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Lo strumento principe della microbiologia è il microscopio; attraverso l'attenta osservazione e opportune colorazioni è possibile riconoscere la maggior parte dei microrganismi. Benché ne esistano diversi tipi, il microbiologo sfrutta essenzialmente il classico microscopio ottico, utilizzato sia a basso ingrandimento per visualizzare la morfologia della colonie batteriche, sia ad alto ingrandimento, per analizzare le caratteristiche dei singoli batteri. Il microscopio elettronico viene invece utilizzato a scopo di ricerca nella virologia, la scienza che studia i virus, piccole entità biologiche che non possono essere apprezzate con la normale microscopia.
Batteri, virus, funghi e protozoi possono essere inoltre coltivati; si utilizzano dei terreno di coltura, particolari miscele di diverse sostanze in grado di apportare il nutrimento necessario alle colonie di microrganismi in accrescimento. Mentre i batteri ed i funghi crescono su terreni relativamente semplici, come brodi o gelatine, i virus necessitano di colture cellulari, piastre che contengono cellule umane o animali in grado di fornire gli apparati replicativi ed energetici di cui i virus hanno bisogno. Questi terreni sono molto importanti perché, in base alle preferenze "alimentari" di alcuni batteri, si riesce a riconoscere il genere e talora la specie di cui fanno parte. Un esempio è la capacità che hanno alcuni batteri di crescere in terreni arricchiti con bile (Enterobacteriaceae), con sale (Staphylococcus) o tellurito (Corynebacterium).
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Un virus è un parassita endocellulare obbligato; in parole povere, un virus non può replicarsi se non infettando le cellule per sfruttarne gli apparati replicativi ed energetici. I virus sono molto più piccoli dei batteri e per questo possono essere osservati solo con strumenti appositi quale il microscopio elettronico a trasmissione; tra i più piccoli (20-30 nm) ci sono i Picornaviridae, famiglia che comprende il virus della poliomielite e del raffreddore, tra i più grandi (più di 200 nm) spiccano i Poxviridae, famiglia del virus del vaiolo. I virus possono essere considerati dei "contenitori" di materiale genetico e vengono classificati sulla base di quest'ultimo: esistono virus a DNA e virus a RNA, virus a singolo filamento e a doppio filamento, virus il cui RNA deve essere prima convertito a DNA, virus con RNA che deve essere ricopiato al contrario per funzionare (trascrittasi inversa) e virus il cui materiale genomico è segmentato, come il virus dell'influenza.
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- Molti antibiotici sono prodotto da microrganismi; la penicillina, ad esempio, è prodotta da una muffa, il Penicillium notatum.
- Metodiche di ingegneria genetica hanno permesso di ricavare dal Saccharomyces cerevisiae, comunemente conosciuto come lievito di birra, il moderno vaccino per l'epatite B.
- Le spore di Clostridium tetani, bacillo responsabile del tetano, resistono per decenni nel terreno senza essere inattivate.
- Il virus dell'HIV possiede una retrotrascrittasi, enzima in grado di fare integrare il suo materiale genomico al nostro DNA.
- I funghi dimorfi sono organismi in grado di trasformarsi da muffa a lievito in base alla temperatura esterna.
- La malaria è provocata da un protozoo chiamato Plasmodium trasportato dalle zanzare del genere Anopheles.
- Il nome vaccino deriva da vacca, animali il cui virus del vaiolo veniva usato da Edward Jenner per indurre resistenza al vaiolo umano.
- La parete cellulare di alcuni funghi è composta da chitina, polisaccaride strutturale che forma l'esoscheletro degli insetti.
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Una molecola di tRNA, tipicamente ripegata a L, pronta a svolgere il suo ruolo nella sintesi proteica.
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Louis Pasteur fu un chimico e biologo francese. Grazie alle sue scoperte e alla sua attività di ricerca è universalmente considerato il fondatore della moderna microbiologia. Nato a Dole, nella regione del Giura francese, Pasteur studiò alla 'École Normale Supérieure. Nel 1849 divenne professore di chimica all'Università di Strasburgo. Tutte le grandi scoperte dello scienziato francese vennero realizzate affrontando i problemi più gravi, a metà dell'Ottocento, dell'agricoltura, dell'industria agraria, dell'allevamento. La successione delle stesse scoperte corrisponde ad una successione di studi su problemi agricoli, agroindustriali, veterinari.
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