PROCESSI BIOLOGICI INDUSTRIALI - unipi. ?· PROCESSI BIOLOGICI INDUSTRIALI Le BIOTECNOLOGIE rientrano…

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    23-Nov-2018

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<ul><li><p>PROCESSI BIOLOGICI INDUSTRIALI</p><p>Le BIOTECNOLOGIE rientrano nella scienza dei processi biologici applicati o insieme dei processi industriali che utilizzano i processi biologici.</p><p>Biotecnologia: luso integrato di microbiologia, biochimica e ingegneria per realizzare la produzione di beni e servizi utilizzando i microorganismi.utilizzando i microorganismi.</p><p>Ovvero: i microorganismi sono i protagonisti attivi delle reazioni che avvengono nei cosiddetti processi biologici industriali.</p><p>Si pu definire scienza giovane, ma anche vero che giovane non se si pensa alla fermentazione alcolica per la produzione del vino ed alla fermentazione per la produzione di formaggi e yogurt.</p></li><li><p>TERRENO APPLICATIVO</p><p>Si va dalla ingegneria genetica, alla messa a punto di processi industriali veri e propri.</p><p>Lapplicazione primaria nella industria alimentare: formaggio, yogurt, vino, lievito, panificazione...</p><p>Farmaceutica: sulfammidici, anseolitici, enzimi....</p><p>Agraria: piante resistenti ai parassiti, fertilizzanti e insetticidi (agrofarmaci) prodotti per via enzimatica e quindi pi facili da biodegradare.</p><p>Zootecnia: mangimi bilanciati, selezione delle razze.</p><p>Industria tradizionale: per svincolarsi dal petrolio nella produzione di solventi, polimeri, intermedi di sintesi...</p></li><li><p>PRINCIPALI VANTAGGI</p><p> Uso di soluzioni acquose e pH circa neutro (minor inquinamento e ambiente non aggressivo-corrosivo);</p><p> Temperature basse (basso dispendio energetico);</p><p> Flessibilit degli impianti; Flessibilit degli impianti;</p><p> Ottima selettivit (purezza del prodotto);</p><p> Minor inquinamento rispetto alla chimica classica.</p></li><li><p>MicroorganismiDefinitionA living organism that is microscopic or submicroscopic, which means it is too small to be seen by the unaided human eye (100 m). </p><p>Microorganisms were first observed by Anton van Leeuwenhoek in 1675 using a microscope of his own design. </p><p>Examples of microorganisms include bacteria, fungi, archaea, and protists. </p><p>Viruses and prions, although microscopic, are not considered microorganisms by others because they are generally regarded as non-living. </p></li><li><p>Dimensionicaratteristiche ()</p></li><li><p>There is no universal definition of life.</p><p>There are a variety of definitions proposed by different scientists. </p><p>To define life in unequivocal terms is still a challenge for scientists.</p><p>I microorganismi sono viventi, ma quale la definizione di vita?</p></li><li><p>Homeostasis: Regulation of the internal environment to maintain a constant state; for example, sweating to reduce temperature.</p><p>Organization: Being composed of one or more cells, which are the basic units of life.</p><p>Metabolism: Consumption of energy by converting nonliving </p><p>Conventional definition: Often scientists say that life is a characteristic of organisms that exhibit the following phenomena:</p><p>Metabolism: Consumption of energy by converting nonliving material into cellular components (anabolism) and decomposing organic matter (catabolism). Living things require energy to maintain internal organization (homeostasis) and to produce the other phenomena associated with life.</p><p>Growth: Maintenance of a higher rate of synthesis than catabolism. A growing organism increases in size in all of its parts, rather than simply accumulating matter. </p></li><li><p>Adaptation: The ability to change over a period of time in response to the environment. This ability is fundamental to the process of evolution.</p><p>Response to stimuli: A response can take many forms, from the contraction of a unicellular organism when touched to complex reactions involving all the senses of higher animals. A response is often expressed by motion (the leaves of a plant turning toward the sun or an animal chasing its prey).turning toward the sun or an animal chasing its prey).