Il batteri sono un grande gruppo di microrganismi procarioti. Di solito hanno una dimensione di pochi micron. Hanno diverse forme che vanno da quelle cilindriche, a spirale a quelle in canna..
Sono organismi praticamente ubiquitari e possono essere localizzati nel suolo, nei corpi idrici marini e d'acqua dolce, abitando la flora intestinale e la saliva di molti vertebrati e come parassiti di animali e piante. Sono stati trovati anche in ambienti estremi come sorgenti calde acide, prese d'aria idrotermali e rifiuti radioattivi..
Questi microbi sono una parte essenziale di molti cicli di nutrienti. Sono il componente base del microbiota di tutte le catene trofiche e la loro biomassa può essere calcolata a circa 5 × 10 30 batteri sul pianeta terra.
Un altro dato interessante è la quantità di batteri che popolano il corpo umano: si pensa che in un essere umano medio ci siano circa 39 miliardi di cellule batteriche e la maggior parte di queste fa parte della flora intestinale.
La classificazione tradizionale dei batteri comprendeva un gruppo tassonomico polifiletico. Oggi quel gruppo è stato diviso in due domini batteri e archea. I batteri sono riconosciuti come il gruppo procariotico con lipidi di membrana composti da diacil diesteri di glicerolo.
D'altra parte, l'archea è il gruppo di procarioti la cui membrana è composta da lipidi isoprenoidi (glicerolo etere o glicerolo tetraetere). Presentano anche differenze nel loro RNA ribosomiale, chiamato rispettivamente rRNA batterico e rRNA archeologico..
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I batteri hanno una grande varietà morfologica e dimensione. Questi organismi unicellulari possono misurare da 0,3 micron a 0,5 millimetri, tuttavia, in generale, le loro misurazioni sono comprese tra 0,3 e 5,0 micron..
La forma chiamata cocchi (sferica) è la più comune tra i batteri. Tuttavia, anche altre forme come i bacilli (a bastoncino oa forma di bastoncello) sono relativamente comuni..
Altri morph non così frequenti tra i batteri sono: virgole, chiamate anche vibrio (a forma di bacchetta leggermente ricurva o come il segno di punteggiatura ",") e spirilie o spirochete (con forme a spirale). Alcuni più insoliti hanno ancora la forma di stelle.
I rappresentanti del dominio del batterio, essendo organismi unicellulari procarioti, non presentano un nucleo definito o organelli membranosi complessi. La parete cellulare di questi ha un pectidoglicano che contiene acido muramico e i lipidi di membrana contengono acidi grassi a catena lineare con legami estere..
Presentano vescicole di gas. L'RNA di trasferimento ha timina (nella maggior parte dei tRNA) e N-formilmetionina (trasportata dall'iniziatore tRNA). Presentano mRNA policistronico, cioè codifica più di una proteina.
I ribosomi hanno una dimensione degli anni '70. Sono sensibili al cloramfenicolo e alla kanamicina, non mostrano sensibilità all'antibiotico anisomicina.
La RNA polimerasi batterica è una grande molecola. Ha cinque subunità di circa 410 kilodalton ciascuna. Inoltre, nella sua struttura la RNA polimerasi ha una scanalatura di 55 Å di lunghezza e 25 Å di larghezza. Sei sensibile alla rifampicina. Non presenta promotori della polimerasi di tipo II.
I batteri fissano l'azoto, eseguono la fotosintesi basata sulla clorofilla e svolgono anche la chemolitotrofia (ossidazione di composti inorganici). Non producono metano né presentano l'enzima ATPasi.
L'identificazione e la classificazione dei batteri è una delle questioni più complesse nella biologia dei microrganismi. Esistono numerose caratteristiche e metodi che vengono utilizzati per l'identificazione e la successiva classificazione di questi individui..
Le caratteristiche classiche includono morfologia, fisiologia e metabolismo, biochimica, relazioni e funzioni ecologiche, nonché genetica..
Le analisi più comunemente utilizzate sono: prodotti di fermentazione, tipo di nutrizione, fonti di carbonio e azoto, inclusioni di stoccaggio, motilità, tolleranza osmotica, condizioni fisico-chimiche ottimali, pigmenti fotosintetici, tra molti altri..
Altre caratteristiche non classiche si trovano a livello molecolare. Negli ultimi decenni, l'uso di acidi nucleici e proteine nella tassonomia dei batteri ha acquisito un grande slancio..
I confronti tra geni (proteine e acidi nucleici) forniscono ampie informazioni sulla parentela e, ovviamente, sulla somiglianza tra organismi..
