Biotecnologie e Microbiologia: Fondamenti, OGM e Patologie Batteriche

Biotecnologie

Le biotecnologie rappresentano il ramo del sapere sviluppatosi dopo la scoperta del DNA e della sua sequenza genica. Esse hanno reso possibile lo sviluppo di procedure per la modifica della costituzione genetica di un organismo, utilizzate nei processi industriali per migliorare l'efficienza e la produttività a beneficio dell'essere umano. Tuttavia, l'applicazione su organismi viventi modificati solleva interrogativi circa l'impatto sulla salute umana e sull'ambiente.

Organismi Geneticamente Modificati (OGM)

Gli OGM sono esseri viventi il cui codice genetico è stato alterato. Sono stati creati per:

• Migliorare la produttività.
• Sviluppare resistenza ai patogeni (virus, batteri) e ai fattori climatici (siccità, sbalzi di temperatura).

La tecnologia del DNA ricombinante permette di isolare sequenze note e inserirle nel materiale genetico di un organismo ospite. Attualmente, gli effetti a lungo termine sulla biodiversità e sull'uomo restano oggetto di studio.

Metodi di ottenimento di organismi transgenici

1. Biolistica (proiettile): particelle di materiale solido entrano nella cellula portando con sé una copia del gene estraneo.
2. Microiniezione: il DNA viene iniettato direttamente nella cellula mediante aghi.
3. Diffusione: il gene attraversa la membrana cellulare per raggiungere il nucleo.
4. Vettori virali: i virus (adenovirus o retrovirus) iniettano il loro DNA/RNA nella cellula ospite, agendo come parassiti obbligati.

Sistema di difesa e immunità

L'omeostasi dell'organismo può essere alterata da microrganismi patogeni che producono tossine. Il sistema di difesa (globuli bianchi) interviene per neutralizzarle.

• Immunità naturale (innata): capacità innata di resistere ai patogeni, rafforzata dal colostro materno.
• Immunità acquisita: sviluppata artificialmente, ad esempio tramite la vaccinazione. Il vaccino contiene il patogeno attenuato, stimolando la produzione di anticorpi (antitossine).
• Immunità passiva: l'ospite riceve anticorpi già pronti.

Classificazione delle malattie (OMS)

1. Contagiose: trasmesse da agenti patogeni (es. AIDS, influenza). Fasi: incubazione, sviluppo, convalescenza.
2. ETS (Malattie sessualmente trasmissibili): contatto diretto (es. gonorrea, herpes).
3. Ereditarie: trasmesse geneticamente (es. sindrome di Down, daltonismo).
4. Mentali: origine traumatica o ereditaria (es. Alzheimer, epilessia).
5. Metaboliche: alterazioni chimiche (es. diabete).
6. Traumatiche: causate da colpi o contusioni.
7. Degenerative: alterazioni dei tessuti (es. tumori, Parkinson).
8. Sociali: causate da agenti esterni (alcol, droghe).
9. Alimentari: disturbi legati all'alimentazione (es. obesità, anoressia).
10. Parassitarie: presenza di parassiti (es. vermi).

Batteri: Struttura e Crescita

I batteri sono organismi procarioti primitivi. La loro struttura include:

• Capsula: adesione cellulare.
• Parete cellulare: conferisce forma.
• Flagelli: mobilità.
• Pilli e Fimbrie: coniugazione batterica e scambio di materiale genetico.
• Plasmidi: frammenti di DNA extra-cromosomico che regolano il metabolismo.

Fasi della crescita batterica

1. Adattamento: il metabolismo si adatta all'ambiente.
2. Fase esponenziale: tasso di crescita massimo.
3. Fase stazionaria: accumulo di metaboliti, carenza di nutrienti.
4. Fase di morte: riduzione del numero di batteri.

Classificazione e Metabolismo

I batteri si classificano per forma (cocchi, bacilli, spirilli) e per la colorazione di Gram, che dipende dalla composizione della parete cellulare (peptidoglicano e acido teicoico). Il metabolismo può essere eterotrofo (parassita) o autotrofo (chemiotrofo o fotosintetico).

Impatto dei batteri

Punti di forza: flora intestinale, sintesi di vitamina K, produzione alimentare (yogurt, formaggio), cicli della materia, fissazione dell'azoto.

Punti di debolezza: patogenicità, deterioramento degli alimenti, inquinamento idrico, eutrofizzazione, ossidazione dei materiali.

Trattamento delle infezioni

Gli antibiotici agiscono inibendo la crescita batterica, interferendo con la sintesi della parete cellulare, delle proteine o del DNA. L'aggressività batterica è determinata dalla capacità invasiva (pili) e dalla produzione di endotossine ed esotossine" }