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Biologia Cellulare: Struttura e Funzioni della Cellula Batterica, Sbobinature di Microbiologia

Università del Salento (UNISALENTO)Microbiologia

Una panoramica dettagliata della struttura e delle funzioni della cellula batterica, con particolare attenzione alla membrana citoplasmatica, alle sostanze di riserva, agli organelli e al processo di sporulazione. Anche i principi della crescita batterica, i terreni di coltura e le interazioni pianta-microrganismi.

Tipologia: Sbobinature

2024/2025

Caricato il 09/12/2024

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mariluna-filo 🇮🇹

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MICROBIOLOGIA AGRARIA ED ENOLOGICA
Le prime osservazione al microscopio di strutture cellulari e funghi le feci Robert
Hooke, il padre della microbiologia moderna è Louis Pasteur che confutò la teoria della
generazione spontanea ed è considerato il padre della microbiologia moderna. Robert
Koch inventò i terreni di coltura e sviluppò il concetto di “ coltura pura”—> è chiamato
in questo modo poiché si sviluppa un solo tipo di batterio.
I POSTULATI DI KOCH
A. l’agente causale deve essere presente in tutti i casi della malattia di cui è ritenuto
responsabile e deve essere invece assente negli individui sani.
B. L’agente causale deve essere isolato dall’individuo offerto e, posto in coltura, deve
dare origine ad una popolazione cellulare omogenea ( una sola specie).
C.L’inoculo di una coltura pura dell’agente causale in individui sani deve dare luogo
alla comparsa della malattia di cui si ritiene responsabile.
D.L’agente causale deve essere re-isolato dall’individuo infettato sperimentalmente.
Alexander Fleming scopre la penicillina .
I Microrganismi sono i virus,batteri, funghi e protisti. MICRORGANISMO
(MICRORGANISMO): si indicano tutti gli esseri più piccoli che sono visibili soltanto con
l’aiuto di forte ingrandimento, è sinonimo di microbio o microbo, termine che nel
linguaggio comune indica i batteri e altri microrganismi patogeni.
Nessun clima per i microrganismi è troppo caldo o freddo, possono trovare casa al Polo
Nord come un geyser, non hanno una differenziazione in tessuti: sono cellule non
necessarie isolate ma autosufficienti —> PROCARIOTI: batteri e archaea —>
EUCARIOTI: miceti, alghe e protozoi
Le cellule batteriche sono molto piccole non contengono un nucleo ,mentre le cellule
degli eucarioti sono più grandi e possiedono un nucleo
MORFOLOGIA DEI BATTERI
-COCCH: singoli, in coppia ( diplococchi)
In catene (streptococcus)
In raggruppamenti (staphylococcus)
In gruppi da 4
-BASTONCINI (bacilli): singoli, in coppia e catena
CAMBIAMENTO DELLA FORMA
PLEOMORFISMO: alcuni batteri non hanno una sola forma. I procarioti sono più
piccoli degli eucarioti, la velocità con cui i nutrienti e i prodotti di scarto passano
dentro e fuori la cellula inversamente proporzionale alle dimensioni.
La citologia è lo studio che mira a stabilire un rapporto tra struttura, composizione
chimica e funzioni. Per ogni tipo di cellula procariotica, che rappresenta l’unità
fondamentale, e si trovano una MEMBRANA CITOPLASMATICA che racchiude il
citoplasma, dove si ha la sintesi proteica e delle reazioni metaboliche fondamentali, ed
un NUCLEOSOMA, depositario dell’informazione genetica da trasmettere alla
discendenza.
MEMBRANA CELLULARE: strato di lipidi e proteine che circonda il citoplasma. Nelle
cellule prive di parete cellulare che rappresenta il confine fra la cellula e l’ambiente
circostante.
- è una struttura sottile che circonda la cellula e separa l’interno della cellula
dall’ambiente circostante.
- È una barriera selettiva che permette alla cellula di concentrare al suo interno
composti metabolici ed espellere le sostanze di rifiuto
STRUTTURA DELLA MEMBRANA CITOPLASMATICA
BATTERI:
La composizione e la struttura sono simili a quelle della cellula eucariotica
- fosfogliceridi disposti in doppio strato
- Proteine disperse nella matrice fosfolipidica
- Le membrane procariotiche non hanno steroli
ARCHEA
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Scarica Biologia Cellulare: Struttura e Funzioni della Cellula Batterica e più Sbobinature in PDF di Microbiologia solo su Docsity!

MICROBIOLOGIA AGRARIA ED ENOLOGICA

Le prime osservazione al microscopio di strutture cellulari e funghi le feci Robert Hooke, il padre della microbiologia moderna è Louis Pasteur che confutò la teoria della generazione spontanea ed è considerato il padre della microbiologia moderna. Robert Koch inventò i terreni di coltura e sviluppò il concetto di “ coltura pura”—> è chiamato in questo modo poiché si sviluppa un solo tipo di batterio. I POSTULATI DI KOCH A. l’agente causale deve essere presente in tutti i casi della malattia di cui è ritenuto responsabile e deve essere invece assente negli individui sani. B. L’agente causale deve essere isolato dall’individuo offerto e, posto in coltura, deve dare origine ad una popolazione cellulare omogenea ( una sola specie). C. L’inoculo di una coltura pura dell’agente causale in individui sani deve dare luogo alla comparsa della malattia di cui si ritiene responsabile. D.L’agente causale deve essere re-isolato dall’individuo infettato sperimentalmente. Alexander Fleming scopre la penicillina. I Microrganismi sono i virus,batteri, funghi e protisti. MICRORGANISMO (MICRORGANISMO): si indicano tutti gli esseri più piccoli che sono visibili soltanto con l’aiuto di forte ingrandimento, è sinonimo di microbio o microbo, termine che nel linguaggio comune indica i batteri e altri microrganismi patogeni. Nessun clima per i microrganismi è troppo caldo o freddo, possono trovare casa al Polo Nord come un geyser, non hanno una differenziazione in tessuti: sono cellule non necessarie isolate ma autosufficienti —> PROCARIOTI: batteri e archaea —> EUCARIOTI: miceti, alghe e protozoi Le cellule batteriche sono molto piccole non contengono un nucleo ,mentre le cellule degli eucarioti sono più grandi e possiedono un nucleo MORFOLOGIA DEI BATTERI

- COCCH: singoli, in coppia ( diplococchi)

In catene (streptococcus) In raggruppamenti (staphylococcus) In gruppi da 4 -BASTONCINI (bacilli): singoli, in coppia e catena CAMBIAMENTO DELLA FORMA PLEOMORFISMO: alcuni batteri non hanno una sola forma. I procarioti sono più piccoli degli eucarioti, la velocità con cui i nutrienti e i prodotti di scarto passano dentro e fuori la cellula inversamente proporzionale alle dimensioni. La citologia è lo studio che mira a stabilire un rapporto tra struttura, composizione chimica e funzioni. Per ogni tipo di cellula procariotica, che rappresenta l’unità fondamentale, e si trovano una MEMBRANA CITOPLASMATICA che racchiude il citoplasma, dove si ha la sintesi proteica e delle reazioni metaboliche fondamentali, ed un NUCLEOSOMA, depositario dell’informazione genetica da trasmettere alla discendenza. MEMBRANA CELLULARE: strato di lipidi e proteine che circonda il citoplasma. Nelle cellule prive di parete cellulare che rappresenta il confine fra la cellula e l’ambiente circostante.

