I regni di dei viventi - Piergiorgio Stevanato · 2019-04-11 · I regni di dei viventi •...

Iregnidideiviventi

•  Bacteria,batteriosoloeubatteri,insensostretto,ovveroprivatidegliarchaea,comprendentelamaggiorpartedeiprocarioti.

•  Archaea,procarioticoncaratteristichebiochimicheuniche,principalmentedicomposizionedellamembranacellulare,spessoviventiincondizioniambientaliestremepercomposizionechimica,pressioneetemperatura,definitidaCarlWoesenel1977.

•  Protista,protisti,oprotozoiinsensostretto,costituitodagliEucariotiunicellulariopluricellulari,privididifferenziamentointessuti,esclusiiFunghi.

•  Fungi,funghi,eucariotieterotrofi,unicellulariopluricellulari,individuatidaalcuneparticolaritàstrutturaliemetaboliche.

•  Animalia,animali,costituitodagliorganismieterotroficondifferenziamentocellulare.

•  Plantae,piante,costituitodagliorganismiautotroficondifferenziamentocellulare(eperalcunistudiosianchesenzataledifferenziamento).

•  Iprocarioti(batteriearcheobatteri)abitanoilnostropianetadapiùdi3.5miliaridianniadifferenzadeglieucariotichesonoapparsicirca1.5-1.6miliardidiannifa.

•  Circalametàdellabiomassa,cioèl’insiemedellamateriaviventepresentesullaterra,ècostituitadamicrorganismi,prevalentementeprocariotiefunghi.

•  Alcontrariolepianteeglianimalirappresentano,rispettivamente,circail35%eil15%dellabiomassadelnostropianeta.

•  Sebbeneibatterisianoresponsabilidimoltemalattie,solamenteunaminoranzadispecieèpatogena.

•  Ibatterisvolgonounruoloessenzialenellabiosferacomedecompositori,scindendolemolecoleorganicheneilorocomponentipiùsemplici.

•  Leformepiùcomunidellecellulebatterichesono:sferica(cocchi);

bastoncellare(bacilli);spiralata

•  Lecelluleprocariotichesonomoltepiccoleenonposseggonoorganellidelimitatidamembrana,comeilnucleoeimitocondri

•  Lamaggiorpartedellecelluleprocariotichehaunaparetecellularechecircondalamembranaplasmatica.

•  Laparetecellularefornisceunastrutturarigidachemantienelaformacellulare.

•  Lamaggiorpartedeibatterisembraessersiadattataall’ambienteipotonicocircostante.

•  Leparetecellularisonodipocoaiutoquandoilbatteriositrovainambienteipertonicocomeavvieneneglialimenticonservatiadelevateconcentrazionidisale.

•  Eccoperchèlamaggiorpartedeibattericrescemalenellegelatineenelleconservedifrutta,nelpescesottosaleeinaltricibiconservati.

•  Laparetecellulareècostituitadapeptidoglicano,unpolimerocompostodaamminozuccherilegatiacortipolipeptidi.

Nota bene: il lisozima taglia i peptidoglicani e può essere quindi utilizzato per i batteri

•  Lamaggiorpartedeibatteripossiedepareticellularicostituitedapeptidoglicano.

•  Leparetideibatterigram-positivisonomoltospesseecostituitedaprincipalmentepeptidoglicano.

•  Leparetideibatterigram-negativisonocostituitedaunsottilestratodipeptidoglicanoedaunamembranaesternasomiglianteaunamembranaplasmatica.

•  Lediversecomposizionidellaparetecellularebattericasonodigrandeinteresseperibiologi.

•  Nel1888,ilmedicodaneseChristianGrammiseapuntolacolorazionediGram.

•  Ibatterichemantengonolacolorazionealviolettodigenzianasonoclassificaticomegram-positivi,mentrequellichelaperdonoinseguitoaltrattamentoconalcolsonodettigram-negativi.

•  Ladifferenzatraibatterigram-positiviegram-negativièdigrandeimportanzaneltrattamentodialcunemalattie.

•  Adesempio,l’antibioticopenicillinainterferisceconlasintesidipeptidoglicanorendendocosìfragilelaparetecellularedarenderlainadeguataaproteggerelacellula.

•  Diconseguenza,lapenicillinarisultapiùefficacecontroibatterigram-positivi.

•  Alcunibatteriformanoendospore.Quandol’ambientediventasfavorevole(carenzadiacqua,nutrimento,ecc.),moltespeciedibatteridiventanodormienti.

