Eubatteri
n, singolare: eubacterium
Definizione: veri batteri; batteri esclusi gli archaea
Tabella del contenuto
Gli eubatteri sono microrganismi procarioti costituiti da una singola cellula priva di nucleo e contenente DNA è un singolo cromosoma circolare. Gli eubatteri possono essere sia gram-negativi che gram-positivi, hanno importanza economica, agricola e medica. Includono E. coli, Lactobacilli, e Azospirillum.
Definizione di Eubacteria
Tutti gli organismi viventi sono classificati in tre domini principali: Dominio Eukaryota (eucarioti), Dominio Eubacteria (batteri veri), e Dominio Archaea (archebatteri). Il dominio Eubatteri include i veri batteri. È il dominio più grande che comprende il grande gruppo di organismi. Cos’è il tipo di cellula eubatterica? Gli eubatteri – così come gli archebatteri – sono procarioti. Al contrario, l’Eukarya è composto solo da eucarioti. A differenza delle semplici cellule procariotiche, le cellule eucariotiche tendono ad essere più complesse. Esse comprendono i protisti unicellulari e multicellulari, le piante, le alghe e gli animali.
I procarioti hanno pareti cellulari? Gli eubatteri procarioti includono batteri con pareti cellulari costituite da peptidoglicano. Tuttavia, non tutti i batteri hanno pareti cellulari. Ma tutti gli eubatteri hanno una membrana cellulare. Le membrane cellulari batteriche consistono di glicerolo e acido grasso combinati insieme da un legame estere.
Che cosa sono gli eubatteri? Gli eubatteri (a volte chiamati semplicemente “batteri”) sono piccoli organismi che non possono essere visti ad occhio nudo; così, i microscopi sono usati per visualizzare e studiare la loro morfologia. Per fare ciò, i batteri vengono colorati. La colorazione è una tecnica microbiologica essenziale perché aiuta a evidenziare l’intera struttura batterica e la forma cellulare. I batteri sono classificati secondo la colorazione di Gram. Alcuni di loro sono gram-negativi mentre altri sono gram-positivi.
I batteri gram-positivi hanno diversi strati di peptidoglicano nella loro parete cellulare rigida e spessa, che viene evidenziata dalla colorazione gram. La parete cellulare dei batteri gram-positivi contiene acido lipoteico che è composto principalmente da alcol e fosfato nello spazio plasmatico. La funzione dell’acido lipoteico aiuta la cellula batterica a crescere. Protegge anche la parete cellulare batterica dalla lisi. L’acido lipoteico fornisce la specificità antigenica della parete ai batteri gram-positivi; quindi, aiuta nel raggruppamento dei batteri gram-positivi in diversi tipi.
La parete cellulare dei batteri gram-negativi consiste di un solo strato di peptidoglicano e non ha acido lipoteico quindi la macchia gram non può legarsi alla loro parete cellulare. Come risultato della sua debole struttura, la parete cellulare dei batteri gram-negativi è suscettibile ai danni meccanici. La membrana esterna della parete cellulare dei batteri gram-negativi consiste di particelle caricate negativamente, come lipopolisaccaridi, fosfolipidi e lipoproteine che permettono ai batteri gram-negativi di eludere il rilevamento delle cellule immunitarie, la fagocitosi e l’azione dei complementi prodotti dal sistema immunitario dell’ospite. Inoltre, questa struttura esterna protegge i batteri gram-negativi dai sali biliari, dai metalli pesanti, dagli enzimi digestivi, dai detergenti e da alcuni antibiotici, come le penicilline.
Come si riproducono gli eubatteri? La riproduzione degli eubatteri di solito include la divisione della cellula madre in due cellule figlie dopo la replicazione del materiale genetico in un processo chiamato fissione binaria. Alcuni batteri hanno la capacità di formare una spora in condizioni sfavorevoli come la carenza di nutrienti, l’esposizione a sostanze chimiche o le radiazioni. Queste spore non possono riprodursi, ma sono altamente resistenti alle tossine, alle radiazioni, al calore e alla siccità. I batteri che formano le spore, come Bacillus e Clostridium, sono considerati batteri virulenti, quindi le tecniche di sterilizzazione devono eliminare le spore batteriche. Quando le condizioni ambientali diventano nuovamente favorevoli le spore batteriche iniziano a vegetare e a riprodursi di nuovo.
