I Microrganismi: classificazione, evoluzione e nomenclatura binomiale

I microrganismi

Con il termine microrganismi si identificano gli esseri viventi microscopici, con dimensioni dell'ordine dei micrometri (um) o ancora più piccoli.

Small molecule Virus Bacterium Animal cell Plant cell cm=10-2m mm=10-3m pm=10-6m nm=10-9m Å=10-10m .1Å 1 nm 10 nm 100 nm 1 pm 10 pm 100 Pm Electron microscope Light microscope

In questa grande categoria si collocano sia i microrganismi procarioti sia quelli eucarioti.

Microrganismi procarioti ed eucarioti

Il DNA è libero nel citoplasma - (organismi unicellulari) PROCARIOTE 1 EUCARIOTE Il DNA è separato dal citoplasma e chiuso nel nucleoI virus non devono essere considerati dei microrganismi veri e propri perché non possiedono struttura cellulare. Biochimicamente e riproduttivamente essi dipendono completamente da un organismo ospite, vengono in genere indicati come «microrganismi acellulari».

2 Reverse transcriptase 3 1 Mature HIV 8 SS DNA 100 nm CD4+ lymphocyte Cell's DNA Nucleus Core Sheath New virus forming at cell membrane 5 6 100 nm 1 Immature HIV Tail fibers 7 Base plate Key Viral RNA Viral DNA Cell DNA <- 65 nm- xxXXX 4 7 200000 Head 500000$I microrganismi abitano tutti gli ambienti terrestri, dai gelidi poli alle calde sorgenti dei vulcani che si trovano in fondo agli oceani. Alcuni ceppi sopravvivono anche nell'intestino umano. Batteri si trovano perfino nelle centrali nucleari. Il batterio Deinococcus radiodurans, una specie di Hulk del mondo microbico, è in grado di sopravvivere a dosi di raggi gamma 1000 volte superiori a quelle sufficienti a uccidere qualsiasi cellula animale ...

Tassonomia microbica

La tassonomia microbica è la branca delle scienze biologiche che si occupa essenzialmente della classificazione dei microrganismi. La tassonomia è di grande interesse sul piano teorico, in quanto permette la conoscenza strutturata (confronto) di gruppi microbici molto differenti tra loro; è importante anche dal punto di vista pratico, poiché costituisce il riferimento necessario per l'identificazione microbica.

Principi di classificazione

I principi impiegati nella classificazione dei microrganismi hanno seguito, all'inizio, quelli proposti da Linneo nella classificazione degli organismi superiori, basata prevalentemente su caratteri morfologico-strutturali. La visione linneana è stata rivista in modo sostanziale dal pensiero darwiniano, secondo cui la tassonomia doveva riflettere anche il percorso evolutivo delle specie esaminate (classificazione filogenetica). Oltre ai classici parametri morfologico-strutturali furono introdotti elementi embrionali, fossili, biochimici e molecolari. Carlo Linneo: Medico e naturalista svedese ideò il metodo di classificazione che adotta la nomenclatura binomia, assegnando agli organismi viventi due nomi: uno per il genere e uno per la specie. Final.

Evoluzione della tassonomia

Dal momento che nelle fasi iniziali delle ricerche microbiologiche non erano disponibili elementi che permettessero riferimenti filogenetici, la tassonomia dei procarioti si è sviluppata come tassonomia numerica in cui erano presi in considerazione essenzialmente parametri fenotipici (quantificazione di somiglianze e di differenze). Dopo il 1980 nuovi approcci molecolari hanno permesso di spostare le indagini dai caratteri fenotipici a quelli genotipici favorendo lo sviluppo di una concezione classificativa, più attenta agli aspetti filogenetici.

WOESE IN THE LATE 19705, BIOLOGIST CARL BEGAN AN EXHAUSTIVE COMPARISON OF CERTAIN RNA SEQUENCES IN VARIOUS BACTERIA, CRNA IS A SEQUENCE OF SIMPLER SUBUNITS. ) 57 THAT URGE AGAIN .. IT'S UNCONTROLLABLE ... I MUST ... I MUST ... CLASSIFY ...

Classificazione di Woese

La classificazione dei viventi odierna in tre domini è stata proposta nel 1990 dal biologo statunitense Karl Woese (1928-2012). Il principio su cui su basavano i suoi studi era che gli rRNA, appartenenti a specie differenti, possedevano sequenze differenti e che a maggiori differenze tra gli rRNA corrispondesse una maggiore distanza evolutiva.