Batteri, era un termine tradizionalmente usato per designare tutti i procarioti unicellulari. Tuttavia, la sistematica molecolare ha mostrato che questo antico gruppo di organismi (procarioti) divergeva in 2 gruppi o domini.
Questi due gruppi sono stati chiamati eubatteri e archebatteri. Successivamente sono stati ribattezzati batteri e archea. Gli Archea sono un gruppo più strettamente correlato ai membri di un terzo dominio, chiamato Eukarya..
Quest'ultimo gruppo è costituito da organismi eucarioti. Insieme, i 3 domini (batteri, archea ed eucarya) costituiscono l'attuale classificazione della vita.
I batteri possono essere classificati seguendo vari criteri come:
I batteri sono generalmente unicellulari, tuttavia, a seconda dell'organizzazione cellulare, questi possono essere classificati come "unicellulari e multicellulari".
A seconda dell'ambiente in cui si trovano e del modo in cui svolgono i loro processi per ottenere energia e nutrienti, i batteri si classificano in:
A seconda della composizione della parete cellulare dei batteri, reagiscono alla colorazione di Gram, sia con un colore blu scuro o viola, o con un colore rosa o rosso e la loro classificazione è la seguente:
A seconda delle temperature in cui si sviluppano questi microrganismi, possono essere classificati in:
I batteri sono stati identificati da tempo in base alla loro forma e la loro classificazione è la seguente:
Dopo la rivoluzionaria classificazione di Carl Woese e colleghi nel 1990, la classificazione dei batteri è cambiata radicalmente. Attualmente, secondo la LPSN o l'elenco dei nomi procarioti con standing nella nomenclatura (List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature), il dominio del batterio è diviso in 34 phyla. Tra questi phyla ci sono:
Batteri allungati ed elicoidali. Gram negativo. Hanno un involucro cellulare esterno. Si muovono per mezzo di filamenti assiali.
Gruppo di batteri Gram-positivi, principalmente con parete cellulare ispessita e basso contenuto o percentuale di GC. I Firmicutes sono principalmente a forma di bastoncello e talvolta a forma di cocco. Molte specie producono endospore.
Batteri Gram-negativi, con morfologia varia e parete cellulare formata da lipopolisaccaridi. Principalmente eterotrofa, sebbene alcune specie possano fotosintetizzare. Sono molto abbondanti negli oceani e in altri specchi d'acqua.
Organismi batterici che hanno clorofilla e ficocianina. Si chiamano alghe blu-verdi. Sono Gram-negativi e capaci di fotosintesi ossigenata.
I batteri si sono adattati a una grande diversità di habitat. Metabolismo anaerobico. Gram negativo. Alcune specie sono patogeni opportunisti.
Gruppo di batteri che svolgono la fotosintesi anossigenica. Metabolismo anaerobico. Gram negativo. Sono chiamati batteri dello zolfo verde.
I batteri monodermici, cioè hanno una singola membrana cellulare. Hanno una parete cellulare esterna molto sottile di peptidoglicano. Il gruppo ha rappresentanti termofili e mesofili. Alcuni fotosintetizzano. Principalmente aerobico. Gram positivo.
Sono batteri adattati a vivere in ambienti estremi. Sono considerati organismi ipertermofili. Metabolismo anaerobico e in grado di elaborare i carboidrati. Sono gram negativi.
Il principale meccanismo di riproduzione dei batteri è la fissione binaria o la bipartizione. È un tipo di riproduzione asessuata, in cui la cellula batterica deve raddoppiare di dimensioni e poi si divide, dando origine a due cellule figlie..
Questo tipo di riproduzione asessuata consente ai batteri di avere un tasso di crescita esponenziale della popolazione. In questo modo, la popolazione in crescita può fare un uso migliore e più veloce delle risorse disponibili ed espandere anche la possibilità di generare organismi o ceppi resistenti ai diversi ambienti in cui si sviluppano..
È un tipo di divisione cellulare in cui il nucleo è diviso in più parti uguali e quindi si verifica la divisione del citoplasma, dando origine e contemporaneamente a più cellule figlie.
Questo tipo di riproduzione batterica asessuata si verifica in una posizione non specifica del batterio genitore. Inizia con un rigonfiamento nel citoplasma chiamato gemma, che poi raddoppia fino alle dimensioni del genitore e si separa come un nuovo individuo (cellula figlia). Questo tipo di riproduzione è stato osservato nei phyla Planctomycetes, Firmicutes e Cyanobacteria.
Questo tipo di riproduzione, detta anche fissione binaria atipica, consiste in una piccola cellula circolare (baeocita), che successivamente aumenta di massa o dimensione, formando una cellula vegetativa..