</p><p>Reproduction: The ability to produce new organisms. Reproduction can be the division of one cell to form two new cells. Usually the term is applied to the production of a new individual (either asexually or sexually, from at least two differing parent organisms), although strictly speaking it also describes the production of new cells in the process of growth.</p></li><li><p>Sistematicaramo della biologia che studia la classificazione </p><p>dei viventi </p><p>TassonomiaTassonomiasistema di classificazione gerarchica </p><p>dei gruppi, basato sulle loro relazioni evolutive</p></li><li><p>I REGNI VIVENTI</p><p>Agli albori della sistematica naturalistica, i viventi erano divisi in due soli regni: vegetale edanimale.</p><p>Per il naturalista Linneo (1707-1778), gli animali si distinguevano dalle piante perch, a differenza di queste, sono esseri viventi dotati di sensibilit.</p><p>In seguito, con laumento delle conoscenze sulle caratteristiche e la biologia delle diverse forme di vita, questa distinzione si rivelata insufficiente.</p><p>In particolare risultato che numerose forme ad organizzazione meno complessa, tra cui molti unicellulari, sfuggono a una simile suddivisione.</p></li><li><p>L'aumento di conoscenze sui batteri ha inoltre portato a riconoscere una prima fondamentale distinzione tra i viventi in:</p><p>Procarioti Eucarioti</p><p>Oggi procarioti ed eucarioti vengono per lo pi considerati due super-regni (o dominii) distinti. </p><p>Anzi, secondo molti sistematici, la grande variet presente allinterno dei procarioti suggerirebbe di suddividere i viventi addirittura in tre dominii, due dei quali corrispondono agli attuali procarioti.</p></li><li><p>Procarioti Eucarioti</p><p>I tre dominii dei viventi secondo uno schema di albero filogenetico universale. Bacteria e Archaea comprendono i procarioti, Eukarya gli eucarioti. </p></li><li><p>Col procedere delle conoscenze sistematiche, nuovi regni sono stati individuati e descritti sia allinterno dei procarioti che degli eucarioti.</p><p>Seguendo un criterio strettamente filogenetico, secondo cui ogni categoria tassonomica dovrebbe riunire tutti e solo gli organismi che hanno avuto origine da un solo gli organismi che hanno avuto origine da un antenato comune, si arrivati a classificare i viventi in un numero elevatissimo di regni. </p></li><li><p>Haeckel(1894)</p><p>Tre regni</p><p>Whittaker(1969)</p><p>Cinque regniWoese (1977)</p><p>Sei regni</p><p>Woese(1990)</p><p>Tre domini</p><p>Cavalier-Smith (2004)Due dominie sei regni</p><p>Animalia Animalia Animalia Animalia</p><p>Fungi Fungi Fungi</p><p>Plantae Plantae Plantae</p><p>Progressione della classificazione dei regni e dei d omni</p><p>Eukarya EukaryotaPlantaePlantae Plantae Plantae</p><p>Protista ProtistaChromista</p><p>Protozoi</p><p>Protozoi</p><p>MoneraArcheabacteria Archaea</p><p>Prokaryota Batteri</p><p>Eubatteri Bacteria</p></li><li><p>Tuttavia, dal momento che i legami filogenetici tra i vari gruppi di organismi non sono stati ancora completamente chiariti e numero e nomi dei regni cambiano frequentemente a scapito della chiarezza, comunemente ci si riferisce alla suddivisione in cinque regni di Whittaker (uno di procarioti e quattro di eucarioti). </p><p>In particolare il grande regno dei protisti, che riunisce gli eucarioti a In particolare il grande regno dei protisti, che riunisce gli eucarioti a organizzazione meno complessa, prevalentemente di ambiente acquatico, poco pi che un regno di risulta, cio un insieme eterogeneo che riunisce tutte le forme che non rientrano negli altri regni. Per questo motivo, la maggior parte degli studiosi che si occupano di questi organismi (alghe, organismi fungoidi, protozoi, ecc.) non riconosce il regno dei protisti, che viene suddiviso in regni pi piccoli ed omogenei.</p></li><li><p>The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again.