  • è una struttura sottile che circonda la cellula e separa l’interno della cellula dall’ambiente circostante.
  • È una barriera selettiva che permette alla cellula di concentrare al suo interno composti metabolici ed espellere le sostanze di rifiuto STRUTTURA DELLA MEMBRANA CITOPLASMATICA BATTERI: La composizione e la struttura sono simili a quelle della cellula eucariotica
  • fosfogliceridi disposti in doppio strato
  • Proteine disperse nella matrice fosfolipidica
  • Le membrane procariotiche non hanno steroli ARCHEA
  • i lipidi di membrana non sono acidi grassi ma isopprenoidi (alcol a catena ramificata)
  • Sono legati al glicerolo con un legame etere invece di un legame estere La membrana è una struttura fluida ma ordinata nella quale le proteine e fosforici hanno libertà di movimento. Le proteine hanno un elevato carattere idrofobico nelle regioni che attraversano il doppio strato di acidi grassi, le proteine idrolfiliche sono legate alla superficie della membrana. FUNZIONI DELLA MEMBRANA TRASPORTO DI SOSTANZE : - diffusione passiva :secondo gradiente (h20,o2,N2)
    • diffusione facilitata :mediante permeasi
      • trasporto attivo :contro gradiente, con richiesta di energia
    • traslazione di gruppo:i substrati vengono convertiti in altra forma ATTIVITA’ METABOLICHE : sede di enzimi utilizzati nelle tappe terminali della sintesi dei lipidi di membrana e della parete. Sede dei componenti della catena di trasporto degli elettroni e dell’apparato fotosintetico dei batteri fotoautrotrofi. Sede delle ATP sintetasi ( proteine coinvolte nella generazione di ATP durante il trasporto di elettroni) REPLICAZIONE DEL DNA: presenta messomi ai quali si attacca il DNA in duplicazione FORMAZIONE DEL SETTO TRAVERSO nella divisione cellulare DIFFUSIONE PASSIVA : non richiede proteine, non richiede energia e segue il gradiente di concentrazione e prosegue fino all’equilibrio DIFFUSIONE FACILITATA: richiede proteine di membrana, non richiede energia e segue il gradiente di concentrazione e procede fino all’equilibrio. Il materiale trasportato viene metabolizzato all’ingresso SISTEMI DI TRASPORTO ATTIVO DELLA MEMBRANA Eventi chiavi della vita cellulare sono il trasporto dei nutrienti e l’espulsione delle sostanze di scarto : si hanno 3 classi di sistemi di trasporto:
  • TRASPORTO SEMPLICE: controllato dall’energia associata alla forza protomotrice, trasporta all’interno lattosio insieme ad un protone sfruttando l’energia della forza promotrice generata dal gradiente protonico.
  • TRASLOCAZIONE DI GRUPPO: la sostanza è modificata durante l’attraversamento. La sostanza è fosforilata durante l’attraversamento, il sistema riceve energia dal legame fosfato del fosfoenolpiruvato. Il sistema viene utilizzato per il trasporto degli zuccheri. La fosforilazione è l prima reazione del loro metabolismo.
  • SISTEMA ABC: coinvolge proteine di legame periplasmatiche e l’energia viene fornita dall’ATP. Le proteine periplasmatiche ( si trovano tra le membrane e la parete cellulare) hanno un alta affinità con il substrato e lo legano a basse concentrazioni, il complesso attraversa la membrana tramite una proteina di membrana che crea un canale, l’energia per il trasporto è fornita da una proteina che idrolizza ATP. PARETE DI CELLULARE FUNZIONE: conferisce forma e resistenza alla cellula e partecipa all’accrescimento ed alla divisione della cellula. È uniforme nei batteri GRAM positivi. Più sottile, 10-30 nm ed è composta da più strati nei GRAM negativi. COMPOSIZIONE : MUREINA O PEPTIDOGLICANO: è costituito da 2 amminozuccheri , acido N- actilmuramico (NAM) e N-acetilglucosammina (NAG) uniti da legati beta 1, glucosidi. Struttura rigida conferita da legami peptidici trasversi: GRAM POSITIVI: 40-50 % struttura in più strati GRAM NEGATIVI: 5-15% un solo strato ACIDI TEICOICI E LIPOTEICOICI : polimeri del glicerolo o ribitolo. I lipoteicoici si legano sia al peptidoglicano sia ai lipidi di membrana, presenti solo nel GRAM POSITIVO

I flagelli sono rotori elicoidali semirigidi che ruotano in senso orario o antiorario, il movimento viene impresso da un rotore che agisce su 2 anelli interni, il movimento è provocato dalla forza protone motrice di membrana. RISPOSTA TATTICA MOVIMENTO CELLULARE IN RIPOSTA A GRADIENTI CHIMICI O FISICI

- CHEMIOTASSI: gradiente chimico

- AEROTASSI: gradiente di ossigeno

- FOTOTASSI: gradiente di intensità luminosa

- MAGNETOTASSI: secondo il campo magnetico terrestre

La riposta può essere: - positiva ( per avvicinarsi ad un nutriente ) - negativo ( per allontanarsi da un composto tossico ) FIMBRE E PILI FIMBRE: appendici filiformi cave spesse 3-25 nm, presenti nei gram negativi, inseriti nel citoplasma. COMPOSIZIONE: proteine piline FUNZIONE: adesione tra cellule , siti recettori per i virus batteriologi e coniugazione. PILO F O PILO SESSUALE

