Wykład 1

1. mikrobiologia to nauka o drobnoustrojach (mikroorganizmach). Termin mikrobiologia wywodzi się z greki mikros = mały, bios = życie, logos = nauka. Nauka ta zajmuje się drobnoustrojami w zakresie cech morfologicznych, fizjologicznych, właściwości biochemicznych, rolą w środowisku, interakcjami pomiędzy drobnoustrojami a innymi organizmami w tym właściwościami chorobotwórczymi oraz zastosowaniem mikroorganizmów w przemyśle.

Drobnoustroje stanowią odmienną pod względem taksonomicznym, wielkości i budowy grupę organizmów. Można je ze względu na powyższe kryteria zróżnicować na grupy:

1. bakterie i archeony - organizmy prokariotyczne o budowie komórki innej niż komórka eukariotyczna

2. wirusy, które nie wykazują zdolnści do samodzielnego życia, nie mają organów, komórek i własnego metabolizmu.

3. Glony, grzyby nitkowate i pierwotniaki. Są to organizmy eukariotyczne, przypominające swoją budową komórki roślin i zwierząt.

2. kształty komórek bakterii i archeonów są zróżnicowane morfologicznie i fizjologicznie.

1. Kształty regularne

typ kulisty - ziarniak

typ cylindryczny - pałeczki

typ spiralny - krętki i śrubowce np Borellia sp., Treponema palidum

ziarniaki dzieli się na:

- pojedyncze komórki

- dwoinki np Neisseria sp (rzeżączki)

- paciorkowce np. Streptococcus sp. Paciorkowce

- gronkowce np. Staphylococcus aureus -gronkowiec złocisty

- pakietowce np. Micrococcus sp.

Formy cylindryczne

- pałeczki proste np. Escherichia coli

- pałeczki zgięte (przecinkowce) np. Vibrio cholerae - przecinkowiec cholery.

Dwoinki po wytrząsaniu rozdzielają się na pojedyncze komórki aż nie zaczną się dzielić. Paciorkowce powstają gdy w rozmnażaniu są płaszczyzny podziału ułożone. Gdy płaszczyzny podziału są chaotyczne to powstają gronkowce. Po pierwszym podziale powstają dwoinki, po drugim, 4 komórki, potem 8 i powstają pakietowce zwane też sześcianką.

Formy cylindryczne mogą występować jako pałeczki proste lub zgięte.

2. bakterie mogą mieć też inne kształty - nieregularne

- bakterie stylikowe i występujące w postaci wolnopływającej

- bakterie pączkujace

- bakterie nitkowate mogą mieć otoczkę. Są to gł bakterie środowiskowe

- promieniowce mają kom rozgałęzione i kształtem przypominają grzybnię właściwą, ale ma ścianę kom i nie ma jądra kom, szer kom 1mm, anie jak u grzyba >5mm np. Streptomycetes

3. morfologia sinic

Dawniej myślano, że w koloniach sinic, komórki są niezróżnicowane. Teraz wiadomo, teraz wiadomo, że komórki sinic mogą być zróżnicowane nawet funkcjonalnie:

1. beocyty - do rozrodu sinic

2. heterocysty - mają grubszą ścianę, wiążą N₂

3. akinety - bardziej odporne na czynniki fizykochemiczne (poza ciepłoopornością) - funkcja przetrwalnikowa

4. przeciętny wymiar komórki bakteryjnej wynosi 0,2 - 10μm., ale to budowa kom anie jej wymiar decyduje ze to komórka bakteryjna, bo odkryto komórki bakteryjne większe od niektórych eukariotycznych. Epulopiscion Fishelsoni ma 80 na 600 μm, Thiomargarita nambiensis 100 - 600 μm i są to największe bakterie.

5. Budowa komórek bakterii i archeonów.

1. na zewnątrz występują struktury nitkowate jedna lub więcej. Są to rzęski o innej budowie niż u eukariota. Rzęska - flagellum kręcąc się umożliwia ruch bakteriom. Nie zawsze rzęski są sprawcami ruchu, bo występuje też ruch ślizgowy

2. fimbrie - wyrostki zbudowane z białka fimbryliny o średnicy 2-10nm i długości 100 - 500 000 nm. Funkcją jest adhezja - czyli przyłączanie komórek do substancji odżywczych lub innej kom w zakażonym organizmie.