</p><p>I regni sono </p><p>I REGNI VIVENTI secondo la teoria dei 5 Regni:</p><p>Monera (procarioti)- archibatteri- eubatteri</p><p>Protista (protisti) Plantae (piante)Fungi (funghi)Animalia (animali)</p><p>I regni sono individuati in base a:</p><p> tipo cellulare complessit strutturale </p><p> tipo e modalit di nutrizione</p></li><li><p>I CINQUE REGNI DEL MONDO VIVENTE</p><p>MONERA PROTISTI FUNGHI PIANTE ANIMALI</p><p>organizzazione cellulare</p><p>procariota eucariota eucariota eucariota eucariota</p><p>materiale genetico DNA non associato a proteine in cromosomi</p><p>DNA associato a proteine </p><p>in cromosomi</p><p>DNA associato a proteine </p><p>in cromosomi</p><p>DNA associato a proteine in cromosomi</p><p>DNA associato a proteine </p><p>in cromosomi</p><p>membrana nucleare assente doppia o singola doppia doppia doppia</p><p>organuli cellulari delimitati da membrane</p><p>assenti presenti presenti presenti presenti</p><p>cloroplasti assenti presenti o assenti assenti presenti assenti</p><p>parete cellulare non cellulosica assente o presente; in genere chitinosa cellulosica assenteparete cellulare non cellulosica assente o presente; cellulosica o di vario </p><p>tipo</p><p>in genere chitinosa cellulosica assente</p><p>nutrizione autotrofa, eterotrofa per assorbimento</p><p>autotrofa, eterotrofa per assorbimento o </p><p>fagocitosi</p><p>eterotrofa per assorbimento </p><p>autotrofa eterotrofa per ingestione</p><p>organizzazione cellulare</p><p>unicellulari unicellulari o pluricellulari poco </p><p>differenziati</p><p>pluricellulari pluricellulari pluricellulari</p><p>sistema nervoso assente assente assente assente presente, spesso complesso</p><p>respirazione aerobia o anaerobia aerobia aerobia o anaerobia aerobia aerobia</p></li><li><p>Sia procarioti che eucarioti hanno una organizzazione cellulare</p><p>Questo consente loro una vita autonoma, grazie alla presenza di una membrana limitante e di sistemi intracellulari necessari ad esplicare le attivit vitali fondamentali.</p><p>I virus, invece, non hanno organizzazione cellulare, sono assai pi semplici dei procarioti e, soprattutto, essendo costituiti semplici dei procarioti e, soprattutto, essendo costituiti essenzialmente da DNA ed RNA, sono parassiti obbligati, in quanto incapaci di riprodursi se non allinterno di una cellula procariota o eucariota.</p><p>Per questo motivo non si considerano viventi o comunque sono al confine fra vivente e non-vivente, qualora ci si riferisca alla definizione di vita che prevede la capacit di riprodursi.</p></li><li><p>I procarioti (dal greco Pro- 'prima, davanti' e Karyon 'nucleo') (o Monere) sono organismi unicellulari (o, al pi, coloniali) composti da una cellula semplice e primitiva (procellula) di dimensioni dell'ordine del micrometro (da 0.5 a 3 micron), senza membrana nucleare o altre suddivisioni interne. </p><p>Gli eucarioti (dal greco eu, perfetto e karyon, nucleo) sono organismi mono- o pluricellulari costituiti da cellule dotate di nucleo, dette eucellule, pi complesse ed evolute delle cellule procariote.</p></li><li><p>Appartengono a questo regno tutti i procarioti, sia quelli esclusivamente aerobi, che quelli esclusivamente anaerobi.</p><p>Questo regno ha 2 phylum principali: </p><p>1 -alghe azzurre (o cianobatteri). Luso del termine alghe sta ad indicare che possiedono caratteristiche comuni con parecchi gruppi </p><p>Le Monere</p><p>indicare che possiedono caratteristiche comuni con parecchi gruppi di eucarioti, anchessi chiamati alghe. Contengono clorofilla e sono in grado di compiere la fotosintesi (liberano ossigeno come prodotto secondario).</p><p>2-batteri. Sono procarioti che non possiedono clorofilla e non liberano ossigeno come prodotto secondario. Si dividono a loro volta in Archeobatteri e Eubatteri.