Date post: | 11-Oct-2015 |
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CRESCITA BATTERICA
CRESCITA CELLULARE: aumento delle dimensioni
della cellula batterica.
CRESCITA DELLA POPOLAZIONE: incremento del
numero di cellule di una popolazione microbica.
Acqua
FATTORI AMBIENTALI CHE INFLUENZANO LA CRESCITA BATTERICA
Sostanze nutritive: carbonio, azoto, fosforo, zolfo, ioni metallici
Fonte di energia
Sorgente di energia
chimica
composti organici
composti inorganici
CHEMIORGANOTROFI
CHEMIOLITOTROFI
Organismi fotosintetici
Organismi chemiosintetici
ENERGIA LUCE
DEMOLIZIONE DI
SOSTANZE CHIMICHE
Sorgente di C composti organici
C inorganico (CO2)
ETEROTROFI
AUTOTROFI
Sono CHEMIORGANOTROFI ETEROTROFI molti
microrganismi patogeni o commensali, che soddisfano le
loro esigenze contraendo rapporti con organismi
superiori (simbiosi, commensalismo, parassitismo).
Batteri esigenti (molti patogeni) richiedono la presenza
nell'ambiente di fattori di crescita: sostanze organiche
di varia natura (vitamine, aminoacidi, nucleotidi)
indispensabili per lo sviluppo (incapacit di sintetizzarle).
Acqua
FATTORI AMBIENTALI CHE INFLUENZANO LA CRESCITA BATTERICA
Sostanze nutritive: carbonio, azoto, fosforo, zolfo, ioni metallici
Fonte di energia
Temperatura ottimale (mesofili: 20 - 45C, psicrofili: 0 - 10C, termofili: 45 - 100C)
AnnaritaFormatoC N P N
Concentrazione salina: ottimale quella fisiologica (0,75% NaCl), ma esistono batteri alofili (15 - 25% NaCl, batteri marini) e batteri alotolleranti (7 - 8% NaCl)
pH ottimale: batteri neutrofili, batteri acidofili, batteri basofili
Pressione: di solito pressione atmosferica ma esistono batteri barofili (batteri nei sedimenti marini)
Pressione osmotica
Atmosfera di incubazione
A seconda della possibilit di svolgere i processi metabolici in presenza di ossigeno atmosferico i batteri si distinguono:
Aerobio
Anaerobio
EFFETTI O2
Aerobi obbligati
Crescita
No Crescita
Richiesto (per resp. aerobica)
Microaerofili
Crescita se livelli O2 non troppo alti
No Crescita
Richiesto ma a livelli
Sintesi macromolecolari
Replicazione del DNA
La sintesi del peptidoglicano pu essere suddivisa in 3 tappe:
1. Inizio della sintesi dei precursori nel citoplasma
2. Trasporto dei precursori attraverso la membrana citoplasmatica e loro completamento
3. Inserimento dei precursori nella parete cellulare (fuori della cellula, vicino al versante esterno della membrana plasmatica).
Sintesi del peptidoglicano
PBP n. molecole per
cellula
Attivit
1A e 1B 100 Transglicosilasi
Transpeptidasi
2 20 Transpeptidasi
3 50 Transglicosilasi
Transpeptidasi
4 110 DD-endopeptidasi
DD-
carbossipeptidasi
5 1800 DD-
carbossipeptidasi
6 600 DD-
carbossipeptidasi
RIPRODUZIONE
La maggior parte dei batteri di interesse medico si riproduce mediante SCISSIONE BINARIA (trasversale). Questo processo di riproduzione asessuata assicura alla cellula procariotica una esatta ripartizione del corredo cromosomico tra due cellule figlie, che risulteranno uguali
RIPRODUZIONE
La divisione di un microrganismo per scissione si realizza attraverso fasi successive
1) Inizialmente il corpo batterico si allunga per accrescimento sia della membrana citoplasmatica che della parete cellulare. Ci avviene generalmente in corrispondenza del mesosoma o del sito di membrana a cui ancorato il materiale nucleare.