Caratteristiche degli eubatteri
Quali sono le 3 caratteristiche degli eubatteri? I batteri sono microrganismi unicellulari di una cellula procariotica. Contengono un cromosoma circolare. Inoltre, la parete cellulare degli eubatteri è composta da peptidoglicano. Differiscono notevolmente in termini di morfologia e fisiologia. Qual è la struttura cellulare degli eubatteri? Il tipo di cellula degli eubatteri è procariota. Le loro cellule mancano del nucleo e degli organelli cellulari presenti nelle cellule eucariotiche. Il loro DNA non è all’interno di un nucleo. (Vedi Figura 1)
Queste differenze strutturali tra procarioti ed eucarioti sono molto importanti poiché la capacità degli antimicrobici di eliminare i batteri dipende principalmente dal colpire queste differenze rendendoli selettivi per le cellule batteriche senza colpire le cellule umane eucariotiche.
Gli eubatteri sono multicellulari? Le dimensioni dei batteri vanno da 0,2 a più di 50 micrometri. I batteri sono di solito unicellulari, tuttavia, alcune colonie di batteri si trovano come filamenti o aggregati sotto forma di biofilm di superficie.
I batteri sono microrganismi procarioti unicellulari. Le loro cellule contengono carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici. Producono energia e metaboliti usando diverse sostanze chimiche poiché le loro cellule mancano di organelli cellulari come cloroplasti, nuclei e mitocondri che svolgono queste funzioni. Di solito, il cromosoma batterico è circolare, tuttavia, alcune specie hanno due cromosomi come Vibrio cholera mentre altre specie hanno un cromosoma lineare. Il DNA di queste cellule non è legato a un istone. Piuttosto, è legato a diverse proteine.
Le cellule batteriche sono cilindriche, a spirale, sferiche o pleomorfe (di forma irregolare). Alcuni batteri ottengono la loro energia dalla luce del sole e usano l’anidride carbonica per ottenere carbonio per eseguire la fotosintesi e creare biomassa cellulare. Questi batteri sono chiamati batteri fotosintetici. Tra queste specie ci sono i cianobatteri (alghe blu-verdi). Altre specie di eubatteri ottengono energia attraverso il metabolismo di materiale organico e inorganico (come dallo zolfo e dall’ammoniaca).
Gli eubatteri sono per lo più eterotrofi, che prendono cibo da una fonte esterna. La maggior parte degli eterotrofi decompongono materiale morto o parassiti che vivono su o in un ospite. Altri eubatteri sono autotrofi, producendo il proprio cibo; sono chemiosintetici o fotosintetici. I più importanti eubatteri autotrofi sono i cianobatteri.
La respirazione negli eubatteri è sia aerobica che anaerobica. I batteri anaerobi subiscono la fermentazione come esempio di respirazione.
Struttura degli eubatteri
Gli eubatteri sono unicellulari o multicellulari? Il numero di cellule degli eubatteri è uno solo. Sono cellule procariotiche singole. Non esistono batteri eucarioti. Le strutture che si trovano nelle cellule eubatteriche sono esterne o interne alla parete cellulare.
Le strutture esterne alla parete cellulare possono essere flagelli, fimbrie, filamenti assiali, glicocalice o pili. Ognuna di queste strutture ha la sua funzione distintiva dove alcuni eubatteri hanno flagelli per facilitare il loro movimento.
I flagelli sono lunghi filamenti che facilitano la mobilità dei batteri. I flagelli sono composti da tre parti principali: una porzione di proteina flagellina chiamata filamento (cioè la parte più esterna e lunga), il gancio centrale e il corpo basale che attacca la membrana plasmatica batterica e la parete cellulare.
