Microbiologia: Introduzione ai Microrganismi

Flashcards di vocabolario basate sulla lezione di Microbiologia, comprendenti concetti fondamentali, storia, strutture cellulari, antibiotici e metabolismo microbico.

Microrganismi

Organismi microscopici, invisibili a occhio nudo, che sono stati i primi esseri viventi sulla Terra.

Biorisanamento

Processo naturale che sfrutta la capacità dei microrganismi di degradare inquinanti usandoli come fonte di energia.

Batteri termofili

Microrganismi capaci di vivere in ambienti con temperature elevate, tra $40$ e $120\,^\circ\text{C}$.

Cianobatteri

Batteri fotosintetici che utilizzano acqua e $CO_2$ per produrre ossigeno e biomassa.

Metano ($CH_4$)

Potente gas serra prodotto da attività vulcaniche e agricoltura, degradabile da batteri metanotrofi.

Metano mono-ossigenasi (pMMO)

Enzima posseduto dai batteri metanotrofi che permette l'ossidazione del metano riducendone il rilascio in atmosfera.

Batteri piezofili

Microrganismi capaci di vivere in condizioni di pressioni elevatissime, come negli abissi marini.

Microbiologia

Disciplina che studia i microrganismi, il loro funzionamento, la loro diversità ed evoluzione.

Microbiologia medica

Area specialistica della microbiologia che studia i microrganismi responsabili di malattie cellulari.

Microbiologia industriale

Studio dei microrganismi capaci di trasformare la materia organica per scopi di valore commerciale.

Ecologia microbica

Studio dei microrganismi nel loro ambiente naturale e delle loro interazioni.

Biomassa terrestre

Stima della quantità totale di materia vivente, costituita per la maggior parte da microrganismi ($2 \times 10^{30}$ cellule).

Biofilm

Comunità microbiche complesse che vivono aderendo a superfici e interagendo continuamente tra loro.

Cicli biogeochimici

Processi di trasformazione della materia (carbonio, azoto, zolfo, fosforo) operati principalmente dai microrganismi.

Batteri azoto-fissatori

Microrganismi che convertono l'azoto atmosferico ($N_2$) in composti azotati utilizzabili dalle piante.

Rumine

Parte dell'apparato digerente dei ruminanti dove i microrganismi digeriscono la cellulosa delle piante.

Biosintesi

Processo di generazione e assemblaggio di cellule viventi a partire da elementi resi disponibili.

Biodegradazione

Distruzione di cellule morte che rende disponibili elementi essenziali per i produttori primari.

Procarioti

Cellule semplici, prive di organelli e nucleo delimitato da membrana, comprendenti Bacteria e Archaea.

Eucarioti

Cellule complesse dotate di nucleo vero e proprio e organelli interni come mitocondri e cloroplasti.

LUCA

Acronimo di Last Universal Common Ancestor, l'antenato comune da cui discendono Bacteria, Archaea ed Eukarya.

Tappeti microbici

Strutture coese formate da stratificazioni colorate di microrganismi fototrofi sulla superficie dei sedimenti.

Batteri sulfurei

Fototrofi anossigenici comparsi sulla Terra molto prima dell'evoluzione dei fototrofi ossigenici.

Organismi unicellulari

Esseri viventi costituiti da una sola cellula, come la maggior parte dei microrganismi.

Prioni

Agenti acellulari costituiti da proteine mal ripiegate, privi di caratteristiche viventi tipiche.

Virus

Agenti acellulari dotati di materiale genetico ($DNA$ o $RNA$) che richiedono una cellula ospite per replicarsi.

Catabolismo

Fase del metabolismo in cui le molecole vengono trasformate per produrre energia e componenti strutturali.

Anabolismo

Fase del metabolismo in cui vengono sintetizzate macromolecole consumando energia.

Sporulazione

Processo attraverso il quale alcune cellule formano nuove strutture come le spore in ambienti ostili.

Tempo di generazione

Intervallo di tempo richiesto affinché una popolazione batterica si duplichi.

Flagelli

Strutture proteiche esterne che permettono il movimento attivo dei batteri.

