Drożdże killerowe należą do mikroorganizmów wydzielających białkowe lub glikoproteinowe toksyny, które zabijają wrażliwe na nie komórki pochodzące z tego samego bądź pokrewnego gatunku. Zjawisko to może być wykorzystane do zhamowania bądź przedłużenia fermentacji wina, ponadto prowadzi się badania nad konstrukcją szczepów drożdży które można by zastosować jako kultury starterowe do produkcji wina i piwa. Kluyveromyces phaffi produkuje toksynę killerową KpKt, która działa aktywnie na zakażenia drożdży winnych. Drożdż ten wykazuje szerokie działanie przeciwko drożdżom Hanseniaspora / Kloeckera podczas fermentacji win toteż istnieje potencjalna możliwość użycia go jako czynnika konserwującego w przemyśle winiarskim.

Klasyfikacja+nomenklatura+identyfikacja=taksonomia

Szczep-czysta kultura wyizolowanych drobnoustrojów w postaci jednostek tworzących kolonie

"czysta kultura" to w mikrobiologii określenie hodowli, w której wszystkie organizmy są klonami jednej komórki macierzystej.

Klasyfikacja Bergey’a uwzględnia 4 kryteria – Gramowość, stosunek do tlenu, morfologię i przetrwalnikowanie

Istota barwienia Grama-komórki zabarwiają się fioletem krystalicznym. Następnie działa się płynem Lugola. Jod razem z barwnikiem tworzy kompleksy, które są nierozp. w wodzie i słabo rozp w alkoholu. Następnie, w wyniku działania alkoholem następuje odciąganie wody i u G+ uszczelnienie ściany, dzięki czemu barwnik zostaje zatrzymany w kom. U G- nie następuje uszczelnienie – barwnik zostaje wymyty z kom.

Mikroaerofile – mikroorganizmy, które do życia wymagają tlenu występującego w stężeniu mniejszym niż w ziemskiej atmosferze, tj. ok. 20%

Nowe patogeny – Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Legionella, Y.enterocolitica, Vibrio parahaemolyticus

Metabioza – następstwo organizmów po sobie (jedne stwarzają warunki do życia innym)

Psychrofile - drobnoustroje zdolne do życia w niskiej temperaturze środowiska, od -5° do +20°, przy optimum poniżej 20°, m.in. w głębokich jeziorach, morzach, zimnych źródłach; np. Pseudomonas, Yersinia, Achromobacter, Flavobacterium, Vibrio parahaemolyticus, Bacillus, Micrococcus; Rodothorula glutinis, Pichia jadani, Candida antarctica, Candida utilis,Aeromonas hydrophila

Psychrotrofy – niezależnie od swojej optymalnej temp wzrosu mogą rosnąć w temp 5stC, np. Listeria,Yersinia enterocolitica

Ciepłooporne – ok. 90% populacji przeżywa 30min ogrzewanie w ok. 62stC np. Listeria,Sarcina,enterokoki

Różnice między archeonami a eubakteriami -Archeony są stosunkowo słabo zbadane, m.in. ze względu na trudności w hodowli i obserwacji, opisywane często w kontekście różnic względem eubakterii. Główne z tych różnic to odmienna budowa ściany komórkowej (a konkretnie brak mureiny) oraz obecność eterów rozgałęzionych nienasyconych kwasów tłuszczowych i glicerolu przy jednoczesnym braku fosfolipidów w błonie komórkowej. Te etery, przebiegające zwykle przez obie warstwy błony, powodują, że jest ona częściowo jednowarstwowa. Ściana komórkowa nie zawiera peptydoglikanów. Archeowce mają też nietypowe procesy metaboliczne (chemoautotrofy np. redukujące siarczany).

Istnieje istotna różnica między bakteriami a archeonami jeśli chodzi o organizację materiału genetycznego. U archeonów kwas DNA jest upakowany w nić nukleosomów, której rdzeń tworzą białka histonowe. Ponadto materiał genetyczny archebakterii jest nieciągły, to znaczy przedzielony intronami. ; brak ściany kom ?, ekstremalne środowiska

Archebakterie (Archeany) występują często w warunkach ekstremalnych, np. gorących źródłach, solankach, ściekach. Mają ścianę komórkową pozbawioną mureiny, o innej budowie niż bakterie właściwe. Ich RNA cechuje obecność intronów i eksonów. Występują też u nich nietypowe procesy metaboliczne, np. redukcja CO₂ do metanu lub redukcja siarczanów podczas oddychania beztlenowego. Przykładem są bakterie metanogenne występujące na torfowiskach, bakterie halofilne z solanek lub bakterie ekstremalnie termofilne.

