Cos' è una membrana cellulare?
doc-1787
La cellula batterica è circondata da una membrana cellulare (nota anche come membrana lipidica, citoplasmatica o plasmatica). Questa membrana racchiude il contenuto della cellula e funge da barriera per trattenere i nutrienti, le proteine e altri componenti essenziali del citoplasma all' interno della cellula. Poiché sono procarioti, i batteri di solito non hanno organi legati a membrane nel loro citoplasma, e quindi contengono poche grandi strutture intracellulari. Mancano di un vero e proprio nucleo, mitocondri, cloroplasti e gli altri organelli presenti nelle cellule eucariotiche. I batteri sono stati visti una volta come semplici sacchetti di citoplasma, ma sono state scoperte strutture come il citoscheletro procariotico e la localizzazione delle proteine in luoghi specifici all' interno del citoplasma che danno ai batteri una certa complessità. Questi livelli subcellulari di organizzazione sono stati chiamati "iperstrutture batteriche".
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doc-1791
Nella maggior parte dei batteri è presente una parete cellulare all' esterno della membrana cellulare. La membrana cellulare e la parete cellulare costituiscono l' involucro cellulare. Un comune materiale batterico cellulare parete parete cellulare è peptidoglicano (chiamato "mureina" in fonti più vecchie), che è fatto da catene di polisaccaridi reticolato da peptidi contenenti D-amminoacidi. Le pareti cellulari batteriche sono diverse dalle pareti cellulari delle piante e dei funghi, che sono fatti rispettivamente di cellulosa e chitina. La parete cellulare dei batteri è anche distinta da quella di Archaea, che non contengono peptidoglicano. La parete cellulare è essenziale per la sopravvivenza di molti batteri, e l' antibiotico penicillina è in grado di uccidere i batteri inibendo un passo nella sintesi del peptidoglicano.
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doc-1788
Molte importanti reazioni biochimiche, come la generazione di energia, utilizzano gradienti di concentrazione attraverso le membrane. La mancanza generale di membrane interne nei batteri significa reazioni come il trasporto degli elettroni si verificano attraverso la membrana cellulare tra il citoplasma e lo spazio perifasico. Tuttavia, in molti batteri fotosintetici la membrana plasmatica è altamente piegata e riempie la maggior parte della cellula con strati di membrana foto-raccolta. Questi complessi di raccolta della luce possono anche formare strutture lipidiche chiuse chiamate clorosomi nei batteri dello zolfo verde. Altre proteine importano nutrienti attraverso la membrana cellulare o espellono le molecole indesiderate dal citoplasma.
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doc-6229
Una volta completata la replicazione del DNA, la cellula deve separare fisicamente le due copie del genoma e dividere in due cellule distinte legate alla membrana. 18.2 Nei procarioti (batteri e arcaie) ciò avviene di solito attraverso un processo relativamente semplice chiamato fissione binaria, in cui ogni genoma circolare si attacca alla membrana cellulare e viene separato nelle cellule figlie mentre la membrana invagina per dividere il citoplasma in due porzioni legate alla membrana. La fissione binaria è estremamente veloce rispetto ai tassi di divisione cellulare in eucarioti.
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doc-4471
In un sistema di supporto dei canali, diverse proteine formano un canale contiguo che attraversa le membrane interne ed esterne dei batteri. Si tratta di un sistema semplice, che consiste di tre sole sottounità proteiche: la proteina ABC, la proteina di fusione delle membrane (MFP) e la proteina della membrana esterna (OMP)[specificare]. Questo sistema di secrezione trasporta varie molecole, dagli ioni, ai farmaci, alle proteine di varie dimensioni (20 - 900 kDa). Le molecole secrete variano in dimensioni dalla piccola Escherichia coli peptide colicina V, (10 kDa) alla proteina fluorescente ad adesione cellulare LapA di Pseudomonas di 900 kDa.
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doc-1789
I batteri non hanno un nucleo legato alla membrana, e il loro materiale genetico è tipicamente un singolo cromosoma del DNA circolare situato nel citoplasma in un corpo di forma irregolare chiamato nucleoide. Il nucleoide contiene il cromosoma con le sue proteine associate e RNA. I Phylum Planctomycetes e i candidati phylum Poribacteria possono essere eccezioni alla generale assenza di membrane interne nei batteri, perché sembrano avere una doppia membrana intorno ai loro nucleoidi e contengono altre strutture cellulari legate alla membrana. Come tutti gli organismi viventi, i batteri contengono ribosomi, spesso raggruppati in catene chiamate poliribosomi, per la produzione di proteine, ma la struttura del ribosoma batterico è diversa da quella degli eucarioti e dell' arcaea. I ribosomi batterici hanno un tasso di sedimentazione di 70S (misurato nelle unità di Svedberg): le loro sottounità hanno tassi di 30S e 50S. Alcuni antibiotici si legano specificamente ai ribosomi 70S e inibiscono la sintesi proteica batterica. Questi antibiotici uccidono i batteri senza colpire i ribosomi 80S più grandi delle cellule eucariotiche e senza danneggiare l' ospite.
