Che forma ha il cromosoma dei batteri?
doc-1807
La maggior parte dei batteri hanno un singolo cromosoma circolare che può variare in dimensioni da solo 160.000 coppie di base nel Candidatus batteri endosymbiotic Candidatus Carsonella ruddii, a 12.200.000 coppie di base nel terriccio Sorangium cellulosum batteri. Spirochete del genere Borrelia genere sono una notevole eccezione a questa disposizione, con batteri come Borrelia burgdorferi, la causa della malattia di Lyme, contenente un singolo cromosoma lineare. I geni nei genomi batterici sono di solito un singolo tratto continuo del DNA e anche se diversi tipi diversi di introni esistono nei batteri, questi sono molto più rari che in eucarioti.
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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-1811
I batteriofagi sono virus che infettano i batteri. Esistono molti tipi di batteriofago, alcuni semplicemente infettano e lisano i loro batteri ospiti, mentre altri si inseriscono nel cromosoma batterico. Un batteriofago può contenere geni che contribuiscono al fenotipo del suo ospite: ad esempio, nell' evoluzione di Escherichia coli O157: H7 e Clostridium botulinum, i geni tossinici in un fago integrato convertono un innocuo batterio ancestrale in un agente patogeno letale. I batteri resistono all' infezione dei fagi attraverso sistemi di modificazione delle restrizioni che degradano il DNA estraneo, e un sistema che utilizza le sequenze CRISPR per trattenere i frammenti dei genomi dei fagi con cui i batteri sono venuti a contatto in passato, che permette loro di bloccare la replicazione del virus attraverso una forma di interferenza RNA. Questo sistema CRISPR fornisce ai batteri l' immunità all' infezione acquisita.
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doc-6209
I Prokaryotes (batteri e arcaie) in genere memorizzano i loro genomi su un singolo grande cromosoma circolare. Allo stesso modo, alcuni organelli eucariotici contengono un cromosoma circolare residuo con un piccolo numero di geni. 14.4 I Prokaryotes a volte integrano il loro cromosoma con altri piccoli cerchi di DNA chiamati plasmidi, che di solito codificano solo pochi geni e sono trasferibili tra gli individui.
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doc-6289
Alcuni organismi hanno copie multiple di cromosomi: diploide, triploide, tetraploide e così via. Nella genetica classica, in un organismo sessualmente riproduttore (tipicamente eukarya) il gamete ha la metà del numero di cromosomi della cellula somatica e il genoma è un set completo di cromosomi in una cellula diploide. Il dimezzamento del materiale genetico nei gameti si ottiene con la separazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi. Anche negli organismi aploidi, comprese le cellule di batteri, arcaie e organelli, compresi mitocondri e cloroplasti, o virus, che contengono allo stesso modo geni, costituiscono il genoma. Il termine genoma può essere applicato specificamente per indicare ciò che è memorizzato su un insieme completo di DNA nucleare (cioè il "genoma nucleare"), ma può essere applicato anche a ciò che è memorizzato all' interno di organelli che contengono il proprio DNA, come nel caso del "genoma mitocondriale" o del "genoma cloroplastico". Inoltre, il genoma può comprendere elementi genetici non cromosomici come virus, plasmidi ed elementi trasportabili.
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doc-1809
La trasformazione, a differenza della trasduzione o della coniugazione, dipende da numerosi prodotti genetici batterici che interagiscono specificamente per eseguire questo processo complesso, e quindi la trasformazione è chiaramente un adattamento batterico per il trasferimento del DNA. Affinché un batterio possa legare, inglobare e ricombinare il DNA donatore nel proprio cromosoma, deve prima entrare in uno stato fisiologico speciale definito competenza (vedi Competenza naturale). Nel Bacillus subtilis, circa 40 geni sono necessari per lo sviluppo della competenza. La lunghezza del DNA trasferito durante la trasformazione di B. subtilis può essere compresa tra un terzo di un cromosoma fino all' intero cromosoma. La trasformazione sembra essere comune tra le specie batteriche, e finora almeno 60 specie hanno la naturale capacità di diventare competenti per la trasformazione. Lo sviluppo della competenza in natura è solitamente associato a condizioni ambientali stressanti e sembra essere un adattamento per facilitare la riparazione dei danni al DNA nelle cellule riceventi.
