Cellula batterica

Cos'è una cellula batterica?

IL Cellula batterica È l'organizzazione più semplice conosciuta da un organismo vivente. I batteri sono organismi unicellulari che non hanno Ornaul core o separato.

Studi scientifici hanno dimostrato che, nonostante il fatto che le cellule batteriche mancano di organelli, hanno un'organizzazione, una regolamentazione e una dinamica interna molto controllata e precisa. Questi hanno tutti i meccanismi necessari per sopravvivere alle condizioni ostili e mutevoli dell'ambiente in cui vivono.

Tale capacità di adattamento ha significato per gli scienziati uno strumento importante e un modello biologico ideale per studiare i principi di base della biologia molecolare; Conoscenza di base sulla replicazione, la trascrizione e la traduzione del DNA sono state comprese per la prima volta nelle cellule batteriche piuttosto che nelle cellule eucariotiche.

Tutte le cellule batteriche sono microscopiche, cioè non possono essere osservate ad occhio nudo senza usare un microscopio, il che rappresenta un grande vantaggio per lo studio di questi microrganismi, poiché in scarso spazio e con poche risorse nutrizionali puoi mantenere e studiare milioni di cellule viventi.

Al momento, la cellula batterica è uno degli strumenti biotecnologici più importanti. Gli scienziati manipolano il DNA cromosomico extra di batteri per produrre sinteticamente quasi tutte le proteine ​​di interesse umano.

Caratteristiche generali della cellula batterica

Morfologicamente, le cellule batteriche possono essere molto variabili, ma anche così condividono caratteristiche comuni. Per esempio:

- Ogni cellula batterica ha una parete cellulare che la circonda e che è composta da una combinazione di carboidrati con peptidi che si chiama "peptidoglicano".

- Le cellule batteriche sono organismi unicellulari, cioè che ogni cellula è un organo completo che può crescere, nutrire, riprodurre e morire.

- Il materiale genetico dei batteri è "sparso" o rilassato in un grande groviglio sommerso nel citosol cellulare, in una regione nota come regione nucleoide.

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- Molti batteri hanno strutture specializzate per la locomozione chiamata "flagello", che si trovano nelle regioni più esterne dei loro corpi.

- È comune trovare cellule batteriche che formano colonie o mantenendo una relazione simbiotica con altri organismi e, inoltre, molti batteri sono patogeni per l'essere umano.

- La maggior parte dei batteri ha una lunghezza di quasi 10 o 15 volte inferiore a qualsiasi cellula animale (eucariotica), poiché non superano l'unità micron di lunghezza.

- Si trovano in tutti gli ambienti esistenti sulla biosfera, poiché ci sono questi microrganismi adattati praticamente a qualsiasi condizione ambientale.

Struttura cellulare batterica (parti)

Organelli di un batterio

Molti scienziati suddividono la cellula batterica in tre regioni anatomiche per facilitare il loro studio. Queste tre regioni che sono comuni per qualsiasi tipo di cellula batterica osservata e sono:

• La Regione esterno, composto da strutture extracellulari (flagello, pile, ciglia, tra gli altri)
• La regione di Copertura cellulare, Composto dalla parete cellulare e dalla membrana citoplasmatica
• La Regione interno, formato da citosol e tutte le strutture sospese in questo.

Secondo le specie di batteri che sono studiati in ciascuna regione, sono osservate alcune strutture e parti diverse dal "tipico" di una cellula batterica. Tuttavia, i più comuni per qualsiasi cellula batterica sono spiegati e classificati in base a ciascuna regione in cui si trovano.

Regione extracellulare

- Capsula: È una superficie polimerica che copre l'intera parete cellulare dei batteri. È composto da limo e glicalix, che a loro volta sono costituiti da abbondanti molecole di carboidrati legate a lipidi e proteine. La capsula svolge un'importante funzione protettiva per la cellula.

- Film: È una superficie, una matrice liquida o viscosa in cui vengono immerse le cellule batteriche. Polisaccaridi simili si formano in composizione ai polisaccaridi della capsula e generalmente svolgono funzioni nella protezione e nello spostamento delle cellule.

