caratteristiche generali dei miceti - axada catania
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Caratteristiche generali dei miceti
Prof.Salvatore Oliveri
Azienda Ospedaliero-UniversitariaPoliclinico di Catania
Laboratorio Centralizzato di AnalisiLaboratorio di Micologia
Università degli Studi di CataniaDipartimento di Scienze Microbiologiche
e Scienze Ginecologiche
oliveri@unict.it
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Caratteristiche principali dei funghi
• Organismi eucarioti
• Unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe)
• A riproduzione sessuata (forma perfetta o teleomorfa) o
asessuata (forma imperfetta o anamorfa)
• Aerobi obbligati o facoltativi
• Chemiorganotrofi eterotrofi, privi di clorofilla
Struttura della cellula funginaCapsulaStruttura non costante, polisaccaridica; presente in qualche lievito patogeno(es. Cryptococcus neoformans costuituita da galattoxilomannano eglicuronxilomannano)
PareteStruttura costante, prevalentemente polisaccaridica (circa 75% peso secco). Assenza di peptidoglicano,
Membrana citoplasmaticaStruttura tristratificata, lipoproteica, contenente ergosterolo
NucleoCircondato da una doppia membrana con molti pori, risulta spessoassociato ad un vacuolo di grandi dimensioni La membrana esterna è spesso associata al reticolo endoplasmatico
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Struttura della cellula funginaCromosomiIn numero variabile in relazione alla specie, aploidia, diploidia, aneuploidia
Reticolo endoplasmaticoComposto da strati di strutture microtubulari cui sono frammisti numerosi ribosomi e in particolare, nelle cellule in attiva sintesi proteica, appare costituito da vescicole associate alla membrananucleare
MitocondriPresenza di DNA, variabilità della forma (da sferici ad allungati) e delle dimensioni e minore e più irregolare contenuto in cisterne
VacuoliDelimitati da una propria membrana (tonoplasto); possono contenere pigmenti e inclusioni di materiali nutritizi quali il glicogeno
Miceti: Batteri Volume cellulare
Lieviti: 20 – 50µm
Muffe: variabile
1 – 5µm
Nucleo
Eucariotico Procariotico
Citoplasma
Mitocondri, RE Niente organuli
Membrana
Contiene steroli Non li contiene
Parete cellulare Glucani, mannani, chitina,
assenza di
peptidoglicano.
Peptidoglicano e
assenza di chitina,
glucani e mannani. Metabolismo Eterotrofi, aerobi-
anaerobi facoltativi
Aerobi, anaerobi
obbligati e facoltativi,
eterotrofi e autotrofi. Dimorfismo Caratteristica distintiva Assente tranne rare
eccezioni (spore e
clamidie).
Differenze tra Miceti e batteri
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Costituisce il 15-30% del peso secco della cellula
Costituenti
•Polisaccaridi
Glucani
Mannani
Chitina
•Lipidi e Proteine
Polimero di N-acetil glucosamina con legami β 1-4
Polimeri di D-glucoso con conformazione β 1-3 e β 1-6, in alcuni funghi in conformazione α
Polimeri di D-mannoso
Chitosano Polimero di D-glucosamina con legami β 1-4
(presente esclusivamente negli Zigomiceti)
Parete cellulare fungina
Struttura della parete di lievito: ipotesi della struttura lineare
Rete tridimensionale di molecole di β-1,3 glucani
Chitina Chitina
Chitina
Chitina
Glucani β-1,6
MannoproteineMannoproteine
Mannoproteine Glucani β-1,6
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Parete cellulare funginaComponente polisaccaridica
Glucani
Conferiscono rigidità alla cellula e in C.albicans costituiscono il
45% del peso secco della parete
Chitina
Legata covalentemente al Glucano con conformazione β 1-3,
il complesso chitina-glucanicostituisce lo strato fibrillare
più interno della parete
Si complessano con le proteine e svolgono importanti funzioni (adesione, antigeni) oltre a
contribuire alla rigidità della parete
Mannani
MannaniIntraparietaliExtraparietaliRilasciati
Proprietà delle mannoproteine• I mannani e le mannoproteine giocano un importante
ruolo immunomodulatorio, essendo in grado di regolare molte delle attività del sistema immune (cellule natural-killer, cellule fagocitiche, immunità cellulo-mediata ed umorale).