Manca il fuso mitotico, ma si forma un apparato mitotico primordiale nel quale risulta centrale la funzione della membrana citoplasmatica (mesosomi).
3) Laccrescimento in senso centripeto della parete cellulare e della membrana citoplasmatica porter alla formazione, nella porzione centrale della cellula, di un setto traverso, che determiner lallontanamento dei due nuovi cromosomi per distanziamento delle zone della membrana citoplasmatica alle quali sono ancorati.
2) Contemporaneamente ha inizio la duplicazione del cromosoma batterico
4) Con il completo sviluppo di questa struttura si otterr la separazione delle due cellule figlie.
AnnaritaNotadurante la divisione sono sintetizzate proteine filamentose sensibili al calaleore che guidano il processo di divisione posizionandosi a livello equatoriale
In alcuni casi il setto di parete cellulare, rimanendo a lungo incompleto genera la formazione di raggruppamenti di cellule caratteristici e diversi in rapporto ai successivi piani di divisione cellulare.
La divisione batterica per scissione binaria determina la moltiplicazione del microrganismo in maniera esponenziale, cos che, dopo tre divisioni, da una cellula batterica se ne formano otto
Lintervallo di tempo necessario al batterio per riprodursi detto tempo di duplicazione (o tempo di replicazione) e varia tra i differenti microrganismi e a seconda delle condizioni di crescita:
Escherichia coli e la maggior parte dei batteri ha, in condizioni ambientali ottimali (create in laboratorio), un tempo di duplicazione di 20-30 minuti; in questi casi bastano 12 ore (35 generazioni) per ottenere da una singola cellula miliardi di batteri.
Disponibilit nutrienti
pH
Temperatura
CURVA DI CRESCITA BATTERICA
Per seguire la crescita di una coltura batterica rispetto al tempo si impiegano TERRENI LIQUIDI come ad esempio un brodo nutriente
Utilizzando un sistema di assi
cartesiani semilogaritmico vengono
riportati sullasse delle ascisse i
tempi di osservazione e sullasse
delle ordinate il numero dei
batteri. Si otterr una curva di
crescita distinta in 4 fasi
AnnaritaNotaconto sia batteri vivi che morti xcui la conta pi alta rispetto a quella k otterrei su terreni solidi.
nel terreno liquido inoculato un certo volume di cellule batteriche a quantit NOTA . ad intervalli regolari prelevo un aliquota dal terreno liq e determino il num di cell: conto o con lo spettrofotometro oppure con semina su piastra
AnnaritaNotadeterminazione MISURA QNTATIVA DI UNA POPOLAZIONE :
-dererminazione della densit cellulare con sist fotometrici
-spettrofotometri
DETERMINAZIONE DELLA MASSA CELLULARE-determinaz peso secco-centr-peso umido
1. Fase di latenza (fase lag)
2. Fase di crescita esponenziale o fase logaritmica (fase log)
3. Fase stazionaria 4. Fase di declino o
lisi
AnnaritaNota1-fase di latenza-lagfase di adattamento metabolicoaccrescimento senza divisione-dip num cell disonibilita nutrimla sua durata dipende:disp nutrimento; inversamente proporz alla qnt di inoculo e dirett prop a et cell
AnnaritaNota2-fase espon-log: 2n-diretta proporzionalta tra tempo e concentrha una fase di accelerazione positiva all inizio, una fase esponenziale, e una fase di accel negativa alla fine: il tempo di divisione si allunga
AnnaritaNota
AnnaritaNota3 fase stazionaria. il num di cellule resta costante n vive uguale n muore . alla fine della fase di accelerazioone negativa . si stanno consumando i nutrieniti. equilib dimanico
