PROCESSI BIOLOGICI INDUSTRIALI - unipi.· PROCESSI BIOLOGICI INDUSTRIALI Le BIOTECNOLOGIE rientrano

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  • PROCESSI BIOLOGICI INDUSTRIALI

    Le BIOTECNOLOGIE rientrano nella scienza dei processi biologici applicati o insieme dei processi industriali che utilizzano i processi biologici.

    Biotecnologia: luso integrato di microbiologia, biochimica e ingegneria per realizzare la produzione di beni e servizi utilizzando i microorganismi.utilizzando i microorganismi.

    Ovvero: i microorganismi sono i protagonisti attivi delle reazioni che avvengono nei cosiddetti processi biologici industriali.

    Si pu definire scienza giovane, ma anche vero che giovane non se si pensa alla fermentazione alcolica per la produzione del vino ed alla fermentazione per la produzione di formaggi e yogurt.

  • TERRENO APPLICATIVO

    Si va dalla ingegneria genetica, alla messa a punto di processi industriali veri e propri.

    Lapplicazione primaria nella industria alimentare: formaggio, yogurt, vino, lievito, panificazione...

    Farmaceutica: sulfammidici, anseolitici, enzimi....

    Agraria: piante resistenti ai parassiti, fertilizzanti e insetticidi (agrofarmaci) prodotti per via enzimatica e quindi pi facili da biodegradare.

    Zootecnia: mangimi bilanciati, selezione delle razze.

    Industria tradizionale: per svincolarsi dal petrolio nella produzione di solventi, polimeri, intermedi di sintesi...

  • PRINCIPALI VANTAGGI

    Uso di soluzioni acquose e pH circa neutro (minor inquinamento e ambiente non aggressivo-corrosivo);

    Temperature basse (basso dispendio energetico);

    Flessibilit degli impianti; Flessibilit degli impianti;

    Ottima selettivit (purezza del prodotto);

    Minor inquinamento rispetto alla chimica classica.

  • MicroorganismiDefinitionA living organism that is microscopic or submicroscopic, which means it is too small to be seen by the unaided human eye (100 m).

    Microorganisms were first observed by Anton van Leeuwenhoek in 1675 using a microscope of his own design.

    Examples of microorganisms include bacteria, fungi, archaea, and protists.

    Viruses and prions, although microscopic, are not considered microorganisms by others because they are generally regarded as non-living.

  • Dimensionicaratteristiche ()

  • There is no universal definition of life.

    There are a variety of definitions proposed by different scientists.

    To define life in unequivocal terms is still a challenge for scientists.

    I microorganismi sono viventi, ma quale la definizione di vita?

  • Homeostasis: Regulation of the internal environment to maintain a constant state; for example, sweating to reduce temperature.

    Organization: Being composed of one or more cells, which are the basic units of life.

    Metabolism: Consumption of energy by converting nonliving

    Conventional definition: Often scientists say that life is a characteristic of organisms that exhibit the following phenomena:

    Metabolism: Consumption of energy by converting nonliving material into cellular components (anabolism) and decomposing organic matter (catabolism). Living things require energy to maintain internal organization (homeostasis) and to produce the other phenomena associated with life.

    Growth: Maintenance of a higher rate of synthesis than catabolism. A growing organism increases in size in all of its parts, rather than simply accumulating matter.

  • Adaptation: The ability to change over a period of time in response to the environment. This ability is fundamental to the process of evolution.

    Response to stimuli: A response can take many forms, from the contraction of a unicellular organism when touched to complex reactions involving all the senses of higher animals. A response is often expressed by motion (the leaves of a plant turning toward the sun or an animal chasing its prey).turning toward the sun or an animal chasing its prey).

    Reproduction: The ability to produce new organisms. Reproduction can be the division of one cell to form two new cells. Usually the term is applied to the production of a new individual (either asexually or sexually, from at least two differing parent organisms), although strictly speaking it also describes the production of new cells in the process of growth.

  • Sistematicaramo della biologia che studia la classificazione

    dei viventi

    TassonomiaTassonomiasistema di classificazione gerarchica

    dei gruppi, basato sulle loro relazioni evolutive

  • I REGNI VIVENTI

    Agli albori della sistematica naturalistica, i viventi erano divisi in due soli regni: vegetale edanimale.

    Per il naturalista Linneo (1707-1778), gli animali si distinguevano dalle piante perch, a differenza di queste, sono esseri viventi dotati di sensibilit.

    In seguito, con laumento delle conoscenze sulle caratteristiche e la biologia delle diverse forme di vita, questa distinzione si rivelata insufficiente.

    In particolare risultato che numerose forme ad organizzazione meno complessa, tra cui molti unicellulari, sfuggono a una simile suddivisione.

