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PROTOPLASMO, ciclo di sporulazione, procarioti, endospore, formazione e…
PROTOPLASMO
consiste di citoplasma e nucleo; contiene il nuclide e i corpi di inclusione, zone circosritte dal citoplasma in cui vengono raccolti enzimi specifici
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Il lume cellulare indica lo spazio fisico, il protoplasto indica il contenuto.
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ciclo di sporulazione
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nel corso della transizione da cellula vegetativa a sporulazione intervengono numerosi fenomeni geneticamente controllati
in Bacillus la conversione della cellula vegetativa in endospora richiede 8 ore e inizia con una divisione cellulare asimmetrica, che porta alla formazione della pre-spora. L'avvolgimento della pre-spora da parte della cellula madre si traduce nella formazione della membrana esterna che circonda l'endospora in fase di sviluppo. Oltre 200 specifici geni sono coinvolti nel processo di formazione dell'endospora
sporulazione: formazione di un setto di divisione asimmetrica
1 fase: divisone asimmetrica La prima fase della sporulazione consiste nella divisione della cellula in modo asimmetrico; questo porta alla formazione di una cellula madre e di una prespora. Anche se il corredo cromosomico delle due cellule sarà uguale in entrambe le cellule perché un processo duplicativo del DNA avrà provveduto a renderlo tale, le due cellule seguiranno destini differenti: la prima consentirà il rilascio della spora matura, la seconda rappresenterà invece la vera e propria spora rilasciata nell’ambiente.
La formazione di un setto di divisione asimmetrico provvederà a dividere la cellula, e solo dopo la formazione del setto ci sarà la segregazione cromosomica
2 fase: inglobamento Il peptidoglicano presente nel setto viene degradato e la cellula madre ingloba la prespora completamente
3 fase: formazione della corte e della tunica: La cellula madre inizia a secernere una serie di componenti che saranno utili alla formazione della spora: il cortex e l’acido dipicolinico (DPA). Il primo viene deposto tra le due membrane che avvolgono la prespora ed è una specializzazione del peptidoglicano. La sua formazione è dovuta all’azione di due enzimi specifici, che trasformano parte dei residui di acido N-acetil-muramico privandolo della parte peptidica e catalizzando la formazione di una ciclizzazione intramolecolare (lattame). Il secondo, il DPA, viene deposto e si accumula come sale di calcio nelle fasi successive nella prespora. Questo acido protegge e stabilizza il materiale ereditario, oltre a conferire alla cellula resistenza. Vengono inoltre espressi i geni ssp che codificano per le proteine SASP. Contemporaneamente viene deposta la tunica sporale, formata da circa 50 proteine diverse disposte in due strati distinti.
4 fase: maturazione e rilascio: La cellula vegetativa è completamente disidratata ed è entrata in uno stato di quiescenza, entro il quale il citoplasma è disidratato. In questa fase la cellula madre viene lisata e la spora matura viene rilasciata nell’ambiente, dove rimarrà tale fino alla sua germinazione.
procarioti
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prodotte all'interno della cellula. Rappresentano la forma di vita più resistente che conosciamo, riescono a sopravvive anche nel caso di carenza di nutrienti
endospore
molti microrganismi producono strutture spirali che consentono loro di sopravvivere in condizioni sfavorevoli
alcuni Bacteria formano spore specializzate definite endospore. Esse sono cellule quiescenti altamente differenziate che consentono la sopravvivenza in quanto capaci di resistere a severe condizioni ambientali
non sono strutture coinvolte nei processi riproduttivi, rappresentano lo stadio quiescente nell'ambito di un ciclo biologico batterica: cellula vegetativa > endospora > cellula vegetativa
possono rimanere quiescenti per centinaia di anni, tornando a germinare e crescere quando le condizioni si fanno favorevoli
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INCLUSIONI CELLULARI
le cellule procariotiche contengono inclusioni di varia natura (granuli di riserva) zone bianche al Microscopio), queste corrispondono a riserve di energia, di elementi nutritivi, altre svolgono funzioni altamente specializzate
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l'accumulo in forma insolubile di carbonio riduce lo stress osmotico e necessita di minor spazio rispetto all'accumulo delle stesse sostanze in forma solubile
vescicole gassose
alcuni Bacteria e Archea sono in grado di flottare in ambiente acquatico grazie alla presenza di vescicole gassose, strutture che conferiscono la capacità di galleggiare, permettendo alla cellula di posizionarsi nelle regioni della colonna d'acqua più adatte al loro metabolismo
sono strutture di forma conica costituite da due diverse proteine. Sono vuote, ma rigide, e di lunghezza e diametro variabile. Sono impermeabili all'acqua e ai soluti, ma permeabili ai gas. Pressione del gas all'interno delle vescicole gassose corrispondono a quelle dell'ambiente in cui l'organismo è sospeso
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magnetosomi
alcuni batteri sono in grado di orientarsi all'interno di un campo magnetico in quanto dotati di magnetosomi
queste strutture sono particelle frutto di un processo di biomineralizzazione, costituite da ossidi di ferro dotati di proprietà magnetiche quali la magnetite o la greigite
conferiscono alla cellula le caratteristiche di un dipolo magnetico. La cellula può avvalersi della magnetotassi, il processo in base al quale è possibile la migrazione lungo le linee di campo magnetico terrestre
SPORE
PROCARIOTI peculiarità di resistere ad alte temperature maggiori anche di 100 gradi C e a condizioni ambientali avverse
EUCARIOTI: modalità con cui le cellule si riproducono per via sessuale, è un metodo di riproduzione cellulare che non è presente nei procarioti. Non da caratteristiche di resistenza aggiuntiva. Sono delle cellule riproduttrici che germinando producono un nuovo individuo
struttura dell'endospora
la regione più interna dell'endospora, detta core, contiene DNA e ribosomi, e origina dal citoplasma della cellula vegetativa
intorno al core si trovano la membrana interna (deriva dalla membrana citoplasmatica della cellula vegetativa), la corteccia (composta da peptidoglicano) e la membrana esterna (che si forma durante la sporulazione). Al di fuori della membrana esterna si trova la tunica sporale costituita da strati di proteine specifiche della spora
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riserve di polifosfati, zolfo e carbonati
molti microrganismi accumulano fosfato inorganico sotto forma di granuli di polifosfato. Questi granuli si formano in presenza di fosfato in eccesso per poi essere utilizzati come fonte di fosforo per la biosintesi di acidi nucleici e di fosfolipidi quando invece il fosfato scarseggia
FASE DI GERMINAZIONE
la cellula mantiene attivi una serie di meccanismi che le consentono di recepire rapidamente i cambiamenti esterni. Quando ci accade, la cellula viene reidratata, vengono degradate le strutture del cortex e della tunica, le proteine e le strutture protettive. Tutto questo serve anche a fornire alla cellula i nutrienti necessari per il processo di crescita.
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carbossisioni e eterosomi: enzimi che fanno parte di un'unica via metabolica ->
- Carbossisiomi= sono dei microcompartimenti batterici che contengono enzimi coinvolti nella fissazione del carbonio. Sono costituiti da gusci proteici poliedrici. Si trovano in tutti i cianobatteri che fissano la CO2.
- Enterosomi= presenti solo in batteri che NON fissano CO2, più piccoli e irregolari dei carbossisiomi
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