Cellula Procariotica Flashcards
(30 cards)
Quali elementi sono comuni nelle cellule microbiche?
Membrana citoplasmatica: ha funzione di barriera semipermeabile e separa l’interno della cellula dall’esterno.
• Citoplasma: è una miscela acquosa di macromolecole, piccole molecole organiche e ribosomi.
• Ribosomi: strutture responsabili della sintesi proteica.
• Parete cellulare: conferisce rigidità strutturale alla cellula, è
relativamente permeabile ed è localizzata fuori dalla membrana
cellulare.
• DNA genomico: è il corredo di geni presenti nella cellula.
Qual è la differenza tra il genoma eucariote e procariotico?
Genoma procariotico:
-un cromosoma circolare (nucleoide)
-possono contenere plasmidi
-genoma piccolo e compatto
(500 - 10000 geni)
Genoma eucariotico:
genoma lineare
-presenza di più cromosomi
-grande e poco compatto
(es. genoma umano 20000-25000)
(La morfologia dei procarioti non è predittiva di proprietà cellulari)
Cosa determina invece la morfologia cellulare di una particolare specie?
Forze selettive:
- ottimizzazione dell’uptake dei substrati nutritivi
- ottimizzazione della motilità in ambienti viscosi
- ottimizzazione della motilità per scivolamento per i batteri filamentosi
La morfologia cellulare è determinata geneticamente ed evolve per massimizzare l’adattamento della specie in un particolare habitat
Cosa condiziona il rapporto S/V ?
• Scambio con l’ambiente esterno e apporto di substrati nutritivi
• Velocità di crescita cellulare
• Frequenza di mutazioni genetiche (correlata alla velocità di replicazione del DNA)
• Evoluzione (selezione di mutanti migliorati).
Tutto favorito in cellule piccole = rapporto S/V alto.
Da cosa è composta la membrana citoplasmatica?
Composta da un doppio strato fosfolipidico: (matrice)
La regione idrofobica è composta da acidi grassi e quindi disposti all’interno del doppio strato.
La regione idrofilica è composta da glicerolo fosfato e gruppi funzionali (zuccheri ecc).
Sono presenti nella matrice proteine intrinseche ed estrinseche, proteine integrali e periferiche.
Quali sono le caratteristiche della membrana degli Archaea?
La membrana presenta legami etere tra il glicerolo e le loro catene laterali idrofobiche.
le catene idrofobiche sono unità ripetute di isoprene (fitanile) e non acidi grassi.
Isoprene compone una coda idrofobica ramificata di 20 C (4 isopreni).
Isoprene = idrocarburo 5C ramificato
Qual è la differenza tra membrana batterica ed eucariotica?
Presenza di OPANOIDI invece del colesterolo, la funzione è sempre controllare la rigidità.
Il modello è sempre mosaico fluido, ma le proteine sono rivolte solo o da un lato o dall’altro.
Quali sono le funzioni della membrana?
- Permeabilità= la membrana è semipermeabile; previene dispersioni e permette trasporto di nutrienti da e verso la cellula.
- Sito di ancoraggio= sito di proteine coinvolte nel trasporto, bioenergetica e chemiotassi.
- Conservazione dell’energia= sito di origine e utilizzo della forza proton-motrice.
Quali sono le funzioni della membrana?
- Permeabilità= la membrana è semipermeabile; previene dispersioni e permette trasporto di nutrienti da e verso la cellula.
- Sito di ancoraggio= sito di proteine coinvolte nel trasporto, bioenergetica e chemiotassi.
- Conservazione dell’energia= sito di origine e utilizzo della forza proton-motrice.
Quali sono le 2 funzioni principali della Parete Cellulare?
1.Impedire la lisi osmotica;
2.Conferire forma e rigidità alla cellula.
Da cosa è costituita la Parete Cellulare Batterica?
PEPTOGLICANO
Unità fondamentale del peptidoglicano:
-due ammino-zuccheri: N- acetilglucosammina NAG e acido N-acetil muramico NAM
legati con legame beta 1-4 glicosidico
-La Catena peptidica è legata a NAM [L-Ala, D-Ala, D-Glu, L-Lys, acido diamminopimelico (DAP)].
Un filamento di peptidoglicano è formato da tante unità ripetute di tetrapeptide glicano.
