Citologia Batterica-La CELLULA BATTERICA

DIMENSIONE Unità di misura batteri è il micron

1 Micron = 1 mm = millesima parte di 1 millimetro

FORMA

SFERICA COCCHI

Dimensione in media : 0,5-l,5 mm diametro

CILINDRICA BACILLI

Dimensione in media: 1-3 mm lunghezza

A SPIRALE SPIRILLI

A VIRGOLA VIBRIONI

BACILLI CORTI COCCO-BACILLI

DISPOSIZIONE

ARCHITETTURA CELLULA BATTERICA:

Strutture Obbligatorie: sempre presenti

Ø  PARETE CELLULARE (quasi tutti i batteri a parte i Micoplasmi)

Ø  MEMBRANA CITOPLASMATICA

Ø  CITOPLASMA con RIBOSOMI

Ø  CROMOSOMA BATTERICO (DNA)   

Strutture Facoltative: non sempre presenti

Ø  CAPSULA

Ø  APPENDICI DI SUPERFICIE:

FLAGELLI

PILI (o FIMBRIE)

CROMOSOMA BATTERICO

Depositario dell'Informazione Genetica cellulare: Contiene tutte le informazioni necessarie alcellula - METABOLISMO, LA RESPIRAZIONE, RESPIRAZIONE AEROBICA DELLA SOSTANZA ORGANICA" class="text">la cellula per svolgere le sue funzioni

STRUTTURA: Costituito da un'enorme, unica molecola di DNA a doppia elica a struttura circolare, strettamente raggomitolata, direttamente immersa nel cellule - NUCLEO, CITOPLASMA, RIBOSOMI, PARETE CELLULARE, CAPPARATO DI GOLGI, ITOSCHELETRO, APPARATO DI GOLGI" class="text">citoplasma (Assenza membrana nucleare)

Nucleoide: zona della cellula in cui è addensato cromosoma batterico

FUNZIONE: Governa la trasmissione dei caratteri di una cellule batterica alle generazioni successive

Replicazione cromosoma batterico avviene simultaneamente a divisione cellulare

GENOMA BATTERI:

Cromosoma Batterico Plasmidi (a volte)

DNA

Extracromosomico

PLASMIDI

Elementi Genetici Extracromosomici presenti in molti batteri

Piccole Molecole di DNA a Doppia elica, a struttura circolare

Presenti in una o in copie multiple

Replicazione autonoma

Trasferibili tra batteri diversi tramite

Coniugazione,Trasduzione,Trasformazione

Contengono informazioni genetiche Addizionali, non indispensabili per la sopravvivenza del batterio

Codificano informazioni importanti per Azione Patogena batterio:

q   Produzione di Tossine

q   Produzione Pili

q   Fattori R (Resistenza ad Antibiotici)

CITOPLASMA

Matrice semi-liquida di consistenza gelatinosa che si trova all'interno della cellula, è circondato dalla membrana plasmatica e in cui è immerso direttamente DNA batterico

COMPOSIZIONE:

Costituito principalmente da acqua e contenente lipidi, proteine, carboidrati e sostanze minerali

Unici organuli presenti RIBOSOMI

q   Funzione Ribosomi: Sintesi Proteica

q   Struttura: particelle formate da RNA (60%) e proteine (40%) e costituite da due subunità asimmetriche

Assenza di altri Organuli cellulari

Nel citoplasma possono essere presenti Granuli: accumuli di materiali di Riserva

MEMBRANA CITOPLASMATICA

INVOLUCRO che avvolge completamente il citoplasma situato sotto la parete cellulare

FUNZIONI

k    Barriera Semipermeabile e Selettiva che

regola Passaggio Nutrienti e Prodotti di Rifiuto (Trasporto Attivo e Passivo)

k    Sede Enzimi Catena Respiratoria:

Produzione di Energia con Respirazione

k    Sede di sintesi di diversi componenti

strutturali della parete cellulare e capsula

k    Secrezione Enzimi Extracellulari

STRUTTURA:

Doppio Strato Simmetrico Fosfolipidico in cui sono immerse Proteine di Membrana

COMPOSIZIONE: Formata da lipidi (40%), proteine (60%), piccole quantità carboidrati

Simile per struttura e funzioni a membrana

plasmatica delle cellule eucariotiche però non contiene steroli

TRASPORTO ATTIVO e PASSIVO

Membrana Citoplasmatica regola Scambio di sostanze tra interno ed esterno cell cellula batterica

TRASPORTO PASSIVO

Senza consumo di Energia

Diffusione Passiva:

Passaggio molecole da soluzione ad alta concentrazione a soluzione a bassa concentrazione

Acqua (Osmosi), poche sostanze liposolubili come glicerolo e poche molecole di dimensioni ridotte

TRASPORTO ATTIVO per tutte le altre molecole

Con consumo di Energia (ATP)

Contro gradiente di Concentrazione:

Molecole si muovono da bassa ad alta concentrazione

Intervento di Proteine di Trasporto (Carrier)

PARETE CELLULARE

INVOLUCRO RIGIDO che circonda la membrana plasmatica

FUNZIONI

Conferire Forma ai Batteri

Protezione membrana plasmatica e contenuto

Protezione meccanica

Antilisiosmotica 

Componente Fondamentale Peptidoglicano

Lungo polimero lineare caratterizzato dalla ripetizione di un' unità strutturale

Presente solo nei batteri

Bersaglio Antibiotici β-lattamici (penicilline)

Parete Cellulare / Batteri Gram + e Gram-

I batteri possono essere divisi in 2 classi principali: Gram-Positivi e Gram-Negativi

La divisione si basa sulla colorazione di Gram

La diversa risposta tintoriale dei batteri è dovuta a differenze di struttura della parete