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- Fimbrias: Sono una specie di appendici filamentose molto numerose che sono attaccate alla parete cellulare dei batteri. Questi servono per la mobilità e l'adesione delle cellule batteriche su qualsiasi superficie. Sono composti da una proteina idrofobica chiamata Pilina.

Fimbria dei batteri e. coli. Ne ha circa 200. Fonte: (Immagine: Manu Forero)/CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.5)

- Pili sessuali: Alcune fimbriae (pochi) sono modificate per formare una sorta di "pipe", che viene utilizzato dai batteri per la coniugazione (il trasferimento di materiale genetico tra batteri diversi), che è una specie di "riproduzione sessuale".

- Flagelos: sono filamenti più lunghi delle fimbria e che sono composti da proteine; Sembrano "coda". Soddisfano la funzione di guida per lo spostamento delle cellule e sono ancorati alla membrana cellulare. Possono essere trovati da una a centinaia di flagelli nella stessa cellula batterica.

Diagramma di flagello batterico

Regione di copertura

La copertura cellulare è generalmente costituita da una membrana citoplasmatica e un mantello di peptidoglicano che si chiama "parete cellulare". La busta è costituita da complessi lipidici, carboidrati e proteici. La composizione chimica dell'involucro peptidoglicano viene utilizzata come classificazione per distinguere tra due tipi di batteri.

Batteri gram positivi e batteri gram negativi. I batteri gram positivi sono caratterizzati da un peptidoglicano spesso giace.

- Membrana citoplasmatica: Ha una struttura simile alla membrana cellulare delle cellule eucariotiche. È un doppio strato di fosfolipidi con proteine ​​associate (integrale o periferico). Tuttavia, differisce dalla membrana cellulare eucariotica in cui non ha steroli sintetizzati endogeni.

La membrana citoplasmatica delle cellule batteriche è una delle strutture più importanti, poiché è lì in cui fusione cellulare, trasporto di elettroni, secrezione proteica, trasporto nutrizionale e biosintesi lipidica, ecc.

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Regione interna

- Genoma: A differenza delle cellule eucariotiche, il genoma delle cellule batteriche non è contenuto in un nucleo membranoso. Invece, questo esiste come un groviglio di DNA che è più o meno circolare compatto ed è associato ad alcune proteine ​​e RNA. Questo genoma è molto più piccolo del genoma eucariotico: ha una dimensione approssimativa compresa tra 3 e 5 Mb e forma un singolo cromosoma di topologia circolare.

- Plasmidi o molecole di extracroma: Sono piccole molecole di DNA organizzate in modo circolare in grado di replicare indipendentemente dal DNA genomico cellulare. Generalmente, durante la coniugazione, vengono scambiate molecole di DNA plasmatico, poiché le informazioni necessarie per la resistenza agli antibiotici e/o alle tossine sono codificate.

DNA batterico e plasmidi. File originale: Utente: Spaully. Traduzione: Fibonacci. /CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/2.5)

- Ribosomi: I ribosomi partecipano alla traduzione dell'RNA che è stato trascritto dalla sequenza di un gene che codifica per una proteina. Ogni cellula batterica ha circa 1500 ribosomi attivi all'interno. Le subunità dei ribosomi della cellula batterica sono di tipo 70, 30 e 50 anni, mentre le cellule eucariotiche hanno sottotitoli 60 e '40.

È comune per gli antibiotici attaccare i ribosomi dei batteri, bloccare la traduzione delle proteine ​​e causare cellule o morte cellulare.

- Endospore: I batteri hanno spore interne che sono in latenza e vengono utilizzate per la sopravvivenza quando le condizioni ambientali sono estreme. Le endospore lasciano il loro stato di latenza quando diversi recettori nell'area rilevano che le condizioni sono di nuovo favorevoli; Ciò provoca una nuova cellula batterica completamente funzionale.

- Granuli o corpi di inclusione: Funzionano come una sorta di riserva per carboidrati, composti fosfato e altre molecole. La sua composizione varia in base alla specie di batteri e sono facilmente apprezzabili nel citoplasma usando microscopi ottici.