Il raggruppamento in HA LA PRETESA DI RAPPRESENTARE UNA CLASSIFICAZIONE NATURALE E DI INDICARE LE RELAZIONI FILOGENETICHE DEI TRE GRUPPI Eukarya, Archaea, Bacteria Strutturali – Biochimiche - Funzionali degli organismi viventi Procarioti ed Eucarioti condividono le proprietà fondamentali A livello di processi biologici: Replicazione Riproduzione Metabolismo Strutturali – Biochimiche - Funzionali degli organismi viventi Procarioti ed Eucarioti condividono le proprietà fondamentali A livello di meccanismi: Flusso dell’informazione genetica: DNA RNA Proteine “Lingua”: Codice genetico ALCUNE CLASSIFICAZIONI "GLOBALI" DEGLI ORGANISMI VIVENTI PLURICELLULARI UNICELLULARI EUCARIOTI Eukarya PROCARIOTI "Bacteria", “Batteri” E UNICELLULARI (Protista, microrganismi eucarioti) (Monera, microrganismi procarioti) (E ANCHE PLURICELLULARI) Bacteria Archaea Eukarya
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Eukarya, Archaea, Bacteria degli organismi viventi ...users.unimi.it/biofilms/IBC_lezioni/IBC02-filogenesi_cell_batt... · UNICELLULARI UNICELLULARI ORGANISMI VIVENTI Albero filogenetico
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Il raggruppamento in
HA LA PRETESA DI RAPPRESENTARE UNA
CLASSIFICAZIONE NATURALE
E DI INDICARE LE
RELAZIONI FILOGENETICHE
DEI TRE GRUPPI
Eukarya, Archaea, Bacteria Strutturali – Biochimiche - Funzionalidegli organismi viventi
Procarioti ed Eucarioti condividono le proprietàfondamentali
A livello di processi biologici:
Replicazione
Riproduzione
Metabolismo
Strutturali – Biochimiche - Funzionalidegli organismi viventi
Procarioti ed Eucarioti condividono le proprietàfondamentali
A livello di meccanismi:
Flusso dell’informazione genetica:
DNA RNA Proteine
“Lingua”:
Codice genetico
ALCUNE CLASSIFICAZIONI "GLOBALI" DEGLI ORGANISMI VIVENTI
PLURICELLULARI UNICELLULARI
EUCARIOTIEukarya
PROCARIOTI"Bacteria", “Batteri”
E UNICELLULARI(Protista,
microrganismi eucarioti)
(Monera,microrganismi procarioti)
(E ANCHE PLURICELLULARI)
BacteriaArchaeaEukarya
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tem
po(M
iliar
di d
i ann
i)
Gli organismi viventi differiscono tra loro.ogni organismo vivente deriva da un altro (o due altri) organismi. Gli organismi attuali differiscono da quelli che esistevano tempo fa.
3.5
0
E’possibile ricostruire una filogenesi.
Gli organismi attuali derivano da organismi diversi da quelli che conosciamo.
E’possibile ricostruire una filogenesi.
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po(M
iliar
di d
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i)
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LUCALast Universal
Common Ancestor
Gli organismi viventi differiscono tra loro.Ogni organismo vivente deriva da un altro (o due altri) organismi. Gli organismi attuali differiscono da quelli che esistevano tempo fa. Gli organismi attuali derivano da organismi diversi da quelli che conosciamo.
L’unitarietà del mondo vivente fa ritenere che tutti gli organismi attuali derivino da un progenitore comune.
La classificazione tassonomica utilizza metodi sempre più sofisticati
• Analisi filogenetica microscopica: presenza di un nucleo, parete cellulare, ecc.
• Analisi filogenetica fisiologica/biochimica: presenza di vie metaboliche, di enzimi specifici, ecc. (es. metabolismo anaerobio)
• Analisi filogenetica molecolare: conservazione di sequenze del DNA
Variabilità delle sequenze dell‘RNA 16S ribosomale come „lineaguida“ della classificazione tassonomica molecolare
Le regioni del 16S presentano alternanzadi sequenze altamente conservate e sequenze variabili, conservate peròall‘interno di organismi vicini da un puntodi vista tassonomico
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EUCARIOTI PROCARIOTI
EUKARYAARCHAEA
PLURICELLULARI BACTERIA
UNICELLULARIUNICELLULARI
ORGANISMI VIVENTI Albero filogenetico universale
Teoria endosimbiontica per mitocondri e cloroplasti
• Organelli quali mitocondri e cloroplasti derivano dall’”ingestione”, rispettivamente, di batteri o alghe o batteri fotosintetici da parte di altri organismi microscopici
• La base della teoria endosimbiontica poggia sulla somiglianza tra organelli e cellule procariotiche a livello di dimensioni e aspetti fisiologici (presenza di DNA autonomo, ecc.)
CEL
LUL A
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RIO
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IOT E
http://micro.magnet.fsu.edu/cells/index.html
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Parete cellulareMembrana cellulare Apparato per la replicazione del DNAApparato per la trascrizioneApparato per la traduzione (ribosomi …)….
CELLULE EU- CARIOTECELLULE PRO- CARIOTE
Nucleo (membrana nucleare, cromosomi …)Altri organelli delimitati da membrana:
Mitocondrio, Cloroplasto, Apparato di Golgi, Reticolo endoplasmatico ...
Meccanismi di divisione cellulare
Le DIFFERENZE riguardano :
• Gruppo più numeroso • Includono i procarioti più importanti dal punti di
vista medico• (Relativamente) poche specie vivono in “ambienti
estremi”• Nessuna specie nota produce metano • Includono tutte le specie procarioti note che
fanno fotosintesi (Cianobatteri, batteri “verdi”, alcuni gruppi di batteri “rossi”)
• …• Importanti dettagli molecolari (composizione
della membrana citoplasmatica e della parete, apparato trascrizionale e traduzionale)
Zolfo 1 Costituente di metionina e cisteina (aminoacidi), glutatione, molti coenzimi
SO42- ; H2S; S0
Composti organici Potassio 1 Principale catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Sali di potassio Magnesio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Sali di Magnesio Calcio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi,
componente delle endospore Sali di Calcio
Ferro 0.2 Cofattore per alcuni enzimi, componente dei citocromi e di altre ferro-proteine
Sali di Ferro
Mn, Co, Zn, Cu, Mo, Se …
Tracce Cofattori o costituenti di enzimi e coenzimi… Sali relativi
ANALISI ELEMENTAREElemento % peso
secco Funzione Origine
Carbonio 50 Costituente principale del materiale cellulare Composti organici; CO2
Ossigeno 20 Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare Accettore di elettroni nella respirazione aerobica
Composti organici; H2O; CO2; O2
Azoto 14 Costituente degli aminoacidi, basi azotate, lipidi complessi, coenzimi, etc.
Composti organici NH3; NO3
-; N2 Idrogeno 8 Costituente dei composti organici e dell'acqua cellulare Composti organici
Zolfo 1 Costituente di metionina e cisteina (aminoacidi), glutatione, molti coenzimi
SO42- ; H2S; S0
Composti organici Potassio 1 Principale catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Sali di potassio Magnesio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi Sali di Magnesio Calcio 0.5 Catione cellulare, cofattore per alcuni enzimi,
componente delle endospore Sali di Calcio
Ferro 0.2 Cofattore per alcuni enzimi, componente dei citocromi e di altre ferro-proteine
Sali di Ferro
Mn, Co, Zn, Cu, Mo, Se …
Tracce Cofattori o costituenti di enzimi e coenzimi… Sali relativi