Eubatteri,Archea ed Eucarioti, Dispense di Biologia

Scarica Eubatteri,Archea ed Eucarioti e più Dispense in PDF di Biologia solo su Docsity!

Eubatteri e Archaea

Eubatteri, Archaea ed Eucarioti (Eukarya)

L’origine dei tre Domini (“dominio” è un insieme di Regni) è monofiletica , cioè è avvenuta a partire da un  antenato comune

Eubacteria (Eubatteri)

Forme della cellula batterica:

cocchi ( Micrococcus sp.), bacilli ( Salmonella typhymurium ) e spirilli

( Spiroplasma sp.)

Le specie di Eubatteri finora conosciute, escludendo i diversi ‘‘ceppi’’, o varianti genetiche (‘‘strain’’) della stessa specie, sono circa 10 000 …ma ne esistono probabilmente milioni che ancora non conosciamo…

Gli Eubatteri sono estremamente diversificati perché sono il primo tipo di

cellula che si è evoluta: hanno quindi potuto occupare per primi tutti gli habitat

La colorazione di Gram

La colorazione ideata nel 1884 dal batteriologo danese Hans Christian Gram usa il cristalvioletto e la saffranina (o la fucsina) per distinguere i batteri provvisti della sola parete di peptidoglicani ( Gram-positivi ) da quelli con parete di peptidoglicani e con una membrana esterna ( Gram-negativi )

Riproduzione nei batteri:

scissione binaria e coniugazione

I Procarioti (Eubatteri ed Archea) si riproducono per scissione binaria: il DNA circolare si replica e si separa in due molecole, poi si separano anche la membrana plasmatica e il citoplasma, ricostruendo la parete batterica attorno alle due cellule figlie Gli Eubatteri possiedono anche una forma primitiva di riproduzione sessuata (detta ‘‘coniugazione’’) in cui avviene un trasferimento di geni da una cellula all’altra tramite sottili protuberanze (‘‘pili’’)

Suddivisione degli Eubatteri

 Gram-negativi:

• Spirochete
• Cianobatteri
• Adobatteri
• Ipertermofili
• Proteobatteri

 Gram-positivi:

• a basso contenuto in guanina e citosina (GC) nel DNA ( Firmicutes )
• ad alto contenuto in GC nel DNA ( Mollicutes )

Cianobatteri (“alghe verdi-azzurre”)

 Importantissimi procarioti autotrofi , i primi a sviluppare la fotosintesi ossigenica che ha arricchito di O 2 l’atmosfera del pianeta, circa 1.7 miliardi di anni fa  Alcune specie formano colonie filamentose e sono in grado di fissare l’azoto atmosferico, riducendolo a ione ammonio tramite cellule specializzate (“ eterocisti ”) Non a caso, la struttura di un tipico cianobatterio è molto simile a quella di un cloroplasto: sono infatti questi procarioti fotosintetici che per endosimbiosi secondaria hanno originato l’organello

Anabaena sp.

Nelle eterocisti avviene la fissazione dell’azoto atmosferico da parte dell’enzima

nitrogenasi , che richiede condizioni quasi anossiche per il suo funzionamento

 L’eterocisti è una cellula specializzata per la fissazione di azoto tramite la nitrogenasi, che è inattivata dall’ossigeno  L’eterocisti si differenzia a partire da una normale cellula, spostando i tilacoidi (“honeycomb”) e rinforzando la membrana in modo da ottenere condizioni parzialmente anaerobie

Synechococcus sp. (Chroococcales),

organismo modello per i Cyanobacteria

• Cianobatterio marino fototrofo ossigenico, dotato di motilità elevata anche se privo di flagelli o cilia (si muove tramite blandi gradienti di azoto)
• Componente fondamentale del fitoplancton procariotico nei mari temperati e caldi
• Modello per la fissazione del carbonio, con genoma interamente sequenziato nel 2003 (Palenik et al., Nature 424, 1037, 2003) Banche dati genomiche dedicate a Synechococcus sp. KEGG Genome CyanoBase http://genome.microbedb.jp/cyanobase/

Eubatteri ipertermofili

Ad esempio, Aquifex aeolicus , un chemolitoautotrofo scoperto nel 1992 in una sorgente termale delle Isole Eolie) vive senza problemi a 95 °C

• A. aeolicus è di grande interesse biotecnologico per gli enzimi solforeduttasi ed idrogenasi termoresistenti
• Il suo genoma (per il 16% simile a quello degli Archaea) è stato interamente sequenziato nel 1998 Thermotoga maritima , scoperto nel 1986 in una area marina geotermica dell’isola di Vulcano, vive tra 55 e 90° nei camini vulcanici sottomarini (“hydrothermal vents”) e nei depositi di petrolio E’ rivestito da una curiosa “toga” costituita da espansioni della membrana esterna Alcuni Eubatteri sono estremofili come gli Archaea

Deinococcus radiodurans Brooks & Murray, 1981

(detto scherzosamente “Conan il batterio”)

E’ estremamente resistente a radiazioni ionizzanti e

ultraviolette, alla disidratazione, allo stress ossidativo

(esposizione alle specie reattive dell’ossigeno, o ROS)

e a molti altri tipi di danno al DNA

Eubatterio aerobio e chemiorganotrofo

a colorazione di Gram ambigua

(spesso indicato come Gram-positivo)

Il suo genoma, con due molecole di DNA

circolare e due plasmidi, che codificano per 3195

geni, è stato interamente sequenziato nel 2001

(Makarova et al., MMBR 2001)

Misure di radioattività

(o, più correttamente, misure di emissione di energia da parte di radionuclidi)

• Le misure di radioattività dipendono dall’obiettivo della ricerca:
  • Entità delle radiazioni emesse da una sorgente
  • Dose assorbita da un essere vivente
  • Effetti biologici su un vivente esposto alle radiazioni e potenziali rischi per la salute Unità di misura La quantità di radiazioni emessa da una sorgente radioattiva si misura in Curie (Ci, 37 miliardi di disintregazioni al secondo), oppure, nel Sistema Internazionale, in Becquerel (Bq, 1 disintegrazione al secondo) La radiazione assorbita da una persona (cioè la quantità di energia depositata in un tessuto umano a causa dell’esposizione a radiazioni) si misura in rad, oppure, nel Sistema Internazionale, in gray (Gy) 1 rad (acronimo di “radiation absorbed dose”) corrisponde a 100 erg per g 1 Gy corrisponde a 1 joule (1 kg x m2/s2) di energia per kg ed equivale a 100 rad Il rischio biologico di esposizione a radiazioni si misura in rem oppure, nel Sistema Internazionale, in sievert (Sv)