MICROBIOLOGIA

I Virus

Iniziamo affrontando uno dei più seducenti campi della biologia: la virologia.
Con i virus ci troviamo di fronte ad un problema importante, basilare: distinguere ciò che è vivente da ciò che non lo è.
Potremmo dire che i virus sono forme di passaggio tra i non viventi ed i viventi.
Si possono considerare come organismi del più basso livello: la vita a livello molecolare.
I virus non hanno struttura cellulare: non hanno nucleo, né citoplasma, né membrana, per cui la loro organizzazione va considerata a livello subcellulare. Sono più grandi delle molecole, ma sono molto più piccoli delle più piccole cellule. Sono così piccoli che nessun virus è visibile al microscopio ottico.
Solo dopo l’avvento del microscopio elettronico si è potuto studiare la loro struttura, la loro forma e le loro dimensioni: qs vanno da 10-20 mμ ai 200-300 mμ (millimicron).
Vedi figura pag. 203 inserire qui.

Nel 1796 Edward Jenner esegue la prima vaccinazione contro il vaiolo; cento anni dopo Louis Pateur si mette a studiare la rabbia, malattia trasmessa all’uomo dal cane infetto; è in qs epoca che si viene affermando la teoria microbica delle malattie infettive / contagiose, secondo la quale ogni malattia era dovuta alla presenza ed azione di un microrganismo.

Nel 1935 Wendell Stanley riprese lo studio sul mosaico del tabacco: riuscì ad ottenere dal succo di foglie malate una sostanza cristallina di aspetto aghiforme, che sembrava del tutto priva di vita; ma se veniva sciolta in acqua e cosparsa su foglie di tabacco sane, provocava in esse la malattia.
Da qui prese inizio quel fervore di studi che doveva portare alle odierne conoscenze sui virus.

Composizione dei virus:
oggi sappiamo che i virus sono costituiti da un involucro (capside) di natura proteica, e da una parte interna formata da un acido nucleico: RNA o DNA: solo uno dei due.
La presenza di acido nucleico colloca i virus tra gli organismi viventi. Il codice genetico dell’RNA o DNA imprime al virus certe caratteristiche che vengono riprodotte quando si formano nuove particelle.

Proprietà dei virus:
un virus si rende attivo solo se si trova in diretta associazione con il contenuto di una determinata cellula ospite viva. Tolto da qs cell il virus cessa qualsiasi attività, anche se si mantiene infettivo.

A differenza delle cell (che si auto-riproducono per scissione) i virus non sono capaci di riprodursi da soli, cioè di auto-duplicare le loro strutture. Un virus per riprodursi deve penetrare in una cell ospite ed assumere il controllo dei suoi processi metabolici.
Altra caratteristica dei virus è che le loro proprietà possono essere alterate dall’ambiente nel quale vivono …

Classificazione dei virus:
— Virus dei batteri o batteriofagi
— Virus delle piante
— Virus dell’uomo e degli animali

Batteri

Con i batteri siamo di fronte alla vita cellulare … Fu Pasteur (1822) che diede impulso allo studio di qs microrganismi dal 1860 in poi.
I batteri sono più grandi dei virus (possono contenere anche 300 virus) ma sono molto più piccoli delle cellule degli altri organismi. Le dimensioni dei batteri si misurano in μ (micron) e non più in mμ (millimicron);
— quelli di forma sferica hanno un diametro di 0,5 – 1,5 μ;
— quelli a forma di bastoncello da 0,2 a 2μ di larghezza e da 0,5 a 10μ di lunghezza;
per avere un’idea basta pensare che ci vogliono parecchie migliaia di batteri per coprire il punto che sta alla fine di questa frase, e che una goccia d’acqua può contenere 50 milioni di batteri.
I batteri hanno generalmente una di queste forme:
— cocchi: di forma sferica, o globosa: diplococchi, stafilococchi, streptococchi …
— bacilli: di forma cilindrica o a bastoncello: diplobacilli o streptobacilli ..
— vibrioni e spirilli: cell a forma di bastoncello ricurvo o a spirale

