Biologia 20 – Procarioti e virus 1
Biologia 20 – Procarioti e virus
Procarioti
Si tratta di organismi unicellulari semplici e di dimensioni dell'ordine del micrometro. Sono stati i primi organismi viventi della storia della Terra sviluppatisi nelle acque.
I procarioti (tra cui i più importanti sono i batteri), pur essendo molto diversi tra di loro, hanno una struttura estremamente semplice.
Membrana e citoplasma
La membrana batterica è coinvolta nel processo di divisione cellulare, nella formazione del setto e nella ripartizione dei cromosomi nelle cellule figlie.
Questo compito è svolto da una particolare struttura, detta mesosoma, che è una invaginazione della membrana cellulare alla quale è attaccato il cromosoma batterico.
All'interno del plasmalemma, che può presentare invaginazioni più o meno approfondite, è localizzato il citoplasma, in cui si trovano:
Nucleoide, ovvero la regione in cui è presente il cromosoma batterico
Altro materiale genetico, costituito dai plasmidi (anelli di DNA distinti dal genoma principale contenenti geni accessori)
Ribosomi, enzimi, sostanze di riserva e diverse altre molecole (zuccheri, acidi organici e inorganici, nucleotidi, ioni ecc.).
Rivestimento e parete cellulare
Esternamente alla membrana batterica è presente una parete più o meno rigida. La funzione della parete è quella di proteggere questi organismi dalla lisi che potrebbe venire indotta dal’osmosi. Tale ruolo di contenimento viene svolto dal peptidoglicano.
Altre funzioni importanti della parete riguardano la protezione da agenti tossici (lisozima, proteine leucocitarie)..
Il rivestimento esterno è una struttura che ricopre il batterio all'esterno della parete cui è probabilmente associata. In alcuni casi essa ha proprietà adesive e serve per fissare il batterio al substrato.
Il rivestimento esterno è solitamente formato da polisaccaridi, la cui composizione cambia a seconda dell'organismo. Le funzioni della capsula di rivestimento esterno sono quelle di riconoscimento e di adesione alla superficie.
Flagelli e pili
I flagelli si distinguono dai pili per le maggiori dimensioni. I pili, infatti, sono visibili solo al microscopio elettronico e di solito sono più numerosi.
Il numero, le dimensioni e la disposizione dei flagelli variano a seconda dei batteri considerati.
I flagelli sono responsabili del movimento dei batteri che posseggono tali strutture.
Particolarmente interessante è la capacità dei procarioti flagellati di muoversi in funzione delle differenze di composizione del mezzo in cui si trovano. I batteri sono ad esempio in grado di riconoscere dei gradienti di concentrazione di certe sostanze presenti nel mezzo e, a seconda che si tratti di sostanze attraenti (di solito nutrienti) o repellenti (di norma tossiche), di muoversi verso le zone di maggiore o minore concentrazione (movimenti chemiotattici).
In modo analogo possono muoversi rispondendo a gradienti di concentrazione dell'ossigeno (movimenti aerotattici) e, nel caso dei batteri fotosintetici flagellati, alla presenza di zone diversamente illuminate (movimenti fototattici).
Biologia 20 – Procarioti e virus 2 Virus
Sono entità biologiche con caratteristiche di parassita obbligato, la cui natura di organismo vivente o di struttura subcellulare è discussa.
Per tale ragione sono considerati l'anello di congiunzione tra composti chimici macromolecolari e organismi viventi. La singola particella virale viene denominata virione.
Possono essere utili, innocui o responsabili di gravi patologie in organismi appartenenti a tutti i regni biologici: esistono infatti virus che attaccano batteri (come i batteriofagi), funghi, piante e animali.
Struttura
Sono mediamente circa 100 volte più piccoli di una cellula e consistono di alcune strutture fondamentali.
Genoma costituito da DNA o RNA a singola o doppia catena, che trasporta l'informazione ereditaria.
Una copertura proteica (capside) che protegge questi geni.
Un ulteriore rivestimento (pericapside), simile ad una membrana cellulare, presente solo in alcuni virus.
Strutture molecolari specializzate ad iniettare il genoma virale nella cellula ospite, presenti solo in alcuni virus.
Il loro comportamento parassita è dovuto al fatto che non dispongono di tutte le strutture biochimiche e biosintetiche necessarie per la loro replicazione. Tali strutture vengono reperite nella cellula ospite in cui il virus penetra, utilizzandole per riprodursi in numerose copie. La riproduzione del virus spesso procede fino alla morte della cellula ospite, da cui poi dipartono le copie del virus formatesi.
Ciclo vitale
Il ciclo litico e il ciclo lisogeno sono i due modi in cui i virus sopravvivono utilizzando le cellule.
Entrambi i cicli cominciano con l'iniezione dell'acido nucleico virale nella cellula ospite. Questa fase rappresenta un bivio tra i due possibili cicli.
Nel ciclo litico il genoma virale prende il controllo della cellula ospite inducendola a sintetizzare nuovo acido nucleico virale e proteine che, una volta assemblate con il genoma, andranno a costituire nuovi virioni, i quali usciranno dalla cellula uccidendola in una fase detta lisi o verranno da essa secreti.
Nel ciclo lisogeno il genoma virale, invece, si inserisce nel DNA della cellula ospite, prendendo il nome di provirus e mantenendo molti dei suoi geni disattivati. Una volta che la cellula si duplica viene trasmesso anche il DNA virale alle cellule figlie formando così in un breve periodo una vasta colonia di genomi virali senza che avvenga la lisi.
Il genoma del provirus reprime la maggior parte dei suoi geni, che vengono riattivati in caso di danni alla cellula ospite, dando il via ad un ciclo litico.