Diauksja-wzrost wielofazowy (przynajmniej 2 fazy-2x następuje lag-faza);np. E.coli na podłożu z glukozy i sorbitolu;po wykorzystaniu glukozy sorbitol powoduje ekspresję genów, które są opow.. za wytwarzanie enzymów zdolnych do rozłożenia sorbitolu

Cykl komórkowy lub cykl podziału komórki jest serią zdarzeń, które zachodzą w komórce eukariotycznej, prowadząc do jej podziału. Ogólnie zdarzenia te można podzielić na 2 krótkie okresy: interfazę - w trakcie której komórka wzrasta, gromadząc składniki odżywcze niezbędne do mitozy i podziału swojego materiału genetycznego (DNA); fazę mitotyczną (M) - podczas której komórka dzieli się na 2 oddzielne komórki, zwane komórkami potomnymi.

Prebiotyki – substancje wpływające na rozwój bakterii probiotycznych (fruktooligosacharydy,galaktozooligosacharydy,mannozooligosacharydy); stymulacja rozwoju prawidłowej flory jelit

MOS,FOS,GOS-zdolność sorpcji kationów toksycznych

Manno proteiny-zdolność chłonięcia wody;w przewodzie pokarmowym tworzą koloidalną,lepką subst, w której unieruchomione zostają chorobotwórcze bakterie (bo nie mają zdolności hydrolizy tych związków)

Probiotyki - ą to podawane doustnie wyselekcjonowane kultury bakteryjne lub drożdży, najczęściej pałeczki kwasu mlekowego (Lactobacillus), których zadaniem jest korzystne dla zdrowia działanie w przewodzie pokarmowym, poprzez immunomodulację oraz zachowywanie prawidłowej flory fizjologicznej

Probiotyk+prebiotyk=synbiotyk

SYSTEMATYKA

1.Campylobacter-źródło zanieczyszczenia żywności, powodują zatrucia pokarmowe,tzw nowe patogeny (grillowanie – niedopieczone mięso-zakażony drób)

2.Helicobacter-wrzody żołądka;wytw.ureazę,która alkalizuje środowisko w żołądku

3.Xantomonas campestris – substancje zagęszczające emulsje

4.Legionella pneumoniae-zapalenie płuc;nowy patogen przenoszony przez wodę-klimatyzatory, instalacje wodne

5.E.coli O157H7 – przez krew dostaje się do tkanek i narządów

6.Ervinia carotovora – psucie warzyw i owoców

7.Serratia – względne patogeny,gnieżdżą się w wątrobie

8.Yersinia-nowy patogen,owoce morza

9.Arizona-wyst w proszku jajecznym dodawanym do lodów

10.Vibrio-nowy patogen,psychrofilny i psychrotrofowy,wytw hemolizynę

11.Lactococcus-wytw nizynę-bakteriocynę, która niszczy inne bakterie

12.Leuconostoc-heterofermentacja mlekowa-obok kwasu mlekowego etanol i CO2

13.Bacillug thuringiensis-wytw białka toksyczne dla owadów niszczących rośliny,np. stonki

14.Lactobacilluc-bakteriocyny,brak plazmidów oporności na antybiotyki,oporne na niskie pH

15.Listeria-psychrotrof,ciepłooporny

16.Propionibacterium-fermentacja propionowa,kw propionowy jest grzybobójczy,prod Wit B12

-P.acnes-jedyny patogen-trądzik,owrzodzenie

17.Bifidobacteriumfermentacja octowo-mlekowa,pierwsze zasiedlają przewód pokarm.człowieka

18.Coxiella burnetti-gorączka Q,niebezpieczna dla bydła i ludzi;wyst.w przypadku niepasteryzowanego mleka

GRUPY BAKTERII

• G-,pałeczki i spiralne,tlenowe/mikroaerofile,nieprzetrwalnikujące

Np. Helicobacter,Campylobacter

• G-,tlenowe,pałeczki,nieprzetrwalnikujące

Np. Acetobacter,Gluconobacter,Pseudomonas,Xantomonas,Legionella,Rhizobium

• G-,względnie beztlenowe,pałeczki,nieprzetrwalnikujące

Np. Enterobacteriaceae

• G+,ziarniaki,względnie beztlenowe/tlenowe,nieprzetrwalnikujące

Np. Pedicoccus,Lactococcus,Leuconostoc,Streptococcus,Staphylococcus,Micrococcus, Sarcina