  • coinvolto nei processi di coniugazione
  • Presente nelle cellule donatrici
  • Ha una struttura cava che permette il passaggio di DNA a singola elica da una cellula all’altra. CITOPLASMA CARATTERISTICHE :
  • consistenza gelatinosa - compartimentazione CONTIENE
  • proteine ( enzimi) ed amminoacidi
  • Ribosomi ( RNA e proteine)
  • Organelli ( tilacoidi, vacuoli; solo negli eucarioti: mitocondri e cloroplasti)
  • Granuli di sostanze di riserva
  • DNA plasmodio
  • Nutrienti ( zuccheri ,acidi grassi e vitamine )
  • Sostanze di scarto SOSTANZE DI RISERVA ORGANICHE : AMIDO,GLICOGENO, BETA- IDROSSIBUTIRRATO (PHB)
  • visibili con particolari colorazioni
  • Riserva di carbonio
  • Il loro accumulo richiede alla cellula l’energia necessaria per la polimerizzazione, da riutilizzare quando è necessario.
  • Il PHB è tipica solo dei procarioti
  • Il PHB ha caratteristiche simili a quelle sostanze plastiche di sintesi ed è biodegradabile CIANOFICINA
  • presente solo nei cianobatteri - sostanza di riserva azotata INORGANICHE GRANULI DI ZOLFO
  • visibili nel citoplasma e nello spazio periplasmico
  • Presenti solo in alcuni solfoossidanti ed in alcuni solfobatteri rossi fotosintetici GRANULI DI POLIFOSFATI (VOLUTINA)
  • polimero lineare dell’ortofosfato - riserva di fosforo per la cellula - formati da molti procarioti ed eucarioti ORGANELLI VACUOLI GASSOSI
  • costituiti da molte vescicole cilindriche circondate da una membrana semplice - nei procarioti acquatici, sopratutto nei cianobatteri - consentono alle cellule di galleggiare e di disporsi nello strato più favorevole CLOROSOMI
  • circondati da una membrana semplice monostratificata, hanno la forma di un sigaro
    • contengono i pigmenti antenna ( batterioclorofilla + carotenoidi) nei batteri fotosintetici TILACOIDI
  • circondati da una membrana elementare - contengono l’apparato fotosintetico dei cianobatteri. Simili ai tilacoidi dei cloroplasti, sono dispersi nel citoplasma CARBOSSISOMI
  • corpi poliedrici circondati da membrana semplice - nei batteri chemioautotrofi e nei fotosintetici - contengono la RUBISCO ( RIBULOSIO CARBOSSILASI) ,enzima chiave della fissazione della C02 attraverso il ciclo di Calvin MAGNETOSOMI
  • cristalli di megnetite , nei batteri acquatici, anaerobi strati microarofili - orientano la cellula lungo il campo magnetico terrestre e determinano la direzione del movimento. PIGMENTI Presenti in molte specie
  • hanno composizioni chimiche svariate - hanno varie funzioni: respiratoria, enzimatica e antibiotica e fotosintetica
  • PIGMENTI ENDOCELLULARI
  • Carotenoidi e betterioclorofille PIGMENTI ESOCELULLARI
  • poverina e piccinina, pigmenti fluorescenti con funzioni siderofore INCLUSI CRISTALLINI Presenti nella specie bacillus , sono cristalli proteici, hanno un attività insetticida nei confronti di varie classi di insetti. RIBOSOMI - composte da proteine e RNA contenuti nel citoplasma - sede nella sintesi proteica - ribosomi legati alla membrana. Sintesi delle proteine trasportate verso l’esterno della membrana - ribosomi della matrice citoplasmatica. Sintesi delle proteine utilizzate dentro la cellula.
  • i ribosomi sono formati da due subunità ,una piccola ed una grande, con diverso coefficiente di sedimentazione - la struttura dei ribosomi è diversa tra procarioti ed eucarioti - ci sono differenze strutturali anche tra batteri ed archeA
  • La velocità di sedimentazione per unità di campo centrifugo è detta coefficiente di sedimentazione SINTESI PROTEICA La sintesi proteica è il processo attraverso il quale le cellule producono proteine. Questo processo avviene in due fasi principali: la trascrizione e la traduzione.
  1. T rascrizione : Durante questa fase, l'informazione genetica contenuta nel DNA viene copiata in una molecola di RNA messaggero (mRNA). Questo avviene nel nucleo della cellula. L'mRNA è una copia complementare di uno dei filamenti di DNA e trasporta le istruzioni necessarie per la produzione delle proteine.
  2. T raduzione: Una volta che l'mRNA esce dal nucleo e si dirige verso i ribosomi nel citoplasma, avviene la traduzione. Qui, l'mRNA viene letto dai ribosomi, che utilizzano le informazioni contenute nella sequenza di nucleotidi dell'mRNA per assemblare gli amminoacidi in una catena polipeptidica. Questo assemblaggio avviene con l'aiuto di transfer RNA (tRNA), che trasportano gli amminoacidi specifici al ribosoma in base ai codoni presenti sull'mRNA. Alla fine di questo processo, la catena polipeptidica si piega in una forma tridimensionale specifica, formando una proteina funzionale, che può poi svolgere diverse funzioni all'interno della cellula o nell'organismo. La sintesi proteica è fondamentale per la crescita, la riparazione dei tessuti e il funzionamento generale delle cellule. CODICE GENETICO Il codice genetico è l'insieme delle regole che definiscono come l'informazione genetica, contenuta nel DNA, viene tradotta in proteine all'interno delle cellule. Esso è costituito da sequenze di nucleotidi (Adenina, Timina, Citosina e Guanina) e si
  • differenti dalla cellula madre in ultrastruttura, composizione chimica e proprietà fisiologiche
  • Vengono prodotte in posizione differenti ( equatoriale, sub- polare o terminale ) e hanno un diametro a volte inferiore (BACTRIDIO) , a volte superiore (CLOSTRIDIO), a quello della cellula vegetativa ,determinando nel secondo caso la deformazione della cellula.
  • CARATTERISTICHE
  • Altamente disidratate - non hanno attività metabolica - resistenti al calore, alle radiazioni e ad attacchi chimici ed enzimatici SPOROGENESI O SPORULAZIONE Inizia con la cessazione della crescita cellulare per mancanza di nutrienti FORMAZIONE DELL’ENDOSPORA
  • Una cellula contiene 2 copie del genoma che si riuniscono a formare un FILAMENTO ASSIALE ( è il primo segnale di inizio della sporulazione)
  • Si forma un setto che separa il citoplasma ed il DNA di una cellula più piccola ( che diventerà la spora), dal resto del contenuto cellulare (CELLULA MADRE)
  • Inglobamento della cellula più piccola da parte della membrana della cellula più grade ( PRESPORA)
  • Sintesi e deposizione da parte della cellula madre di nuove strutture che racchiuderanno la spora
  • La spora diventa rifrangente ma non è ancora resistente al calore
  • La resistenza al calore è collegata all’assorbimento da parte della cellula di ioni Ca+ +,dalla disidratazione del protoplasma = SPORA MATURA RIPRODUZIONE SESSUATA - microrganismi eucaristici (funghi e lieviti). ASESSUATA - Scissione binaria trasversale : consiste in un processo in cui ogni singola cellula (madre) si divide in due cellule figlie identiche tramite un setto traverso GEMMAZIONE lieviti. La gemmazione è un processo di riproduzione asessuata che avviene in alcuni tipi di batteri e altri microrganismi. In questo processo, una protuberanza o "gemma" si forma su un batterio adulto. Questa gemma cresce e si sviluppa, eventualmente staccandosi dall'organismo madre per diventare un nuovo batterio indipendente. A differenza della scissione binaria, un altro comune metodo di riproduzione batterica, la gemmazione permette la formazione di cellule figlie che possono mantenere alcune caratteristiche dell'organismo padre, come il materiale genetico e altre proprietà cellulari. Questo processo è particolarmente osservato in batteri come i membri del genere Caulobacter e in alcune specie di lieviti. BEOCITI: All’interno della cellula in crescita, il DNA si replica e i nucleotidi si segregano. Alla fine ,la cellula inizia la sua fase riproduttiva, una rapida successione di fissioni citoplasmatiche porta alla formazione di vari beociti. La matrice extracellulare si apre e rilascia i beociti. FRAMMENTAZIONE dei filamenti La frammentazione è un metodo di riproduzione asessuata che avviene in alcuni batteri e in altri organismi unicellulari. In questo processo, il batterio si divide in frammenti o porzioni più piccole, ognuna delle quali è in grado di svilupparsi in un nuovo individuo. Nel caso dei batteri, la frammentazione può avvenire quando le cellule si allungano e si dividono in varie sezioni, ognuna delle quali può diventare una nuova cellula. Questo tipo di riproduzione consente ai batteri di proliferare rapidamente in condizioni favorevoli, contribuendo alla loro adattabilità e resilienza in ambienti variabili. La frammentazione è diversa dalla scissione binaria, un altro comune metodo di riproduzione nei batteri, in cui una cellula si divide esattamente in due cellule figlie. La frammentazione, pertanto, è un modo alternativo attraverso il quale alcune specie batteriche possono aumentare la loro popolazione.