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doc-1783
La maggior parte delle specie batteriche è sferica, chiamata cocci. cocco, da kókkkos greco, grano, seme), o a forma di bacchetta, chiamato bacilli. bacillo, da bacillo latino, bastone). L' allungamento è associato al nuoto. Alcuni batteri, chiamati vibrio, sono a forma di bastoncini leggermente ricurvi o a virgola; altri possono essere a forma di spirale, chiamati spirilla, o strettamente arrotolati, chiamati spirochete. Un piccolo numero di specie hanno anche forme tetraedriche o cuboidi. Più recentemente, alcuni batteri sono stati scoperti in profondità sotto la crosta terrestre che crescono come tipi filamentosi ramificati con una sezione trasversale a forma di stella. L' ampio rapporto superficie/volume di questa morfologia può conferire a questi batteri un vantaggio in ambienti poveri di nutrienti. Questa grande varietà di forme è determinata dalla parete cellulare batterica e dal citoscheletro, ed è importante perché può influenzare la capacità dei batteri di acquisire nutrienti, attaccarsi alle superfici, nuotare attraverso liquidi e sfuggire ai predatori.
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doc-7939
La coltura microbiologica è uno strumento principale utilizzato per diagnosticare le malattie infettive. In una coltura microbica è previsto un terreno di crescita per un agente specifico. Un campione prelevato da tessuti o fluidi potenzialmente malati viene quindi analizzato per individuare la presenza di un agente infettivo in grado di crescere all' interno di quel terreno. La maggior parte dei batteri patogeni sono facilmente coltivabili su agar nutriente, una forma di terreno solido che fornisce carboidrati e proteine necessarie per la crescita di un batterio, insieme a quantità abbondanti di acqua. Un singolo batterio crescerà in un tumulo visibile sulla superficie del piatto chiamato colonia, che può essere separato da altre colonie o fuso insieme in un "prato". La dimensione, il colore, la forma e la forma di una colonia sono caratteristiche della specie batterica, della sua specifica composizione genetica (ceppo) e dell' ambiente che ne favorisce la crescita. Altri ingredienti sono spesso aggiunti al piatto per facilitare l' identificazione. Le piastre possono contenere sostanze che permettono la crescita di alcuni batteri e non di altri, o che cambiano colore in risposta a certi batteri e non ad altri. Piastre batteriologiche come queste sono comunemente usate nell' identificazione clinica del batterio infettivo. La coltura microbica può essere utilizzata anche per l' identificazione dei virus: il mezzo in questo caso è costituito da cellule coltivate in coltura che il virus può infettare, quindi alterare o uccidere. Nel caso dell' identificazione virale, una regione di cellule morte risulta dalla crescita virale, ed è chiamata "placca". I parassiti eucariotici possono anche essere coltivati in coltura come mezzo per identificare un particolare agente.
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doc-1808
La trasduzione di geni batterici da parte del batteriofago sembra essere una conseguenza di errori infrequenti durante l' assemblaggio intracellulare di particelle di virus, piuttosto che un adattamento batterico. Coniugazione, nel sistema E. coli molto studiata è determinata da geni plasmide, ed è un adattamento per il trasferimento di copie del plasmide da un ospite batterico a un altro. È raro che un plasmide coniugativo si integri nel cromosoma batterico dell' ospite e successivamente trasferisca parte del DNA batterico dell' ospite ad un altro batterio. Il trasferimento plasmid-mediato del DNA batterico ospite sembra anche essere un processo accidentale piuttosto che un adattamento batterico.
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doc-1793
I batteri acidi-veloci, come i micobatteri, sono resistenti alla decolorazione con acidi durante le procedure di colorazione. L' elevato contenuto di acido micolico dei Mycobatteri, è responsabile del pattern di colorazione di scarso assorbimento seguito da elevata ritenzione. La tecnica di colorazione più comune utilizzata per identificare i batteri acidi-veloci è la colorazione Ziehl-Neelsen o colorazione acido-veloce, in cui i bacilli acidi-veloci sono colorati di rosso brillante e risaltano chiaramente su uno sfondo blu. I batteri a forma di L sono ceppi di batteri che mancano delle pareti cellulari. I principali batteri patogeni di questa classe sono i micoplasmi (da non confondere con i micobatteri).
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doc-1803
A differenza degli organismi multicellulari, gli aumenti della dimensione cellulare (crescita cellulare) e la riproduzione per divisione cellulare sono strettamente legati in organismi unicellulari. I batteri crescono ad una dimensione fissa e poi si riproducono attraverso la fissione binaria, una forma di riproduzione asessuale. In condizioni ottimali, i batteri possono crescere e dividersi in modo estremamente rapido e le popolazioni batteriche possono raddoppiare ogni 9,8 minuti. Nella divisione cellulare vengono prodotte due cellule figlie clone identiche. Alcuni batteri, pur riproducendo ancora asessualmente, formano strutture riproduttive più complesse che aiutano a disperdere le cellule figlie di nuova formazione. Ne sono un esempio la formazione del corpo fruttificante da parte dei mixobatteri e la formazione di ife aeree da Streptomyces, o germogliare. Budding implica una cellula che forma una protrusione che si rompe e produce una cellula figlia.
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