•  Lacellulaperdeacquaerimanequiescentefinchèl’acquanondiventanuovamentedisponibile.

•  Altrespecieformanocelluledormientiestremamentedurevoli,chiamateendospore.Dopolaformazionedell’endospora,laparetecellularedellacelluladioriginesilisaperliberarel’endospora.

•  LeendosporedeleBacillusanthracissonocosìresistentichequestopatogenoèdiventatounproblemacomepossibileagenteperlaguerrabatteriologica.

•  IltetanoèinnescatodallacontaminazioneditaglioferitedapartedelleendosporediClostridiumtetanichenellaprofonditàdeitessuti,acausadellaanaerobiosi,troval'ambienteadattoperlacrescitaelaproduzioneditossina.

•  Lamaggiorpartedeibatterisimuovegrazieallapresenzadiflagelli.Ilnumeroelaposizionediquestirappresentaundatoimportanteperlaclassificazionedialcunespeciebatteriche.

•  Ilflagelloècostituitodatreparti:ilcorpobasale(ancorailflagelloallaparetecellulare),l’uncino(unisceilcorpobasalealfilamento)eunfilamentosingolo.

•  Ilcorpobasaleèilmotore.IlbatterioutilizzaATPperpompareprotonifuoridallacellula.Ladiffusionedeiprotonida’energiaalmotore,sostenendoilmovimentorotatoriochespingelacellulacomeun’elica.

•  Moltibatterimostranochemiotassi,ilmovimentoinrispostaacompostichimicipresentinell’ambiente.

•  Ilmaterialegeneticodeiprocariotisitrovanelcitoplasmaenonècircondatodainvolucronucleare.

•  Diversamente,daicromosomieucariotici,ilDNAprocarioticohapocheproteineassociate.

•  Inaggiunta,alDNAgenomico,nellamaggiorpartedeibatteriunapartelimitatadiinformazionegeneticapuòesserepresentesottodiplasmidi,piccolemolecolediDNAcircolari.

•  IplasmidipossonoreplicarsiindipendentementedalDNAgenomico.

•  Iprocariotisiriproduconoasessualmenteingenereperscissionebinaria,unprocessomedianteilqualeunacellulasidivideinduecellulefigliesimili.

•  Primaavvienelareplicazionedelcromosomabatterico,poisiformaunaparetetraversaleperaccrescimentosiadellamembranaplasmaticasiadellaparetecellulare.

•  Incondizioniideali,alcunespeciesidividonoinmenodi20minuti.

•  Sipuòosservarescambiodimaterialegeneticofraibatteri.

•  Talescambiootrasferimentogenicoorizzontalesiverificaquandounorganismotrasferiscematerialegeneticoadunaltroorganismochenonappartieneallasuaprole.

•  Iltrasferimentodimaterialegeneticodaigenitoriaifiglièdettotrasferimentogeneticoverticale.

•  QuandoibatterimuoionorilascianoilloroDNAchepuòessereincorporatodaaltribatteri.NellatrasformazioneiframmentidiDNArilasciatadaunacellulasonoassuntidaun’altracellula.

Modalitàdiottenimentodeinutrientiedicatturadell’energia•  Fotoautotrofi,comeicianobatteri,utilizzanol’energialuminosaper

sintetizzarecompostiorganici.•  Chemioautotrofi,utilizzandol’anidridecarbonicacomefontedicarbonio

manonutilizzandolalucesolarecomefontedienergia.•  Fotoeterotrofi,ottengonoilcarboniodaaltriorganismimautilizzanola

clorofillaealtripigmentipercatturarel’energialuminosa.•  Chemioeterotrofi,decompositorichevivonoliberi;lamaggiorpartedei

batteripatogeni

•  Lamaggiorpartedeibatterièaerobia,ovverorichiedeossigenoperlarespirazionecellulare.

•  Alcuniprocariotisonoanaerobifacoltativichemetabolizzanoaerobicamentequandonecessario.

•  Altrisonoaerobiobbligatichepossonometabolizzaresoloincondizionianaerobie.

Imicrorganismisisuddividonoin:

Aerobi

Anaerobi

AerobioAnaerobifacoltativi

siriproduconosoloinpresenzadiO2(sottovuoto)

siriproduconosoloinassenzadiO2

siriproduconosiainpresenzasiainassenzadiO2

RESPIRAZIONEBATTERICA

Microaerofili siriproduconoinpresenzaditraccediO2