Questa mattina stavo leggendo un articolo sul online di una nota rivista scientifica italiana (1). La notizia riportava che un particolare batterio, Pseudomonas aeruginosa, responsabile fra le altre cose di infettare i polmoni di pazienti affetti da fibrosi cistica, era capace di eliminare la concorrenza degli altri batteri facendoli fuori iniettando al loro interno una tossina. Il fatto di iniettarlo direttamente all'interno del batterio concorrente è quanto meno stupefacente perchè così facendo lui non ne viene assolutamente colpito. In effetti la competizione fra batteri è quanto di più cruento si possa immaginare, rapportato naturalmente alla loro natura e dimensione. Questo poi è stato un periodi in cui si è parlato molto di batteri, soprattutto da quando è salito agli onori della cronaca un particolare ceppo di Escherichia coli che ha provocato diversi morti in Germania e in altre nazioni europee. Ma cosè un batterio?
Si tratta di organismi unicellulari (ovvero composti da una cellula) appartenenti al mondo dei procarioti (il tipo di cellule più antico sulla faccia del nostro pianeta), con dimensioni variabili tra 0,2 e 30 µm (quindi fino ad 1/3 del diametro di un capello umano). Alcuni tipi di batteri possono adattarsi a vivere in condizioni ambientali estreme (come gli archeobatteri), ma si può dire che ogni batterio ha condizioni ottimali di crescita e riproduzione che fanno storia a se. Ma la suddivisione che spesso è più importante per la popolazione animale e vegetale è quella che vede il gruppo dei batteri commensali (ovvero quelli che vivono insieme ad un organismo senza provocare malattie) contrapposto a quello dei patogeni, in grado di scatenare le più diverse malattie. È quindi fondamentale saper riconoscere un batterio da un altro. Solitamente le analisi più comuni sono quelle che prevedono il riconoscimento al microscopio (ridentificando strutture tipiche) o la colorazione del batterio con reagenti chimici (la risposta ad un colorante piuttosto che ad un altro è tipica per ogni batterio). Ma si possono anche sfruttare le sue caratteristiche biochimiche facendolo crescere su diversi terreni di coltura (anche qui ce n'è uno specifico per ogni batterio e crescerà solo su quello in quanto sono presenti quelle sostanze nutritive di cui ha strettamente bisogno) o di produrre enzimi che attraverso alcuni tipi di analisi possono essere indentificati e che sono anch'essi strettamente correlati al batterio che li produce.
Ma com'è fatto esattamente un batterio? Partiamo dall'esterno, dove incontriamo per prima la parete cellulare, che ha uno spessore variabile in batteri diversi. Già questo è un primo elemento che ci permetto di riconoscere un batterio dall'altro: alcuni hanno la parete così spessa (i cosiddetti gram-positivi, dal nome dello scienziato che ideò il tipo di colorazione) che alcuni coloranti chimici riescono a passare ma poi non riescono ad essere “lavati via” con specifici solventi e le cellule si colorano di blu scuro; al contrario quelli che hanno la parete più sottile (gram-negativi) sono più facilmente “decolorabili” e assumono un colore rosa. Sotto la parete cellulare è presente la membrana cellulare, costituita da una forma particolare di grassi, che delimita lo spazio interno della cellula. Potete facilmente immaginare la struttura della cellula mettendo una goccia di olio in un bicchiere d'acqua: la cellula sfrutta grosso modo lo stesso principio per delimitare il suo spazio interno da quello ambientale esterno. Alla membrana cellulare sono anche attaccati molti enzimi responsabili non solo della vita della cellula ma anche della sua “vita sociale”, permettendo l'interazione con gli altri batteri. Lo spazio interno è costituito dal citoplasma, ovvero una sostanza liquida in cui sono presenti molte altre proteine con le funzioni più disparate. Alcune servono per la “vita” della cellula, altre per il movimento (formando flagelli o ciglia, un po' come avviene nello spermatozoo), altre ancora per la riproduzione della cellula (che lo fa dividendosi in due, da una cellula otteniamo così due figlie identiche alla madre). Nei batteri non esiste un nucleo (come siamo abituati nelle nostre cellule, strutturalmente più evolute) è il DNA si trova in una regione che viene chiamata nucleoide. Alcuni pezzi di DNA (plasmidi) hanno una storia a se stante: il DNA vero e proprio serve per le normali attività vitali della cellula e viene passato solo alle cellule figlie, il plasmide contiene, ad esempio, le resistenze ad alcuni antibiotici che si sviluppano con l'evoluzione dei batteri nel tempo e possono essere passate anche fra batteri diversi.
