- I batteri o gli altri
microrganismi, quando crescono su un terreno di laboratorio, sono chiamati
coltura.
Colture miste:
- La popolazione microbica
presente nel nostro ambiente è grande e complessa. Molte differenti specie
microbiche abitano normalmente in varie parti del nostro corpo (orale,
intestinale, cutanea) ed in modo analogo nel nostro ambiente (aria, suolo,
acqua).
Colture pure:
- Una coltura pura è costit 232g67c uita
da una popolazione di cellule derivate da un'unica cellula madre. Essa
rappresenta una condizione artificiale per l'accrescimento dei batteri ed
è una condizione imposta da manipolazioni di laboratorio.
Caratteri colturali:
- Uno dei principali caratteri
dei batteri è l'aspetto (caratteri di accrescimento) che assumono dopo
essere cresciuti su vari terreni.
- I caratteri colturali
forniscono indizi utili per l'identificazione.
Coltivazione dei batteri:
- Una condizione per poter
studiare i microrganismi è poterli coltivare nelle condizioni di
laboratorio.
- Per questo scopo si devono
conoscere quali sostanze nutritizie e quali condizioni fisiche essi
richiedono.
- Tali informazioni hanno
consentito di sviluppare numerosi terreni o mezzi per la loro coltura.
Esigenze nutrizionali:
Sorgente
di energia:
(Energia radiante).
(Ossidazione dei composti chimici).
- Sorgente di carbonio:
- Organismi autotrofi
(Fotoautotrofi e Chemioautotrofi)
(CO2).
(Composti organici).
- Richiesta di azoto:
- Composti inorganici dell'azoto.
- Richiesta di zolfo e fosforo:
- Composti organici dello zolfo.
- Composti inorganici dello
zolfo.
- Zolfo elementare.
- Fosfati.
- Elementi metallici:
- Sodio - Ferro.
- Potassio - Zinco.
- Calcio - Rame.
- Magnesio - Fosforo.
- Manganese - Cobalto.
- Vitamine e composti vitamino-simili:
- Tiamina (B1).
- Riboflavina.
- Niacina.
- Piridossina (B6).
- Biotina.
- Acido pantotenico.
- Acido folico.
- Cobalamina (B12).
- Vitamina K.
- Bisogno di H2O:
- Tutte le sostanze nutritive
devono essere in soluzione.
Esigenze gassose:
- Aerobi:
- Si accrescono in presenza di
ossigeno libero.
- Anaerobi:
- Si accrescono in assenza di
ossigeno libero.
- Anaerobi facoltativi:
- Si accrescono sia in presenza
che in assenza di ossigeno libero.
- Microaerofili:
- Si accrescono in presenza di
piccole quantità di ossigeno.
Vita al di sopra dei 100°C:
- Fino ad ora, la temperatura più
elevata per la crescita batterica veniva considerata 105°C.
- Si riteneva che la temperatura
massima di sopravvivenza fosse circa 100°C, vale a dire il punto di ebollizione
dell'acqua.
- In questi ultimi anni,
tuttavia, sono stati individuati nuovi batteri termofili che crescono in
fumarole di zolfo, localizzate lungo le spaccature ed i crinali del fondo
dell'oceano, dalle cui bocche fuoriescono getti d'acqua ricchi di zolfo
con temperature superiori ai 350°C.
- Si è osservato che questi
batteri sono capaci di crescere e riprodursi a 115°C.
- Ciò conferma la possibilità di
crescita batterica a temperature elevatissime.
- La pressione presente nel loro
habitat è sufficiente a mantenere l'acqua allo stato liquido (a 265atm).
- Le proteine, le membrane e gli
acidi nucleici di questi batteri rimangono eccezionalmente stabili a
queste temperature, tanto da rappresentare soggetti ideali per studiare le
modalità necessarie alle macromolecole ed alle membrane per mantenersi
stabili.
- Si ritiene possibile, in un
futuro prossimo, la progettazione di enzimi in grado di funzionare a
temperature elevate.
- Alcuni enzimi termostabili,
provenienti da questi batteri, possono risultare di estrema importanza nei
vari campi industriali.
CRESCITA MICROBICA
Riproduzione ed accrescimento:
- Riproduzione Divisione cellulare per
scissione binaria.
- Accrescimento Tasso di accrescimento
espresso come tempo di generazione.
Moltiplicazione cellulare:
- Le cellule batteriche si moltiplicano
per scissione binaria: il materiale genetico si duplica e si distribuisce
ai due poli della cellula batterica, la quale si allunga e alla fine si
divide in due cellule figlie identiche alla cellula madre.
- In condizioni avverse alcuni
batteri vanno incontro a un processo di divisione modificato, al termine
del quale vengono prodotte forme quiescenti, dette spore, in grado di
sopportare condizioni estreme di temperatura e umidità.
Ciclo cellulare:
- Numerosi eventi chimici e
fisici hanno luogo in una cellula batterica nel periodo compreso tra la
sua generazione e la divisione in cellule figlie.
Fasi:
a)
sintesi
coordinata di macromolecole e di altri componenti cellulari (crescita);
b)
formazione
del setto;
c)
divisione
caratterizzata da una seri di reazioni che culminano nel trasferimento di una
copia di DNA in ciascuna cellula delle cellule figlie.
AZIONE PATOGENA DEI BATTERI
Meccanismo dell'azione patogena:
- Un batterio
viene definito patogeno quando è in grado di invadere i tessuti di un
organismo ospite e di moltiplicarvisi, danneggiando la funzionalità
normale dell'ospite con la liberazione di sostanze tossiche.
- In un batterio
altamente patogeno risultano fattori di virulenza l'invasività (capacità
di penetrare e diffondersi) e la capacità di elaborare tossine, fattori
responsabili della sintomatologia morbosa e a volte della morte
dell'ospite.
Invasività:
- La
moltiplicazione dei batteri patogeni nei tessuti dell'ospite è legata a
svariate proprietà della cellula batterica quali, l'adesività, la capacità
a produrre enzimi extracellulari che ne favoriscono la diffusione, la
capacità di inibire la fagocitosi.
Produzione di tossine:
- Molti batteri
e altri microrganismi possono produrre veleni macromolecolari che causano
tossicità nei tessuti dell'uomo e degli animali. Tali sostanze vengono
chiamate tossine e si distinguono in esotossine e endotossine:
- Le esotossine
sono generalmente di natura proteica e prodotte in forma solubile da
batteri vivi che le diffondono nei liquidi e nei tessuti dell'ospite. Di
norma vengono sintetizzate dai batteri Gram-positivi.
- Le endotossine
sono sostanze di natura lipopolisaccaridica liberate in seguito a
disgregazione del batterio per autolisi. Sono liberate in particolare da
batteri Gram-negativi.
Sostanzialmente
i batteri sono costituiti da una struttura cromosomica semplice immersa
direttamente, senza frapposizione di una membrana nucleare, nel citoplasma
delimitato all'esterno da una membrana citoplasmatica da cui si diparte una
serie complessa di invaginazioni che formano il sistema dei mesosomi;
l'insieme è racchiuso da una parete cellulare, ovvero un contenitore rigido
sulla cui superficie esterna può essere presente spesso uno strato
polisaccaridico detto capsula. Alcuni batteri possono essere corredati di
appendici come i flagelli per il movimento e i pili per l'adesione o lo
scambio di materiali fra batteri
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STRUTTURA GENERALE DEL BATTERIO
Schema delle forme batteriche:
Schema generale di un batterio: