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Che cosa è la Microbiologia?
La M. studia i microrganismi, così denominati perché
scoperti storicamente grazie al microscopio.
NB: gli organismi studiati dalla microbiologia NON
sono tutti microscopici e unicellulari. Le forme
pluricellulari sono organizzate in modo più semplice
dei Metazoi.
La MICROBIOLOGIA si occupa di
eucarioti (protozoi, alghe e funghi),
eubatteri (E.coli), archebatteri, virus e
particelle subvirali (come prioni e
viroidi) e delle loro interazioni con
l’ambiente e gli altri organismi viventi.
Si distinguono tre forme principali di vita cellulare (DOMINI). Ognuna comprende
moltissimi microrganismi.
Origin of life….!!!
La Microbiologia si integra strettamente con :
biologia molecolare e cellulare, biochimica, genetica,
tassonomia, ecologia,
genomica e proteomica funzionale,
immunologia e discipline biomediche (farmacologia,
patologia, ecc.)
La Microbiologia è una discipina scientifica
molto ampia e in veloce evoluzione,
fondamentale per la ricerca di base e applicata.
A cosa serve?
Come vengono presentate le lezioni frontali? Dove si trovano i materiali relativi?
Le slides delle lezioni frontali e un laboratorio virtuale si trovano sulla Home Page del docente
http://www.bio.unipd.it/david_baroni/
Per accedere alla Home Page bisogna iscriversi compilando il modulo che si trova on-line
http://www.bio.unipd.it/david_baroni/iscrizione.html
ORARIO DI RICEVIMENTO DOCENTEProf. David Baroni Martedì 10,30-11,30
Per comunicazioni urgenti scrivereun messaggio di posta elettronica CO-INDIRIZZATO a:
Dott.ssa Vitale
Dott.ssa Martelli
[email protected] Daniela Segat
[email protected]. David Baroni
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The History and Scope of Microbiology
Old definition: study of organisms too small to be clearly seen by the unaided eye (i.e., microorganisms)
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Le prime descrizioni sistematiche di microorganismi sono di
Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)
e successivamente di
Robert Hooke (1635-1703)
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Antoni van Leeuwenhoek began writing letters to the Royal Society in London in 1673
Leeuwenhoek make the first descriptions of protozoa, bacteria, and spermatozoa which he called "animancules" and made the first detaileddescriptions of the red blood cell.
wee animancules
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50-300X
Possible“Dark-field”microscopy
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. . . my work, which I've done for a long time, was not pursued in order to gain the praise I now enjoy, but chiefly from a craving after knowledge, ...
…., so that all ingenious people might be informed thereof.
Letter of June 12, 1716
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La microbiologia nasce col microscopio la m.moderna nasce con il microscopio
"composto" (più di una lente)
Zacharias Jansen ( Middleburg, Holland, attorno al 1595): sistema a due lenti. (2-lens sytem)
Il miglioramento-chiave fu l’introduzione del microscopio a tre lenti da parte di Robert Hookee C. Cock.
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Malpighi (1628-94) , Hooke e van Leeuwenhoekhanno fatto le prime importanti observazioni con il microscopio composto.
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1665
Hooke haddiscovered plant
cells -- more precisely,
……the cell walls in cork
tissue.
Hooke whocoined the term
"cells": the boxlike cells of cork remindedhim of the cellsof a monastery.
….. similar structures in wood and in other plants.
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L’uso del microscopio ha portato alla scoperta dei microorganismi e alla nascita della M.
Lo sviluppo della M. è legato ai tentativi di confutare/dimostrare la antica teoria della
generazione spontanea e soprattuttodi identificare gli agenti delle malattie (contagiose).
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L’accademia delle scienze francese, nel 1860, offre un premio per il miglior contributo sperimentale sul problema della generazione spontanea.
In quel momento i sostenitori della generazione spontanea sostengono:
1) Nei contenitori sigillati non c’è aria fresca, necessaria per la generazione spontanea
2) I drastici trattamenti al calore o chimici dell’aria ne eliminano la “forza vitale”
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Louis Pasteur, dimostra conclusivamente che tutti i microorganismi che si sono sviluppati in mezzi zuccherini da lui preparati sono il risultato di microorganismi già presenti nell'aria che vengono a contatto coi media culturali, e non derivano dall'aria come tale.
←←←← Louis Pasteur (1822-1895)
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Il famoso esperimento di Pasteur con i contenitori dal “collo di cigno”
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Later in his career, he was approached with a contaminationproblem in alcoholic fermentation, which was thought to be anentirely chemical process at the time.
After careful examination, he found that the fermenting solutioncontained optically active compounds and concluded thatfermentation was a biological process carried out by microorganisms.
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Many elegant experiments showed unequivocallythe existence of microorganisms and their effect
on fermentation. This was driven largely by the wine industry in France.
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Pasteur ha introdotto i termini aerobico e anaerobico
descrivendo la crescita dei lieviti su una fonte di zuccheri
in presenza e in assenza di ossigeno, rispettivamente.
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Effetto Pasteur.
maggior produzione di alcool in condizioni anaerobiche.
"Fermentation is the consequence of life without air".
Pasteur, L. "Animalcules infusoires vivant sans gaz oxygene libre et determinant desfermentations." Compt. Rend. Acad. Sci. (Paris) 52:344-347, 1861
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Important: Pyruvate oxidation, citric acid cycle and electron transport do not work in the absence of oxygen
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Fermentation -- oxidation of an organiccompound in the absence of external electron acceptor (no oxygen required). Uses SLP (substrate-level phosphorylation)
Aerobic Respiration -- oxidation of an organiccompound where oxygen is the final electron acceptor. Uses ETS (electron transport system) as well as SLP
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Anaerobic respiration (unique to bacteria) --oxidation of organic compounds where an external substrate other than oxygen serves asfinal electron acceptor. Exs: nitrate, sulfate, carbon dioxide
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1877
Robert Koch dries films of bacteria, stainsthem with methylene blue and thenphotographs them. He uses cover slips toprepare permanent visual records.
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The Development of Techniques
• Koch’s work led to discovery or development of:– agar– petri dish– nutrient broth and nutrient agar– methods for isolating microorganisms
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