Differenza tra Catene di Peptoglicano nei Gram-Positivi e Gram-Negativi?
Batteri Gram-positivi:
corto ponte peptidico che connette i tetrapeptidi delle due catene di glicano adiacenti.
interponte pentaglicidico XY
Batteri Gram-negativi:
legame peptidico fra il gruppo amminico del DAP di una catena di glicano e il gruppo carbossilico della D-Ala terminale della catena di glicano adiacente
Le catene di peptidoglicano adiacenti sono connesse tra di loro
attraverso legami crociati fra amminoacidi: transpeptizzazione
Descrivi la Parete dei Gram-Positivi:
Peptoglicano molto spesso, anche il 90% della parete, sintetizzato in cavi, con proteine associate alla parete.
Parete “liscia”
Presenta acidi Teicoici= polimeri polialcoli di glicerofosfato o ribotolfosfato, sono legati a zuccheri o alanina,associati covalentemente alla membrana, carichi negativamente.
Attraversano completamente la parete
Descrivi la parete cellulare dei Gram-Negativi:
Presente un singolo strato di Peptoglicano in mezzo alle due membrane, nello spazio periplasmico.
Spazio Periplasmico: ha consistenza di gel, contiene diverse classi di proteine, enzimi idrolitici o chemorecettori.
Membrana Esterna: doppio strato, impermeabile a proteine, permeabile a piccole molecole grazie alle PORINE (proteine transmembrana trimeriche)
Presenti proteine con funzione di legame/trasporto
Presenti lipoproteine per ancoraggio di LPS al Peptoglicano
LPS Lipopolisaccaridi sostituisce gran parte dei fosfolipidi nel foglietto esterno.
Cosa sono gli LPS? Che funzione hanno? Come si dividono?
Si tratta di una grande molecola costituita da una porzione lipidica e una polisaccaridica in grado di suscitare forti risposte immunitarie negli animali.
Gli LPS sono costituiti da tre regioni principali:
• Lipide A = disaccaride di glucosammina fosfato, legati a due/tre molecole di acidi grassi mediante legame ammidico.
• Core oligosaccaridico = costituito da circa 9-12 unità saccaridiche, conservato fra le specie, contiene ketodeossiottonato, eptoso, glucosio, galattosio, N-acetil- glucosammina.
• Antigene O = ossia catena polisaccaridica costituita da 20-50 unità ripetitive che possono contenere fino ad otto zuccheri.
Lipide A = endotossina
Antigene O e core oligosaccarico = porzione polisaccaridica
Procedura Colorazione di Gram? Spiegazione?
- Colorare uno striscio di cellule fissate al calore con cristalvioletto
- Mordenzatura con ioduro di potassio
- Decolorazione con etanolo
- Colorazione di contrasto con safranina
I batteri che si colorano e rimangono colorati dopo l’etanolo sono gram-positivi, risulteranno viola, sono batteri che hanno uno spesso strato di peptoglicano e privi di membrana esterna= il colore penetra e rimane.
I batteri che si colorano con la safranina e diventano rosa/Rossi sono gram-negativi.
I batteri che
Com’è fatta la parete cellulare degli Archaea?
Non presenta il peptidoglicano né la membrana esterna
Presente Pseudomureina come polimero principale (es. nei methanobacterium)
Lo scheletro costituito da N- acetilglucosammina e acido N-acetil- talosaminuronico
legati da legame β-1,3-glicosidico
Catena laterale contenente solo amminoacidi L
Cos’è S-Layer? A cosa serve?
Struttura cristallina superifciale ordinata di proteine e glicoproteine.
Può presentare diverse simmetrie: esagonale, tetragonale e trimerica, in funzione del numero e della struttura delle proteine/glicoproteine
In alcuni microrganismi, S-layer è presente in aggiunta ad altri componenti della parete cellulare
In altri sostituisce la parete
Funzioni di S-layer:
- proteggere la cellula dallo stress osmotico (es. Archaea che non presentano la parete)
- setaccio selettivo
- trattenere le proteine in prossimità della superficie cellulare (simil-periplasma)
-mediare l’adesione cellulare
Strutture dei procarioti: quali sono? Cosa fanno?
