MICROBIOLOGIA

Modulo MICROBIOLOGIA GENERALE
Cenni storici sullo sviluppo della microbiologia: le tappe fondamentali della ricerca microbiologica
Il mondo microbico e le sue interazioni con l'uomo
Struttura delle cellule microbiche a diversi livelli evolutivi (Bacteria, Archaea, Eukarya ) esame comparativo e descrizione di strutture e funzioni:
Cellula procariotica : - dimensioni cellulari, forma - composizione chimica - parete cellulare (differenze fra Gram+ e Gram-, parete archebatteri e micobatteri, sintesi della parete) - membrana citoplasmatica, struttura e funzioni (trasporto di membrana, secrezione) - pili e flagelli (struttura e funzionamento, chemiotassi, fototassi) - capsule e strati extracellulari - citoplasma - genoma (organizzazione e struttura) - organuli specializzati - sostanze di riserva - endospore batterica (sporulazione e germinazione).
Cellula eucariotica : Cenni ed analisi comparative con le cellule procariotiche
Tecniche microbiologiche: -microscopi (ottici ed elettronici) -colorazioni semplici e complesse (di Gram, di acido-resistenza). Colorazioni di strutture cellulari specifiche.
Nutrizione microbica:
- Componenti cellulari ed ingredienti fondamentali dei terreni di coltura. - Fonti di carbonio, azoto, zolfo, fosforo, idrogeno, ossigeno, magnesio, ferro, calcio, potassio etc - vitamine e fattori di crescita (concetto di auxotrofia e prototrofia) - Principali terreni di coltura.
- aerobiosi ed anaerobiosi -effetti della temperatura sulla crescita - effetti del pH
- tecniche di isolamento in coltura pura
tecniche di sterilizzazione (calore secco e calore umido; filtrazione; irraggiamento) – disinfezione
Crescita microbica:
- curva di crescita - misurazione della crescita microbica (determinazione della massa cellulare, conteggio totale e vitale diluizioni seriali e piastramenti) - curve diauxiche
- colture in continuo (chemostato e turbidostato)
- fermentazioni industriali
Metabolismo microbico:
Principali forme di energia utile nelle reazioni biologiche
Energia libera e potenziali di ossidoriduzione
Reazioni di ossidoriduzione biologica
Potenziali di riduzione
Torre degli elettroni
Trasportatori di elettroni
ATP e altri composti ad alta energia
Sintesi di ATP
Fosforilazione a livello del substrato
Fosforilazione a livello di membrana
ATP sintasi e sintesi di ATP a livello di membrana
Chemiotrofia
Metabolismo fermentativo
Metabolismo respiratorio
Respirazione aerobia dei batteri chemioeterotrofi
Respirazione anaerobia dei batteri chemioeterotrofi
Diversità delle fonti organiche di energia
Catabolismo dei carboidrati
Catabolismo dei lipidi
Catabolismo di proteine ed amminoacidi
Energia da composti organici ad un atomo di carbonio. Metilotrofia
Catabolismo degli idrocarburi e dei composti xenobiotici
Microrganismi chemiolitotrofi
Ossidazione dell’idrogeno molecolare: batteri H2 ossidanti
Ossidazione dei composti ridotti dello zolfo: batteri zolfo-ossidanti o solfobatteri
Ossidazione del ferro (Fe2+): batteri ferro-ossidanti
Ossidazione dell’azoto: batteri nitrificanti
Ossidazione anaerobia dell’azoto: i batteri “anammox”
Energia dalla luce:i procarioti fototrofi
Fototrofia basata sulla batteriorodospina: pompe protoniche "primarie"
Fototrofia basata sulla clorofilla e/o batterioclorofilla:pompe protoniche "secondarie"
Fotosintesi anossigenica
I cianobatteri e la fotosintesi ossigenica
Regolazione del metabolismo : a livello genetico e a livello metabolico
Genetica microbica:
- struttura del genoma, mutazioni, meccanismi per la ricombinazione genetica nei procarioti (trasformazione, coniugazione, trasduzione). Plasmidi batterici, elementi trasponibili.
Tassonomia e filogenesi microbica : - I principali gruppi batterici - Archaea- Brevi cenni su Funghi - Alghe - Protozoi e Virus
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE
Metodi di campionamento e di analisi microbiologica classica dei campioni ambientali
Metodi molecolari di identificazione dei batteri
Metodi molecolari di caratterizzazione delle comunità microbiche
Sviluppo e dinamiche