Fimbrie e pili sono strutture simili ai flagelli ma più sottili. I pili o pilus sono proiezioni sottili usate per la coniugazione tra batteri per la riproduzione, dopo che i batteri sono riuniti dai pili, il DNA si sposta da una cellula all’altra in modo da trasferire nuove caratteristiche come la resistenza agli antibiotici tra le cellule.
Il glicocalice circonda alcune cellule eubacteri. È un polimero viscoso composto da polipeptidi o polisaccaridi e ha la funzione di proteggere i batteri. È comunemente noto come capsula. La capsula è considerata uno dei fattori di virulenza di alcuni batteri poiché permette ai batteri di resistere alla fagocitosi da parte del sistema immunitario. Il rivestimento del glicocalice può anche aiutare i batteri ad attaccarsi saldamente alla cellula ospite, come il Vibrio cholera che produce glicocalice per attaccarsi alle cellule intestinali.
La parete cellulare dei batteri consiste principalmente in una rete di peptidoglicano. Può essere associato ad altre sostanze o essere presente da solo. La rete di peptidoglicano consiste in porzioni di disaccaridi collegati tra loro da polipeptidi che formano un reticolo per proteggere i batteri. Alcuni antibiotici come le penicilline e le cefalosporine interferiscono con la struttura delle pareti cellulari batteriche portando alla lisi e alla rottura della cellula.
Le strutture interne alla parete cellulare includono la membrana cellulare, il citoplasma, il DNA, il plasmide e i ribosomi.
Come le cellule eucariotiche, le strutture interne procariotiche, come quelle degli eubatteri, sono circondate da una membrana citoplasmatica costituita principalmente da fosfolipidi. Tuttavia, la membrana cellulare dei procarioti è meno rigida di quella di molti eucarioti. Questo perché mancano di steroli (ad eccezione di Mycoplasma che ha steroli nella sua membrana cellulare). Alcuni agenti antimicrobici, come l’ammonio quaternario e l’alcol, agiscono interrompendo le membrane cellulari dei batteri. Inoltre, un gruppo di antibiotici chiamati polimixine può anche danneggiare le membrane plasmatiche portando alla distruzione delle cellule batteriche.
Il citoplasma è la sostanza all’interno delle membrane plasmatiche e funge da supporto per le strutture interne della cellula. Negli eubatteri, il citoplasma contiene DNA che non si vede normalmente nel citoplasma degli eucarioti. Le cellule procariotiche contengono citoscheletri nel citoplasma che aiutano la crescita, la riproduzione e il mantenimento della forma della cellula.
Il nucleoide o DNA degli eubatteri procarioti differisce da quello degli eucarioti, è costituito da un lungo, singolo, DNA circolare a doppio filo, che contiene tutte le informazioni genetiche batteriche. Il cromosoma batterico non è avvolto da una membrana nucleare come quello degli eucarioti; manca anche l’istone. Le cellule batteriche contengono per lo più una piccola struttura di DNA a doppio filamento chiamata plasmide che è distinta dal cromosoma batterico. I plasmidi si replicano indipendentemente dai cromosomi batterici. I plasmidi possono essere scambiati tra diversi batteri senza causare alcun danno. Inoltre, la loro presenza non è essenziale per il funzionamento di una cellula batterica, tuttavia, il plasmide di solito porta geni benefici, come i geni di resistenza antimicrobica, produzione di tossine, resistenza alla tossicità dei metalli tossici, e sintesi di enzimi. I plasmidi sono le principali strutture usate recentemente nelle applicazioni biotecnologiche perché possono replicarsi indipendentemente, possono essere inseriti o rimossi facilmente dalle cellule batteriche, e possono essere manipolati facilmente usando diversi enzimi.
Come gli eucarioti, i procarioti hanno ribosomi per la sintesi delle proteine. Tuttavia, sono strutturalmente diversi nel numero di rRNA e proteine che contengono. Di conseguenza, diversi antibiotici agiscono inibendo la sintesi delle proteine legandosi ai ribosomi batterici senza colpire la cellula ospite, come il cloramfenicolo e l’eritromicina.