• G+,tlenowe/ beztlenowe,pałeczki przetrwalnikujące

Bacilluc,Clostridium

• G+,nieprzetrwalnikujące,względnie beztlenowe regularne pałeczki

Lactobacillus,Listeria

• G+,nieprzetrwalnikujące pałeczki,mikroaerofile

Propionibacterium,Bifidobacterium

PLAZMIDY

Rodzaje plazmidów:

• Plazmidy płodności (transfer koniugacyjny) – plazmidy F (E. coli),R

• Oporność na antybiotyki – plazmidy RP4 (Ps. aeruginosa) i RP1
  (E. coli),

• Oporność na metale ciężkie

• Wytwarzanie czynników toksycznych (kolicyny)-E. coli,

• Degradacja toluenu –

• Czynniki wirulencji (enterotoksyna) – Staphylococcus aureus,

• Czynnik symbiozy – plazmid sym (Rhizobium sp.),

• Oporność na promieniowanie UV – E. coli,

• Bakteriocyny – kodowane na plazmidach u różnych gatunków bakterii mlekowych

• Czynnik killerowy (toksyna killerowa)

Plazmidy kryptyczne-nie kodujące żadnych wykrywalnych funkcji

Pewne plazmidy zwane episomami mogą włączać się do chromosomu bakteryjnego i podlegać wraz z nim procesowi replikacji

Podobne plazmidy nie mogą przeżyć w tej samej komórce przez dużą liczbę pokoleń – takie plazmidy określane są jako niezgodne,

Plazmidy R (zwłaszcza o szerokim zakresie gospodarza) stanowią problem medyczny, ze względu na udział w rozprzestrzenianiu się genów oporności na antybiotyki wśród bakterii. Jeden plazmid może nieść geny oporności na wiele antybiotyków, co prowadzi do powstawania szczepów bakterii wieloopornych

Plazmidy bakterii mlekowych:

• Oporność na jony metali ciężkich – synteza białek wiążących toksyczne kationy

• Oporność na bakteriofagi

• System restrykcji i modyfikacji-metylowanie dna

• Produkcja bakteriocyn

• Metabolizm laktozy

Plazmidy bakterii G-:

• Synteza bakteriocyn-kolicyny(E.coli),mikrocyty(E.coli,K.pneumoniae);producent i szczepy wrażliwe należą do tego samego gat

Plazmidy drożdży:

• 2 μ – plazmid naturalnie występujący w komórkach drożdży
  S. cerevisiae, ma zdolność do integracji z genomem komórki drożdżowej, może być wykorzystywany jako wektor do ekspresji genów w komórkach eukariotycznych

• Czynniki killerowe – obecność w komórkach niektórych drożdży tzw. killerowych (np. Saccharomyces, Pichia, Kluyveromyces, Rhodotorula, Debaryomyces, Cryptococcus, Candida), cechy killerowej związanej z wytwarzaniem białkowych lub glikoproteinowych toksyn, które zabijają komórki wrażliwe tego samego lub pokrewnego gatunku,

Plazmidy warunkujące patogenność

Domena Archaea (Woese, 1977) - osobna grupa bakterii, która pojawiła się na Ziemi przeszło 3,5 mld lat temu o nieco innej morfologii niż Eubacteria (inna budowa rRNA, błony cytoplazmatycznej – fosfolipidy zbudowane
z L-glicerolu, zamiast z D-glicerolu, brak typowej mureiny
w strukturach ściany komórkowej, różnice w transkrypcji, translacji
i replikacji DNA), zdolne do wzrostu w warunkach ekstremalnych (metanogeny, halofile, termoacidofile, hipertermofile),

Halobacterium halobium – plazmid zawiera geny do syntezy pęcherzyków (wakuoli) gazowych – regulacja wyporności, która decyduje o dostępie do światła i tlenu.

G+ bardziej wrażliwe na czynniki środowiska,łatwiej zniszczyć antybiotykiem i lizozymem

G- w przestrzeni periplazmatycznej często wyst enzymy np. takie,które niszczą antybiotyki-penicylinę czy cefalosporynę; lizozym nie działa na nie

LPS-lipopolisacharydy-gł. Lipid A,który jest endotoksyną;decydują o właściwościach antygenowych G-

Obecność otoczek zwiększa zjadliwość patogenów – ułatwia adhezję;obecność zw.z plazmidami

Rzęski – zbud. z flageliny;układ włókien 9+2; urzęsienie:monotrichalne,ditrichalne,czuborzęse,peritrichalne

Taksje – chemotaksje-uporządkowany ruch w kierunku jakiejś subst chemicznej

Substancje zapasowe:

• Polisacharydy: Bacillus,Salmonella,Micrococcus-skrobia;Clostridium,Acetobacter-granuloza