Non tutti i batteri possono essere classificati in base a colorazione di Gram

COLORAZIONE DI GRAM

Strisciare materiale; asciugare all'aria; fissare al calore

Il vetrino fissato è dapprima colorato con Cristal violetto per 1 minuto; sciacquare con acqua;

Poi trattati con soluzione di iodio (liquido di Lugol) per 30 sec; sciacquare con acqua;

lavaggio con alcool (30-60 sec); sciacquare con acqua

Infine colorazione con Fuxina (30 sec); sciacquare con acqua

q   Gram-Positivi: trattengono il cristal-violetto Blu-viola

q   Gram-Negativi: decolorati da alcol, assumono secondo colorante Rossi

La differenziazione tra Batteri Gram-positivi e Gram-negativi si accomna ad una differente struttura molecolare, cellulare e patogenica.

Struttura parete Cellulare GRAM-POSITIVI

Struttura poco complessa

Parete cellulare è molto spessa e formata da diversi strati di Peptidoglicano sovrapposti uniti tra loro da ponti aminoacidici

Struttura parete Cellulare GRAM-NEGATIVI

Struttura complessa

Formata da 2 Strati Sovrapposti:

Strato Interno: Sottile strato di peptidoglicano

Strato Esterno: Membrana Esterna

q   Membrana Esterna ha Struttura Bilaminare:

A. Strato Interno: Fosfolipidi

B. Strato Esterno: Lipopolisaccaride Batterico: 

LPS (Lipide A = Endotossina: sostanza tossica batteri Gram-Neg )

q   Membrana Esterna avvolge la cellula al di fuori della parete cellulare ed è molto resistente

q   Importante barriera di permeabilità

Presenza Spazio Periplasmico (localizzato tra membrana Citoplasmatica e membrana Esterna) in cui si concentrano enzimi secreti da batterio

BATTERI CON PARETE CELLULARE PARTICOLARE

MICOPLASMI

Ø  Assenza Parete Cellulare!!

Membrana citoplasmatica con steroli

MICOBATTERI

Peptidoglicano

Acidi Micolici, Cere, Lipidi

q   Ricchezza in lipidi concentrati all'esterno Parete Cellulare:

Peptidoglicano ricoperto da complessa

struttura ricca in lipidi

CLAMIDIE

Struttura parete cellulare come Gram-negativi ma assenza peptidoglicano

Peptidoglicano sostituito da uno strato di proteine ricche in cisteina

CAPSULA o Strato Mucoso

Struttura Facoltativa

STRUTTURA: Sostanza viscosa che forma un Involucro intorno a cellula batterica aderendo alla parete cellulare

Risultato secrezione dalla cellula di materiale mucoso e altamente viscoso che quindi non si allontana dal batterio stesso, costituendo un rivestimento protettivo

Non bene strutturato Strato MUCOSO: massa amorfa, viscosa che circonda la cellula

COMPOSIZIONE: in genere Polisaccaridica

FUNZIONE: Fattore di Virulenza

q   Azione ANTIFAGOCITARIA

Es. di Batteri con capsula antifagocitaria:

Pneumococco, Meningococco

q   ADERENZA a substrati

Es. Streptococcus mutans si lega a smalto denti

FLAGELLI

Funzione: Organuli di Movimento: danno ai batteri la capacità di muoversi attivamente

Rotazione antioraria imprime spinta in avanti

Struttura semplice: Formato da 3 porzioni:

Filamento elicoidale

Gancio tubulare

Corpo basale

q   Inserimento nella membrana citoplasmatica

Composizione Filamento: Proteina: Flagellina

In genere solo batteri a struttura cilindrica o a spirale (bacilli, vibrioni ecc) hanno i flagelli

Es batteri flagellati: Vibrio cholerae,

Pseudomonas Aeruginosa, salmonelle

ENDOFLAGELLI (nelle SPIROCHETE)

Õ Filamenti assiali all'interno della cellula batterica ancorati ai poli della cellula

Contrazione Endoflagelli: Movimento

PILI (o FIMBRIE)

Proiezioni filamentose della superficie

Ø  PILI COMUNI

Struttura e Composizione: Appendici proteiche (formate da ripetizione di subunità proteina: Pilina) più piccole e corte dei flagelli

Funzione: Adesività (ADESINE)

q   Importante Fattore di Virulenza:

Organi di ancoraggio che conferiscono al batterio adesività a specifici substrati

(es: a cellule epiteliali mucose)

Esempi di batteri con Pili: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli

Ø  PILI SESSUALI

In alcuni batteri: Pilo Sessuale = Pilum F

(F: Fertilità) coinvolto nella Coniugazione Batterica (uno dei meccanismi di Trasferimento di materiale genetico fra batteri)

Consente connessione iniziale tra due batteri nel processo di Coniugazione

Pilo Sessuale più lungo di Pili Comuni

ANTIGENI BATTERICI

Antigene:

Sostanza in grado di indurre, se introdotta nell'organismo, una risposta immunitaria specifica

la maggior parte dei materiali aventi proprietà antigeniche presenti nei microrganismi o da essi prodotti sono proteine o polisaccaridi

q   Antigene 0: Antigeni superficiali del Soma batterico

Antigeni Acidi Teicoici (Parete Cellulare)

Componente Lipopolisaccaridica e proteine membrane esterna Gram-negativi

q   Antigene H: Antigeni dei Flagelli

Batteri mobili

q   Antigene K : antigeni della Capsula

q   Antigeni delle Esotossine

Gli antigeni batterici fondamentali in microbiologia sono gli Antigeni Superficiali  utilizzati per identificare le specie patogene