PRODUZIONE DI CONIDIOSPORE O SPORANGIOSPORE : ogni spora dà origine ad un nuovo individuo RIPRODUZIONE PER DIVISIONE (SCISSIONE ) BINARIA

  • crescita: incremento numerico delle cellule. Ogni cellula si divide dando origine a due cellule figlie identiche con un genoma che è la copia esatta di quello della madre. I fattori principali che condizionano la crescita sono: nutrienti, ossigeno, pH e temperatura. TRASFERIMENTO GENICO ORIZZONTALE (HGT) Comune fra i batteri. Causa della resistenza ai farmaci, una cellula batterica, che ha o consegue questa resistenza ,può trasferirla velocemente ad altre specie tramite un passaggio di geni. Gli enterobatteri “ si scambiano” il materiale genetico nell’apparato gastrointestinale umano. Il DNA attraversa la membrana cellulare del ricevente in diversi modi e i tre meccanismi classici sono trasformazione, trasduzione e coniugazione. La trasformazione è l'assorbimento del DNA dall'ambiente; la trasduzione si basa sul trasferimento del DNA mediato dai fagi, che potrebbe replicarsi e riconfezionarsi in particelle fagiche o integrarsi nel cromosoma ospite; e la coniugazione trasferisce plasmidi e altri elementi coniugativi per contatto diretto tramite un pilo coniugativo (sessuale). Inoltre, il DNA (compresi i plasmidi) può viaggiare tra le cellule attraverso i cosiddetti meccanismi non canonici, che coinvolgono vescicole di membrana, minuscole strutture simili a pili chiamate “nanotubi” o agenti di trasferimento genico simili ai fagi (GTA). Una volta all'interno della cellula, il DNA estraneo può integrarsi nel cromosoma tramite ricombinazione, che può avvenire anche in vari modi con diversi requisiti di omologia. Il modo in cui il DNA si integra nel cromosoma (linee tratteggiate) è spesso associato al modo in cui ha attraversato la membrana cellulare. Un meccanismo di integrazione ben studiato dopo la trasformazione prevede il legame del DNA estraneo alle proteine RecA che facilitano la ricerca di omologia nel genoma ricevente. L'integrazione può avvenire anche senza RecA, con processi come ricombinazione illegittima di frammenti di DNA non omologhi che si ibridano con DNA genomico a singolo filamento durante la replicazione, frammenti di DNA non omologhi che si uniscono alle estremità rotte o integrazione sito-specifica tramite ricombinasi. I plasmidi possono persistere nel citoplasma come elementi extracromosomali, ma gli elementi coniugativi integrativi (ICE) non hanno un'origine di replicazione (piccola casella arancione) e devono ricombinarsi nel cromosoma ospite per replicarsi. Tre meccanismi classici di trasferimento genico orizzontale:- TRASFORMAZIONE: introduzione, incorporazione nel proprio DNA ed espressione di geni di altri batteri. Procedo comune nei batteri (molto meno negli eucarioti)
  • TRASDUZIONE : il DNA di un batterio passa ad un altro attraverso un batteriofago (un virus batterico)

ESPRESSIONE MATEMATICA DELLA CRESCITA DI UNA POPOLAZIONE

BATTERICA

I batteri nella maggior parte dei casi si riproducono per scissione binaria per cui la loro moltiplicazione corrisponde ad una progressione geometrica di tipo esponenziale TEMPO DI GENERAZIONE = g Variabile per ogni singola specie e dipendente dalle condizioni colturali. Nel tempo di generazione si ha il raddoppio del numero di cellule e, di conseguenza, della massa della popolazione g = t/n t= tempo; n= numero di divisioni Esempi: t= 5h n= g=? v=? TASSO DI CRESCITA = v è il reciproco di g e rappresenta il numero di divisioni nell’unità di tempo (h) v = n/t EQUAZIONE CHE DESCRIVE LA CRESCITA N=2n x N N = numero di cellule dopo n divisioni; N0 = numero iniziale di cellule. n = numero divisioni; n= 20 N0 = N=? N= 104.857.600. TEMPO DI DUPLICAZIONE TEMPO DI DUPLICAZIONE O TEMPO DI GENERAZIONE = tempo in cui una popolazione microbica raddoppia

  • I diversi microrganismi possono avere tempi di duplicazione molto diversi
  • Più è elevato il tempo di duplicazione, più è lungo il tempo necessario per raggiungere una determinata densità cellulare
  • Il tempo di duplicazione più breve avviene alle condizioni ottimali di crescita. Più le condizioni sono lontane dall’optimum, più la crescita rallenta fino a fermarsi ( alle condizioni positive per il microrganismo) CURVA DI CRESCITA Quando le sostanze nutritive non vengono rinnovate e non si allontano i metaboliti di scarto , si parla di coltura in Batch ( chiusa). FASE LAG
  • adattamento alle nuove condizioni ( nuovo terreno di coltura)
  • Non ha una divisione cellulare ma una sintesi di componenti cellulari FASE STAZIONARIA
  • divisione cellulare e morte cellulare sono bilanciate tra di loro

