I PROCARIOTI

I PROCARIOTI Classe 4^ALA - a.s. 2017/2018 Annalisa Boninchi Nicole Bianchi Dylan Bettoni Federica Fanetti

RICERCA TEORICASTRUTTURA DELLE CELLULE PROCARIOTEI procarioti sono organismi unicellulari dallastruttura molto semplice, che si differenzia daquella degli organismi eucariotiprincipalmente per l’assenza di un nucleodelimitato da una membrana nucleare. Lecellule procariote, infatti, possiedono unasola molecola di DNA chiusa ad anello liberanel citoplasma, concentrata in una zona dettanucleotide.

LA MEMBRANA CELLULARECome le cellule eucariote, quelle procariote sono delimitate da una membranaplasmatica (o cellulare), che isola la cellula dall’ambiente esterno. Attraverso lamembrana cellulare, le cellule introducono le sostanze di cui hanno bisogno edeliminano quelle di rifiuto, grazie alle proteine che essa contiene, che fungonoda canali di trasporto.

La membrana plasmatica è formata da fosfolipidi, delle molecole organichecontenenti fosforo, formate da due parti che a contatto con l’acqua reagisconoin modo opposto:• la testa è idrofila, ossia solubile nell’acqua• la coda è idrofoba.A causa di queste caratteristiche, le molecole di fosfolipidi si dispongonospontaneamente a formare una struttura a doppio strato, in cui le code sirivolgono verso l’interno e le teste verso l’esterno (a contatto con l’acqua delcitoplasma, internamente, e con l’acqua dello spazio circostante in cui esse sonoinserite , esternamente).

Le cellule procariote hanno un diametro medio compreso tra i 2 egli 8 micrometri e gli unici organismi a possederle sono i batteri e lealghe azzurre (cianoficee).

I BATTERI DELLE MANIUna mano ospita comunemente popolazioni di circa 150 specie differenti dibatteri, che peraltro differiscono notevolmente da individuo a individuo e ancheda una mano all'altra di una stessa persona (dipende dalle condizioniatmosferiche come salinità, umidità ecc… dal livello di grassi e dalle diversesuperfici toccate dalle due mani).Le ricerche condotte dai National institutes of Health hanno rivelato che su 102mani campionate sono state individuate ben oltre 4700 specie batterichedifferenti tra cui, solo cinque delle quali erano condivise da tutti i 51partecipanti all'esperimento.

Secondo ciò che rivelano i dati si noterebbe una maggiore biodiversitàbatterica sulle mani delle donne. La causa di questa diversità tra uomini edonne secondo Noah Fierer, direttore della ricerca, sarebbe il differente pH.Gli uomini, infatti, hanno generalmente una pelle più acida, che contribuirebbea ridurre la varietà batterica;tuttavia, potrebbero concorrervianche lo spessore della pelle, ledifferenze nei livelli di ormoni edi produzione da parte delleghiandole sebacee, oltre che lafrequenza di applicazione diidratanti e cosmetici.

Il microbioma delle mani è in continuo mutamento e, nonostante la maggiorparte dei batteri presenti sulle mani non siano patogeni, vi è una continuatrasmissione di microrganismi, patogeni compresi, tra persone, animali domestici,oggetti inanimati e ambiente, che non può essere evitata ma ridotta con misuredi prevenzione. Spesso è sufficiente lavarsi accuratamente le mani con acqua esapone, senza abusare di antibatterici e senza eccedere nel numero didetersioni, al fine di non eliminare la flora batterica che protegge dalleinfezioni.

TIPOLOGIE DI BATTERILe tipologie di batteri possono essere raggruppate in due diverse categorie:1. FLORA MICROBICA RESIDENTE: costituita dai batteri commensali, ossia quelli cherisiedono sulla superficie cutanea senza causare danni. Nello specifico si tratta dibatteri aerobi (che necessitano di ossigeno per vivere). I principali sono:• cocchi (batteri a forma sferica), Gram positivi quali staphylococcus epidermidis, batteri corineformi, (batteri epidermici e micrococchi) , streptococchi, micobatteri non patogeni• funghi.La loro funzione è di tipo protettivo contro gli agenti patogeni, tramite l’antagonismomicrobico (non lasciano spazio ai batteri patogeni) e la produzione di sostanzeantimicrobiche.

