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I batteri sono microrganismi unicellulari, aploidi, in grado di riprodursi autonomamente nell’ambiente e anche in vari tessuti del corpo umano; vengono utilizzati per questo nei laboratori.

Indice dei contenuti

Cosa sono i batteri?
Meccanismi di trasmissione?
La riproduzione dei batteriofagi
Come si replicano i batteriofagi nei batteri?
I fagi si replicano: tramite un ciclo litico e un ciclo lisogenico

Cosa sono i batteri?

Sono organismi aploidi, unicellulari e si riproducono asessualmente. Vengono utilizzati in laboratorio tramite delle soluzioni solide o liquide, definite terreni di coltura contenenti sostanze nutritive su cui è possibile crescere cellule eucariote e procariote.
I terreni di coltura liquidi sono composti da un recipiente contenente una quantità di soluzione acquosa, in cui sono disciolti i nutrienti e altre sostanze necessarie. Nel liquido viene inoculato lo starter e, se tutto il procedimento viene fatto in maniera corretta, si osserverà lo sviluppo della coltura. I terreni di coltura solidi invece, sono substrati duri, costituiti da una base di acqua a cui sono aggiunti nutrienti e altri composti per la solidificazione.

Meccanismi di trasmissione

I batteri vengono infettati da un fago virulento, cioè che contiene nel suo organismo un virus. Il virus è un complesso parassita intracellulare obbligato, capace di vivere e riprodursi solo all’interno di cellule viventi. Contengono solo parte dell’informazione genetica necessaria per la loro moltiplicazione. Il loro acido nucleico, DNA o RNA virale, codifica solo le proteine strutturali e alcuni enzimi necessari per la replicazione del materiale genetico.
I batteri vengono infettati da virus specializzati definiti batteriofagi, questi presentano una testa proteica, definita capside, che custodisce e protegge il materiale genetico; una coda di lunghezza variabile, costituita da un tubo cavo in cui passa il materiale genetico e da delle fibre terminali associate alla coda, che circondano delle zampe e che servono per riconoscere e ancorarsi alla superficie batterica. La coda e le fibre formano un iniettosoma, cioè l’apparato che dapprima trivella la superficie batterica, per poi iniettare all’interno del batterio il materiale genetico come una siringa.

Virus batteriofago nelle sue parti. Fonte

La riproduzione dei batteriofagi

Come si replicano i batteriofagi all’interno dei batteri? Possono infettare solo un tipo o una famiglia di batteri, questo perché i batteriofagi riconoscono solamente le strutture uniche del suo target batterico tramite, di solito, la punta della coda. Quando questa interazione è produttiva e corretta si innescano una serie di eventi che culminano nell’iniezione del genoma fagico all’interno del batterio predato.

I fagi si replicano tramite: un ciclo litico e un ciclo lisogenico

Quando parliamo di ciclo litico intendiamo che la riproduzione del fago avviene immediatamente; il virus va a legarsi ad un batterio e va ad iniettare il proprio acido nucleico, prendendo il controllo dell’attività metabolica della cellula ospite; successivamente le cellule ospiti del virus vanno incontro a lisi liberando i fagi di nuova generazione.
Invece, per quanto riguarda il ciclo lisogenico, posticipa la riproduzione inserendo il proprio codice genetico nel genoma della cellula ospite, così che il batterio infettato non vada incontro a lisi e ospiti nel proprio genoma l’acido nucleico virale.
Nel caso in cui non siano, più presenti, le condizioni ottimali per la riproduzione virale, il virus svolgerà il ciclo litico.

Raffigurazione del ciclo litico e lisogenico. Fonte

Sofia Musca

Bibliografia
https://www.issalute.it/index.php/la-salute-dalla-a-alla-z-menu/v/virus-e-batteri#:~:text=I%20batteri%20sono%20dei%20microrganismi,vari%20tessuti%20del%20corpo%20umano.

https://www.my-personaltrainer.it/salute/batteri-genetica.html

https://it.wikipedia.org/wiki/Terreno_di_coltura

https://www.chimica-online.it/biologia/terreni-di-coltura.htm

https://www.my-personaltrainer.it/salute/virus.html#167791

Batteriofagi: introduzione ai virus che infettano i batteri

Le 5 basi azotate del DNA e dell’RNA, sono state ritrovate in frammenti di meteoriti. Gli scienziati, in passato, erano riusciti a trovare solo tre di esse (adenina, guanina e uracile). Tuttavia, qualche giorno fa, un team di ricercatori giapponesi affiancato dalla Nasa, è riuscito ad osservare anche le ultime due mancanti (citosina e timina), che probabilmente erano sfuggite alle precedenti analisi.