3' 5" 3% 5' G A G A G-C C-G G.U G-U U-G U-G C-G A-U C-G C-G G-C C-G C-G C-G C-G A G UU GC C Microrganismi con differente sequenza di rRNA ma con stessa forma funzionale Thermus thermophilus E.Coli

Ruoli biologici dell'RNA

Si anticipa che .... In chimica l'acido ribonucleico, in sigla RNA (dall'inglese RiboNucleic Acid), è una molecola polimerica implicata in vari ruoli biologici di codifica, decodifica, regolazione e l'espressione dei geni. L' RNA messaggero(mRNA) è l' unico filamento di nucleotidi che si forma nel nucleo sulle informazioni del DNA, e porta il messaggio dal nucleo al citoplasma. DNA الـ U CCGGA G MRNA CGC3 GGIA c IG U C G Anticoden L' RNA ribosomale (rRNA) entra nella formazione dei corpuscoli detti ribosomi dive avviene il montaggio della catena proteica. Met P site E A small ribosome subunit L' RNA di trasporto ( tRNA ) è un filamento che si ripiega a formare diversi lobi grazie ai legami ad idrogeno tra basi azotate dello stesso filamento. AMINOACIDO A C

Domini di classificazione

Il dominio rappresenta il livello più alto della classificazione scientifica. Ogni dominio racchiude al proprio interno, le forme di vita più simili in termini di informazione genetica. I viventi, secondo la classificazione in tre domini di Karl Woese, si distinguono in:

• Bacteria (Eubatteri)
• Archea (Archeobatteri)
• Eucarya (Eucarioti)

DOMINI Archeobatteri Procarioti, unicellulari, autotrofi ed eterotrofi. Estremofili. 0,5 pm. Eucarioti Unicellulari e pluricellulari. Diffusi in tutti gli ambienti. Eubatteri Procarioti, unicellulari, autotrofi ed eterotrofi. Diffusi in tutti gli ambienti. 0,2-10 um REGNI Protisti Unicellulari e pluricellulari, autotrofi ed eterotrofi. Diffusi in tutti gli ambienti. Animali Pluricellulari, eterotrofi. Diffusi in tutti gli ambienti. Piante Pluricellulari, autotrofi. Diffusi in tutti gli ambienti tranne le regioni polari. Funghi Unicellulari (lieviti) e pluricellulari, eterotrofi. Diffusi in tutti gli ambienti.

1 BACTERIA (Eubatteri) ARCHAEA (Archeobatteri) EUCARYA (Eucarioti) Batteri verdi non sulfurei Spirochete Gram positivi Proteobatteri Metanobatteri Alofili Metanococchi Cianobatteri Thermococcus celer Planctomiceti Thermoproteus Pyrodicticum Flagellati Trichomonadi Batteri citofagi Thermotoga Aquificae Myxomiceti Entamebe Animali Methanosarcina Funghi Piante Ciliati Microsporidi Diplomonadini Antenato comune

• Bacteria (o eubatteri): sono microrganismi procarioti che rappresentano i batteri più diffusi ed evoluti
• Archea (o archeobatteri): sono sempre procarioti, ma sono batteri più ancestrali, spesso estremofili, che vivono in nicchie dalle condizioni ambientali molto particolari
• Eukarya (eucarioti): insieme a Piante, Animali e Funghi di dimensioni macroscopiche si collocano anche i microrganismi eucariotici come Alghe, Funghi unicellulari e Protozoi

Evoluzione degli eucarioti

Contrariamente a quanto si pensava fino a pochi anni fa, nel mondo scientifico si è introdotta l'ipotesi che gli eucarioti si siano evoluti da una linea filetica più vicina agli archeobatteri, piuttosto che agli eubatteri. Il nome Archaea, infatti, è proprio derivato dalla loro natura apparentemente più antica e quindi più lontana dalle evolute cellule eucariotiche. Negli anni Settanta del secolo scorso però, quando i ricercatori hanno studiato il loro RNA ribosomiale per ottenerne le relazioni evolutive, hanno scoperto che esso è più simile a quello degli eucarioti che a quello degli eubatteri.

Nomenclatura binomia

La NOMENCLATURA BINOMIA, utilizzata per identificare un batterio, è utilizzata per conferire il nome ad una specie. Come suggerisce il termine binomiale, il nome scientifico di una specie viene coniato dalla combinazione di due nomi:

• il nome del genere a cui appartiene
• la specie che li caratterizza e distingue dalle altre appartenenti al quel genere.

Il primo termine (nome generico) porta sempre l'iniziale maiuscola, mentre il secondo termine (nome specifico) viene scritto in minuscolo; entrambi i nomi vanno inoltre scritti in corsivo (ad esempio Homo sapiens).

Regole della nomenclatura binomia

Nomenclatura Binomia Ogni specie viene indicata con due nomi latini: il primo si riferisce al genere ed è un sostantivo, il secondo indica la specie ed è di solito un aggettivo. Il nome scientifico della specie umana è Homo sapiens, quello del leopardo è Panthera pardus