Prof. Salvatore Coppola
Università degli Studi di Napoli Federico II

Guida allo studio della MICROBIOLOGIA GENERALE

3. Struttura cellulare

Allo studio della Microbiologia si accede dopo aver acquisito adeguate conoscenze di base della Biologia animale e della Biologia vegetale.

Con lo studio della Microbiologia vanno assicurate analoghe conoscenze sulla cellula batterica.

La figura che segue può essere utilizzata per verificare la conoscenza delle cellule procariotiche.

Sarà utile esercitarsi a discriminare analogie e diversità rispetto a quelle eucariotiche.

I "flagelli" o "ciglia" dei batteri sono diversi dagli analoghi organi di movimento portati da alcuni microrganismi eucarioti.
Inoltre, possono mancare, o essere presenti in numero e con disposizioni differenti,determinando tipi denominati diversamente.

Si indichi la denominazione dei batteri che appaiono nelle immagini riportate nella figura successiva.

La colorazione di Gram consente di accertare il tipo di struttura della parete cellulare che può ricorrere negli schizomiceti.

Nelle figure successive sono riportate immagini reali e schematiche atte a riflessioni sugli effetti della reazione di Gram e sulla struttura degli involucri cellulari dei Gram-positivi e dei Gram-negativi.

Gram-positiviGram-negativi

Coltura mista di Gram+ e Gram-

Involucri cellulari di Gram+ e Gram-

La membrana citoplasmatica è la struttura meglio conservata in tutti i tipi di cellule viventi.
Svolge funzioni di contenimento del citoplasma, di barriera selettiva, di permeazione dei soluti, di secrezione di proteine, di produzione di energia, di sintesi ed assemblaggio dei suoi stessi componenti e di quelli della parete cellulare.

La figura successiva ne richiama la struttura. Seguono immagini di mesosomi e schemi relativi ad importanti funzioni della membrana.

Catena di trasporto degli elettroni

ATP-sintetasi

Nella tabella sottostante sono ricordati i sitemi di trasporto dei soluti nei Batteri e le relative caratteristiche.

Proprietà	Diffusione passiva	Diffusione facilitata	Trasporto attivo	Traslocazione di gruppo
Mediato da carrier	-	+	+	+
Contro gradiente	-	-	+	?
Specificità	-	+	+	+
Dispendio energetico	-	-	+	+
Modificaz. del soluto	-	-	-	+

Diverse inclusioni citoplasmatiche possono essere rinvenute in batteri viventi in determinate condizioni.

Nelle figure successive sono riportate immagini di inclusioni interessanti e significative.

	Accumulo di glicogeno in cellule di Escherichia coli
Inclusioni di Poly-Beta-Idrossibutirrato in cellule di Alcaligenes eutrophus
	Globuli di Zolfo in Beggiatoa gigantea
Magnetosomi in Aquaspirillum magnetotacticum

Nella cellula procariotica, il materiale genetico ricorre in forma di un unico cromosoma costituito da una molecola di DNA a doppia elica, circolare covalentemente chiusa (ccc) e superavvolta.
Possono poi essere presenti elementi genetici extracromosomiali di analoga struttura, ma di dimensioni molto inferiori.

Nelle figure che seguono sono riportate note immagini del cromosoma di Escherichia coli e di plasmidi.

Alcuni batteri (i più importanti appartengono ai generi Bacillus e Clostridium) sopravvivono a condizioni ambientali avverse producendo una endospora, una struttura cellulare molto speciale, metabolicamente inattiva, in grado di durare per tempi incredibilmente lunghi in condizioni dette di "criptobiosi".

La figura successiva può servire per riflettere sulle problematiche relative alla sporogenesi ed alle caratteristiche della spora.

Negli Schizomiceti le diversità strutturali sono di rilevanza tassonomica.
Le diverse particolarità di struttura e composizione chimica degli organelli cellulari sono inoltre da rapportare alle condizioni esistenziali dei vari tipi di microrganismi.

A conclusione di questa parte del Corso, si considerino le più rilevanti specificità strutturali e citochimiche nei vari gruppi microbici.

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