La crescita diauxica dei batteri

I batteri, per poter sopravvivere, hanno bisogno di nutrirsi e di acquistare energia dall'esterno oppure devono catabolizzare delle sostanze nutrienti. Il catabolismo è infatti una parte del metabolismo in cui le sostanze nutrienti vengono ossidate o comunque ridotte per poterne ricavare energia utile alla creazione di ATP. I processi catabolici variano da organismo ad organismo ma si è osservato che in presenza di più sostanze nutrienti i batteri operano una particolare selezione volta ad ottimizzare l'energia e di conseguenza la crescita del batterio. La selezione di un miglior nutriente significa poter disporre di energia sufficiente alla propria crescita, per questo motivo in presenza di più nutrienti si verifica il fenomeno della crescita diauxica. Un fenomeno molto studiato di crescita diauxica è osservabile in alcuni batteri che si possono nutrire sia di glucosio sia di lattosio. Il glucosio è uno zucchero che si presta con più facilità ad essere ossidato, rispetto al lattosio, ed è quindi preferito dai batteri. In questa sede verranno tralasciate le concentrazioni dei due zuccheri per poter comprendere il funzionamento della crescita diauxica in maniera coincisa. Se in una coltura batterica sono presenti sia il glucosio sia il lattosio i batteri inizieranno un fenomeno di crescita diauxica demolendo prima il glucosio e in un secondo tempo il lattosio. I due zuccheri non sono demoliti dagli stessi enzimi, il glucosio viene demolito nella fase glicolitica mentre il lattosio ha bisogno dell'enzima beta-galattosidasi per poter essere digerito. La crescita diauxica è conosciuta come effetto glucosio o con il termine repressione da cataboliti. Nella prima fase si utilizza il glucosio nella glicolisi.
L'enzima beta-galattosidasi non viene sintetizzato perché non è necessario. Una volta terminato il glucosio la crescita si interrompe bruscamente perché il batterio deve riorganizzarsi, a livello genetico, alla demolizione del lattosio. Vengono indotti i geni che sintetizzano l'ensizima beta-galattosidasi con il quale è possibile demolire il lattosio.

La genetica della crescita
Un ruolo fondamentale nello studio della genetica in fasi di crescita diauxica lo possiede l'AMP ciclico. L'AMP ciclico è una molecola che, per certi versi ed in maniera molto semplificata, indica di cosa il batterio si sta cibando in un determinato momento. L'AMP ciclico viene infatti prodotto dalle AMP ciclasi quando il glucosio termina ed è necessario iniziare a demolire il lattosio. L'AMP ciclico si lega ad una proteina recettore (CAP) e viene attivata, in questo modo può legarsi all'RNA del batterio e, durante la sintesi proteica, induce la produzione dell'enzima beta-galattosidasi.

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