Eubatteri contro Archaebatteri
Qual è la definizione di archaea in biologia? Gli archei sono microrganismi procarioti che si riproducono asessualmente per gemmazione, fissione binaria e frammentazione. Sono organismi altamente specializzati conosciuti come antichi batteri. Alcuni archei vivono in ambienti estremi come temperature estremamente elevate (chiamati termofili) mentre altri archei possono vivere in ambienti senza ossigeno (metanogeni). Gli alofili sono archei amanti del sale che crescono solo in ambienti ricchi di sale, come le salamoie. I batteri archaea possono anche essere trovati in alcune parti del corpo umano come il colon, la bocca e la pelle. I batteri archaea non sono solitamente patogeni.
Qual è la differenza tra batteri ed eubatteri? Batteri è un termine che in passato veniva usato per includere tutti i batteri. Ben presto emersero due gruppi: gli eubatteri o veri batteri e gli archebatteri o archei. Gli eubatteri e gli archebatteri sono gli unici procarioti presenti sulla terra. Hanno una cellula progenitrice comune ma linee evolutive diverse. I batteri hanno un nucleo? Sia le cellule eubatteriche che quelle arcaiche mancano di un nucleo e di altri organelli legati alla membrana.
Anche se gli archei sono strutturalmente simili ai batteri, sono diversi se esaminati a livello molecolare. Per esempio, le cellule batteriche hanno di solito uno strato esterno di peptidoglicano che varia in spessore nei batteri gram-negativi o gram-positivi. Ma gli archei hanno il peptidoglicano? No. Alcuni archaea, come i metanogeni, hanno uno strato di pseudopeptidoglicano S che forma uno strato per resistere all’alta pressione osmotica interna.
Tabella 1: Le principali differenze tra archebatteri ed eubatteri
| Eubatteri | Arcaebatteri |
|---|---|
| Microorganismi complessi | Microorganismi più semplici |
| Vivono ovunque sulla terra | Vivono principalmente in condizioni estreme |
| Parete cellulare di peptidoglicano | Parete cellulare di pseudopeptidoglicano |
| Può ottenere energia dal ciclo di Krebs o dalla glicolisi | Non può eseguire il ciclo di Krebs o la glicolisi |
| Contiene L-glicerolo fosfato nei loro lipidi di membrana | Contiene D-glicerolo fosfato nei loro lipidi di membrana |
| RNA polimerasi semplice | RNA polimerasi complessa |
| Contiene L-glicerolo fosfato nei loro lipidi di membrana | RNA polimerasi complessa |
| Esempi: Clostridium, Bacillus, Pseudomonas e Mycobacterium | Esempi: Pyrobaculum, Ferroplasma, Lokiarchaeum, e Thermoproteus |
Tipi di Eubacteria
I batteri del dominio sono classificati secondo diverse caratteristiche tra cui la forma (bacillo, coccus, spirochete o vibrio), la necessità di ossigeno (aerobi o anaerobi facoltativi o obbligati), la nutrizione (chemiosintetici o fotosintetici, e la composizione della loro parete cellulare (Gram-positivi o Gram-negativi).
Gli eubatteri hanno di solito una forma. Tuttavia, in alcuni casi, la loro forma viene alterata a causa delle condizioni ambientali. Alcuni eubatteri sono normalmente polimorfi, come Corynebacterium e Rhizobium.
I batteri rotondi (cocchi) possono essere allungati, appiattiti o ovali. Dopo la divisione e la riproduzione, possono rimanere attaccati l’uno all’altro. Diplococchi significa che due cellule rimangono attaccate l’una all’altra dopo la riproduzione, mentre streptococchi significa che sono attaccate l’una all’altra in un modello a catena. Quelli che rimangono in gruppi di quattro cellule e si dividono in due piani sono chiamati tetradi. Gli stafilococchi si dividono in diversi piani formando grappoli o fogli simili a grappoli. I batteri bacilli possono dividersi in una sola direzione, quindi hanno meno forme di raggruppamento rispetto ai cocci. I bacilli possono essere singoli, diplobacilli (coppie) o streptobacilli (catene). Alcuni bacilli sono ovali e hanno un aspetto simile ai cocchi, perciò sono chiamati coccobacilli. I vibrioni o batteri a spirale sono attorcigliati per una o più torsioni in modo da sembrare aste curve. I batteri elicoidali sono chiamati spirilla. Hanno corpi rigidi e sembrano un cavatappi.