- Fattori limitanti o accumulo di prodotti inibitori o tossici FASE DI MORTE

  • la velocità di morte supera quella di riproduzione COLTURE IN CONTINUO Sono necessarie nei processi industriali per mantenere una popolazione in crescita esponenziale, si addiziona il terreno fresco sterile alla stessa velocità con cui si toglie il brodo di coltura esausto (terreno esaurito + cellule)

- CHEMOSTATO: viene regolata la concentrazione di substrato permettendo così il

controllo della velocità di crescita cellulare

- TURBIDOSTATO : regolazione del flusso in base alla densità cellulare che viene

mantenuta costante COLTIVAZIONE DEI MICRORGANISMI - PRINCIPI DELLA CRESCITA Come tutti gli esseri viventi, i microrganismi hanno bisogno di elementi di crescita senza i quali la vita non sarebbe possibile:

  • acqua

- MACROELEMENTI : C,O,H,N,S,P e in quantità inferiori K,Mg,Ca e Fe

- MICROELEMENTI: Mn,Zn,Cu,Ni,Cl,Na e Si

Alcuni microrganismi hanno la necessità di altri fattori: Fattori di crescita: per esempio, aminoacidi, vitamine e purine che non sono in grado di sintetizzare da solI. MICRORGANISMI: necessitano di fattori di crescita: auxotrofi Che non necessitano di fattori di crescita: prototrofi COLTIVAZIONE DEI MICRORGANISMI - TERRENI DI COLTURA TERRENI DI BASE O COMPLETI : permettono la crescita della maggio parte dei microrganismi TERRENI SELETTIVI: solo determinati gruppi di organismi possono crescere , gli altri inibitori. Acido acetico e basso pH inibiscono la crescita dei microrganismi, i batteri lattici crescono bene TERRENI DIFFERENZIALI : attraverso il rilevamento di alcune attività metaboliche di alcuni microrganismi, permette di distinguerli dagli altri che crescono sullo stesso terreno

- SELETTIVITA’ : l’elevata salinità inibisce la crescita dei microrganismi. Gli

stafilococchi crescono bene

- DIFFERENZIALITA’ : dovuta dalla presenza di manitolo.

TERRENI SUPPLEMENTARI : per microrganismi auxtrofi, contengono i fattori di crescita TERRENI MINIMALI: utilizzato per coltivare vari microrganismi con bassa richiesta di nutrienti o per testare l’utilizzo di specifici substrati. L’agar-agra funge da agente solidificante per i terreni solidi ed è un polisaccaride preparato a partire da alghe marine. Gli ingredienti principali sono: galattani contenenti solfati , di L- galattosio e D-galattosio , la temperatura di fusione è di 100 C e la temperatura di solidificazione è di 40 C, può essere usato come nutriente per pochi microrganismi. METODI DI STERILIZZAZIONE

  • CALORE UMIDO: per soluzioni e oggetti che vengono distrutti ad alte temperature
    • sterilizzazione in autoclave: riscaldamento per 20 minuti a 121,5 C
    • tindalizzazione: 80 C per 3 volte a intervalli di 1 giorno
  • CALORE SECCO: per oggetti che sopportano alte temperature
    • almeno per 2 h a 180 C oppure per 5 h a 160 C
  • FILTRAZIONE : per soluzioni o gas che non tollerano il calori, filtrazione attraverso pori <0,2 μm in recipienti già sterili.
  • STERILIZZAZIONE TRAMITE RADIAZIONI: le radiazioni UV è usato in laboratorio per sterilizzare cappe, banchi di lavoro. È efficace a 260 nm, causando la formazione di legami covalenti nel DNA

- Sterilizzazione tramite radiazioni:La sterilizzazione con raggi X o Gamma, usata solo

a livello industriale, non viene invece applicata in laboratorio, per motivi di sicurezza. La sterilizzazione con il forno a microonde è molto veloce. L’effetto delle microonde è di due tipi: possono uccidere le cellule direttamente o indirettamente, facendo innalzare la temperatura dei liquidi fino all’ebollizione. Il microonde deve avere un tavolo girevole e una potenza di 700 watt.

  • L’autoclave: camera d’acciaio, chiusa ermeticamente, all’interno viene generato vapore acqueo sotto pressione, il quale produce temperature di 12,5 C senza che i liquidi vadano in ebollizione. CONTROLLO DEI CICLI DI STERILIZZAZIONE
  • Dimensioni, forma e colore delle spore
  • Misure micrometriche
  • Temperatura minima e massima di crescita La maggior parte dei funghi sono filamentosi e pluricellulari. I filamenti si chiamano ife . L’insieme delle ife, normalmente ramificate, costituisce il micelio. Il diametro delle ife varia tra 3-10μm. Il corpo del fungo prende ilnome di tallo. Le ife sono di frequente divise da setti e tali setti presentano pori centrali. Il micelio si dice vegetativo quando le ife penetrano il terreno di coltura, aereo quando le ife crescono sulla sua superficie o al di sopra di essa. La maggior parte dei funghi possono crescere su terreni di coltura liquidi o solidi sottoforma di groviglio secco, irregolare e filamentoso. Il micelio aereo è anche detto riproduttivo quando è dotato di spore. PARETE CELLUALRE
  • polisaccaridi > 80% del peso secca della parete fungina e microfibrille di chitina e anche di glucano. RIPRODUZIONE ASESSUATA - per gemmazione - per costrizione centrale di una cellula e per spore asessuali, dopo mitosi e divisione della cellula. ASCOMICETI Ciclo vitale di un ascomicete, la coppa consiste in una massa di ife prodotte da 2 tipi di spore. La meiosi si svolge in una struttura detta ASCO. BASIDIOMICETI Ciclo vitale di un bisidiomicete, il fungo è il basidiocarpo struttura fruttifera, i gameti formano il Basilio,dove si ha la formazione dello zigote, la meiosi e dove crescono le spore, le lamelle del fungo sono ricoperte da molte basidi. ZIGOMICETI Non hanno strutture fruttifere MICORRIZE Il fungo ectomicorrizico circonda l'apice della radice con uno spesso mantello di ife strettamente apprese, mentre la rete di Hartig si sviluppa attorno alle cellule epidermiche (verde). Nel caso delle micorrize arbuscolari, l'apice della radice di solito non è colonizzato. Le ife si sviluppano da una spora e producono un ifo podio sull’epidermide della radice. La colonizzazione intraradicale procede sia intra che intercellulare e culmina con la formazione di arbuscoli, alberelli fungini, all'interno delle cellule corticali interne (marroni). I virus Agente infettivo di dimensioni microscopiche, composta da materiale genetico circondato da un rivestimento protettivo proteico, da soli essi sono particelle di materiale organico prive di vitalmente all’interno delle cellule viventi possono duplicarsi varie volte, sono parassiti intracellulari obbligati -> non hanno funzioni respiratorie e biosintetiche. Struttura - virus intracellulare e virus extracellullare o infettante I virus maturi extracellulari sono detti virioni, nei virus semplici sono compostiera una 1 molecola di acido nucleico circondato da un involucro proteico detto capside —> composto da proteine, sono fatte in modo che possano auto-assemblarsi insieme in un modo predeterminato. L’acido nucleico se è associato a proteine stabilizzante prende il nome di core e l’insieme di quest’ ultimo e dell’acido nucleico e del capisce viene detto nucleocapside. La forma: Possono essere presenti in tre forme: sferoidale, bastoncellare, complessa Alla forma sferoidale corrisponde una simmetria icosaedrica. Alla forma bastoncellare corrisponde una simmetria elicoidale. La lunghezza dei virus elicoidali è determinata dalla lunghezza del genoma. Infine ci sono i virus complessi formati dall'unione di una testa e una coda –