Durante l'aumento delle dimensioni questa cellula vegetativa replica più volte il suo DNA, successivamente passa alla fase riproduttiva dove subisce scissioni citoplasmatiche, che diventeranno poi decine o addirittura centinaia di baeociti. Questo tipo di riproduzione è stato studiato nei cianobatteri.
I batteri hanno più tipi di nutrizione:
Batteri che utilizzano substrati inorganici come nitriti, nitrati, ferro o solfati per la biosintesi o la conservazione dell'energia attraverso anaerobiosi o aerobiosi.
Organismi batterici che ottengono idrogeno o elettroni da fonti organiche come carboidrati, idrocarburi o lipidi. Questi organismi possono essere aerobici o anaerobici, anche eterotrofi o autotrofi..
Organismi che si sviluppano sintetizzando sostanze inorganiche che potrebbero essere carbonio, ma inorganiche come l'anidride carbonica.
Quegli organismi che sintetizzano sostanze chimiche la cui fonte di carbonio è organica, come i polisaccaridi.
Batteri che richiedono la sintesi di sostanze inorganiche per la conservazione e l'ottenimento di energia, ma richiedono anche composti organici per soddisfare le loro esigenze metaboliche biosintetiche.
Della grande diversità di batteri nota all'uomo, solo pochi (in proporzione) causano malattie. Le patologie provocate da questi microrganismi nell'uomo possono essere classificate in base alla loro origine, cioè in base al meccanismo di trasmissione o acquisizione di questo:
I batteri che causano malattie trasmesse dall'aria di solito colpiscono il tratto respiratorio o il tratto respiratorio e in altri casi possono causare malattie della pelle. Ecco alcune malattie trasmesse dall'aria:
Nella maggior parte dei casi questa malattia viene trasmessa da Corynebacterium diphtheriae, anche se C. ulcerans può produrre manifestazioni cliniche simili.
La malattia viene trasmessa da una persona malata a una persona sana per mezzo di particelle trasmesse durante la respirazione. Può anche verificarsi attraverso il contatto con la secrezione di lesioni cutanee. La difterite può colpire quasi tutte le mucose e le forme cliniche più comuni sono:
La malattia è causata da un batterio Gram-negativo aerobico originario del suolo e degli ecosistemi acquatici chiamato Legionella pneumophila. Questo batterio è stato isolato anche negli impianti di condizionamento e nelle cabine doccia..
La malattia è il risultato della diffusione dei batteri attraverso l'aria da un serbatoio al sistema respiratorio umano. Gli uomini sopra i 50 anni che sono compromessi dal fumo, dall'alcolismo o dalle immunodeficienze hanno maggiori probabilità di contrarre la malattia.
Il batterio è alloggiato nei fagosomi dei macrofagi alveolari, da dove si moltiplica e provoca danni ai tessuti. I sintomi di questa malattia sono: tosse senza l'espulsione delle secrezioni respiratorie, febbre, grave broncopolmonite e possono manifestarsi problemi neurologici.
Questa malattia consiste in un'infiammazione delle meningi del cervello e del midollo spinale. Può avere origine asettica o batterica. La patologia di origine batterica deriva dalle secrezioni respiratorie dei portatori della malattia o da casi attivi.
I batteri che causano la meningite colonizzano inizialmente il rinofaringe, da dove attraversano la mucosa ed entrano nel flusso sanguigno, e da lì al liquido cerebrospinale da dove infiammano le meningi..
I sintomi di questa infezione sono: una malattia respiratoria o mal di gola, seguita da confusione, vomito, mal di testa (in alcuni casi grave), torcicollo e schiena.
Diverse specie di batteri sono legate alla polmonite, tuttavia la specie Mycobacterium avium Y M. intracellulare sono le principali cause di questa malattia. Questi batteri hanno una distribuzione mondiale e infettano non solo l'uomo ma anche altri vertebrati e insetti.
Si pensa che l'apparato respiratorio e l'apparato digerente siano il punto di ingresso di questi bacilli per la colonizzazione dei pazienti. La malattia si manifesta nelle persone come un'infezione polmonare, molto simile a quella causata dalla tubercolosi.
Molte altre malattie vengono trasmesse dai batteri delle vie aeree, tra cui possiamo citare: la tubercolosi, prodotta dal bacillo di Koch (Mycobacterium tuberculosi); pertosse, causata dai batteri Bordetella pertussis, e malattie causate da streptococchi.
