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Jun 11, 2023

Qual è la differenza tra aerobi e anaerobi?

I microrganismi, in particolare i batteri, sono stati classificati in diversi gruppi a seconda di diverse caratteristiche quali aspetto fisico, proprietà della coltura, fabbisogno energetico e nutritivo,

I microrganismi, in particolare i batteri, sono stati classificati in diversi gruppi a seconda di diverse caratteristiche quali aspetto fisico, proprietà della coltura, fabbisogno energetico e nutritivo, capacità biosintetica, temperatura di crescita ottimale, fabbisogno di ossigeno, tra gli altri. Una delle classificazioni utilizzate per separare i batteri è il fabbisogno di ossigeno, che divide il lotto in due gruppi principali: gli aerobi, ovvero le specie batteriche che generalmente richiedono ossigeno per la crescita, e gli anaerobi, ovvero i batteri che non necessitano di ossigeno per la crescita.

L'ossigeno (O2) è una molecola importante per il metabolismo, la crescita e la sopravvivenza di molte specie microbiche e, tuttavia, alcuni gruppi non possono sopravvivere in presenza di ossigeno, mentre altri si trovano tra questi due e sono considerati microbi tolleranti all'ossigeno. Nelle reazioni biochimiche che coinvolgono l'ossigeno si formano molecole altamente reattive come il perossido di idrogeno e i radicali liberi superossido che causano danni all'organismo. Per combattere gli effetti di queste molecole, i batteri hanno enzimi che convertono i radicali liberi in forme più sicure di composti dell’ossigeno come l’acqua. Alcuni microbi, gli aerobi, possiedono enzimi come catalasi, perossidasi e superossido dismutasi utilizzati nel metabolismo dell'ossigeno. Altri, gli anaerobi, non possiedono enzimi per convertire questi radicali liberi, quindi non possono sopravvivere in presenza di ossigeno nell'ambiente.

Il primo gruppo, detti aerobi, si divide in tre classi e cioè gli aerobi obbligati che necessitano di ossigeno per il loro metabolismo e la biosintesi principalmente per la respirazione aerobica, gli aerobi facoltativi invece non necessitano di ossigeno ma possono crescere in modo ottimale in sua presenza, e gli aerobi gli ultimi sono gli aerobi microaerofili che utilizzano quantità minime di ossigeno per il loro metabolismo perché hanno all'interno della cellula alcune molecole sensibili all'ossigeno. I batteri aerobici sono in grado di utilizzare l'ossigeno come accettore finale di elettroni e di convertirlo in acqua.

L'altro gruppo è quello degli anaerobi che sono ulteriormente separati in due classi. Gli anaerobi aerotolleranti sono quelli che non necessitano di ossigeno ma sopravvivono anche quando l'ossigeno è presente ma non possono utilizzare l'ossigeno nel loro metabolismo. Gli anaerobi obbligati invece non saranno in grado di sopravvivere quando l'ossigeno viene introdotto nel loro ambiente. Rispetto agli aerobi, gli anaerobi utilizzano altre molecole come anidride carbonica, zolfo e acetato come accettore finale di elettroni durante il metabolismo energetico.

Esistono alcune reazioni biochimiche utilizzate per classificare i batteri in base al loro fabbisogno di ossigeno. I coloranti indicatori di reazione redox vengono solitamente aggiunti ai terreni per determinare se un batterio sconosciuto può utilizzare l'ossigeno. Il colorante resozurina è un colorante comunemente usato per dimostrare le condizioni anaerobiche e l'utilizzo dell'ossigeno. Il suo colore cambia dal blu al rosa quando ridotto, indicando una reazione con l'ossigeno. L'intensità del cambiamento di colore è comunemente associata al fabbisogno di ossigeno delle specie batteriche presenti nel terreno. Questo metodo viene solitamente eseguito sul latte per dimostrare le condizioni anaerobiche nel latte.

Alcuni ricercatori tendono ad avere problemi nel condurre tecniche convenzionali per determinare il fabbisogno di ossigeno dei batteri perché non tutte le specie di batteri possono essere coltivate in laboratorio, mentre altri, in particolare alcuni batteri anaerobici sono altamente sensibili alla presenza di ossigeno e richiedono tecniche rigorose per mantenere condizioni anaerobiche. Tuttavia, con l'aiuto di nuove tecnologie come le tecnologie di sequenziamento, la determinazione del fabbisogno di ossigeno e di altre caratteristiche biochimiche può essere facilmente effettuata. Il sequenziamento dell’intero genoma fornisce una visione olistica di tutte le caratteristiche che un organismo possiede. Può essere utilizzato per sapere se un organismo ha geni che codificano per gli enzimi utilizzati nel metabolismo dell'ossigeno. D'altra parte, tecniche di sequenziamento specifiche come il sequenziamento del trascrittoma possono essere utilizzate per vedere la risposta dei batteri ai cambiamenti nelle condizioni di crescita come la variazione della concentrazione di ossigeno.