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La Spora Batterica

Le spore batteriche sono forme cellulari specializzate per la sopravvivenza anche in condizioni ambientali avverse.

Le spore, costituenti forme di resistenza, sono sempre prodotte all’interno di una cellula vegetativa, per cui vengono chiamate endospore.

Le spore delle diverse specie hanno spesso forma caratteristica, allungate, ovali, con superficie liscia o rugosa, con o senza appendici.

Le spore sono cellule metabolicamente inattive, sono in uno stato di criptobiosi, o di vita latente, simili, in questo, ai semi delle piante.

La maggior resistenza al calore delle spore rispetto alle forme vegetative rende necessaria una più prolungata sterilizzazione o l’uso di temperature più elevate.

Disposizioni diverse di una spora all'interno di una cellula batterica.

Struttura di una spora

Schema di una spora.

Struttura dell’Endospora

Al centro si trova il citoplasma, in quantità molto ridotta, delimitato da una membrana derivata dalla membrana citoplasmatica della cellula vegetativa. Nel citoplasma sono presenti i ribosomi e il DNA, che rappresenta un genoma completo, come appare ovvio dal fatto che la spora è capace di dare origine ad una cellula vegetativa.

La membrana è circondata dalla corteccia, strato molto spesso, costituito da peptidoglicano, che si differenzia da quello presente nella cellula vegetativa, perché molti residui di acido N-acetil-muramico sono sostituiti da lattami dell’acido muramico.

Esternamente alla corteccia si trova un’altra membrana, di polarità opposta a quella della membrana citoplasmatica, la faccia normalmente rivolta verso l’esterno è qui rivolta verso l’interno.

Più esternamente sono presenti le tuniche, costituite da diversi strati, alcuni lamellari, altri fibrillari. Le tuniche sono strutture di natura proteica ricche in ponti disolfuro per l’alto contenuto in cisteina. Sono simili alla cheratina, quindi molto resistenti a trattamenti con agenti chimici.

In alcune specie batteriche, si può trovare un’altra struttura, esterna a quelle descritte: l’esosporio, esso ha una composizione chimica complessa, essendo costituito da proteine, polisaccaridi e lipidi.

Acido dipicolinico

Acido dipicolinico (a), suo complesso con il calcio (b).

Lattame dell’Acido Muramico

Lattame dell'Acido Muramico.

DNA della spora

La resistenza alle radiazioni ultraviolette è spiegabile con la presenza di un efficiente meccanismo di riparazione dei danni provocati al DNA; un tale meccanismo è molto utile alla spora, in quanto durante la lunga permanenza in assenza di metabolismo si possono accumulare alterazioni del DNA che risulterebbero dannose o addirittura letali.

Nel citoplasma della spora sono presenti, in grande quantità, alcune proteine a basso peso molecolare, dette SASP (small acid soluble proteins). Alcune di esse interagiscono con il DNA e lo proteggono dagli effetti delle radiazioni ultraviolette. Un’altra funzione delle proteine SASP consiste nel fornire una riserva di aminoacidi e di energia al processo di germinazione.

Il DNA della spora assume la forma A in condizioni di forte disidratazione. Immagine modificata da "Microbiologia” di Polisinelli et al.

Sporificazione

Schema del processo di sporificazione batterica. Immagine modificata da "Microbiologia” di Polisinelli et al.

Eventi biochimici durante la sporificazione

Durante la sporificazione si ha un’elevata attività biosintetica, durante questo processo compaiono nuove attività enzimatiche, coinvolte nelle strutture della spora, mentre altre scompaiono: mureina, proteine della tunica, proteine SASP.

Vengono attivamente sintetizzati mRNA, alcuni molto specifici, che non si trovano nelle cellule vegetative e che codificano i nuovi enzimi richiesti per questo processo morfogenetico.