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doc-1802
Indipendentemente dal tipo di processo metabolico che impiegano, la maggior parte dei batteri sono in grado di assumere materie prime solo sotto forma di molecole relativamente piccole, che entrano nella cellula per diffusione o attraverso canali molecolari nelle membrane cellulari. Il Planctomycetes sono l' eccezione (come sono in possesso di membrane intorno alle loro materie nucleari). Recentemente è stato recentemente dimostrato che Gemmata oscuriglobus è in grado di assumere molecole di grandi dimensioni attraverso un processo che in qualche modo assomiglia all' endocitosi, il processo utilizzato dalle cellule eucariotiche per inghiottire elementi esterni.
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doc-1792
I batteri gram-positivi possiedono una spessa parete cellulare contenente molti strati di peptidoglicani e acidi teicoici. Al contrario, i batteri gram-negativi hanno una parete cellulare relativamente sottile costituita da pochi strati di peptidoglicano circondati da una seconda membrana lipidica contenente lipopolisaccaridi e lipoproteine. I lipopolisaccaridi, chiamati anche endotossine, sono composti da polisaccaridi e lipidi A, responsabili di gran parte della tossicità dei batteri gram-negativi. La maggior parte dei batteri ha la parete cellulare gram-negativo, e solo i Firmicutes e Actinobatteri hanno la disposizione alternativa gram-positiva. Questi due gruppi erano precedentemente conosciuti rispettivamente come batteri a basso G+C e ad alto G+C Gram-positivi. Queste differenze di struttura possono produrre differenze nella suscettibilità agli antibiotici; ad esempio, la vancomicina può uccidere solo batteri gram-positivi ed è inefficace contro i patogeni gram-negativi, come l' emofilo influenzae o lo Pseudomonas aeruginosa. Se la parete cellulare batterica è completamente rimossa, si chiama protoplasto, mentre se è parzialmente rimossa, si chiama sferoplasto. Gli antibiotici Lactam, come la penicillina, inibiscono la formazione di reticolato peptidoglicano nella parete cellulare batterica. L' enzima lisozima, trovato nelle lacrime umane, digerisce anche la parete cellulare dei batteri ed è la principale difesa del corpo contro le infezioni oculari.
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doc-1133
Gli antibiotici antibatterici sono comunemente classificati in base al loro meccanismo di azione, struttura chimica o spettro di attività. La maggior parte delle funzioni batteriche target o processi di crescita. Coloro che prendono di mira la parete cellulare batterica (penicilline e cefalosporine) o la membrana cellulare (polimossine), o interferiscono con enzimi batterici essenziali (rifamicine, lipiarmicine, chinoloni e solfammidi) hanno attività battericida. Quelli che mirano alla sintesi proteica (macrolidi, lincosamidi e tetracicline) sono generalmente batteriostatici (ad eccezione degli aminoglicosidi battericidi). Un' ulteriore categorizzazione si basa sulla specificità del target. Gli antibiotici antibatterici "Narrow-spettrum" si rivolgono a tipi specifici di batteri, come i batteri Gram-negativi o Gram-positivi, mentre gli antibiotici ad ampio spettro colpiscono un' ampia gamma di batteri. Dopo un' interruzione di 40 anni nella scoperta di nuove classi di composti antibatterici, alla fine degli anni 2000 e all' inizio del 2010 sono state introdotte in uso clinico quattro nuove classi di antibiotici antibatterici: lipopeptidi ciclici (come la daptomicina), glicicicline (come la tigeciclina), oxazolidinoni (come il linezolid) e lipiarmicine (come la fidaxomica).
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doc-16157
La causa principale della tubercolosi è il Mycobacterium tuberculosis, un piccolo bacillo aerobico non mobile. L' elevato contenuto di lipidi di questo agente patogeno rappresenta molte delle sue caratteristiche cliniche uniche. Si divide ogni 16 - 20 ore, che è un tasso estremamente lento rispetto ad altri batteri, che di solito si dividono in meno di un' ora. Micobatteri hanno un bilayer esterno membrana lipidica. Se si esegue una colorazione Gram, MTB o macchia molto debolmente "Gram-positivo" o non mantiene colorante a causa dell' elevato contenuto di lipidi e acido micolico della sua parete cellulare. MTB può resistere a disinfettanti deboli e sopravvivere allo stato secco per settimane. In natura, il batterio può crescere solo all' interno delle cellule di un organismo ospite, ma la tubercolosi M. può essere coltivata in laboratorio.
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doc-11518
I macronutrienti sono carboidrati, grassi, proteine e acqua. I macronutrienti (escluse le fibre e l' acqua) forniscono materiale strutturale (aminoacidi da cui sono costruite le proteine, e lipidi da cui sono costruite le membrane cellulari e alcune molecole di segnalazione) ed energia. Parte del materiale strutturale può essere utilizzato per generare energia internamente, e in entrambi i casi viene misurato in joule o chilocalorie (spesso chiamato "Calorie" e scritto con una C maiuscola per distinguerli dalle piccole calorie' c'). I carboidrati e le proteine forniscono circa 17 kJ (4 kcal) di energia per grammo, mentre i grassi forniscono 37 kJ (9 kcal) per grammo, anche se l' energia netta da entrambi dipende da fattori come l' assorbimento e lo sforzo digestivo, che variano sostanzialmente da un esempio all' altro. Vitamine, minerali, fibre e acqua non forniscono energia, ma sono necessari per altri motivi.
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