Batteriofagi. Simmetria elicoidale

  • E’ costituito da bastoncini rigidi della lunghezza di circa 300 nm e del diametro di 15-17 nm. - La struttura è quella di un’elica sinistrorsa costituita da sub- unità proteiche (i capsomeri), connessi tra loro - Tutti i capsomeri sono identici tra loro.
  • E’ la lunghezza del filamento di acido nucleico (RNA) a determinare la CICLO LITICO E LISOGENO Il ciclo lisogeno e il ciclo litico sono due modalità di replicazione dei batteriofagi, virus che infettano i batteri. CICLO LITICO
  1. Attacco e Iniezione : Il fago si attacca alla superficie della cellula batterica e inietta il suo materiale genetico (DNA o RNA).
  2. Replicazione : Il materiale genetico del fago utilizza la macchina cellulare del batterio per replicarsi e sintetizzare le proteine virali
  3. Assemblaggio :I nuovi virus assemblati si compongono all'interno della cellula infetta.
  4. Lisi : La cellula batterica si rompe (lisi), liberando i nuovi fagi, che possono infettare altre cellule. CICO LISOGENO
  5. Attacco e Iniezione : Similarmente al ciclo litico, il fago si attacca e inietta il proprio materiale genetico.
  6. Integrazione: Il materiale genetico del fago si integra nel DNA del batterio, formando un profago. A questo punto, il fago non causa la lisi della cellula.
  7. Replicazione: Quando il batterio si replica, il profago si replica insieme al DNA batterico.
  8. Attivazione: In condizioni favorevoli o di stress, il profago può "uscire" dall'integrazione e avviare il ciclo litico. In sintesi, nel ciclo litico il fago distrugge la cellula per liberare nuovi virus, mentre nel ciclo lisogeno il fago rimane in uno stato dormiente e si replica con il batterio. METABOLIMO MICROBICO I microrganismi si possono dividere in 3 categorie:
  • fotosintetici (autotrofi) —> foto- autotrofi
  • chemio- litografi ( autotrofi ) —> chemio - autotrofi
  • Chemio -organotrofi (eterotrofi) —> chemio - eterotrofi Hanno lo stesso obbiettivo nonché produrre ATP METABOLISMO 1 : ETEROTROFIA ( RESPIRAZIONE FERMENTAZIONE) RESPIRAZIONE La respirazione è un processo biochimico fondamentale attraverso il quale gli organismi trasformano le sostanze nutritive in energia, utilizzando l'ossigeno e producendo anidride carbonica come prodotto finale. Gli organismi che praticano questo tipo di respirazione possono essere classificati in base alle fonti di carbonio e di energia che utilizzano. Chemio-eterotrofI: Questi organismi ottengono energia dalla degradazione di composti organici prodotti da altri organismi (eterotrofi). Essi utilizzano fonti di carbonio esterne, come zuccheri, grassi e proteine, per alimentarsi e ottenere energia. Gli animali, i funghi e molti batteri sono esempi di organismi chemio-eterotrofi. Chemio-organotrofi : Questo termine è simile e descrive organismi che ottenendo energia dalla fermentazione o dalla respirazione aerobica di composti organici. Quindi, la respirazione chemio-organotrofa implica l'uso di substrati organici come fonte di energia. Anche in questo caso, molti batteri e funghi rientrano in questa categoria. In sintesi, entrambe le classificazioni si riferiscono a organismi che producono energia degradando composti organici; la distinzione principale risiede nel focus sull'eterotrofia come una più ampia categoria di nutrizione rispetto all'uso specifico di composti organici. RESPIRAZIONE AEROBIA
  1. Fermentazione acetica : Realizzata da batteri del genere Acetobacter, converte l'alcol in acido acetico in presenza di ossigeno. È il processo utilizzato per produrre aceto.
  2. Fermentazione propionica: Questa fermentazione è effettuata da batteri propionici, come il Propionibacterium, e genera acido propionico, anidride carbonica e acido acetico. È utilizzata nella produzione di formaggi, come il Gruyère. La fermentazione propionica è un processo microbiologico in cui alcuni batteri, principalmente del genere Propionibacterium, trasformano i carboidrati in acidi organici, principalmente acido propionico, utilizzando come substrato zuccheri e acidi. Questo tipo di fermentazione avviene in anaerobiosi e viene spesso associato alla produzione di formaggi, come il formaggio Emmental, dove contribuisce allo sviluppo del suo caratteristico sapore e delle bolle di gas. Durante la fermentazione propionica, il glucosio viene convertito in acido propionico, anidride carbonica e acido acetico. La reazione globale può essere riassunta come segue: La f ermentazione propionica non solo conferisce sapore e aroma ai prodotti lattiero-caseari, ma svolge anche un ruolo importante nella conservazione degli alimenti, contribuendo a inibire la crescita di microrganismi indesiderati. Inoltre, gli acidi prodotti possono avere effetti benefici sulla salute del microbiota intestinale. 5.. Fermentazione propionica: Questa fermentazione è effettuata da batteri propionici, come il Propionibacterium, e genera acido propionico, anidride carbonica e acido acetico, come nel suolo o negli intestini di alcuni animali. Durante la fermentazione butirrica, i polimeri di carboidrati vengono scomposti in zuccheri semplici, che vengono poi fermentati in acidi grassi a catena corta, con il butirrico che è il principale prodotto finale. Questo processo è importante sia per il ciclo dei nutrienti nell'ecosistema, sia per la produzione di energia in certi organismi. Il butirrico è un acido grasso che può avere effetti benefici sulla salute intestinale degli esseri umani, e viene anche utilizzato in alcune applicazioni industriali e alimentari. Tuttavia, la fermentazione butirrica può anche essere associata a processi di deterioramento in alcuni alimenti.
  3. Fermentazione mista : È un processo in cui si generano diversi prodotti di fermentazione, come alcool e acidi, permettendo la produzione di una varietà di sostanze chimiche e alimenti. Ogni tipo di fermentazione ha applicazioni specifiche in ambito alimentare e industriale e contribuisce alla diversità dei sapori e delle tecniche di conservazione degli alimenti. La fermentazione omolattica è un processo metabolico in cui i batteri lattici convertono il glucosio in acido lattico, senza produzione di anidride carbonica. Questo processo avviene attraverso la glicolisi, in cui il glucosio viene degradato, seguito dalla conversione pyruvato in acido lattico. La fermentazione omolattica è caratteristica di alcuni microorganismi, come il genere Lactobacillus, ed è utilizzata in vari processi di fermentazione alimentare, come nella produzione di yogurt e in alcuni formaggi. Aggiungendo la fermentazione omolattica, si ottiene un aumento dell'acidità, che contribuisce sia alla conservazione degli alimenti sia a conferire loro particolari sapori e aromi. La fermentazione eterolattica è un processo metabolico anaerobico in cui i microrganismi, come alcuni batteri lattici, convertono glucosio e altri zuccheri in vari prodotti, tra cui acido lattico, etanolo e anidride carbonica. A differenza della fermentazione omolattica, che produce esclusivamente acido lattico, la fermentazione eterolattica genera una miscela di composti. Questo tipo di fermentazione è tipico in alcuni alimenti fermentati e contribuisce a sviluppare sapori e aromi caratteristici. è utilizzato, ad esempio, nella produzione di alcuni tipi di yogurt e durante la fermentazione di alcuni vini e birre. FERMENTAZIONE ALCOLICA La fermentazione alcolica è un processo biologico attraverso il quale i lieviti, in particolare Saccharomyces cerevisiae, trasformano gli zuccheri in alcol (etanolo) e