Le malattie batteriche causate da questi invertebrati sono considerate rare, tuttavia sono oggetto di molto interesse. Alcune di queste malattie sono:
Patologia causata da batteri Ehrlichia chaffeensis, che viene trasmesso da serbatoi animali come il segno di spunta. Una volta che i batteri entrano nel flusso sanguigno, provocano una malattia febbrile aspecifica chiamata Ehrlichiosi Monocitica Umana (HEM). La malattia è caratterizzata da sintomi quali: febbre, brividi, mal di testa e mialgia.
Malattia batterica trasmessa all'uomo dai pidocchi. Il bacillo che causa questa malattia è Rickettsia prowasekii. Quando il pidocchio si nutre di una persona infetta, i batteri infettano l'intestino dell'artropode e si diffondono.
In breve tempo, grandi quantità di rickettsiae compaiono nelle feci dei pidocchi e quando il pidocchio succhia il sangue di un altro individuo sano, defecano.
Quando l'irritazione del morso provoca il graffio dell'individuo, contamina il sito danneggiato e consente alle rickettsiae di entrare nel loro flusso sanguigno, dove successivamente causano l'infiammazione dei vasi sanguigni attraverso l'infezione delle loro cellule endoteliali. I sintomi di questa malattia sono febbre, forte mal di testa e mialgia..
La malattia di Lyme è un'infezione batterica trasmessa all'uomo da una puntura di zecca i cui ospiti naturali sono arvicole e cervi. I batteri responsabili sono le spirochete del genere Borrelia.
Clinicamente la malattia ha tre fasi: prima di solito inizia con lesioni cutanee che si espandono come anelli. Questa fase è spesso accompagnata da febbre, brividi, affaticamento, malessere e mal di testa..
Il secondo stadio è caratterizzato da attacchi di artrite, infiammazione del cuore e problemi neurologici. Il terzo e ultimo stadio, può essere osservato anni dopo, ed è caratterizzato dal fatto che gli individui sviluppano la demielinizzazione dei neuroni e presentano sintomi simili all'Alzheimer o alla sclerosi multipla..
Sebbene le infezioni batteriche trasmesse dagli artropodi siano considerate rare, alcune hanno causato massicce morti nell'umanità, come la peste nera o la peste bubbonica, causate da Yersinia pestis.
Un'altra malattia non mortale come la peste nera è la febbre Q causata dai batteri Coxiella burnetii e che infetta il bestiame, gli animali domestici e l'uomo.
Queste malattie batteriche sono principalmente associate a infezioni della pelle e ai tessuti sottostanti. Alcune di queste patologie sono:
Malattia trasmessa attraverso il contatto diretto con animali da allevamento infetti o loro prodotti. Il batterio che causa la malattia è il Bacillus anthrasis e le sue endospore possono rimanere vitali per molti anni nel suolo o negli animali.
L'infezione nell'uomo si verifica principalmente a causa di danni o tagli alla pelle (affezione cutanea), può anche interessare i sistemi respiratorio (antrace polmonare) e gastrointestinale (antrace gastrointestinale)..
Sulla pelle si forma un'escara (una papula cutanea ulcerata) e i sintomi di accompagnamento includono febbre, mal di testa e nausea..
È una MST polimicrobica (malattia a trasmissione sessuale), cioè prodotta da diversi batteri. Tali batteri lo sono Gardnerella vaginalis, specie del genere Mobiluncus Y Mycoplasma hominis.
È una malattia considerata lieve ma molto contagiosa ed i suoi sintomi sono: perdite vaginali schiumose, abbondanti con odori simili a quelli di pesce, non c'è dolore, bruciore o prurito.
Un'altra malattia batterica a trasmissione sessuale. È causato da Neisseria gonorrhoeae. Questo diplococco, una volta entrato nel corpo, si attacca alle cellule mucose attraverso i pili e la proteina II. Questa adesione impedisce che venga espulso dalla vagina da normali secrezioni o urina..
I sintomi negli uomini sono: pus da giallo a verde che drena dall'uretra, con minzione frequente, accompagnata da dolore e sensazione di bruciore o bruciore. Solo il 10-20% di quelli esposti ai batteri si sviluppa nelle donne e, se sviluppano la malattia, può causare gravidanze ectopiche e persino sterilità.
Le malattie batteriche per contatto diretto sono molto diverse sia nella loro origine che nel loro sviluppo, le più citate sono le malattie sessualmente trasmissibili e di queste possiamo citare: malattie genito-urinarie causate da micoplasmi Ureaplasma urealyticum Y Mycoplasma hominis; e chancre, prodotto da Haemophilus lucreyi.
Altre malattie da contatto non sessuale e causate da batteri sono: congiuntivite da inclusione, lebbra, malattia da graffio di gatto, cancrena gassosa e molte altre.
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