• Inoltre tali proteine mediano diverse funzioni, come l’adesione sia a substrati inerti come la plastica, sia a cellule umane o animali, evidenziando una notevole importanza quali fattori di virulenza.
• È da notare che la loro espressione varia in funzione della temperatura, il terreno di coltura e lo stato lievito-ifa (C. albicans).
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Confronto tra componenti della parete cellulare di S. cerevisiae e di C. albicans
1-21-3Chitina4040β(1,3)-Glucano205β(1,6)-Glucano
35-4050MannoproteineC. albicansS. cerevisiaeMacromolecola
Peso secco della parete (%)
Fungal cell
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ErgosteroloLa biosintesi dell’ergosterolo è
fondamentale per la formazione di nuove citomembrane. A causa della
stretta somiglianza tra ergosterolo e colesterolo, la maggior parte degli enzimi della via biosintetica che
conduce all’ergosterolo nei funghi, assomigliano strettamente agli enzimi
corrispettivi per la sintesi del colesterolo nei mammiferi.
I farmaci che direttamente o indirettamente agiscono
sull’ergosterolo rischiano di produrre effetti tossici per l’ospite, a meno che non siano
sufficientemente selettivi
Caratteristiche principali dei funghi
• Organismi eucarioti
• Unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe)
• A riproduzione sessuata (forma perfetta o teleomorfa) o
asessuata (forma imperfetta o anamorfa)
• Aerobi obbligati o facoltativi
• Chemiorganotrofi eterotrofi, privi di clorofilla
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Microfotografia TEM
LIEVITI
Tallo unicellulare (BLASTOCONIDIO)
Muffe
Tallo pluricellulare costituito da ife
L’insieme delle ife formano il micelio
conidia
conidia
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Micelio vegetativo, costituito da ife che
penetrano nel terreno per assorbire
nutrienti e dare sostegno
Micelio aereo, costituito da ife che si
sviluppano al di sopra del substrato e a
contatto con l’aria, il cui compito è
sostenere la struttura riproduttiva.
Esso può aderire al substrato dando
luogo a colonie glabre o ergersi al di
sopra di esso e formare colonie
vellutate, cotonose o lanose
Sifonate o cenocitiche
Settate
Le ife possono essere:
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LievitiOrganismi unicellulari con cellule di varia forma e dimensione, di solito rotondeggianti od ovali.
Si riproducono per blastogonia, o gemmazione, o più raramente per schizogonia o scissione. Le blastocellule, in seguito a
imperfetti processi di gemmazione, possono restare unite e formare pseudoife nelle quali le blastocellule mantengono comunque la loro individualità e si distinguono dalle vere ife per la presenza di restringimenti a livello delle giunzioni e cellule terminali più corte o di eguale lunghezza di quelle che le precedono.
Modalità di crescita di lieviti appartenenti al genere Candida
A) LievitoB) Vere ifeC) Pseudoife
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MuffeL’unità strutturale delle muffe, o funghi miceliali, è rappresentata dall’ifa, filamento pluricellulare, con o senza setti, di forma e dimensioni variabili
che viene prodotta quando l’unità riproduttiva di un fungo (conidio o spora) si trova in un ambiente permissivo di crescita.
L’insieme delle ife costituisce il micelio (o tallo) della colonia fungina.Le ife che penetrano nel terreno per assorbire sostanze nutritive
costituiscono il micelio vegetativo, quelle proiettate sopra la superficie del terreno, quindi a contatto con l’aria, il micelio aereo.
