Microbiologia Applicata Flashcards
(7 cards)
Cosa sono e a cosa servono i sistemi di regolazione?
I sistemi di regolazione sono un insieme di meccanismi che rispondono a segnali ambientali regolando l’espressione di tanti geni diversi, non riuniti in un unico regulone, questi meccanismi possono includere attivatori, repressori, molecole segnale, RNA regolatori ecc.
Per quanto riguarda la regolazione dell’espressione genica, può essere utile nella comunicazione ambiente esterno - interno della cellula:
Come sistema di regolazione è presente un sistema a due componenti = sensore + regolatore, a volte anche sensori citoplasmatici.
Le regioni in cui si verifica regolazione della traduzione sono piccole sone tra inizio di trascrizione e traduzione ovvero il sito di legame del ribosoma RBS.
Nei Bacteria questa regolazione della traduzione dipende da:
• Sequenze sul DNA, dove sono presenti Promotore e Operatore.
• Fattori di trascrizione, perché agiscono Attivatori e Repressori.
Cos’è la regolazione NEGATIVA?
È un blocco dell’espressione genica tramite un repressore, il repressore lega il DNA e blocca l’attacco della RNA polimerasi al promotore, impedendo così la trascrizione dei geni nell’RNA messaggero.
REPRESSIONE TRASCRIZIONALE = repressore dell’arginina:
Nelle regioni regolatorie il promotore lega RNA polimerasi e l’operatore lega il repressore, però è dipendente dalla presenza dell’effettore (in questo caso Arginina)
INDUZIONE TRASCRIZIONALE = operose del lattosio:
Nelle regioni regolatorie il promotore lega RNApolimerasi, l’operatore lega il repressore Lacl in assenza dell’effettore (in questo caso lattosio) bloccando la trascrizione.
Quando l’induttore (lattosio) è presente lega il repressore Lacl e la trascrizione può andare avanti.
Come funziona la regolazione POSITIVA?
La regolazione positiva prevede attivazione trascrizionale, dove gli attivatori favoriscono il riconoscimento del promotore da parte dell’RNA polimerasi attraverso curvatura del DNA e interazione con RNApol vicino al promotore.
Esempio di attivazione trascrizionale:
Operone del maltosio: in assenza di un induttore (maltosio) nè l’attivatore MalT nè l’RNApolimerasi possono legarsi al DNA
Quando è presente il maltosio, si combina con l’attivatore MalT che a sua volta si lega sul suo sito di legame
Questo permette alla RNApolimerasi di legarsi al promotore mal e iniziare la trascrizione.
Come funziona la regolazione POSITIVA?
La regolazione positiva prevede attivazione trascrizionale, dove gli attivatori favoriscono il riconoscimento del promotore da parte dell’RNA polimerasi attraverso curvatura del DNA e interazione con RNApol vicino al promotore.
Esempio di attivazione trascrizionale:
Operone del maltosio: in assenza di un induttore (maltosio) nè l’attivatore MalT nè l’RNApolimerasi possono legarsi al DNA
Quando è presente il maltosio, si combina con l’attivatore MalT che a sua volta si lega sul suo sito di legame
Questo permette alla RNApolimerasi di legarsi al promotore mal e iniziare la trascrizione.
Cos’è la regolazione globale?
La regolazione dell’espressione di diversi geni/operoni in risposta ad una variazione ambientale/stimolo
Per esempio un microorganismo può trovarsi in un ambiente in cui sono disponili più fonti di C (es. E. coli glucosio e galattosio), serve una regolazione dell’uso delle fonti di C: Repressione da catabolita
La presenza di glucosio reprime la trascrizione di operoni catabolici, tra cui l’operone Lac, nonostante sia presente lattosio (induttore)
Quando il glucosio è esaurito, viene indotta la trascrizione dell’operone Lac
= Crescita diauxica
Regolazione negativa: induzione
Il repressore LacI viene inattivato dalla
presenza dell’induttore lattosio
Repressione da catabolita (effetto glucosio, regolazione positiva):
Attivatore = CRP (proteina recettrice di cAMP)
Il glucosio inibisce la sintesi di cAMP (da ATP attraverso l’azione dell’adenilato ciclasi) e favorisce il suo trasporto fuori dalla cellula
+ glucosio: bassi livelli di cAMP, CRP non lega il sito C del DNA. La trascrizione dei geni lac è repressa.
- glucosio, alti livelli di cAMP, cAMP si lega a CRP che si lega a sua volta al sito C, attivando la trascrizione di lac
Cos’è l’ecologia microbica?
È la scienza che studia le modalità con le quali le popolazioni di microrganismi si raggruppano in comunità e come queste comunità interagiscono tra loro e con l’ambiente circostante.
Popolazione: gruppo di microrganismi appartenenti alla stessa specie e residenti nello stesso luogo. Spesso discende da una singola cellula.
Comunità: costituita da diverse popolazioni microbiche che interagiscono tra loro in un dato ambiente.
Habitat: parte di un ecosistema particolarmente adatta alla vita di una specifica popolazione o un numero limitato di popolazioni, possono essere stabili o soggetti a rapide variazioni nel tempo/spazio.
Le condizioni chimico-fisiche di un habitat determinano le comunità microbiche che vi risiedono, che d’altra parte, influenzano le condizioni dell’habitat stesso.
I microrganismi colonizzano:
-habitat più comuni, come suolo o acque
-habitat estremi
Possono stabilirsi sulla superficie o all’interno di cellule di altri organismi
Ecosistema: complesso dinamico di piante, animali e comunità microbiche che interagiscono tra loro e con l’intorno abiotico, formando un’unità funzionale. Un ecosistema contiene molti habitat diversi
Ecosistema microbico: complesso di diverse popolazioni microbiche che interagiscono tra loro e con l’ambiente
I microorganismi sono pressoché ubiquitari.
La colonizzazione di un ambiente da parte di m.o. è guidata dalla disponibilità di risorse e dalle condizioni chimico-fisiche
Microambiente: spazio piccolo in cui può interagire un microrganismo (date le dimensioni microscopiche dei m.o.). In un habitat possiamo distinguere numerosi microambienti.
In un microambiente, la disponibilità di nutrienti è spesso determinata dal modo in cui diffondono.
Cosa sono i biofilm? Come si formano?
I Biofilm microbici sono formazioni complesse di cellule microbiche immerse in una matrice adesiva, costituita da secrezioni esocellulari
(Flocculi: aggregati cellulari con matrice, che si trovano in forma sospesa)
Matrice: miscela di polisaccaridi, proteine, acidi nucleici
- intrappolano i nutrienti
- evitano il dilavamento
Possono esistere Biofilm di una sola specie o Biofilm misti.
Le superfici dove si creano possono essere: abiotiche, altri organismi o substrato nutritivo
I vantaggi del biofilm sono accesso facilitato ai nutrienti, crescita in nicchia, protezione da predatori (protisti) e perturbazioni, in più l’associazione tra cellule microbiche favorisce comunicazione e scambio genetico.
La formazione di biofilm avviene iniziando con l’adesione di poche cellule mobili ad una superficie adatta, nella fase di colonizzazione avvengono comunicazione, sintesi di polisaccaridi e ulteriore crescita, lo sviluppo prosegue, fino ad arrivare ad un biofilm capace di dispersione (può essere innescata da stimoli ambientali)
L’importanza del biofilm in vari ambienti come 8n ambito clinico, industriale,ambientale.
Microbial Mats: sono biofilm grandi anche cm, stratificati, di fototrofi o chemiolitotrofi, si formano gradienti di concentrazione di nutrienti, luce e metaboliti con diversi microorganismi.
