29 gennaio 2013

La cellula procariote

Nel post di ieri ho affrontato diversi argomenti chiave della biologia: la differenza tra organismi unicellulari e pluricellulari, la differenza tra le cellule procarioti e quelle eucarioti. La teoria cellulare e l'effetto scala.
Oggi vorrei concentrarmi sulla cellula procariote ed, in particolare, sulla cellula batterica che ne è un caratteristico esempio. Questa cellula presenta un'organizzazione interna semplice che troviamo solo degli organismi unicellulari, eccone alcuni: (tutte le immagini del post sono tratte da wikipedia):
Il Lactobacillus è un genere di batteri molto comuni e, solitamente, non patogeni. Negli esseri umani sono presenti, ad esempio, nel tratto gastrointestinale e collaborano al nostro benessere.
Il bacillo dell'Antrace, un batterio a forma di bastoncino: causa il carbonchio è una patologia che colpisce gli animali; è una zoonosi e, raramente, può colpire anche l'uomo. L'antrace è l'equivalente umano del carbonchio. 


I cianobatteri  sono batteri fotosintetici, in grado di svolgere la fotosintesi: in ambiente marino e lacustre, sottraggono l'anidride carbonica all'ambiente ed inducono la precipitazione del carbonato di calcio.

Le cellule dei procarioti hanno una struttura caratteristica, racchiusa in pochi micron. L'immagine schematica di una cellula batterica mi aiuterà ad illustrarne gli aspetti più importanti.

La parete cellulare e la membrana cellulare sono due involucri protettivi che avvolgono la cellula procariote, delimitando l'ambiente interno. 
A seconda di alcune caratteristiche della parete cellulare, alcuni ceppi batterici (detti Gram positivi) si colorano di violetto, mentre altri rimangono completamente incolori,o diventano rossi, a seconda della tecnica utilizzata (detti Gram negativi).
Staphylococcus aureus (cocco, Gram positivo) e Escherichia coli (bacillo Gram negativo bacilli).

In alcuni casi, è presente un ulteriore involucro, chiamato capsula
All'interno le strutture vitali della cellula sono immerse in una sostanza gelatinosa, il citoplasma.
In particolare, all'interno della cellula procariote, troviamo i ribosomi, organelli deputati alla produzione delle proteine.

Il nucleoide e i plasmidi rappresentano, invece, il materiale genetico di queste cellule.
Con il termine "nucleoide" si fa riferimento ad una regione della cellula nella quale è presente il materiale genetico, completamente privo di rivestimento protettivo: si tratta di DNA circolare a doppio filamento, che costituisce il cromosoma batterico. Qui sono contenute tutte le istruzioni indispensabili alla vita del microrganismo. La completa mancanza di rivestimento protettivo è la caratteristica peculiare delle cellule procarioti. Le cellule eucarioti, più complesse, presentano, infatti, il nucleo: una struttura protettiva che riveste e protegge le lunghe e fragili molecole di DNA.
I plasmidi sono piccoli filamenti circolari di materiale genetico a doppia elica, possono essere presenti in più copie all'interno della cellula; la loro presenza non è indispensabile, ma consente al batterio si svolgere compiti particolari; ad esempio, grazie alla presenza dei plasmidi, alcuni batteri sono resistenti agli antibiotici, ovvero sono capaci di distruggere il farmaco.



Il flagello è una struttura che aiuta nel movimento i batteri che ne sono provvisti.
I pili (pili F = fertilità), invece, sono elementi indispensabili alla coniugazione batterica: si tratta di un processo che consente il trasferimento di materiale genetico da un batterio ad un altro della stessa specie. I pili, chiamati più propriamente fimbrie, invece, sono utilizzati dai batteri come strutture di ancoraggio: è così che i batteri si attaccano alle cellule!

I batteri sono in grado di riprodursi autonomamente ogni 20-30 minuti. Le principali modalità di moltiplicazione in un batterio sono:
Scissione: è una modalità di riproduzione asessuata, caratterizzata dalla divisione dell’organismo in due o più parti, da ciascuna delle quali si sviluppa un individuo completo.
Gemmazione: o divisione ineguale; a partire da una cellula madre si produce una cellula più piccola, destinata ad accrescersi e staccarsi dalla cellula originaria.
Sporulazione: in condizioni avverse, alcuni batteri vanno incontro a un processo di divisione modificato, al termine il batterio diventa una spora, in grado di sopportare condizioni estreme di temperatura e umidità. Da queste forme resistenti si svilupperanno nuovi individui solo quando le condizioni ambientali diventeranno favorevoli. Tale processo prende il nome di germinazione.

Infine è importante ricordare che alcuni batteri hanno bisogno di ossigeno per la loro sopravvivenza (aerobi obbligati), altri si moltiplicano solo in assenza di ossigeno (anaerobi obbligati), altri ancora si moltiplicano in entrambe le situazioni.

Domani spiegherò la struttura della cellula eucariote ben più complessa e ricca di organelli.
Tania Tanfoglio

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