AnnaritaNotafase di declino num di cell k muoiono maggiore di quelle che sopravvivono oppure inibizione da contatto
Le spore batteriche
AnnaritaNotaTECNICHE DIRETTE PER LA MISURA QUANTITATIVA DI UNA POPOLAZIONE MICROBICA-su terreno liquido-Conteggio cellulare : determinazione concentrazione:-metto una colonia di batteri prelevata con ansa di platino su un vetrino porta oggetto e coproo con un vetrino coprioggetto x nn fare essicare-la camera dv ho inseito i batteri presenta al centro una griglia. al micro identifico un quadrato con tre linee. conto due quad e faccio una medianon di stingue tra vive e morte
AnnaritaNotatecniche dirette...pop micro- su terreno solido-ho provetta x es con 10ml di liquido( con batteri)-prelevo 1 ml e metto in provetta con 9ml di h2o=diluizione 1:10; prendo 1ml da qst seconda e metto in una provetta cn 9ml: 1:100...1:1000..1:10.000: prendo un ml da qst ultima e piastro su agar :incubo a 37 x 16h=ottengo es 6COLONIE
AnnaritaNotaTECNICHE INDIRETTE X MISURA QNT DI UNA POPOLAZ MICRO
mediante misurazione di specifici componenti es : C o N determinazione contenuto di ATP con sistema luciferina - luciferasi
SONO FORME DI
RESISTENZA
LE SPORE
BATTERICHE
SI ORIGINANO
ALLINTERNO DELLA CELLULA BATTERICA CHE
DISGREGANDOSI LIBERA LA
SPORA NELLAMBIENTE
ENDOSPORE
Chi sporula?
ALCUNI BACILLI GRAM POSITIVI
Bacillus B. anthracis CARBONCHIO
B. cereus TOSSINFEZIONI ALIMENTARI
B. subtilis INFEZIONI RESPIRATORIE
Clostridium C. botulinum BOTULISMO
C. difficile COLITE PSEUDOMEMBRANOSA
C. perfringens GANGRENAGASSOSA
C. tetani TETANO
COCCHI Sporasarcina PATOGENI OPPORTUNISTI
UNO STATO DI
CRIPTOBIOSI
IN CUI OGNI SINTESI
MACROMOLECOLARE
E ASSENTE
CARATTERIZZATE DA
CONSENTONO
CARENZA DI
CARBONIO
AZOTO
FOSFORO
AD ALCUNI BATTERI DI
SOPRAVVIVERE IN
CONDIZIONI
AMBIENTALI
SFAVOREVOLI
RESISTONO A ELEVATE TEMPERATURE
RADIAZIONI UV CONGELAMENTO
AGENTI BATTERICIDI
CONDIZIONI
NORMALMENTE
LETALI PER
LA CELLULA BATTERICA
La SPOROGENESI una una
particolare espressione della capacit
di adattamento cellulare alla
disponibilit di nutrienti
nellambiente
Le spore sono formate da cellule sane minacciate dalla fame Knaysi
Ogni specie batterica sporigena pu
essere indotta a formare spore o
mantenuta costantemente in fase
vegetativa agendo sulla composizione e
la disponibilit dei nutrienti
SI EVIDENZIANO
metodo di Gram metodo di Schffer e Fulton
AL MICROSCOPIO
OTTICO IN PREPARATI
COLORATI
AL MICROSCOPIO
ELETTRONICO
cellula vegetativa spora
AnnaritaNota
AnnaritaFormatoVERDE MALACHITE PIU EBOLLSAFRANINA X CONTRASTO
ULTRASTRUTTURA
AnnaritaNota
capaci di sopravvivere nellambiente per tempi molto lunghi
resistenti allessiccamento
resistenti alle alte temperature
resistenti agli agenti chimici
resistenti alle radiazioni UV
cellule metabolicamente inerti
citoplasma disidratato e contenente piccole proteine acido-solubili (protezione
del DNA)
cortex (peptidoglicano modificato, acido dipicolinico + Ca++)
coats (proteine molto stabili, ricche in ponti S-S)
esosporio (struttura fosfolipoproteica) Ultrastruttura di una spora
batterica
AnnaritaFormatoSASP RESISTENZA UV
AnnaritaMatita
AnnaritaFormatoLATTAME NAM
AnnaritaFormatoSIMIL KERATINE
AnnaritaFormatoACCESSORIA CHE CONFERISCE TERMORESIST IMPERM COLORO
AnnaritaFormatoINMP COLORI-RIFRANGENZA-ACCESSORIA
CORTEX
COATS
ESOSPORIO
TERMORESISTENZA
intrinseca composizione
molecolare
disidratazione
mineralizzazione
RESISTENZA Al LISOZIMA
RESISTENZA AI SOLVENTI ORGANICI
The developmental cycle of the endospore.