DNA e RNA
- Le basi azotate
La scoperta delle prime tre basi azotate nei meteoriti
La scoperta delle basi mancanti
Conclusioni

DNA e RNA

DNA e RNA sono gli acidi nucleici che costituiscono il materiale ereditario. Il primo è formato da quattro basi azotate: adenina, timina, citosina e guanina. Il seconda differisce invece per la presenza dell’uracile al posto della timina. Inoltre, il DNA presenta un doppio filamento e possiede come zucchero il desossiribosio, mentre l’RNA è a singolo filamento e vanta la presenza di ribosio. Entrambe le molecole sono costituite da basi azotate. Queste hanno un doppietto elettronico sull’atomo di azoto, ragion per cui manifestano delle proprietà basiche.

Le basi azotate

Le basi azotate sono parte costituente degli acidi nucleici insieme ad uno zucchero e al fosfato. Esse sono: adenina, timina, citosina, guanina e uracile. Si distinguono in purine (adenina e guanina) e pirimidine (timina, citosina e uracile) a seconda che si tratti di molecole a doppio o a singolo anello eterociclico azotato. Possiamo quindi considerarle come gli “ingredienti” alla base di qualsivoglia forma di vita sulla Terra.

La scoperta delle prime 3 basi azotate nei meteoriti

Circa 50 anni fa, dei ricercatori avevano già individuato la presenza di adenina, guanina e uracile in alcuni frammenti di meteoriti. La tecnica utilizzata prevedeva l’immersione dei frammenti in una soluzione contenente acido formico, un acido carbossilico con forte proprietà corrosiva e riducente, a temperature elevate. Citosina e timina devono essere “sfuggite” all’osservazione per via della loro natura facilmente degradabile.

La scoperta delle basi mancanti

Recentemente, un gruppo di scienziati giapponesi dell’Università di Hokkaido, con a capo il geochimico Yasuhiro Oba ed in collaborazione con alcuni scienziati della Nasa, è riuscito ad elaborare una tecnica per estrarre le basi mancanti. Il gruppo di ricercatori, dopo una serie di tentativi, è riuscito ad individuare le due basi mancanti all’appello utilizzando una soluzione più fredda, così da evitare che timina e citosina si degradassero. Per l’esperimento, ha usato campioni di tre meteoriti diversi: Murray, caduto in Kentucky nel 1950, Murchison, rinvenuto in Australia nel 1969 e Tagish Lake, arrivato nella British Columbia nel 2000. I frammenti sono stati trattati utilizzando una tecnica di cromatografia liquida ad alta prestazione, accompagnata da una particolare spettrometria di massa, come si legge nello studio pubblicato su Nature.

Conclusioni

Insomma, col DNA ci abbiamo fatto di tutto. Siamo riusciti ad analizzarlo, estrarlo, clonarlo, eppure non siamo ancora riusciti a capire da dove derivi. Danny Glavin, co-autore dello studio presso la Nasa, afferma:

“Ora abbiamo le prove che il set completo delle basi azotate, componente della vita oggi, avrebbe potuto essere disponibile sulla Terra quando la vita è emersa.“

Oggi non disponiamo delle tecnologie che provino con certezza da dove possa derivare la vita sulla Terra. Certo è però che questa scoperta rappresenta davvero una svolta: per citare Alan Sorrenti, magari siamo davvero figli delle stelle!

Francesca Aramnejad

Per approfondire:

https://www.focus.it/scienza/scienze/vita-sulla-terra-fu-portata-dalle-meteoriti

https://www.ansa.it/canale_scienza_tecnica/notizie/spazio_astronomia/2022/04/28/nei-meteoriti-tutte-le-lettere-dellalfabeto-della-vita_895555ff-3c68-4154-aa5e-4c569828dbe8.html

https://www.nature.com/articles/s41467-022-29612-x#:~:text=In%20addition%20to%20previously%20detected,and%206%2Dmethyluracil%2C%20respectively.

Tag: rna

Dagli studenti per gli studenti: quali sono i meccanismi di trasmissione nei batteri?