anidride carbonica (CO2), in assenza di ossigeno. Questo processo è fondamentale per la produzione di bevande alcoliche come vino, birra e liquori. In breve, ecco i passaggi principali della fermentazione alcolica:

  1. Scomposizione degli zuccheri: Gli zuccheri, come il glucosio e il fruttosio, vengono fermentati dai lieviti.
  2. Produzione di alcol e CO2 : Durante la fermentazione, gli zuccheri vengono convertiti in etanolo e anidride carbonica. La reazione principale è: C6H12O (glucosio) → 2 C2H5OH (etanolo) + 2 CO2.
  3. Condizioni anaerobiche: Il processo avviene in condizioni anaerobiche, ovvero in assenza di ossigeno, che favorisce la produzione di alcol piuttosto che di acido acetico. La fermentazione alcolica è utilizzata anche in panificazione, dove la CO2 produce bolle nell'impasto, rendendo il pane soffice. METABOLISMO 2: FOTO-AUTOTROFIA ( FOTOSINTESI OSSIGENICA E ANOSSIGENICA) Chemio-eterotrofi p chemio - orgnotrofi FOTOSINTESI Anidride carbonica + acqua + energia = —> glucosio —> ossigeno RESPIRAZIONE AEROBICA Glucosio + ossigeno = —> acqua —> energia —> anidride carbonica FOTOSINTESI OSSIGENICA La fotosintesi ossigenica è il processo mediante il quale le piante, le alghe e alcune batteri, grazie alla luce solare, trasformano l'anidride carbonica (CO2) e l'acqua (H2O) in glucosio (C6H12O6) e ossigeno (O2). Questo processo avviene principalmente nei cloroplasti, organelli presenti nelle cellule vegetali. In breve, la fotosintesi può essere riassunta con la seguente equazione chimica: 6CO2 + 6H2O + luce C6H12O6 + 6O Le fasi principali della fotosintesi sono:
  4. Fase luminosa : avviene nelle membrane dei tilacoidi all'interno dei cloroplasti, dove la luce solare viene catturata e utilizzata per produrre ATP e NADPH.
  5. Fase buia (Ciclo di Calvin) : avviene nel fluido stroma dei cloroplasti, dove l'ATP e il NADPH prodotti nella fase luminosa vengono utilizzati per convertire l'anidride carbonica in glucosio. La fotosintesi ossigenica è fondamentale per la vita sulla Terra, in quanto produce l'ossigeno che respiriamo e rappresenta la base della catena alimentare. FOTO-AUTOTROFI: CIANOBATTERI ; FOTOSINTESI OSSIGENICA (ACICLICA) La fotosintesi ossigenica aciclica è un processo che avviene nelle piante, nelle alghe e in alcuni batteri, permettendo la conversione della luce solare in energia chimica mediante la produzione di zuccheri e ossigeno a partire da acqua e anidride carbonica. Questo processo si svolge principalmente nei cloroplasti delle cellule vegetali e può essere suddiviso in due fasi principali: la fase luminosa e la fase oscura (o ciclo di Calvin). Fasi della fotosintesi ossigenica: 1. Fase luminosa:
    • Avviene nelle membrane dei tilacoidi.
    • La luce solare viene catturata da pigmenti (come la clorofilla).
    • Questa energia eccita gli elettroni, i quali vengono trasferiti attraverso una catena di trasporto degli elettroni, portando alla produzione di ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (un trasportatore di elettroni).
    • L'acqua viene scissa (fotolisi) per fornire elettroni e produrre ossigeno come prodotto di scarto.
  6. Fase oscura (Ciclo di Calvin):
    • Avviene nel citoplasma, non direttamente in presenza di luce.
    • Utilizza ATP e NADPH prodotti nella fase luminosa per convertire CO₂ in zuccheri.

rosso. Questi batteri si trovano frequentemente in ambienti acquatici, spesso in acque profonde o anossiche. Utilizzano l’energia della luce per convertire composti di zolfo o idrogeno in sostanze organiche. Batteri Verdi: I batteri verdi, come i Chlorobi, contengono anch’essi bacterioclorofilla, ma in una forma che li rende verdi. Questi microorganismi si trovano comunemente in ambienti anaerobici, come fanghi o acque stagnanti. Utilizzano anch’essi la luce per la fotosintesi, generalmente riducendo composti come zolfo o utilizzando l’acqua. Fotosintesi Anossigenica Ciclica Nella fotosintesi anossigenica ciclica, i batteri utilizzano la luce per attivare i loro pigmenti fotosintetici, che a loro volta eccitano gli elettroni. Questi elettroni vengono quindi trasferiti attraverso una serie di proteine nella membrana cellulare, creando un gradiente di protoni che viene utilizzato per generare ATP (adenosina trifosfato), una molecola energetica fondamentale. Ecco i passaggi principali:

  1. Assorbimento della luce : I pigmenti fotosintetici assorbono la luce solare.
  2. Excitazione degli elettroni: La luce assorbe energia, eccitando gli elettroni.
  3. Trasporto degli elettroni: Gli elettroni eccitati vengono trasferiti attraverso una catena di trasporto, generando un gradiente di protoni.
  4. Produzione di ATP: Il gradiente di protoni è utilizzato per sintetizzare ATP.
  5. NADPH: In alcune varianti della fotosintesi anossigenica, i batteri possono anche produrre NADPH, un'altra molecola energetica. Poiché non è coinvolto l'acqua come accade nella fotosintesi ossigenica, non si produce ossigeno come sottoprodotto in questo processo. I batteri rossi e verdi, contribuendo a cicli di nutrienti ed energia, giocano un ruolo importante negli ecosistemi, specialmente in habitat poco illuminati o con scarse risorse. In sintesi, i batteri rossi e verdi sono essenziali nel ciclo dell'energia e nel mantenimento degli ecosistemi, mostrando la diversità degli adattamenti fotosintetici che la vita ha sviluppato nel tempo. FOTOSINTESI ANOSSIGENICA : I PIGMENTI La fotosintesi anossigenica è un processo che, a differenza della fotosintesi ossigenica, non produce ossigeno come prodotto della reazione. Questo tipo di fotosintesi avviene in alcuni batteri fotosintetici, come i batteri verdi del zolfo e i batteri purpurei, che utilizzano pigmenti diversi per catturare la luce solare. I principali pigmenti coinvolti nella fotosintesi anossigenica sono:
  6. Bacterioclorofille : Questi pigmenti sono simili alla clorofilla presente nelle piante, ma hanno una struttura chimica leggermente diversa. Le bacterioclorofille possono assorbire luce in diversi intervalli spettrali, permettendo ai batteri di sfruttare la luce in condizioni di ombra o in ambienti ricchi di materia organica.
  7. Carotenoidi: Questi pigmenti, presenti anche nelle piante, hanno un ruolo secondario nella cattura della luce e nella protezione dai danni causati dalla luce eccessiva. I carotenoidi possono assorbire luce in lunghezze d'onda che la clorofilla non riesce a sfruttare, contribuendo così all'efficienza della fotosintesi.
  8. Ficobiline: Questi pigmenti sono comuni in alcuni batteri, come i cianobatteri. Le ficobiline, come la ficoeritrina e la ficocianina, assorbono la luce in diverse lunghezze d'onda e aiutano a trasferire l'energia luminosa ai centri di reazione della fotosintesi. In sintesi, la fotosintesi anossigenica è un processo affascinante che utilizza vari pigmenti per catturare l'energia luminosa e convertire sostanze inorgaaniche in materia organica senza produrre ossigeno. METABOLISMO 3: CHEMIO - AUTOTROFIA Chemio -lito- autotrofi nonché mangiatori di rocce, i batteri aerobi chemiolitoautotrofi: il donatore di elettroni è un composto inorganico che viene ossidato. CHEMIO-AUTOTROFI : BATTERI SOLFO- OSSIDANTI NEL CICLO DELLO ZOLFO

Il ciclo dello zolfo nei batteri solfo-ossidanti è un processo biologico importante che coinvolge la trasformazione dello zolfo in diverse forme chimiche attraverso attività microbiche. Ecco una sintesi delle fasi principali:

  1. Ossidazione del Solfuro: I batteri solfo-ossidanti, come ad esempio i genere Thiobacillus e Sulfolobus, utilizzano composti contenenti zolfo, come il solfuro di idrogeno (H₂S) e il solfuro (S²⁻), come fonte di energia. Questi batteri ossidano il solfuro in composti più ossidati, producendo zolfo elementare o solfati (SO₄²⁻).
  2. Formazione di Zolfo Elementare: Durante l'ossidazione, parte dello zolfo può essere convertito in zolfo elementare, che può accumularsi come un intermedio insolubile. Questo zolfo elementare può essere utilizzato da altri microrganismi o può essere riutilizzato dai batteri solfo-ossidanti stessi.
  3. Ossidazione Continua: Alcuni batteri possono continuare ad ossidare lo zolfo elementare in condizioni aerobiche fino a formare acido solforico (H₂SO₄), completando così il processo di ossidazione dello zolfo.
  4. Ritorno all’Ambiente AMMONIO -OSSIDANTI E NITRITO -OSSIDANTI NEL CICLO DELL’AZOTO ( foto sotto) OSSIDAZIONE ANAEROBIA DELL’AMMONIO - ANAMMOX L'ossidazione anaerobia dell'ammonio (ANAMMOX) è un processo biologico che avviene in assenza di ossigeno e coinvolge la conversione dell'ammonio (NH4+) in azoto gassoso (N2). Questo processo è effettuato da un gruppo specifico di batteri noti come batteri ANAMMOX. Ecco una spiegazione sintetica del processo: 1.I nput: L'ANAMMOX utilizza ammonio (NH4+) e nitrito (NO2-) come principali substrati.
  5. Processo: I batteri ANAMMOX ossidano l'ammonio in modo anaerobico, trasformandolo in azoto gassoso (N2) e acqua. L'equazione chimica fondamentale del processo può essere riassunta come segue: NH_4^+ + NO_2^ —> N_2 + 2 H_2O
  6. Luoghi di Occorrenza: Questo processo si verifica in ambienti anaerobici, come nel suolo, nei sedimenti marini e nei sistemi di trattamento delle acque reflue.
  7. Importanza Ambientale : L'ANAMMOX è significativo per il ciclo dell'azoto e rappresenta un modo efficiente per rimuovere azoto dalle acque reflue, contribuendo a ridurre l'eutrofizzazione degli ecosistemi acquatici. In sintesi, l'ANAMMOX è un processo naturale fondamentale per la gestione del nitrogeno in ambiente anaerobico e offre soluzioni sostenibili per il trattamento delle acque reflue. Anaerobic Ammonia Oxidation - ANAMMOX Combinazione di ammonio e nitrito in azoto molecolare, in completa assenza di ossigeno ordine Brocadiales dei Planctomycetes (da Broca, che nel 1977 predisse il processo anammox quando non era stato ancora dimostrato) Sistemi marini e d'acqua dolce con ossigeno limitato, compresi oceani, mari, estuari, paludi, fiumi e grandi laghi, sorgenti idrotermali di acque profonde, ecosistemi terrestri ed ecosistemi artificial OSSIDAZIONE ANAEROBIA DELL’AMMONIACA L'ossidazione anaerobia dell'ammoniaca è un processo biologico attraverso il quale l'ammoniaca (NH₃) viene convertita in azoto gases (N₂) o in altre forme ossidate, come il nitrito (NO₂⁻) e il nitrato (NO₃⁻), in assenza di ossigeno. Questo processo è principalmente effettuato da microorganismi anaerobici, come alcune specie di batteri. Il processo si realizza attraverso diverse fasi, che includono:
  8. Nitrificazione anaerobica : alcuni batteri ossidano l'ammoniaca a nitrito (NO₂⁻), e successivamente a nitrato (NO₃⁻) in condizioni anaerobiche.