2. FLORA MICROBICA TRANSITORIA: I microrganismi che compongono la floramicrobica transitoria, sopravvivono moltiplicandosi sporadicamente sullasuperficie cutanea e possono provocare facilmente infezioni.Di questa tipologia fanno parte:• batteri Gram negativi: Enterobatteri (E. coli, Klebsiella) e Pseudomonas;• batteri Gram positivi: Streptococchi, Enterococchi, Stafilococchi.• Funghi: Candida albicans

BATTERIFLORA MICROBICA FLORA MICROBICA RESIDENTE TRANSITORIA Non creano danni Possono creare infezioni cocchi Gram positivi Gram positivi • Streptococchi • staphylococcus epidermidis • Enterococchi • batteri corineformi • Stafilococchi • streptococchi • micobatteri non patogeni Gram negativifunghi • Enterobatteri (E. coli, Klebsiella) • Pseudomonas funghi • Candida albicans

PROLOGOIn seguito alle ricerche svolte, abbiamo voluto osservare con i nostri occhi lecolonie batteriche che proliferano giornalmente sulle nostre mani, confrontandoquelle presenti sulle mani sporche e quelle sulle mani pulite con saponeigienizzante. Sulla base di questo confronto potremmo capire la probabilità chesi possa contrarre un’infezione da contatto. A questo scopo abbiamo realizzatoun semplice esperimento che di seguito descriviamo.

ESPERIMENTO

ProgettazioneTEMPILe tempistiche previste per questo esperimento sono all’incirca dai 3 ai 5giorni:• tempo di crescita batterica su terreno di crescita specifico per batteri• formazione delle colonie osservabili ad occhio nudo• osservazione al microscopioMODALITÀ OPERATIVE• un campione “mani” di uno studente• crescita in un termostato tra i 25 e i 30 C° per 84 ore circa.• osservazione ad occhio nudo e microscopica

STRUMENTI• Due terreni di coltura con all’interno BD Sabouraud Glucose Agar (terreno parzialmente completo, fornito solitamente in flaconi, ed utilizzato per l’isolamento e la coltura di funghi da materiali clinici e non clinici);• termostato• microscopio• vetrini porta oggetto /vetrini• coloranti• pipette• bacchette di vetro• sapone igienizzante

FASE 1Ci siamo procurati il materiale occorrente:• due terreni di coltura, contenenti BD Sabouraud Glucose Agar• sapone igienizzante.

FASE 2Dopodiché uno dei componenti del gruppo ha appoggiato le dita di una manonon lavata nel primo terreno di coltura. Abbiamo poi contrassegnato questoterreno con la dicitura “MS” (mano sporca).

FASE 3Il nostro compagno ha poi lavato le mani con sapone igienizzante e ha ripetutoil processo, questa volta immergendo le dita pulite nel secondo terreno dicoltura, contrassegnato con la sigla “MPS” (mani pulite con sapone).

FASE 4In seguito abbiamo spostato i due terreni di coltura all’interno di un termostato,ad una temperatura di 25/30° circa, per poter favorire la crescita dei batteri,per una durata di 5 giorni.

FASE 5Trascorso il tempo necessario abbiamo prelevato i terreni di coltura per poterosservare il risultato: si sono formate colonie batteriche differenti e, comeabbiamo potuto notare, nonostante le mani fossero state lavate, i batteri,seppur in quantità minori, erano presenti anche nel secondo terreno (MPS).

FASE 6Abbiamo poi osservato i batteri al microscopio con l’aiuto di vetrini, colorante(china nera) e un’asta in vetro, con cui abbiamo prelevato un campione dicolonie batteriche da entrambi i terreni di coltura.

MUFFA E BATTERI OSSERVATI AL MICROSCOPIO

OSSERVAZIONIGrazie a questo esperimento ci siamo resi consapevoli della quantità e diversità di batteripresenti sulle nostre mani quotidianamente, in seguito a una normale mattinata scolastica,durante la quale non erano stati svolti lavori che prevedevano di sporcarsi le mani. I risultatiottenuti ci hanno lasciati completamente increduli, sapendo che la mano del nostro compagno èvenuta a contatto con semplici oggetti della vita quotidiana (banchi, tende, sedili del pullman,oggetti scolastici). Come abbiamo potuto osservare, nel terreno di coltura in cui erano stateappoggiate le dita delle mani sporche sono cresciute muffe, funghi e colonie batteriche,presenti, in minor quantità, anche in quello delle mani lavate con sapone. Al microscopioabbiamo osservato più da vicino i particolari ingranditi delle colonie batteriche, utilizzando delcolorante nero. In questa fase abbiamo riscontrato qualche difficoltà a causa dell’assenza dicoloranti specifici.

CONFRONTO TRA I DUE TERRENI DI COLTURA

CONCLUSIONIL’esperimento realizzato ha confermato e addirittura superato lenostre aspettative, rendendoci sicuramente più consapevoli dellabiodiversità dei microrganismi che vivono a contatto con la nostracute.