Gli eubatteri sono classificati in diversi phyla. Ogni phylum batterico include specie caratterizzate da caratteristiche specifiche. Esempi sono i seguenti:
- I proteobatteri comprendono la maggior parte dei batteri gram-negativi. Si pensa che siano sorti da antenati fotosintetici. I proteobatteri sono classificati in cinque classi: alfaproteobatteri, betaproteobatteri, gammaproteobatteri, deltaproteobatteri ed epsilonproteobatteri.
- I cianobatteri sono caratterizzati da un pigmento blu-verde. Compiono la fotosintesi come le piante e le alghe. Molti di questi batteri possono fissare l’azoto nel suolo, quindi, sono importanti nei campi agricoli.
- Il phylum dei clorobi consiste di batteri fotosintetici. I membri di questo phylum sono batteri verdi sulfurei. I clorobi riducono l’anidride carbonica durante la fotosintesi usando composti organici come carboidrati e acidi. I membri di questo phylum si differenziano notevolmente con le loro forme a bastoncelli, a spirale, a cocchi o a gemme.
- I membri Chloroflexi sono batteri verdi non solforati, come i Chloroflexi possono effettuare la fotosintesi.
- I membri Chlamydiae sono cocchi gram-negativi patogeni che hanno un ciclo di sviluppo unico. Si trasmettono da uomo a uomo per contatto diretto o per via respiratoria.
- I Planctomiceti sono batteri gram-negativi in erba. Anche se il loro DNA è simile ai batteri, la loro parete cellulare è simile agli archei. Inoltre, alcuni di loro contengono organelli simili a quelli degli eucarioti.
- I Bacteroideti sono batteri anaerobi che abitano il tratto intestinale umano o la cavità orale o il tratto intestinale. Sono presenti nelle feci e possono causare infezioni a causa di interventi chirurgici o ferite da puntura.
- I Fusobatteri sono batteri anaerobi; la loro forma cellulare è pleomorfa o fusiforme.
- Le Spirochete sono arrotolate come molle metalliche. Sono flagellati. I loro flagelli facilitano il loro movimento utilizzando filamenti assiali. Le spirochete sono solitamente presenti nella bocca dell’uomo.
Evoluzione degli Eubatteri
Tre domini della vita sono stati proposti negli anni ’90 sulla base del fatto che i ribosomi sono diversi nei tre tipi di cellule (Archaebacteria, Eubatteri ed Eucarioti) dopo aver confrontato la sequenza di nucleotidi in ogni cellula. Anche se gli Eubatteri e gli Archebatteri sono procarioti, i due domini sono stati separati a causa della variazione della piccola subunità rRNA in entrambi i domini. Gli archebatteri vivono in ambienti estremi, perciò si pensa che siano stati i primi organismi a vivere sulla Terra. Le teorie molecolari sostengono il fatto che i geni sono stati trasferiti orizzontalmente tra i tre tipi di cellule che di conseguenza hanno influenzato il processo evolutivo della vita.
Secondo la teoria endosimbiotica, alcuni batteri si sono evoluti in mitocondri e cloroplasti per trasmissione genica. Di conseguenza, mitocondri e cloroplasti sono stati trasferiti geneticamente tra diversi domini per continuare il processo evolutivo.
Importanza biologica degli eubatteri
Il mondo è pieno di diverse specie eubatteriche e il nostro corpo contiene diverse specie di eubatteri, che sono biologicamente importanti nella nostra vita. Il nostro corpo è solo degli habitat di eubatteri che formano la nostra flora normale. La flora normale non ci provoca alcun danno ed è benefica per il nostro corpo. Per esempio, difendono il nostro corpo dagli eubatteri patogeni, altri possono produrre sostanze biologicamente importanti come le vitamine del gruppo B e la vitamina K.
