Batteri

I batteri, o eubatteri (al singolare, rispettivamente, batterio ed eubatterio) sono un regno vivente di organismi monocellulari che fanno parte del dominio dei procarioti. Tutti i batteri, dunque, sono formati da una sola cellula anche se, tra loro, è sovente una organizzazione molto articolata, ad esempio in vere e proprie comunità capaci di interagire tra loro e segnalare, attraverso la produzione di messaggeri chimici (del tutto simili a ormoni), qualsiasi evento che possa interessare la comunità batterica stessa.

Struttura della cellula batterica

I batteri, come tutti i procarioti, possiedono una struttura cellulare molto semplice, ad eccezione per quanto riguarda la membrana che delimita la cellula stessa dall'esterno che, negli eucarioti è definita membrana cellulare. L'interno di una cellula batterica presenta le poche strutture necessarie per il mantenimento vitale attreverso il metabolismo e per la riproduzione.

Membrana cellulare

La membrana cellulare è tipica e caratteristica di ciascun ceppo batterico e, in altre parole, è molto diversa sia come struttura sia come funzione. Il ruolo della membrana cellulare batterica è essenzialmente di separazione del citoplasma, e dunque del materiale genetico presente all'interno, e di protezione dall'ambiente fisico e chimico nel quale il batterio vive e transita. La resistenza dei batteri e la relativa facilità di adattarsi a stati chimici e fisici differenti, deriva direttamente dalla presenza della membrana; ad esempio, alcuni batteri sono molto resistenti alla pressione osmotica poiché la struttura della membrana cellulare è tale da compensare la differenza di soluti tra il citoplasma e l'ambiente extracellulare.

Membrana e parete batterica di un batterio gram negativo
Involucro batterico di un batterio gram negativo, formata da due membrane (esterne e interne) e uno strato intermedio di peptidoglicano.

Struttura

La membrana cellulare batterica è formata da fosfolipidi e proteine; i rapporti tra le due classi biologiche, in genere, sono a favore delle proteine che occupano oltre la metà della massa molecolare della membrana. Gli steroli sono assenti, ad eccezione della membrana cellulare dei micoplasmi che, invece, li possiede. Inoltre, alcuni batteri sono capaci di rilevare l'entrata di molecole estranee e potenzialmente pericolose, come ad esempio un antibiotico e traslocarle all'esterno attraverso le pompe di efflusso.

La presenza di chemorecettori, situati all'esterno della membrana cellulare, rende possibile il fenomeno della chemiotassi, attraverso il quale un batterio è capace di rilevare la concentrazione di una sostanza, ad esempio un nutriente e seguire il gradiente di concentrazione attivando sistemi di motilità.

Funzione

La funzione della membrana cellulare batterica è quella di mediare l'interscambio di molecole, dall'interno del citoplasma verso l'esterno e viceversa, di operare il ciclo di Krebs, e di garantire la stabilità meccanica della cellula batterica.

Parete batterica

La presenza di una parete cellulare, è una caratteristica dei batteri, fatta eccezione per i micoplasmi che, invece, non la possiedono. La parete batterica, più o meno spessa, garantisce la rigidità e la resistenza della cellula batterica che può sopportare elevati livelli di pressione osmotica. Il principale costituente della parete cellulare è il peptidoglicano che è, alternativamente, chiamato come mureina, mucopeptide, o peptoglicano.

Strutturalmente, il peptidoglicano è una complessa rete di N-acetilglucosamina che contrae un legame di tipo β1→4 e forma una struttura tridimensionale molto ramificata. La quantità di peptidoglicano presnete e, in genere, la struttura e lo spessore della parete batterica è il sistema principale di classificazione dei batteri che, in base alla risposta ad un particolare tipo di colorazione (definita colorazione di Gram, in onore allo scopritore) classifica due insiemi di batteri: i Gram positivi (G+) e i Gram negativi (G-). Nei batteri Gram negativi, la parate batterica è più spessa 

Nucleoide

Nei batteri non esiste un vero e proprio nucleo, caratterizzato dalla presenza del materiale genetico organizzato all'interno di una struttura membranosa che negli eucarioti, prende il nome di involucro nucleare. La struttura che contiene il DNA prende il nome di nucleoide e, nella maggior parte dei batteri, è osservabile attraverso il microscopio ottico e la colorazione di Feulgen, mediante la quale si risaltano gli acidi nucleici.

Il cromosoma batterico è, solitamente, presente in forma circolare anche se in alcuni batteri i cromosomi si presentano in forma lineare. Ciascun nucleolo contiene un cromosoma e, di conseguenza, batteri policromosomici contengono più nucleoli.

Movimento

Alcuni batteri sono capaci di muoversi, specialmente nel mezzo liquido, attraverso delle strutture mobili chiamate flagelli. I flagelli batterici sfruttano un sistema che, mediante il gradiente protonico che si riversa nella membrana, converte l'energia chimica in energia cinetica. La presenza, e la disposizione, dei flagelli serve come chiave per la classificazione della specie procariotica.

La principale proteina che forma i flagelli batterici è la flagellina.

Movimento flagellato nei batteri
I batteri, attraverso i loro flagelli, possono muoversi sfruttando un motore che, a sua volta, utilizza il gradiente protonico per trasformare l'energia chimica potenziale in energia cinetica.

Metabolismo dei batteri

I batteri non presentano mitocondri che, nelle cellule eucariotiche, rappresentano gli organuli di biosintesi di energia sotto forma di ATP. Nonostante questa mancanza, il percorso di biosintesi di energia - conosciuto come catabolismo - avviene attraverso numerose vie. Tutte le cellule viventi, procarioti e batteri compresi, operano la glicolisi, una vita metabolica attraverso la quale il glucosio è sequenzialmente ossidato fino alla produzione di piruvato. Nei batteri, nonostante la mancanza del mitocondrio, gli enzimi necessari per le reazioni del ciclo di Krebs sono presenti nel citoplasma e il gradientre protonico è instaurato nella membrana plasmatica.

Percorso di Microbiologia

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