Struttura della cell batterica:
sono avvolti da uno strato mucoso di vario spessore che prende il nome di capsula, che serve a proteggere la cell batterica dalle avverse o sfavorevoli condizioni ambientali; spesso la presenza di una capsula è indice della virulenza di un batterio; le forme capsulate producono gravi infezioni perché la capsula protegge il batterio dalle normali difese messe in atto dall’organismo invaso.
Sotto la capsula si trova la parete cell che conferisce alla cell batterica la sua forma caratteristica.
Sotto la parete cell c’è una membrana plasmatica sottile ed elastica delimitante il citoplasma che nei batteri è di aspetto granuloso ed è ricco di RNA.
Nei batteri non c’è un nucleo ben delimitato e manca una membrana nucleare; però nella zona centrale della cell si concentrano dei corpi cromatinici contenenti DNA e quindi dei geni.
Nei batteri non avviene la mitosi ma quando la cell si divide si dividono anche i corpi cromatinici, con il risultato di una uguale distribuzione del DNA nelle cell figlie. Nei batteri mancano i mitocondri (deputati alla respirazione …).

I movimenti dei batteri:
alcuni batteri sono immobili, altri sono dotati di appendici filamentose denominate ciglia, che con i loro movimenti fanno spostare le cell nell’acqua o negli altri liquidi.

Condizioni di sviluppo dei batteri:
per esplicare le loro attività i batteri richiedono adatte condizioni ambientali; se qs mancano essi sono però capaci di sopravvivere in uno stato di quiescenza.
Fattori importanti per l’attività dei batteri:
— temperatura adatta che va dai 25°C ai 40°C; però ve ne sono di quelli che vivono meglio a basse temperature tra 0 e -30°C; e quelli che si sviluppano bene a temperature molto elevate tra 40°C e 85°C.
— umidità: in ambiente secco diventano inattivi
— luce: esposti a luce solare rallentano il loro sviluppo; i raggi ultravioletti li uccidono.
— disponibilità di sostanze nutritive: e questo è molto ovvio …

La nutrizione dei batteri:
tutti i batteri hanno bisogno di sostanze organiche già formate da altri organismi: sono eterotrofi. (Eccezione per i batteri autotrofi che utilizzano la CO2 per la sintesi di sostanza organica). Se si nutrono di sostanze organiche non viventi si dicono saprofiti; se invadono i tessuti degli organismi viventi si dicono parassiti.
Con l’azione di particolari loro enzimi attaccano le sostanze organiche complesse e le trasformano in sostanze più semplici ed elementari che possono essere assorbite attraverso la loro parete cell.

La respirazione dei batteri:
l’O2 è un fattore importante per lo sviluppo dei batteri; alcuni vivono solo in presenza di ossigeno (aerobi obbligati), altri vivono solo in sua assenza (anaerobi obbligati), altri sono capaci di adattarsi alle due condizioni (aerobi ed anaerobi facoltativi).
Molti batteri ricavano l’energia necessaria da alcune reazioni di fermentazione; la fermentazione è un processo anaerobio con il quale vengono prodotte sostanze diverse a secondo degli organismi che le determinano. Es.:
I batteri della fermentazione alcolica decompongono il glucosio in due molecole di alcol etilico ed una di anidride carbonica;
altri operano la F. lattica, scindendo il glucosio in sei molecole di acido lattico.

La riproduzione dei batteri:
i batteri si moltiplicano per scissione diretta, cioè per divisione della cell madre in due cell figlie. In condizioni ideali si moltiplicano alla velocità di 20 minuti: se ne hanno otto cell in un’ora! Se il processo di moltiplicazione continuasse con qs ritmo in 24 ore si accumulerebbe una massa di batteri di oltre 2.000 tonnellate. Ciò non avviene per il sopraggiungere del problema dell’affol-lamento: competizione alimentare e accumulo dei rifiuti metabolici: qs fattori causano un graduale rallentamento sia del loro sviluppo che della loro proliferazione.