</p></li><li><p>Il regno delle Monere quindi costituito da: </p><p>Cianobatteri</p><p>Archeobatteri</p><p>Eubatteri</p></li><li><p>I batteri possono essere eterotrofi o autotrofi</p><p>Si definiscono come organismi autotrofi (dal greco "autos" = da se stesso e "trophos" = alimentazione) quelli capaci di nutrirsi utilizzando solamente semplici sostanze inorganiche, come avviene per le Piante che necessitano solo di anidride carbonica ricavata dall'aria, di acqua e sali minerali assorbiti dal terreno. Le ricavata dall'aria, di acqua e sali minerali assorbiti dal terreno. Le piante sono fotoautotrofe perch utilizzano il Sole come fonte di energia ; in casi molto pi rari, come accade per alcuni batteri, l'organismo ricava l'energia necessaria dall'ossidazione di sostanze inorganiche (chemioautotrofia).</p></li><li><p>Gli organismi eterotrofi (dal gerco "hteros" = altro, differente) si nutrono di sostanze organiche prodotte dagli organismi autotrofi: tipico il caso degli Animali che si alimentano direttamente (erbivori) o indirettamente (carnivori) di vegetali. Un caso importante di eterotrofismo quello dei decompositori capaci di nutrirsi di detriti organici di animali e decompositori capaci di nutrirsi di detriti organici di animali e piante presenti nel terreno.</p></li><li><p>1 - Fotoautotrofi: Sintetizzano i composti organici partendo dallaanidride carbonica ed utilizzando come fonte energetica la luce solare.</p><p>Dal punto di vista del metabolismo, si individuano, all'interno diquesto regno, 4 principali gruppi di batteri:</p><p>solare.</p><p>2 - Fotoeterotrofi: Utilizzano la luce per generare energia sottoformadi ATP, ma non sono in grado di fissare l'anidride carbonica,necessitano quindi di carbonio organico.</p></li><li><p>3 - Chemioautotrofi: Sono in grado di fissare l'anidride carbonica ed ossidano composti inorganici per ricavare energia.</p><p>4 - Chemioeterotrofi: 4 - Chemioeterotrofi: Traggono energia e componenti strutturali da sostanze dellambiente circostante.</p></li><li><p>CELLULE PROCARIOTE</p><p>Crescono rapidamente; ad esempio possono raddoppiare di massa, numero e dimensioni nel giro di 20 minuti.</p><p>Sono molto versatili, possono accettare una gran variet di nutrienti e anche selezionare il miglior nutriente fra molti, sono quindi capaci e anche selezionare il miglior nutriente fra molti, sono quindi capaci di adattarsi rapidamente ad una gran variet di ambienti.</p><p>Sono caratterizzate da una struttura non compartimentalizzata, molto primitiva. </p></li><li><p>Parete rigida (detta capsula, glicocalice, strato mucoso, ecc) spessa circa 200 , costituita da peptidoglicano = catene parallele polisaccaridiche tenute assieme da ponti peptidici).</p><p>1 Capsula</p><p>2 Parete cellulare</p></li><li><p>Membrana plasmatica o plasmalemma di natura lipoproteica, spessa circa 70 .</p><p>3 Membrana citoplasmatica</p></li><li><p>4 Citoplasma</p><p>All'interno del plasmalemma, localizzato il citoplasma. Il citoplasma occupa circa la met del volume totale della cellula e vi si trovano disperse tutte le sostanze chimiche vitali tra cui sali, ioni, zuccheri, una grande quantit di enzimi e proteine e la maggior parte dell'RNA. L'acqua costituisce circa l'80% delle sostanze contenute nel citoplasma. </p></li><li><p>5 RibosomiOrganuli devoluti alla sintesi delle proteine e contenenti RNA eproteine.</p></li><li><p>6 Mesosoma Il mesosoma un ripiegamento della membrana citoplasmatica di forma irregolare.</p><p>I mesosomi svolgono molte delle funzioni della membrana citoplasmatica:</p><p>mesosomi settali: intervengono nella divisione cellulare e tengono legato il DNA facilitando la separazione dei due cromosomi e la produzione del setto cromosomi e la produzione del setto trasversomesosomi respiratori: contengono la maggior parte dei citocromi e degli enzimi respiratorimesosomi biosintetici: contengono enzimi che intervengono nella sintesi dei componenti della parete.mesosomi fotosinteticimesosomi sporali: essenziali per la formazione dell' endospora</p></li><li><p>7 Nucleoide</p><p>Regione dalla forma irregolare, che contiene materiale genetico. Il nucleoide formato da un'associazione di proteine di cui solamente alcune sono note, si stima che siano almeno una dozzina. Queste proteine si complessano con il DNA genomico dei procarioti modulandone la trascrizione. Il nucleoide larg...</p></li></ul>