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Fosfolipidi nelle membrane degli Archaea

Bacteria

Archaea

- Chiralità del glicerolo- Legame catena alifatica-glicerolo- Catena alifatica (acido grasso)

a

bc

bc

a

d

d

isoprene

Brock BM

Lipidi di membrana negli Archei

eteri tra due catene isoprenoidi e un glicerolo: di-eteri

oppure

eteri tra due catene isoprenoidi e due gliceroli: tetra-eteri

Brock BM

Strutture delle membrane negli Archaea

Monostrato con tetra-eteri (una catene isoprenoide più lunga e due molecole di glicerolo)

Doppio foglietto con di-eteri(due catene isoprenoidi e una molecola di glicerolo)

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• Isola dall’ambiente extracellulare (barriera di permeabilità)

• Mette in contatto e controlla gli scambi con l’ambiente cellulare (permeabilità, trasporti passivi e attivi)

Funzioni della membrana citoplasmatica

• Percepisce le variazioni ambientali e trasmette segnali ai sistemi metabolici, chemiotattici e genetici

• Secerne prodotti extracellulari ed è la sede della biosintesi di costituenti delle strutture extracitoplasmatiche

Funzioni della membrana citoplasmatica

• Accumula energia chimica, elettrica e osmotica (forza protonmotrice)

• Trasforma energia elettrica, chimica o luminosa in forza protonmotrice (Respirazione, Fotosintesi)

• Trasforma la forza protonmotrice in energia chimica (ATP), cinetica (flagelli), …

Funzioni della membrana citoplasmatica

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Sulla membrana plasmatica dei procarioti avvengono i processi di produzione e trasformazione dell'energia chimica

POTERE RIDUCENTE

[NAD(P)H]

CATENA DI TRASPORTO DI

ELETTRONI

OSSIGENO O ALTRI

COMPOSTI INORGANICI O

ORGANICI “ACCETTANO”

GLI ELETTRONI

e-

POTENZIALE CHEMIO-

OSMOTICO DI MEMBRANA

ATP

negli eucariotiquesti processi avvengono sulle membrane interne dei mitocondri

Sulla membrana dei procarioti avvengono i processi di cattura e

trasformazione dell'energia luminosa in

energia chimica POTERE RIDUCENTE

[NAD(P)H]

CATENA DI TRASPORTO DI

ELETTRONI

OSSIGENO

H2O

e-ENERGIA LUMINOSA

(O ALTRO)

POTENZIALE CHEMIO-

OSMOTICO DI MEMBRANA

ATP

negli eucariotiquesti processi avvengono sulle membrane interne dei cloroplasti (tilacoidi)

CE L

LUL A

EU

CA

RIO

TE e

PR

OC

AR

IOT E

http://micro.magnet.fsu.edu/cells/index.html

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MATERIA – I: CARBONIO

le cellule viventi possono ottenere il carbonio di cui necessitano:

- da sostanze “organiche”

ETEROTROFI

- da carbonio inorganico (CO2)

AUTOTROFI

MATERIA – I: CARBONIO (bis)

le cellule viventi eterotrofe hanno requisiti nutrizionali molto diversificati:

- necessità di una unica sostanza organica come fonte di carbonio

PROTOTROFI

- necessità di più sostanze organiche come fonti di carbonio per biosintesi macromolecolari

AUXOTROFI

ENERGIA: FONTI DI APPROVVIGIONAMENTOLUMINOSA:

FOTOTROFI: batteri, (archea), alghe, piante

CHIMICA:

CHEMIOTROFI

-da composti chimici inorganici: CHEMIOLITOTROFI:batteri, archea

-da composti chimici organici:CHEMIORGANOTROFIbatteri, archea, eucarioti

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Brock BM

Alcuni meccanismi di trasporto attraverso la membrana

Agenti antibatterici che agiscono sulla membrana

•Detergenti, solventi organici

•Alcuni antibiotici che danneggiano la membrana (polimixine)

•Alcuni antibiotici che interferiscono con biosintesi che avvengono nella membrana

•Composti “ionofori”

RIVESTIMENTI ESTERNI ALLA MEMBRANA

PARETE : presente in quasi tutti i batteri. Ne esistono due tipi principali, caratteristici dei due grandi suddivisioni dei Bacteria:- Gram negativi- Gram positivi

CAPSULA: - composta da polisaccaridi.Non sempre presente.

...STRATI "S":- rivestimenti proteici,

struttura quasi-cristallina.

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LA PARETE CELLULARE DEI BATTERI

DUE STRUTTURE DI BASE DIVIDONO IBACTERIA IN DUE GRUPPI

Gram negativi Gram positivi

La superficie cellulare dei Gram- e dei Gram+

Brock BM

Il lisozima digerisce la parete di peptidoglicano

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Neidhardt PBC

N-acetil-glucosamminaN-acetil-muramicoTetrapeptidePonti interpeptidici

Uno strato di mureina:filamenti di peptidoglicanolegati tramite le catene peptidiche laterali

Legami interpeptidici

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non hanno peptidoglicano.

Alcuni hanno una molecola che ha qualche somiglianza (pseudo peptidoglicano)

Altri hanno pareti fatte di proteine e/o altri polimeri.

Gli Archaea

Mureina e pseudomureina

Acido teicoico

Nella parete dei Gram positivi vi sono altri polimeri importanti: Acidi teicoici

Acidi teicuroniciPolisaccaridi

che rafforzano la parete, conferiscono proprietà chimico-fisicheparticolari alla cellula, e costituiscono antigeni di superficie specifici

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L’involucro dei Gram positivi

Brock BM

L’involucro dei batteri Gram negativi

Il LipoPoliSaccaride (LPS)

Il lipopolisaccaride è genericamente tossico (pirogeno). Il lipide A è la componente tossica. Viene detto ENDOTOSSINA.

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Neidhardt PBC

La membrana esterna dei batteri Gram negativi

costituisce un'efficiente barriera di permeabilità

Antibiotici inibitori della sintesi della parete batterica

β-lattamici: penicilline, cefalosporine

Inibiscono la biosintesi del peptidoglicano.

Sono molto efficaci contro i Gram positivi

Un po’ meno contro i Gram negativi (problemi di ingresso)

Per nulla contro Archei (ed eucarioti)

Capsula polisaccaridica

Flagelli

Pili e Fimbrie

Altre strutture dell’involucro batterico

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Strutture esterne Funzioni

Flagelli Motilità

Pili Motilità, adesività, contatto, trasferimento di DNA o proteine

Fimbrie Motilità, adesività, invasione

Capsula Resistenza, difesa, invasione