Poiché la parte aerea spesso porta cellule riproduttive è anche nota come micelio riproduttivo
MuffeLe ife fungine sono di diamentrosempre maggiore di 1 µm e sono divise da setti parietali.I miceli non settati sono detti cenocitici cioè i loro nuclei sono circondati da masse continue di citoplasma.L’allungamento apicale delle ife è dovuto alla pressione che la continua sintesi di protoplasma esercita sulle zone di accrescimento dell’fa nella quale la parete cellulare è indebolita da specifici enzimi litici. L’accrescimento può essere apicale o formare ramificazioni
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Accrescimento vegetativo
L’accrescimento estensivo del tallo avviene:
Nei lieviti per divisione cellulare sulla base del
rapporto critico massa /superficie della singola
cellula
Nelle muffe per formazione di nuovo tallo per:
Sviluppo apicale
Ramificazione ifale
RiproduzioneI miceti si riproducono per mezzo di strutture
specializzate (spore o conidi), mediante due modalità di riproduzione, sessuale (perfetta o teleomorfa) ed asessule (imperfetta o anamorfa) che in genere si
alternano nel ciclo vitale del fungo con ritmi e frequenze diverse nelle varie specie
Riproduzione sessuata
Riproduzione asessuata
Mediata da spore
Mediata da conidi
Negli Zigomiceti, Mucorales, è mediata da sporangiospore prodotte all’interno di sporangi
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Riproduzione
spore, sessuate o teleomorfe, risultanti da
processi di meiosi preceduti da fusione di protoplasma e nuclei
Es.: ascospore, basidiospore,
oospore, zigospore
conidi, asessuati o anamorfi, derivati da
processi mitotici senza fusione di gameti
differenziatiEs.: sporangioconidi,
artroconidi,blastoconidi, anelloconidi
Ciclo parasessualeRicombinazione mitotica
Fenomeno di ricombinazione tra DNA parentali senza intervento di gameti differenziati. Dimostrato nel genere Aspergillus, si svolge in
diverse tappe:
Fusione di ife e presenza nello stesso citoplasma di nuclei aploidi. L’eterocarionte può rimanere stabile e i 2 nuclei possono dividersi in modo singolo
Raramente si ha fusione dei 2 nuclei con formazione di nuclei diploidi eterozigoti che tendono a dividersi in sintonia con nuclei aploidi
A bassa frequenza 1/10.000, nei nuclei diploidi si ha ricombinazione.
Segregazione e formazione di nuclei aploidi, conteneti sia DNA parentale che ricombinato.
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Riproduzione asessuataNella maggior parte dei miceti è la principale modalità di
riproduzione. I nuclei si dividono dando luogo, a volte, anche a cellule polinucleate. Il nuovo clone si forma
senza intervento di gameti e fusione nucleare.
Esistono due modalità di conidiogenesi:Tallica
prevede la trasformazione di cellule vegetative del tallo in conidi
Blasticaprevede la nuova formazione di cellule per estroflessione(gemmazione) da altre cellule, con neosintesi di materiale parietale
Esempi di conidiogenesi tallicaArtroconidiGeotrichum
AleurioconidiM.canis
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I conidi si formano per gemmazione (o processi assimilabili) da una cellula conidiogena che può essere morfologicamente simile al conidio (lieviti) o diversa
(funghi miceliali)
Esempi di conidiogenesi blastica
Gemmazione nei lievitiConidiogenesi in Aspergillus
Gemmazione
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Anamorfi: miceti che presentano riproduzione asessuata
Teleomorfi: Miceti che presentano riproduzione sessuata
Olomorfi: Miceti che le presentano entrambe
Definizione dei miceti in base alla modalità di riproduzione
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Classificazione dei MicetiPer convenzione la classificazione dei miceti si basa sulle modalità di
riproduzione sessuata
Tale inquadramento tassonomico risulta poco funzionante in Micologia Medica in quanto gli agenti eziologici di infezioni fungine si presentano nella loro
forma imperfetta
Divisione Caratteristiche
Ascomycota Funghi unicellulari e filamentosi a micelio a micelio settato. Riproduzione asessuata mediante blastoconidi o conidi prodotti su conidiofori molto differenziati morfologicamente. Riproduzione sessuata mediata da ascospore formate all’interno di aschi contenuti in ascocarpi.
Basidiomycota Funghi unicellulari o filamentosi a micelio settato. Riproduzione asessuata mediante conidi. Riproduzione sessuata realizzata da basidiospore originatesi da basidi.
Deuteromycota Funghi unicellulari o filamentosi a micelio settato. Riproduzione asessuata mediata da conidi molto differenziati morfologicamente e per modalità di conidiogenesi. Riproduzione sessuata sconosciuta o riscontrata raramente.
Zygomycota Funghi (omotallici ed eterotallici) con micelio scarsamente settato. Riproduzione asessuata mediante spore prodotte in sporangi o sporangioli. Rpiproduzione sessuata mediante zigospore
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