SPORA BATTERICA E PROCESSO DI

SPORULAZIONE

Batteri sporigeni

1. Significato biologico del processo di sporulazione

E’ UN PROCESSO DI DIFFERENZIAZIONE

2. Batteri Gram-positiviBacillus ssp.; Clostridium

ssp.

                                                                                 

PLETTRIDI CLOSTRIDI BATTRIDI

Clostridium tetani

BacillusClostridium

Le spore batteriche LE SPORE SONO LE FORME DI

VITA PIU’ RESISTENTI CONOSCIUTE

1.ALTE TEMPERATURE

2.RADIAZIONI UV3.INVECCHIAMENTO4.DISINFETTANTI

TERMORESISTENZA:a. DISIDRATAZIONE

b. MINERALIZZAZIONE

ACIDO DIPICOLINICO (DPA). (a). (b) Ruolo del Ca++ nella formazione di complessi di molecole DPA. Il DPA costituisce il 15% del peso secco della spora

Esempi di termoresistenza nelle spore

Clostridium botulinum 330 minuti a 100°C

Clostridium tetani 90minuti a 100°C

Clostridium perfrigens 30 minuti a 100°C

Cellule vegetative : 80°C per 5-10min

                                                                                      

La formazione dell’endoaspora è un processo sequenziale

Corteccia

PROCESSO DI SPORULAZIONE

La spora batterica

• Esosporio• Tunica sporale

(strati proteici)• Membrana (est)• Corteccia

(peptidoglicano modificato)

• Parete • Membrana (int)

Core

Differenze tra endospora e cellula vegetativa

Endospora• Resistenza • Rifrangente al microscopio• Scarsa attività enzimatica

(metabolismo ridotto o assente)

• Contenuto di acqua 5-10%• Insensibile al lisozima • Dipicolinato di calcio• Piccole proteine acide

solubili(SASP)

Cellula vegetativa• Non resiste a calore,

UV etc• Non rifrangente• Elevata attività

enzimatica

• Contenuto di acqua 80-90%

• Sensibile al lisozima • Non contiene

dipicolinato ne’ SASP

La formazione della spora

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 1

Cellula batterica vegetativa

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 2

Replicazione del patrimonio genetico

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 3

Formazione del setto sporale

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 4

Ciascun nucleoide è circondato da una propria membrana

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 5

Inizio della formazione della prespora

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 6

La prespora è circondata da due membrane. La molecola di DNA della cellula madre viene degradato

Endospore Cycle, Step 7

Tra le due membrane che circondano la spora inizia la sintesi della corteccia. Viene sintetizzato il dipicolinato di calcio

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 8

All’esterno della membrana più esterna vengono sintetizzate le tuniche

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 9

A volte può essere presente uno strato ancora più esterno detto esosporio. La porzione vegetativa della cellula madre viene degradata e la spora rilasciata.

GERMINAZIONE

                                                                            In presenza di appropriate condizioni ambientali è possibile il passaggio inverso da spora a cellula vegetativa

                                                                                                                        

Endospore Cycle, Step 11

La cellula batterica può riprodursi per fissione binaria.

La sporulazione è un processo differenziativo in cui vengono coinvolti parecchi geni

Nell’espressione dei geni sono coinvolti i fattori

Sigma della RNApolimerasi

Fattori sigma cellula madre: H,E,K

Fattori sigma prespora:

F,G

Cellula madre

prespora

Bacillus thuringiensis

EndosporaEndospora

Cristallo

Cristallo parasporale. I cristalli e le spore del Bacillus thuringiensis possono essere usati come insetticidi naturali in agricoltura .