Microbiologia: Cellule Procariotiche ed Endospore

Flashcard di microbiologia focalizzate sulla morfologia, struttura, biogenesi dell'involucro e differenziamento (endospore) di batteri e archea.

Rapporto superficie/volume

Rapporto che diminuisce all'aumentare della dimensione cellulare; un alto rapporto nei batteri ($1-5\,\mu m$) permette scambi veloci con l'esterno ed elevata velocità di crescita.

Pleomorfismo

Capacità di alcuni batteri e archea (es. genere Mycoplasma) di assumere forme diverse a seconda delle condizioni ambientali.

Prosteca

Peduncolo presente nei batteri prostecati che termina con un "piede", utilizzato per aderire a superfici solide.

Ife

Filamenti polinucleati tipici di alcuni batteri come gli streptomiceti.

Biofilm

Comunità microbiche avvolte da una matrice extracellulare di esopolisaccaridi, adese a superfici biotiche o abiotiche e responsabili di circa il $60\%$ delle infezioni microbiche.

Forma planktonica

Stato di vita libera delle cellule batteriche, contrapposto allo stato sessile all'interno di un biofilm.

Flocculo

Aggregato cellulare o biofilm privo di un supporto solido, tipico degli impianti di depurazione o dei polmoni di malati di fibrosi cistica.

Peso secco di E. coli

Valore approssimativo di $0.3\,pg$ per singola cellula, dove circa il $50\%$ è carbonio e il $55\%$ proteine.

Chemiolitotrofi

Organismi che utilizzano composti inorganici come fonte di energia, spesso chiamati "litotrofi" ("mangiatori di pietra").

Mixotrofi

Organismi capaci di alternare processi metabolici di classi diverse (es. autotrofia ed eterotrofia) in base alla disponibilità di nutrienti.

Opanoidi

Lipidi presenti nelle membrane dei batteri (eccetto micoplasmi e metilotrofi) con funzione simile agli steroli, rendendo la membrana più rigida.

Fitanile

Catena alifatica ramificata costituita da 4 molecole di isoprene, tipica dei fosfolipidi delle membrane degli Archaea.

La catena alifatica si chiama fitanile e la membrana può presentarsi come un doppio strato di dieteri (legami eteri tra due molecole di fitanile e un glicerolo) oppure come un monostrato tetra-eteri (legami eteri tra due molecole di fitanile lunghe il doppio e due gliceroli)

Paradosso dei lipidi di membrana

Contraddizione evolutiva per cui Bacteria ed Eukarya condividono lo stesso tipo di membrana, mentre gli Archaea possiedono fosfolipidi con legami etere e L-glicerolo.

Polimixine

Antibiotici peptidici ciclici che danneggiano il doppio strato lipidico interagendo con le cariche negative dei fosfolipidi e aumentando la permeabilità agli ioni.

Sono peptidi ciclici, inibiscono il metabolismo energetico, sono tossici, aumentano la permeabilità delle membrane per gli ioni. Possono essere polimixina e colistra e sono utilizzati principalmente contro batteri Gram-negativi.

Daptomicina

Lipopeptide sintetizzato per via non-ribosomale che forma canali per gli ioni $K^+$ in modo $Ca^{2+}$-dipendente, destabilizzando la membrana.

è antibiotico ionoforo

Batteri monodermi

Batteri che possiedono un'unica membrana (citoplasmatica), corrispondenti generalmente ai Gram positivi.

Batteri didermi

Batteri che possiedono due membrane (citoplasmatica ed esterna), corrispondenti generalmente ai Gram negativi.

Peptidoglicano (Mureina)

Polimero costituito da filamenti glicanici di NAG e NAM uniti da legami $\beta-1,4$ e connessi da ponti peptidici contenenti amminoacidi in forma D.

Acido meso-diamino-pimelico

Amminoacido presente in posizione 3 del tetrapeptide del peptidoglicano nei batteri Gram negativi, coinvolto nel legame crociato 3-4.

Acidi teicoici

Polimeri di glicerolo o ribitolo fosforilati carichi negativamente, presenti nella parete dei batteri Gram positivi.

Bactoprenolo (Undecaprenil fosfato)

Trasportatore lipidico a 55 atomi di carbonio che trasporta i precursori della mureina attraverso la membrana citoplasmatica.

Penicillin Binding Proteins (PBP)

Transpeptidasi coinvolte nella fase 3 della biosintesi del peptidoglicano; sono il bersaglio degli antibiotici $\beta$-lattamici.

Autolisine

Enzimi (come muramidasi e amidasi) coinvolti nel rimodellamento del peptidoglicano che, se non controllati, possono causare la lisi cellulare.

Vancomicina

Glicopeptide che inibisce la parete legando il dimero $D-alanil-D-alanina$ del NAM-pentapeptide, impedendo l'azione delle PBP.

Periplasma

Comparto acquoso tra membrana interna ed esterna nei didermi, contenente proteine leganti (ABC), chaperonine ed enzimi degradativi.

Lipopolisaccaride (LPS)

Molecola del foglietto esterno della membrana esterna composta da Lipide A (endotossina), Polisaccaride core e Antigene O.

KDO (Keto-desossi-ottonato)

Zucchero a 8 atomi di carbonio presente nel core interno del lipopolisaccaride.

Porine

Proteine a barilotto $\beta$ trimeriche della membrana esterna che formano canali idrofilici per il passaggio di piccole molecole.

Acidi micolici

Acidi grassi complessi ($C_{60}-C_{90}$) presenti nell'involucro dei micobatteri, responsabili dell'impermeabilità e dell'acido-resistenza.

Sistema Sec

Via di secrezione generale conservata che trasporta proteine in forma non foldata attraverso il traslocone $SecYEG$ utilizzando l'energia di $SecA$.

Sistema di secrezione di Tipo III

Iniettore molecolare strutturalmente simile al flagello che inserisce proteine effettrici direttamente nel citoplasma di cellule eucariotiche.

Flagellina

Subunità proteica che costituisce il filamento del flagello batterico, secreta attraverso la base del flagello stesso.

Chemiotassi

Capacità dei batteri di muoversi verso zone con nutrienti (Run) o allontanarsi da sostanze tossiche tramite inversioni casuali della rotazione flagellare (Tumble).

Endoflagello

Flagello situato nel periplasma delle spirochete che impartisce un movimento "a cavatappi" alla cellula.

Magnetosomi

Inclusioni citoplasmatiche contenenti magnetite ($Fe_3O_4$) che permettono ai batteri acquatici di orientarsi lungo il campo magnetico terrestre.

Anammoxosoma

Organello dei Planctomyces circondato da membrane contenenti ladderani, sede del metabolismo dell'idrazina.

Acido dipicolinico

Sostanza presente nel core della spora in complesso con ioni calcio, responsabile della termoresistenza delle endospore.

SASPs (Small Acid-Soluble Proteins)

Piccole proteine che legano il DNA nel core dell'endospora, proteggendolo dalle radiazioni e convertendolo in forma A.

Spo0A

Master regulator trascrizionale che controlla l'espressione di circa 500 geni necessari per l'inizio del programma di sporulazione.

Cristalli parasporali

Proteine insetticide prodotte da Bacillus thuringiensis che, a pH basico nel tratto digerente delle larve, formano pori letali nelle membrane cellulari.