First the DNA replicates and a cytoplasmic membrane septum forms at one end of the cell. A second
layer of cytoplasmic membrane then forms around one of the DNA molecules (the one that will become
part of the endospore) to form a forespore. Both of these membrane layers then synthesize
peptidoglycan in the space between them to form the first protective coat, the cortex. Calcium
dipocolinate is also incorporated into the forming endospore. A spore coat composed of a keratin-like
protein then forms around the cortex. Sometimes an outer membrane composed of lipid and protein
and called an exosporium is also seen. Finally, the remainder of the bacterium is degraded and the
endospore is released.
CELLULA VEGETATIVA sA
sK
sE
sF
sG
sH
SPORULAZIONE
RNA-polimerasi batterica
GERMINAZIONE
In condizione ambientali
favorevoli una spora ritorna alla
condizione di cellula vegetativa
in 90 e si suddivide in 3 fasi:
ATTIVAZIONE
GERMINAZIONE VERA E PROPRIA
ESOCRESCITA
Perdita delle attivit biologiche della
spora senza che siano evidenti
modificazioni morfologiche
ATTIVAZIONE
INDUTTORE: Stimolo traumatico
(shock termico)
L-alanina, Asparagina,
inosina, glucosio,
fruttosio, Ca++ Mn++
FATTORI DI GERMINAZIONE:
GERMINAZIONE
Perdita di frammenti degradati di peptidoglicano e
dipicolinato di Ca++ Assunzione di H2O e aumento di
volume. Perdita della termoresistenza e della resistenza
allessiccamento, al lisozima e agli agenti chimici
ESOCRESCITA
La cellula vegetativa fuoriesce completamente
dagli involucri sporali e riprende la
sua normale attivit metabolica
terreni di coltura
SUDDIVISIONE DEI TERRENI DI COLTURA PER BATTERI
A) In base allo stato fisico
B) In base alla composizione chimica
C) In base alla funzione
1) liquidi
2) solidi
1) minimi
2) sintetici
3) complessi
1) selettivi
2) discriminativi
3) di arricchimento
Tecniche di isolamento: metodo dello striscio su piastra
Colonie: masse visibili di cellule formate dalle successive divisioni di una o pi cellule La loro grandezza, forma, consistenza e colore dipendono dallorganismo che le produce
a) Serratia marcescens su agar MacConkey
b) Ingrandimento di (a
c) Pseudomonas aeruginosa su agar soy trypticase
d) Shigella flexneri su agar MacConkey
Le colonie raggiungono un diametro che generalmente varia tra 1 e 10 mm. Una colonia batterica formata da circa 106-107 cellule, che derivano da circa 20-25 generazioni a partire dalla cellula iniziale.
Tecniche di isolamento: metodo di diffusione su piastra metodo di inclusione in piastra
AnnaritaNota
2) TERRENI DISCRIMINATIVI: contengono particolari substrati che consentono di rilevare attivit metaboliche e possono essere utilizzati per identificazioni presuntive iniziali (es. fermentazione di zuccheri, attivit proteasica, DNAsica, ecc.)
Batterio patogeno che voglio isolare dalle feci (es: Salmonella typhi)
Batteri non patogeni commensali intestinali