• Tłuszcze:Candida,Rhodotorula-tł.obojętne;Mycobacterium-woski

• Polifosforany-wolutyna-

• Siarka:Thiotrix,Beggiatoa

Przetrwalniki

Inicjacja sporulacji-brak subst odżywczych w podłożu,nagromadzenie prod.przemiany materii

Dojrzałe endospory-brak metabolizmu,ciepłooporne,mała zawartość wody,ciepłooporność ~ zawartość DPA(kwas dipikolinowy)

Kiełkowanie endospor-pobieranie wody i pęcznienie,utrata s.m.,spadek ciepłooporności,wzrost ilości subst odżywczych w podłożu

Liofilizacja-wysuszenie w stanie zamrożenia

Temperatura

Termofile-Bacillus stearthermophilus,Thermus aquaticus,B.coagulans,S.thermophilus;żyją w temp pow 40stC

• Bezwzględne-campylobacter (30-50st;opt 42-45);stenotermiczne-wąski zakres

• Względne-eurytermofile-duży zakres-Bacillus,Clostridium

• Termo tolerancyjne-opt temp wzrostu mezofili, jednak mogą żyć w wyższych np. E.coli typu kałowego

Różnica bakterii z gr coli od E.coli typu kałowego-indol i temp.wzrostu 44st

Na ogół G+ są termofilami a G- psychrofitami

Ziarniaki odporniejsze od pałeczek

Im więcej C+G tym większa ciepłooporność

Psychrotrofy zazwyczaj ciepłooporne

TDP-punkt śmierci cieplnej-temp zabijająca daną populację drobnoustrojów w danym czasie (najczęściej 10min), np. dla S.cerevisiae 57,5stC

TDT-czas śmierci cieplnej-czas potrzebny do zabicia danej populacji w określonej temp.

D10-dziesiętny czas redukcji-czas potrzebny do zabicia 90% kom.danej populacji w określonej temp

Im więcej wody w środowisku tym maleje ciepłooporność (łatwiej denaturować białka)

Tłuszcz obniża skuteczność działania temp na drobnoustr.(działa ochronnie)

Węglowodany-obniżają skuteczność;powodują wzrost cińsnienia osmotycznego,co powoduje obniżenie aktywności wody<?>

Białka-ochronnie

Kationy dwuwartościowe-zwiększają ciepłooporność;jednowartościowe-zmniejszają

Witaminy-ochronnie

Drobnoustroje osmofilne-wymagają do wzrostu wysokich stężeń cukrów np.S.rouxi

Drobnoustroje osmooporne-nie rozwijają się w wys.stęż.cukrów,ale nie giną

Halofile-potrzebują wysokiego stęż soli, np.Archebakterie –Halobacterium,Halococcus

Solooporne

Solotolwrancyjne-tolerują podwyższone stęż soli (5-15%) np. gronkowce,enterokoki,Bacillus

Aktywność wody-stosunek prężności pary nad roztworem do prężności pary czystego rozpuszczalnika

Im ciśnienie osm. Wyższe,tym mniejsza aktywność wody

Bakterie 0,92

Drożdże0,88

Pleśnie0,8

Bdellovibrio bacteriovorus-drapieżnik;wkręca się przez błonę kom.i wyżera wnętrze

Nitrosomonasutleniają amoniak do azotynów

Nitrobacter azotynyazotany

W warunkach beztlenowych zachodzi denitryfikacja,która prowadzi do strat azotu w glebie

Promieniowanie-Pseudomonas,Vibrio fisheri-bioluminescencja

Promieniowanie Górowicza-mitogenetyczne-wyst.w fazie najaktywniejszego wzrostu

Termogeneza - zespół procesów fizjologicznych i metabolicznych (oksydacyjnych lub katabolicznych) oraz reakcji behawioralnych , których celem jest wytworzenie ciepła dla utrzymania stałej temperatury ciała

Bakterie obniżają potencjał oksydoredukcyjny środowiska

DROŻDŻE

Są mezofilami o dużym zakresie pH;4,5-5 – fermentacja alko;7,5-8 – fermentacja glicerolowi

W war.tlen.-intensywny przyrost biomasy

W war.beztlen-fermentacja alko (efekt Pasteura)

Teoria Folkesa-2/3 przyswajanego azotu musi być ze źródeł organicznych

Teoria Finka-z całej puli węgla znajdującej się w podłożu,2/3 idzie na prod.biomasy a reszta na procesy kom.

