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4. MEMBRANA CITOPLASMATICA E TRASPORTATORI - Coggle Diagram
4. MEMBRANA CITOPLASMATICA E TRASPORTATORI
MEMBRANA CITOPLASMATICA DEI BATTERI
info generali
permette il passaggio di piccole sostanze per diffusione
è sede di meccanismi di trasporto che permettono la dissipazione del gradiente protonico
cariche positive sulle teste e negative sulle code
il colesterolo viene sostituito da opanoidi
proteine
integrali
attraversano ed escono da entrambi i versanti
di membrana
escono solo da un versante
mesosoma
sostituisce il mitocondrio per il trasporto di elettroni
collabora nella divisione cellulare e nella segregazione
pseudotilacoide
nei cianobatteri
zone della membrana in cui si trovano i sistemi fotosintetici e avviene la fissazione dell'azoto
ionofori
molecole idrofobiche che eliminano la permeabilità di membrana
anche alcuni antibiotici possono funzionare da ionofori
isoprene
negli archea sostituisce gli acidi grassi legando il glicerolo
fitanile
alcuni archea presentano teste polari sia all'interno che all'esterno
nella porzione idrofobica invece hanno una lunga catena detta fitanile
archea freddi
archea che vivono a bassissime temperature
detti chrenarcheota
possiedono un'unica molecola detta chrenarcheolo che contiene fitanile che funge fa parte idrofobica centrale dando stabilità termica
TRASPORTO SULLA MEMBRANA
trasporto passivo
no atp
non polari e solubili
trasporto facilitato
necessitano di carrier
permeasi
trasporto attivo
si atp
ioni + o -, polari, idrofili, macromolecole, enzimi e zuccheri
trasporto primario
viene idrolizzata direttamente atp dalla pompa protonica
trasporto secondario
non si usa direttamente l'atp ma un gradiente elettrochimico prodotto da un altro trasportatore primario
UNIPORTO, SIMPORTO E ANTIPORTO
uniporto
una sola sostanza
secondo gradiente
simporto
due molecole nella stessa direzione
necessita di energia
antiporto
due sostanze (di cui 1 protone) in direzioni opposte
necessita di energia
SISTEMA DELLA FOSFOTRASFERASI
info generali
ogni composto che contiene gruppi fosfato è una molecola ad alta energia
le fosfotrasferasi fungono da trasportatori di P alla sostanza che entra
il glucosio per entrare viene fosforilato (modificazione chimica)
enzimi
classi di enzimi
E1
E2a, E2b, E2c
proteina termostabile (HPr)
localizzazione
HPr, E1 ed E2a a livello citoplasmatico
E2b associato al versante citoplasmatico della membrana
E2c è il canale sul quale passa la soatanza
processo
il fosfoenolpiruvato cede P ad E1
E1 lo cede ad HPr
HPr lo cede ad E2a
E2a lo cede a E2b (associato al versante interno della membrana)
il glucosio entra attraverso E2c e penetra come glucosio- 6- fosfato, viene fosforilato e grazie al simporto entra lo ione con la sostanza ad esso associata
E2 è specifico per ogni zucchero (glucosio, mannosio e fruttosio)
l'energia viene fornita dalla rottura del gruppo fosfato grazie al fosfoenolpiruvato che si trasforma in acido piruvico cedendo P
SISTEMA ABC
idrolisi di ATP e trasporto primario
ATP binding cassette
ATPasi transmembrana periplasmatica
GRAM +
le proteine a livello periplasmatico sono invece associate al versante esterno della membrana
la proteina periplasmatica si lega alla sostanza e la conduce verso la proteina transmembrana
ne consente il passaggio grazie anche all'ATPasi che idrolizza ATP fornendo energia
CICLO CELLULARE
i procarioti vivono come organismi unicellulari ma l'intera popolazione batterica svolge le attività in maniera sincrona
scissione binaria
processo
si forma l'anello FtsZ che si polimerizza i individua il setto di divisione cellulare
allungamento della cellula e duplicazione del DNA
DNA nei due poli
segregato nelle cellule figlie grazie al mesosoma
tempistiche
20min in E. coli e 50 in generale
breve perché duplicazione divisione si sovrappongono
crescita batterica
esplosiva (lenta nelle prime fasi e veloce nelle ultime)
regolato dalla regione DCW clusters (division and cell wall)
geni
generali
FtsQ, Fts A, FtsZ
MinC, MinD, MinE
per la morfogenesi
MreD
processo
Min si formano
MinE va ad individuare la regione centrale dove si andrà a localizzare FtsZ
MinD e MinC si localizzano ai poli della cellula spostandosi per impedire a FtsZ di localizzarsi in punti diversi dal setto
MreD crea uno scheletro a forma di molla per conferire morfologia alla cellula
CURVA DI CRESCITA BATTERICA
stabilire le fasi di crescita (inizio della crescita, fase esponenziale e morte)
ascisse = tempo ordinate = popolazione
non si parte mai da 0 perche si ha sempre almeno 1 cellula
FASI
fase di LATENZA
le cellule cominciano ad adattarsi al terreno
non crescono e non muoiono
più nutrienti = fase più breve
fase ESPONENZIALE
picco di crescita
raddoppiano il numero nell'unità di tempo
10^8/10^9
4/& ore (essendo un sistema chiuso -batch- una volta finiti i nutrienti non possono essere reperiti in alcun modo)
fase STAZIONARIA
plateau
numero di cellule che muoiono uguale a numero di cellule che si dividono
quindi numero di cellule costante
fase di MORTE
diminuiscono i nutrienti e si accumulano sostanze di scarto
la curva comincia a declinare fino a 0
chemostato
aggiunge continuamente nutrimento
grazie al tubo di tracimazione
in relazione alla velocità di flusso
sostanze di scarto e numero di cellule presenti
manovella per regolare il flusso
misuratore della popolazione
steady state
volume di cellule e nutrimento costanti
controlli attraverso continui prelievi
velocità di aggiunta del nuovo terreno
più lenta è la riproduzione e minore è la quantità di nutrienti richiesta
POPOLAZIONE BATTERICA
analizzare una popolazione batterica significa effettuare misurazioni dal punto fisiologico e genico
parametri
velocità di crescita
variazione del numero di cellule nell'unità di tempo
generazione
processo che parte da quando si ha un numero preciso di cellule madri che porta poi la popolazione a duplicarsi
tempo di generazione
tempo necessario affinché una cellula si divida e la popolazione raddoppi
numero di cellule
all'inizio della crescita batterica
alla fine
formula per valutare i parametri
Nt = N0 * 2^n
numero di cellule dopo un determinato periodo di tempo = numero di cellule iniziali * numero finale di cellule