Resistenza agli antibiotici

Capacità dei batteri di sopravvivere ai farmaci, spesso basata sul trasferimento di geni accessori.

Circovirus

La più piccola forma microbica nota, con un diametro di circa $20\,\text{nm}$.

Epulopiscium

Genere di batteri giganti che possono raggiungere i $700\,\mu\text{m}$ di lunghezza.

Ernst Haeckel

Scienziato che nel $1886$ propose il regno dei Protisti per classificare gli organismi microscopici.

Robert Whittaker

Scienziato che nel $1969$ propose il sistema dei cinque regni biologici.

Carl Woese

Scienziato che propose la classificazione nei tre domini (Batteri, Archei ed Eucarioti) basata sull'RNA ribosomiale.

Robert Hooke

Matematico inglese che fornì la prima descrizione nota dei microrganismi (muffe) nel XVII secolo.

Antonie van Leeuwenhoek

Mercante di tessuti che per primo descrisse i batteri chiamandoli "animalcules".

Tecnica asettica

Insieme di procedure per preparare e mantenere sterili i terreni di coltura senza contaminazioni.

Generazione spontanea

Teoria antica secondo cui la vita poteva svilupparsi spontaneamente da materiale non vivente in putrefazione.

Lazzaro Spallanzani

Scienziato che dimostrò che la bollitura uccideva i germi vitali impedendo la generazione spontanea.

Louis Pasteur

Scienziato che confutò definitivamente la generazione spontanea con l'esperimento della fiasca a collo di gigno.

Pastorizzazione

Pratica consistente nel riscaldare brevemente un liquido ad alta temperatura prima di aggiungere lieviti selezionati.

Robert Koch

Medico che definì rigorosamente il ruolo dei microrganismi nello sviluppo delle malattie infettive.

Colonia

Massa visibile di cellule batteriche cresciute su un terreno solido, derivanti da una singola cellula iniziale.

Coltura pura

Coltura microbiologica che contiene esclusivamente un unico tipo identificato di microrganismo.

Agar

Polisaccaride derivato dalle alghe con eccellenti proprietà gelificanti per terreni di coltura.

Piastra di Petri

Strumento standard di vetro o plastica utilizzato per l'isolamento e la crescita di colture pure.

Colture di arricchimento

Metodo per l'isolamento di specifici tipi fisiologici di microrganismi presenti in natura.

Metagenomica

Studio dell'informazione genomica prelevata direttamente dall'ambiente senza previa coltivazione.

Candidatus Pelagibacter ubique

Uno degli organismi più abbondanti negli oceani, con dimensioni di circa $0,8\,\mu\text{m}$.

Spazio periplasmatico

Compartimento acquoso tra la membrana interna e quella esterna nei batteri Gram-negativi.

Scissione binaria

Processo di divisione cellulare tipico dei procarioti che produce due cellule figlie identiche.

Thiomargarita

Il più grande batterio conosciuto, con cellule che possono raggiungere un diametro di $750\,\mu\text{m}$.

Ultramicrobatteri

Batteri estremamente piccoli con genomi inferiori a $1\,\text{megabase}$ scoperti in acque sotterranee.

Cross-feeding

Strategia di sopravvivenza basata sullo scambio reciproco di nutrienti essenziali tra specie in una comunità.

Cocchi

Batteri caratterizzati da una morfologia sferica.

Bacilli

Batteri caratterizzati da una morfologia cilindrica.

Vibrioni

Bastoncini batterici ricurvi su un solo piano, simili a una virgola.

Spirochete

Batteri ricurvi su più piani con forma a spirale, come Treponema pallidum.

Parete mureinica

Struttura chiamata anche sacculo che avvolge la cellula conferendo forma e rigidità.

Nucleoide

Regione del citoplasma procariotico contenente il DNA a doppia elica raggomitolato.

Legame fosfodiestere

Legame che unisce i nucleotidi tra il carbonio $3'$ di uno zucchero e il $5'$ dello zucchero successivo.

Plasmidi

Molecole di DNA extracromosomico di piccole dimensioni capaci di replicarsi indipendentemente.