3. Pille - fimbrie płciowe, nitkowate struktury występują u niektórych bakterii gram (-). Zbudowane są z piliny (białka o masie 7200 Da, jednej reszty glukozy i kwasu fosforowego). Pila jest rurką z kanałem o średnicy 2,5 nm. Podczas koniugacji przez pilę przechodzi materiał genetyczny z jednej komórki do drugiej. Pil może być wiele na jednej komórce.

4. S - layer - warstwa powierzchniowa, proteinowa występująca u wielu gatunków bakterii, zbudowana jest z jednego typu białka charakterystycznego dla danego gatunku bakterii. Grubość 3-25 nm. Funkcją jest ochrona komórki.

5. Warstwa zwana otoczką lub śluz. Otoczka to wydzielina komórki o dużej ilości wody (90%) - uwodniony egzoheteropolisacharyd lub polimery aminokwasowe. Otoczka poliglutaminowa laseczki wąglika. Otoczka chroni przed środowiskiem zewnętrznym i przed zniszczeniem komórki w procesie fagocytozy oraz umożliwia adhezję do podłoża i innej kom. śluz i otoczka nie różnią się składem, tylko śluzy są luźno związane z komórkom i łatwo je oddzielić, otoczka związana jest trwale. Śluz wytwarzają bakterie, które przyczepiają się do powierzchni zęba, przeprowadzają fermentację mlekową co niszczy szkliwo i rozpoczyna proces próchnicy.

6. Ściana komórkowa - u archeonów ma zróżnicowany skład chemiczny i strukturę. Ma odmienny skład i strukturę niż ściana eukariota. Ściana nadaje kształt komórce i utrzymuje turgor wewnątrzkomórkowy, chroni przed lizą.

7. Przestrzeń peryplazmatyczna - żelowa przestrzeń między ścianą a błoną

8. Błona cytoplazmatyczna - ma skład i strukturę podobną do eukariota. Ma jednak szersze funkcje m.in. transport pokarmu do komórek i metabolitów na zewnątrz. Na zewnątrz błony występują białka sensorowe - odbierają sygnały, a po wewnętrznej stronie błony jest łańcuch oddechowy, a może być też pigment biorący udział w fotosyntezie.

9. Ciała chromatoforowe - pęcherzyki w cytoplazmie, kuliste 50 - 100 nm, mają w sobie chlorofil do fotosyntezy.

10. Cytoplazma - wodny roztwór białek, tłuszczów, cukrów. Cytoplazma jest nieruchliwa i brak kompartmentacji, bo nie ma jądra, AG, mitochondriów, ER. W cytoplazmie występują rybosomy (inna wielkość niż u eukariota - są mniejsze - 70S (z dwu podjednostek 50S+30S), gdy eukariota 80S (60S+40S)), rybosomy składają się z białka i RNA (16S; 23Sł 5S). rybosomy nie są związane z ER, leżą luźno w cytoplazmie. W cytoplazmie są też substancje zapasowe: cukry, siarka, wielofosforany np.: kwas polibetahydroksomasłowy - syntetyzują go tylko prokariota. Ilość substancji zapasowych może dochodzić nawet do 80% u drożdży. W cytoplazmie może występować toksyna w formie krystalicznej trująca dla owadów. W cytoplazmie jest informacja genetyczna 0 cząsteczka DNA zwana chromosomem bakteryjnym w postaci liniowej lub kolistej. Mogą występować 1, 2 lub 3 chromosomy. Miejsce występowania DNA jest zwane nukleoidem, bo inaczej się wybarwia, nie jest oddzielone błoną od reszty cytoplazmy. W nuleoidzie jest duże stężenie DNA, RNA, białek, więcej niż w reszcie cytoplazmy. Chromosom tworzą geny metabolizmu podstawowego i informacyjne. Oprócz chromosomu mogą występować małe cząsteczki DNA - replikony zwane plazmidami. W strukturę plazmidu wchodzą geny podlegające ekspresji i warunkujące pojedyncze cechy np oporność na antybiotyk. Plazmidy są 10 x mniejsze od chromosomu.

4

---