Di natura polisaccaridica (o proteica), mediano l’adesione a superfici solide e la formazione di biofilm
CAPSULA= spessa matrice polisaccaridica che esclude la penetrazione di piccole molecole.
- aderisce fermamente alla parete cellulare (evita fagocitosi)
- strategia dei batteri patogeni per evadere il sistema immunitario
- assorbe grandi quantità di acqua, protegge la cellula dalla disidratazione.
STRATO MUCOSO= rivestimento polisaccaridico deformabile e permeabile alle piccole molecole, composizione variabile
FIMBRIE= strutture filamentose proteiche che si estendono dalla superficie cellulare, permettono di aderire alle superfici (es tessuti animali), permettono di formare pellicole sulla superficie liquida e biofilm sulle solide.
PILI= strutture più lunghe delle fimbrie, presenti solo uno o pochi sulla superficie.
- espressi da tutti i gram- e alcuni gram+
- facilitano scambio di materiale genetico nella coniugazione
- permettono adesione e invasione di tessuto ospite, recettori per virus batterici.
- possono essere coinvolti nella motilità per scivolamento.
Inclusioni cellulari: Cosa sono?
Immagazzinamento di granuli di polifosfati (PO43-)
possono essere degradati e utilizzati per - Biosintesi degli acidi nucleici
- Biosintesi dei fosfolipidi di membrana
- Formazione di ATP
Immagazzinamento di zolfo nei batteri solfo-ossidanti: granuli zolfo elementare (S0) nel periplasma
In condizioni di zolfo ridotto limitante, i granuli vengono ossidati ulteriormente a solfati
Vescicole gassose: cosa sono? A cosa servono?
Presenti in procarioti planctonici
Nei Cianobatteri (fototrofi aerobi) formano grandi accumuli (fioriture, blooms) nei laghi: risalgono in superficie e si aggregano in masse dense.
La presenza di vescicole gassose diminuisce la densità della cellula, aumentando la capacità di galleggiamento.
Strutture a forma di cono, contengono gas con composizione e pressione corrispondenti a quelli dell’ambiente in cui si trovano
Cosa sono e a cosa servono le Endospore Batteriche?
Sono cellule altamente differenziate, prodotte da alcune specie di Bacteria (solo 2 gram+)
Sono forme di sopravvivenza che permettono all’organismo di sopportare condizioni sfavorevoli = stadio quiescente del ciclo batterico.
Struttura: fortemente rifrangenti con più strati sovrapposti, assenti nelle cellule vegetative.
- esosporio= strato più esterno, rivestimento proteico sottile
- tunica= formata da strati di proteine specifiche della spora
- membrana esterna= sottile, si forma durante la sporulazione
- corteccia= simile al peptoglicano ma meno reticolata
- membrana interna= deriva dalla membrana cellulare
- core= origina dal citoplasma, contiene ribosomi e DNA
Cosa contengono le endospore? A cosa serve il Core?
- Copia completa del cromosoma
- Concentrazione minima di proteine essenziali e ribosomi
- Alta concentrazione di calcio che lega l’acido dipicolinico
L’acido dipicolinico (DPA) si accumula nel core e rappresenta il 10% del peso secco
Si complessa con Ca2+ per svolgere funzioni importanti
Lega l’acqua libera favorendo la disidratazione.
Il core è molto diverso dal citoplasma, ha altissima resistenza a calore e agenti chimici, gli enzimi cellulari al suo interno si disattivano, presenta alti livelli di SASPs = proteine acido-solubili che legano il DNA e lo proteggono da radiazioni, mancanza di acqua, calore.
(Sono la fonte di energia durante la germinazione).
Come si svolge la sporulazione?
Sporulazione: processo di differenziamento cellulare, avviene
quando un nutriente (C/N) diventa limitante
Formazione di un setto = divisione del materiale cellulare in due parti, una delle parti migra ad un polo della cellula e viene separata mediante un setto di separazione (membrana citoplasmatica).
Formazione del peptidoglicano sul doppio strato fosfolipidico della spora = si stratificano i fasci del peptidoglicano, si formano corteccia e tunica.
Maturazione = disidratazione della spora e incorporazione di Ca2+, SASPs, acido dipicolinico.
Lisi della cellula madre = l’endospora è libera ora.
