Università Roma Tre

MODULO DI BATTERIOLOGIA

Introduzione e storia della microbiologia
Diversità funzionale e distribuzione dei microorganismi, principali scoperte in ambito microbiologico, applicazione biotecnologiche dei microorganismi presenti e future.

Struttura e funzione delle cellule batteriche
Struttura della cellula procariotica. Divisione cellulare: scissione binaria. Citoplasma, inclusioni citoplasmatiche e organelli subcellulari. Membrana citoplasmatica e parete cellulare in Bacteria e Archaea. Meccanismi di secrezione proteica e biogenesi della parete. Appendici di superficie: flagelli e pili. Motilità batterica e chemiotassi. Differenziamento cellulare nei batteri e sporulazione. Comunità microbiche: i biofilm. Metabolismo batterico: catabolismo chemioorganotrofo, chemiolitotrofo e fototrofo. Colture batteriche e metodi per la conta cellulare. Antibiotici: attività e meccanismo di azione. Evoluzione e meccanismi di resistenza agli antibiotici.

Genetica batterica e regolazione dell’espressione genica
Struttura del genoma batterico. Operone. Concetto di pangenoma della specie batterica. Elementi genetici mobili: plasmidi e elementi trasponibili. Trasferimento genico orizzontale: trasformazione, coniugazione, trasduzione. Struttura e funzione della RNA polimerasi. Regolazione trascrizionale e post-trascrizionale dell’espressione genica. Esempi di regolazione globale: repressione da catabolita e quorum sensing.

Principi di tassonomia batterica
Concetto di specie batterica. Identificazione batterica: tecniche colturali e molecolari. Orologi evolutivi e filogenesi. Studio di comunità microbiche complesse.

Esercitazioni in laboratorio:
- Colorazione di Gram
- Determinazione della concentrazione cellulare mediante conta su piastra
- Determinazione della minima concentrazione inibente e minima concentrazione battericida degli antibiotici
- Antibiogramma (saggio di Kirby-Bauer)

Vengono suggerite le seguenti due alternative:

1. Madigan, Martinko. Brock. Biologia dei microrganismi. Casa Editrice Pearson.

2. Dehò, Galli. Biologia dei Microrganismi 3°Ed. Casa Editrice Ambrosiana.

Il libro di testo va integrato con le slide delle lezioni e i protocolli delle esercitazioni che verranno forniti dal docenti.

Cosa sono i virus e come si replicano. Tipologie dei capsidi e loro funzione, tipologie di genomi e fasi del ciclo virale di moltiplicazione.
Definizione di specie virale e di quasi-specie e cenni introduttivi alla tassonomia virale.
Infezioni acute, latenti e persistenti: definizione ed esempi.
La suddivisione di David Baltimore dei virus in 7 classi di replicazione e le differenze tra le classi.
Metodologie di titolazione, coltivazione e isolamento dei virus.
Meccanismi di attacco e penetrazione virale
Le dimensioni dei genomi virali e le loro caratteristiche distintive rispetto ai genomi cellulari
La variabilità genetica nei virus a DNA e RNA a confronto.
La restrizione dell’ospite contro le infezioni fagiche.
Sia i fagi che i virus animali possono trasdurre geni cellulari con meccanismi differenti.
Ciclo replicativo di fagi a DNA a confronto (fago T4 e lambda in dettaglio come esempi di fagi virulenti e temperati della I classe di Baltimore e fago M13 e φX174 come esempi di fagi della II classe di Baltimore. La lisogenia non richiede sempre integrazione del genoma fagico. La restrizione dell’ospite contro le infezioni fagiche.
L’SV40 e i papillomavirus umani, come esempio di piccoli virus animali a dsDNA della I classe di Baltimore: ciclo replicativo, definizione di ospite e cellule permissive e non permissive, promozione dell’oncogenesi.
Introduzione alla immunità innata antimicrobica e ai PAMPs, induzione degli Interferoni di tipo I e introduzione al meccanismo di azione.
Gli anticorpi: struttura e funzione, anticorpi monoclonali e policlonali, uso in microbiologia.
La definizione di sierotipo e genotipo virale e metodi utilizzati per identificarli (test di neutralizzazione e sequenziamento del genoma).
Cenni sulla risposta immunitaria adattativa umorale e cellulare contro le infezioni microbiche: ruolo dei linfociti B, Tc e Th; differenze tra risposta primaria e secondaria alle infezioni.
Ciclo replicativo di tre differenti virus a ssRNA positivo a confronto: poliovirus, virus dell’epatite C, fago Qβ o MS2 (esempi di virus della IV classe di Baltimore). Introduzione ai coronavirus e alle pandemie virali del XIX e XX secolo. Introduzione ai coronavirus e alle pandemie del XX e XXI secolo.
Il virus della stomatite vescicolare e Il virus dell’influenza a confronto, virus animali esempio della V classe di Baltimore)
I retrovirus, quale esempio di virus della VI classe di Baltimore: i retrovirus oncogeni e il virus dell’AIDS. Perché il virus dell’epatite B (VII classe di Baltimore) viene definito un retrovirus alla rovescia.
I vaccini antimicrobici (la storia: Jenner e il vaiolo, Pasteur e la rabbia, esempi di vaccini antivirali e antibatterici dei giorni nostri: antitetanico, antipolio, anti-pertosse, anti-epatite B, anti-HPV, anti-influenza)
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
1. introduzione alle colture cellulari animali
2. test di emagglutinazione come saggio di titolazione o identificazione sierologica

Utilizzare i file delle lezioni ed esercitazioni in PDF disponibili sulla piattaforma Moodle e il libro di testo: N. J. Dimmock, A. J. Easton, K. N. Leppard – Introduzione alla virologia moderna. – traduzione italiana della settima edizione inglese – Casa Editrice Ambrosiana 2017.
Consultare il sito web viralzone.expasy.org.
Per i coronavirus utilizzare il capitolo relativo del libro Antonelli-Clementi Principi di virologia medica – Zanichelli CEA-terza edizione 2018 messo a disposizione liberamente on line dalla casa editrice Zanichelli-CEA.