Endospore ed esospore: caratteristiche e differenze

Le spore sono delle forme di resistenza dei batteri che hanno una struttura diversa rispetto alla cellula vegetativa e vengono studiate perché è importante capire quali processi una cellula vivente può mettere in atto per sopravvivere in condizioni non ottimali (rilevanza teorica per la ricerca di base).

Molti patogeni producono spore

È importante studiare le spore perché molti patogeni che producono tossine in natura si trovano in questa forma. Conoscere la strutture delle spore è importante per capire come distruggerle (rilevanza pratica).

Le spore restano quiescenti

Le spore possono restare quiescenti per periodi di tempo estremamente lunghi, addirittura nel 1995 un gruppo di scienziati ha ottenuto la germinazione di spore batteriche che risalivano a circa 30 milioni di anni fa. La spora ha tutto il necessario per riprendere la sua attività vegetativa, ma può germinare solo in condizioni opportune.



Le spore si dividono in:

  • Endospore
  • Esospore

Esospore batteriche

  • Sono più resistenti della cellula vegetativa e servono per la diffusione e per colonizzare nuovi siti.
  • Si formano dai compartimenti multinucleati, il DNA si replica ma non si formano subito i setti di divisione cellulare. Dopo avviene la settazione e si formano le esospore dal micelio.

Endospore batteriche

  • Sono molto più resistenti della cellula vivente e servono per la sopravvivenza in condizioni proibitive per la cellula vegetativa. La cellula le prova tutte ma quanto non servono come ultima spiaggia sporula.
  • Le endospore si originano da una cellula madre (ecco perché endospore) che ha un solo destino: morire per dare origine alla spora. Avviene la lisi della cellula e si libera la spora matura.
  • Diversi batteri sono in grado di produrre endospore. I più comuni sono i batteri Gram+ dei generi Bacillus e Clostridium.

Leggi anche: germinazione delle spore

Localizzazione intracellulare delle spore

La localizzazione della spora varia in base ai vari tipi di batteri e si può vedere attraverso l’osservazione con la colorazione di Shaeffer e Fulton:

  1. Spora centrale che non deforma la cellula madre
  2. Spora centrale con diametro maggiore che deforma la cellula madre
  3. Spora terminale che deforma la cellula madre

Bacilli gram positivi che producono endospore

Appartengono al genere Bacillus o Clostridium.

  • B. anthracis (CARBONCHIO)
  • B. cereus  (TOSSINFEZIONI ALIMENTARI)
  • B. subtilis (NON PATOGENO)
  • C. botulinum (BOTULISMO)
  • C. difficile (COLITE PSEUDOMEMBRANOSA)
  • C. perfringens (GANGRENA GASSOSA)
  • C. tetani (TETANO)




Le spore si trovano nello stato di criptobiosi (vita nascosta)

Nello stato criptobiotico tutti i processi metabolici si fermano, impedendo la riproduzione, lo sviluppo e la riparazione.

Le spore si trovano in questo stato in cui ogni sintesi macromolecolare è assente (non c’è trascrizione né traduzione). La cellula è disidratata quindi tutti gli enzimi non possono funzionare, ma le spore non muoiono perché sono ricche di un particolare composto (dipicolinato di calcio) che le protegge. Hanno solo qualche piccolo RNA per poter ripartire subito al momento della germinazione.

Le spore resistono a:

  • Elevate temperature.
  • Radiazione UV.
  • Agenti battericidi.
  • Carenza di nutrienti.

Tutte queste condizioni sono normalmente letali per la cellula batteriche.

Induzione della sporulazione

Affinché possa avvenire sono necessari dei “sensori” che devono avvertire la carenza di nutrienti, l’assenza di ossigeno ecc. Questi sensori agiscono attraverso fosforilazione e defosforilazione di proteine che vanno ad attivare un regolatore trascrizionale Spo0A, che va ad attivare l’espressione di quei geni che portano alla formazione della spora. (Spo0A è attivo nella forma fosforilata).
In laboratorio la sporulazione avviene in 10 ore, mentre la germinazione in circa un’ora.



Ciò che caratterizza la sporulazione è un alternarsi molto sofisticato di meccanismi di espressione del patrimonio genetico che sono finemente regolati spazialmente e temporalmente tra la cellula madre e la spora. Durante la sporulazione ci sono fasi in cui si esprime il genoma della spora e fasi in cui si esprime il genoma della cellula madre e alcuni geni vengono espressi solo nella spora e altri solo nella cellula madre (regolazione spaziale) e vengono espressi in momenti diversi e non contemporaneamente (regolazione temporale).

Leggi i nostri appunti sul processo di sporulazione

Leggi i nostri appunti sulla regolazione della sporulazione

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