La formazione di spore:
molti batteri presentano un altro fenomeno: la formazione di endospore: all’interno di un batterio si forma una massa protoplasmatica contenente il materiale genetico avvolto da uno strato protettivo. Le spore batteriche hanno la proprietà di essere molto resistenti alle più sfavorevoli condizioni ambientali: le spore del tetano resistono per un’ora alla temperatura di 100°C, per eliminarle è necessaria una sterilizzazione in autoclave per 20 minuti a 115°C!

Le Rickettsie

Costituiscono un gruppo di organismi che sta tra i virus e i batteri; di forma sferica o a bastoncino hanno dimensioni di 0,3 μ e 0,5 μ. Con i batteri hanno in comune la struttura cell e la moltiplicazione per scissione; con i virus la capacità di svilupparsi e di riprodursi solo entro le cell viventi.
Furono scoperte da Howard Ricketts che le trovò nel sangue di malati affetti da febbre delle Montagne Rocciose. L’infezione viene trasmessa all’uomo dalle zecche, pidocchi, pulci, acari, ecc.
Nell’intestino di qs animali le rickettsie vivono senza produrre alcun danno, ma una volta trasmesse all’uomo ne invadono i tessuti provocando l’insorgenza della malattia. Provocano anche il tifo petecchiale o esantematico e altre gravi malattie.

Le Spirochete

Sono un gruppo di microrganismi che sta tra i batteri ed i protozoi. Molte spirochete misurano più o meno come i batteri, ma esistono anche specie lunghe 500 micron. Le spirochete hanno forma allungata e cilindrica o a spirale; mancano di nucleo organizzato; si riproducono per scissione e non formano endospore. Possiedono una certa capacità di movimento.
La spirocheta più nota è il Treponema pallidum, agente della sifilide.

I Protozoi (= primi animali)

Alcuni sono provvisti di una specie di bocca, mentre altri inglobano le particelle alimentari avvolgendole con il loro corpo (soma). Alcuni si spostano per mezzo di sottili filamenti che si muovono come fossero dei remi, altri per mezzo di flagelli, posti nella parte anteriore del corpo, che ondeggiando li fanno avanzare o arretrare.
I protozoi pur essendo formati da una sola cell hanno degli organelli altamente specializzati che in modo autonomo assolvono tutte le funzioni vitali.

Il genere Amoeba comprende molte specie di protozoi; un’ameba potrebbe essere definita come una passerella viva di gelatina. Infatti qs si muove di moto proprio, si nutre, si riproduce e compie tutti gli altri processi vitali.
…

I Funghi o Miceti

Alcune specie di funghi sono unicellulari, altre sono pluricellulari; ma il loro corpo vegetativo non è mai differenziato in radici, fusto e foglie e perciò viene indicato con il nome di tallo. Le loro dimensioni variano notevolmente da quelle microscopiche dei lieviti a quelle macroscopiche dei ben noti funghi a cappello.
I funghi presentano anche una grande varietà di forme, ma hanno tutti una importante caratteristica: mancano di clorofilla e perciò come gli animali, non sono in grado di compiere la fotosintesi clorofilliana per fabbricare la sostanza organica e devono nutrirsi di sostanze già elaborate da altri organismi, ma a differenza degli animali (che possono muoversi), i funghi sono strettamente legati alla loro sorgente alimentare.
Molti sono saprofiti cioè vivono su resti di organismi in putrefazione o sugli escrementi degli animali, altri sono parassiti, cioè vivono a spese dei tessuti di altri organismi vivi che li ospitano. I funghi sono presenti ovunque esista della sostanza organica utilizzabile, in luoghi umidi e ombrosi, con adatta temperatura.

Classificazione dei funghi:
— Mixomiceti o funghi mucillaginosi
— Eumiceti o funghi veri, le cui cell sono provviste di membrana cell; qs sono divisi in quattro classi, a seconda del modo con il quale producono le spore:
— Ficomiceti: formano le spore all’interno di un organo detto sporangio
— Ascomiceti: le spore si formano (in n° di 8) in una cavità sacciforme detta asco
— Basidiomiceti: le spore sono portate da una struttura claviforme detta basidio, che produce generlm- 4 spore
— Deuteromiceti o funghi imperfetti: comprendono tutti i funghi che non rientrano nelle tre classi precedenti.

I funghi veri … vedi file a parte …