Diverse specie di eubatteri sono usate nella produzione di massa di vitamine masticabili o in compresse poiché le specie batteriche forniscono una fonte economica, sicura e non tossica di vitamine. Per esempio, le specie Propionibacterium e Pseudomonas producono la vitamina B12, mentre l’acido ascorbico (vitamina C) è prodotto dalle specie Acetobacter usando il glucosio.
Streptomyces hygroscopicus è di particolare importanza nell’industria farmaceutica poiché i suoi diversi ceppi possono produrre circa 200 diversi tipi di antibiotici.
Gli eubatteri decompongono la materia organica e le foglie di papà in anidride carbonica e sostanze nutritive come l’azoto Essi contribuiscono a mantenere l’equilibrio di tutti gli ecosistemi.
Gli eubatteri in ecologia
Studiare la relazione tra gli eubatteri e l’ambiente è noto come ecologia microbica. Comprende molte branche che discutono come gli eubatteri e altri microrganismi interagiscono con il loro ambiente.
Gli eubatteri possono convertire forme di ossigeno, carbonio, azoto e fosforo che non possono essere usate da organismi viventi come animali e piante in forme utili. Fissano l’azoto presente nell’aria nel suolo. Inoltre, restituiscono l’anidride carbonica naturale nell’atmosfera attraverso la decomposizione delle piante morte e dei rifiuti organici. L’anidride carbonica viene poi utilizzata da piante, cianobatteri e alghe per effettuare la fotosintesi e ottenere energia.
L’eubatterio benefico può essere utilizzato nel trattamento delle acque di scarico. Converte il materiale organico e le sostanze liquide nocive in sostanze organiche non nocive come il carbonio e l’azoto. Pertanto, aiuta a preservare l’acqua controllando l’inquinamento.
Azospirillum è un batterio che cresce nel suolo vicino alle radici delle piante. Fissa l’azoto dall’aria nel suolo e usa i nutrienti escreti dalle piante come fonte di nutrimento. Come l’Azospirillum, il Rhizobium e il Bradyrhizobium, che sono comunemente conosciuti come rizobi, fissano l’azoto nelle radici delle piante, specialmente delle leguminose come piselli e fagioli. I rizobi sono responsabili della formazione dei noduli in tali piante.
Esempi di Eubatteri affascinanti
La maggior parte delle persone crede che i batteri siano organismi nocivi che causano malattie negli esseri umani, negli animali e nelle piante, ma in realtà, solo alcune specie di eubatteri sono patogeni. Molte altre sono benefiche per tutti gli altri organismi viventi. Le specie eubatteriche sono importanti in diversi campi come la medicina, l’agricoltura, l’industria e la produzione di energia. In questa sezione, discuteremo esempi di batteri affascinanti.
Nitrobacter e Nitrosomonas sono specie di batteri che hanno la capacità di utilizzare sostanze chimiche inorganiche, tra cui l’anidride carbonica e fonti di energia come fonte di carbonio per produrre sostanze chimiche complesse che sono composti ridotti di azoto. Nitrosomonas può ossidare l’ammonio a nitrito mentre Nitrobacter può ossidare il nitrito a nitrati in un processo noto come nitrificazione. Il prodotto della nitrificazione, i nitrati, è una forma mobile di azoto di grande importanza in campo agricolo.
Le specie Zoogloea contribuiscono ai processi di trattamento delle acque di scarico come il sistema dei fanghi attivi. Mentre crescono, questi batteri formano una massa viscida e soffice che è importante nel funzionamento di tali sistemi.
Xanthomonas campestris può essere ingerito dall’uomo. È in grado di produrre xantano usando il lattosio. Lo xantano ha un effetto addensante, perciò è usato nella produzione di condimenti per insalate, prodotti caseari, shampoo, creme fredde e cosmetici.
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