. 2007/2008 La cellula procariotica Bibliografia: Fabio Fanti “Biologia Microbiologia e Laboratorio” Ed. Calderini Reportage fotografico tratto da Google

Forma e disposizione dei batteri Microrganismi unicellulari procarioti Dimensioni “microscopiche”- misurabili in μm (1 μm = 0,001 mm) Forma: sferica (cocco), a bastoncello (bacillo), ricurva (vibrione), a spirale (spirilli) Disposizione: diplococchi, tetradi, streptococchi, stafilococchi e sarcine. I bacilli possono presentarsi: a coppie (diplobacilli) a catenella (streptobacilli) Disposizione dei cocchi

Membrana citoplasmatica E’ composta da un doppio strato lipidico (fosfolipidi) e da proteine (60%). Le molecole proteiche si muovono all’interno dello strato lipidico (mosaico fluido). La membrana citoplasmatica dei batteri presenta delle invaginazioni chiamate mesosomi.

Il citoplasma batterico Struttura E’ povero di organuli cellulari. Risultano evidenti solo i ribosomi, varie granulazioni, mesosomi (invaginazioni della membrana citoplasmatica) e il cromosoma batterico (DNA). I ribosomi batterici sono formati da due sub unità di dimensioni diverse e costituiti da RNA e proteine. Sono liberi nel citoplasma essendo assente nei Procarioti il Reticolo Endoplasmatico. I ribosomi sono coinvolti nella sintesi proteica. Il cromosoma batterico (lunga molecola di DNA) è addensato in una zona del citoplasma ed è privo di membrana nucleare.

Il componente fondamentale è il peptidoglicano. Parete cellulare Il componente fondamentale è il peptidoglicano.

Struttura del peptidoglicano E’ un polimero formato dal ripetersi di una unità strutturale a sua volta costituita da due zuccheri azotati: la n-acetilglucosamina (NAG) e l’acido n-acetilmuramico (NAM), legati tra loro con legame β (1-6); al gruppo carbossilico dell’acido muramico è inoltre legato un corto peptide formato da 4 o 5 aminoacidi. Le varie unità del peptidoglicano risultano unite tra loro con un legame β (1-4) glicosidico fra l’acido muramico di una unità e l’acetilglucosamina della unità successiva. Ponti formati da 5 molecole di glicina (pentaglicina) uniscono tra di loro le catene peptidiche legate all’acido muramico.

La parete dei Gram + e dei Gram - Esistono due modelli diversi di parete cellulare nei batteri. A questa diversità si fa risalire il differente comportamento che le cellule batteriche hanno nei confronti di una particolare tecnica di colorazione: la colorazione di Gram.

Le fasi della colorazione di Gram Al posto della safranina si può usare anche la fuxina

Particolari della deposizione del materiale

PERCHE’ I BATTERI GRAM+ E GRAM- SI COLORANO DIVERSAMENTE? Gram+ e Gram– al microscopio PERCHE’ I BATTERI GRAM+ E GRAM- SI COLORANO DIVERSAMENTE? I GRAM+: trattengono il cristalvioletto per la presenza di uno spesso strato di peptidoglicano (40 – 80% del peso secco; I GRAM-: rilasciano il cristalvioletto per la presenza di un sottile strato di peptidoglicano (5% del peso secco) e di una membrana esterna di natura lipidica solubile in alcool.

La capsula capsula Alcuni batteri sono in grado di produrre esternamente alla parete cellulare un ulteriore rivestimento che si chiama capsula o strato mucoso. E’ costituita da materiale polisaccaridico o polipeptidico. Rappresenta una protezione per la cellula che si esplica come difesa nei confronti della fagocitosi e può determinare la patogenicità di un batterio per la presenza di antigeni capsulari.

Appendici esterne: flagelli e pili I flagelli rappresentano un mezzo di movimento per la cellula; sono formati da una proteina, la flagellina che ha una composizione aminoacidica diversa per ogni specie batterica, ha funzione antigenica (antigene H). A seconda del numero di flagelli e della posizione si possono distinguere diversi batteri. Peritrichi Monotrichi Lofotrichi I pili sono dei filamenti presenti sulla superficie della cellula batterica e sono di natura proteica. I pili comuni permettono al batterio di aderire meglio alle cellule o ai tessuti aumentando quindi le capacità invasive. I pili sessuali sono coinvolti nella coniugazione batterica consentendo il passaggio di materiale genetico da una cellula donatrice ad un’altra ricevente.

Riproduzione Batterica La riproduzione inizia con la replicazione del DNA; le nuove molecole vengono separate dal setto (due membrane separate da due strati di peptidoglicano neo-sintetizzati), che inizia a formarsi dall’esterno verso il centro, separando le due cellule figlie. L’ancoraggio del DNA alla membrana trascina il cromosoma duplicato nella nuova cellula. Il tempo di divisione (tempo di generazione) varia a seconda dei batteri, da 20 minuti (Escherichia coli) a diverse ore (Micobatteri). Si tratta di una riproduzione asessuata che ha come risultato una completa omogeneità di caratteri della popolazione che risulta composta da individui tutti uguali tra loro.

La spora Alcuni batteri Gram positivi come Bacillus spp. (bacilli aerobi) e Clostridium spp. (bacilli anaerobi), sono capaci, in particolari condizioni ambientali, di sviluppare una forma di resistenza, metabolicamente inattiva, la SPORA, contenente acido dipicolinico. Poiché le spore vengono prodotte sempre all’interno della cellula, esse prendono il nome di endospore e i batteri che le producono si chiamano sporigeni. Il processo di produzione della spora si chiama sporogenesi o sporulazione.

Si ringrazia per l’attenzione