  • L'aumento di conoscenze sui batteri ha inoltre portato a riconoscere una prima fondamentale distinzione tra i viventi in:

    Procarioti Eucarioti

    Oggi procarioti ed eucarioti vengono per lo pi considerati due super-regni (o dominii) distinti.

    Anzi, secondo molti sistematici, la grande variet presente allinterno dei procarioti suggerirebbe di suddividere i viventi addirittura in tre dominii, due dei quali corrispondono agli attuali procarioti.

  • Procarioti Eucarioti

    I tre dominii dei viventi secondo uno schema di albero filogenetico universale. Bacteria e Archaea comprendono i procarioti, Eukarya gli eucarioti.

  • Col procedere delle conoscenze sistematiche, nuovi regni sono stati individuati e descritti sia allinterno dei procarioti che degli eucarioti.

    Seguendo un criterio strettamente filogenetico, secondo cui ogni categoria tassonomica dovrebbe riunire tutti e solo gli organismi che hanno avuto origine da un solo gli organismi che hanno avuto origine da un antenato comune, si arrivati a classificare i viventi in un numero elevatissimo di regni.

  • Haeckel(1894)

    Tre regni

    Whittaker(1969)

    Cinque regniWoese (1977)

    Sei regni

    Woese(1990)

    Tre domini

    Cavalier-Smith (2004)Due dominie sei regni

    Animalia Animalia Animalia Animalia

    Fungi Fungi Fungi

    Plantae Plantae Plantae

    Progressione della classificazione dei regni e dei d omni

    Eukarya EukaryotaPlantaePlantae Plantae Plantae

    Protista ProtistaChromista

    Protozoi

    Protozoi

    MoneraArcheabacteria Archaea

    Prokaryota Batteri

    Eubatteri Bacteria

  • Tuttavia, dal momento che i legami filogenetici tra i vari gruppi di organismi non sono stati ancora completamente chiariti e numero e nomi dei regni cambiano frequentemente a scapito della chiarezza, comunemente ci si riferisce alla suddivisione in cinque regni di Whittaker (uno di procarioti e quattro di eucarioti).

    In particolare il grande regno dei protisti, che riunisce gli eucarioti a In particolare il grande regno dei protisti, che riunisce gli eucarioti a organizzazione meno complessa, prevalentemente di ambiente acquatico, poco pi che un regno di risulta, cio un insieme eterogeneo che riunisce tutte le forme che non rientrano negli altri regni. Per questo motivo, la maggior parte degli studiosi che si occupano di questi organismi (alghe, organismi fungoidi, protozoi, ecc.) non riconosce il regno dei protisti, che viene suddiviso in regni pi piccoli ed omogenei.

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    I regni sono

    I REGNI VIVENTI secondo la teoria dei 5 Regni:

    Monera (procarioti)- archibatteri- eubatteri

    Protista (protisti) Plantae (piante)Fungi (funghi)Animalia (animali)

    I regni sono individuati in base a:

    tipo cellulare complessit strutturale

    tipo e modalit di nutrizione

  • I CINQUE REGNI DEL MONDO VIVENTE

    MONERA PROTISTI FUNGHI PIANTE ANIMALI

    organizzazione cellulare

    procariota eucariota eucariota eucariota eucariota

    materiale genetico DNA non associato a proteine in cromosomi

    DNA associato a proteine

    in cromosomi

    DNA associato a proteine

    in cromosomi

    DNA associato a proteine in cromosomi

    DNA associato a proteine

    in cromosomi

    membrana nucleare assente doppia o singola doppia doppia doppia

    organuli cellulari delimitati da membrane

    assenti presenti presenti presenti presenti

    cloroplasti assenti presenti o assenti assenti presenti assenti

    parete cellulare non cellulosica assente o presente; in genere chitinosa cellulosica assenteparete cellulare non cellulosica assente o presente; cellulosica o di vario

    tipo

    in genere chitinosa cellulosica assente

    nutrizione autotrofa, eterotrofa per assorbimento

    autotrofa, eterotrofa per assorbimento o

    fagocitosi

    eterotrofa per assorbimento

    autotrofa eterotrofa per ingestione

    organizzazione cellulare

    unicellulari unicellulari o pluricellulari poco

    differenziati

    pluricellulari pluricellulari pluricellulari

    sistema nervoso assente assente assente assente presente, spesso complesso

    respirazione aerobia o anaerobia aerobia aerobia o anaerobia aerobia aerobia

  • Sia procarioti che eucarioti hanno una organizzazione cellulare

    Questo consente loro una vita autonoma, grazie alla presenza di una membrana limitante e di sistemi intracel