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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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Struttura a doppia elica del DNA.
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Jean-Baptiste Lamarck è stato un biologo, zoologo e botanico francese. Coniò verso la fine del XVIII secolo il termine "biologia" ed elaborò il Lamarckismo, ovvero la teoria sulla eredità dei caratteri acquisiti. partecipò alla Guerra dei sette anni nell'armata al comando del duca de Broglie. Rientrato in Francia si stabilì a Parigi dove si dedicò allo studio della Biologia, della meteorologia e della botanica, conseguì la laurea in Scienze Biologiche, specializzandosi in Zoologia e Botanica all'Università di Parigi nel 1774 per la quale ebbe come maestro Bernard de Jussieu. Cominciò a farsi conoscere col catalogo descrittivo La flore française, compilato con un nuovo metodo da lui introdotto.
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