Glicogeno

Materiale di riserva energetica che può rappresentare il $25\%$ del peso secco in Escherichia coli.

Granuli metacromatici

Granuli di polifosfati chiamati volutina che cambiano colore durante le procedure diagnostiche.

Ribosomi $70\text{S}$

Sedi della sintesi proteica nei batteri, composti da subunità $50\text{S}$ e $30\text{S}$.

Involucro cellulare

Insieme stratificato che circonda il citoplasma per garantirne integrità e funzionamento.

Mosaico fluido

Modello che descrive la membrana come un doppio strato fosfolipidico con proteine immerse.

Forza proton-motrice

Gradiente ionico transmembrana utilizzato per produrre ATP e alimentare il movimento flagellare.

Trasduzione del segnale

Capacità della cellula di rispondere rapidamente a stimoli fisici o chimici ambientali.

Chiralità del glicerolo

Negli Archaea si trova l-glicerolo, a differenza del d-glicerolo presente in Bacteria ed Eukarya.

Legame etere

Tipo di legame tra glicerolo e catena alifatica isoprenica tipico delle membrane degli Archaea.

Trasporto passivo

Movimento di molecole secondo gradiente di concentrazione senza richiesta energetica.

Trasporto attivo

Movimento di soluti contro gradiente di concentrazione che sfrutta energia metabolica.

Permeasi

Proteine integrali di membrana coinvolte nel processo di diffusione facilitata.

Sistemi ABC

Meccanismi di trasporto basati su proteine che legano il substrato e idrolizzano ATP.

Uniporto

Evento di trasporto in cui una sola molecola viene trasportata in una direzione.

Simporto

Trasporto semplice in cui soluto e protone si muovono nella stessa direzione.

Antiporto

Trasporto semplice in cui soluto e protone si muovono in direzioni opposte.

Fosfotransferasi

Sistema di traslocazione di gruppo che trasporta e fosforila gli zuccheri usando il PEP.

Lisi osmotica

Rottura della cellula causata dallo sbilanciamento della pressione interna, prevenuta dalla parete.

Didermi

Batteri con parete formata da uno strato di peptidoglicano e una membrana esterna.

Monodermi

Batteri con parete formata da un'unica membrana e uno spesso strato di peptidoglicano.

Colorazione di Gram

Tecnica ideata nel $1884$ che distingue i batteri in base alla risposta dei loro involucri.

Cristalvioletto

Colorante utilizzato nel primo passaggio della colorazione di Gram.

Acido N-acetilmuramico (NAM)

Amminozucchero costituente del peptidoglicano che lega la catena laterale peptidica.

Legame glicosidico $\beta-1,4$

Legame che unisce NAG e NAM nello scheletro polisaccaridico del peptidoglicano.

Acido diaminopimelico (DAP)

Amminoacido del tetrapeptide presente nel peptidoglicano della maggior parte dei Gram negativi.

Legame crociato diretto 3-4

Tipo di legame del peptidoglicano tipico principalmente dei batteri Gram negativi.

Acidi teicoici

Molecole acide costituite da polialcoli presenti nella parete dei batteri Gram positivi.

Lipopolisaccaride (LPS)

Molecola anfipatica della membrana esterna composta da lipide A, core e antigene O.

Lipide A

Porzione lipidica dell'LPS responsabile dell'attivazione dell'immunità innata (endotossina).

Antigene O

Catena polisaccaridica laterale dell'LPS in grado di indurre la produzione di anticorpi.

Lipoproteina di Braun

Proteina che ancora la membrana esterna allo strato di mureina nei Gram negativi.

Porine

Proteine omotrimeriche transmembrana che formano canali per la diffusione di ioni e nutrienti.

Lisozima

Enzima che taglia i legami glicosidici nel peptidoglicano portando alla lisi batterica.

Acidi micolici

Componenti cerose che formano uno strato impermeabile nella parete dei Micobatteri.

Pseudomureina

Polisaccaride delle pareti degli Archaea con legami $\beta-1,3$ e acido N-acetiltalosaminuronico.