Direi che come prima infarinatura (o introduzione al discorso) ci possiamo fermare qui. La prossima puntata magari passeremo a parlare di come fa un batterio (e una cellula in generale) a “vivere”!
(1) P. aeruginosa, strategie di guerra
Si tratta di organismi unicellulari (ovvero composti da una cellula) appartenenti al mondo dei procarioti (il tipo di cellule più antico sulla faccia del nostro pianeta), con dimensioni variabili tra 0,2 e 30 µm (quindi fino ad 1/3 del diametro di un capello umano). Alcuni tipi di batteri possono adattarsi a vivere in condizioni ambientali estreme (come gli archeobatteri), ma si può dire che ogni batterio ha condizioni ottimali di crescita e riproduzione che fanno storia a se. Ma la suddivisione che spesso è più importante per la popolazione animale e vegetale è quella che vede il gruppo dei batteri commensali (ovvero quelli che vivono insieme ad un organismo senza provocare malattie) contrapposto a quello dei patogeni, in grado di scatenare le più diverse malattie. È quindi fondamentale saper riconoscere un batterio da un altro. Solitamente le analisi più comuni sono quelle che prevedono il riconoscimento al microscopio (ridentificando strutture tipiche) o la colorazione del batterio con reagenti chimici (la risposta ad un colorante piuttosto che ad un altro è tipica per ogni batterio). Ma si possono anche sfruttare le sue caratteristiche biochimiche facendolo crescere su diversi terreni di coltura (anche qui ce n'è uno specifico per ogni batterio e crescerà solo su quello in quanto sono presenti quelle sostanze nutritive di cui ha strettamente bisogno) o di produrre enzimi che attraverso alcuni tipi di analisi possono essere indentificati e che sono anch'essi strettamente correlati al batterio che li produce.
Ma com'è fatto esattamente un batterio? Partiamo dall'esterno, dove incontriamo per prima la parete cellulare, che ha uno spessore variabile in batteri diversi. Già questo è un primo elemento che ci permetto di riconoscere un batterio dall'altro: alcuni hanno la parete così spessa (i cosiddetti gram-positivi, dal nome dello scienziato che ideò il tipo di colorazione) che alcuni coloranti chimici riescono a passare ma poi non riescono ad essere “lavati via” con specifici solventi e le cellule si colorano di blu scuro; al contrario quelli che hanno la parete più sottile (gram-negativi) sono più facilmente “decolorabili” e assumono un colore rosa. Sotto la parete cellulare è presente la membrana cellulare, costituita da una forma particolare di grassi, che delimita lo spazio interno della cellula. Potete facilmente immaginare la struttura della cellula mettendo una goccia di olio in un bicchiere d'acqua: la cellula sfrutta grosso modo lo stesso principio per delimitare il suo spazio interno da quello ambientale esterno. Alla membrana cellulare sono anche attaccati molti enzimi responsabili non solo della vita della cellula ma anche della sua “vita sociale”, permettendo l'interazione con gli altri batteri. Lo spazio interno è costituito dal citoplasma, ovvero una sostanza liquida in cui sono presenti molte altre proteine con le funzioni più disparate. Alcune servono per la “vita” della cellula, altre per il movimento (formando flagelli o ciglia, un po' come avviene nello spermatozoo), altre ancora per la riproduzione della cellula (che lo fa dividendosi in due, da una cellula otteniamo così due figlie identiche alla madre). Nei batteri non esiste un nucleo (come siamo abituati nelle nostre cellule, strutturalmente più evolute) è il DNA si trova in una regione che viene chiamata nucleoide. Alcuni pezzi di DNA (plasmidi) hanno una storia a se stante: il DNA vero e proprio serve per le normali attività vitali della cellula e viene passato solo alle cellule figlie, il plasmide contiene, ad esempio, le resistenze ad alcuni antibiotici che si sviluppano con l'evoluzione dei batteri nel tempo e possono essere passate anche fra batteri diversi.
Direi che come prima infarinatura (o introduzione al discorso) ci possiamo fermare qui. La prossima puntata magari passeremo a parlare di come fa un batterio (e una cellula in generale) a “vivere”!
(1) P. aeruginosa, strategie di guerra
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