Zjewisko Crabtree-mimo war.tlenowych wyst.fermentacja alko;stęż.cukru jest za duże w stosunku do biomasy

Ściana kom – mannan,glukan,białko

PLEŚNIE

Ściana-chityna

Riketsje-małe,G- pałeczki, bezwzględne wewnątrzkom. Pasożyty

Neisseria gonorrhaceaea – dwoinka rzeżączki

Treponema pallidum – kiła

Promieniowce

1.formy proste-M.tobrculosis

2.formy złożone-grzybnia substratowa,silnie wrastająca w podłoże

Syntetyzują geosminę-charakterystyczny zapach gleby

Infekcja-zakażenie przez spożycie żywego patogenu, który rozwija się w org. I wydziela toksyny;

Toksyno-infekcja – spożyty patogen wydziela toksyny;tylko przewód pokarmowy;np.Shigella,Salmonella

Infekcja inwazyjna-przedostanie się drobnoustroju do krwioobiegu, a wraz z nim do innych narządówprowadzi do sepsy

Intoksykacja – zakażenie poprzez spożycie żywności z toksynami

WIRUSY

Czynniki przechodzące przez filtry bakteriologiczne

Niezdolne do samodzielnego życia poza kom.gospodarza

Pasożyty bezwzględne

Nie mają budowy komórkowej

Nie mają własnych enzymów

Budowakwas nukleinowy+osłonka białkowa (kapsyd) = nukleokapsyd

Taksonomia na podstawiemorfologii,budowy genomu,wł.fizykochem.,wł.antygenowych

materiałek genetyczny	rodzinka	powodowane chorobiątka	ew. szczególiki
dsDNA	Poxviridae	ospa prawdziwa ospa krowia
	Ascoviridae
	Herpesviridae	opryszczka półpasiec zapalenie węzłów białaczka	Simplexvirus
	Adenoviridae	zapalenie ucha, spojówek
	Papovaviridae	rak szyjki macicy
ssDNA	Hepadnaviridae	zapalenie wątroby typu B	Hepatitis B Virus = HBV !!!odwrotna transkryptaza!!!
ssRNA	Orthomyxoviridae	grypa
	Paramyxoviridae	odra
	Picornaviridae	zapalenie wątroby typu A	Hepatitis A Virus = HAV
	Calciviviridae	wymioty, choroba żołądkowa	zwany wirusem Norwalk
	Astroviridae	wymioty, biegunka	zwany wirusem Saporro /konflikt z rzetelna wiedzą z wikipedii/
	Togaviridae	różyczka
	Flavoviridae	żółta febra
	Rhabdoviridae	wścieklizna
	Retroviridae	HIV	!!!odwrotna transkryptaza!!!

Fazy wzrostu wg Monda

1.Lag-faza-faza przystosowawcza-przystosowanie do nowego środowiska;faza spoczynkowa-następuje po przeniesieniu drobnoust.do nowego środowiska;jak przystosują cały aparat enzymatyczny,mogą zacząć się rozmnażać;czasem następuje spadek liczby kom;

2.Faza akceleracji-faza przyspieszona,wczesnej młodości-gdy nastąpi pierwszy podział

3.Log-faza-tempo podziału najszybsze,czas generacji najkrótszy;komórki są najmniejsze;zależy od pH,podłoża,temperatury,tlenu;im środowisko uboższe,tym lag faza krótsza

4.Faza wzrostu opóźnionego-wyczerpują się skł odżywcze,więcej metabolitów,czas generacji się wydłuża

5.Faza stacjonarna-liczba kom powstających=liczbie kom zamierających (samozatrucie,mniej pożywienia)

6.Faza letalna-nasilają się procesy autolizy,zanika rozmnażanie

By skrócić log fazę-przenieść do identycznej pożywki

Interfaza G1-wzrost jądra;poprzedza replikację;S-replikacja DNA;G2-synteza białek

Kariokineza

Cytokineza

Plazmoptyza-w wodzie dest-woda napływa do kom,co może ją zniszczyć

W przestrzeni periplazmatycznejG- są beta-laktamazyoporność na penicylinę

Sferoblast-powst po usunięciu błony z kom G-

Możliwość przeżycia w wyższej temp jest warunkowana przez:

-wzmocnioną strukturę 3,4-rzędową białek

-więcej kwasów tłuszczowych nasyconych

-większą zdolność wiązania Ca i Mg

-więcej par GC

Promieniowce

-podobne do grzybów i bakterii,ale są prokariotyczne

-tworzą grzybnię (ale nie wszystkie,są też formy proste,np.Mycobacterium leprae)

-formy złożone wytw.grzybnię i zarodniki

-wrastają silnie w podłoże

-mają kwas dipikolinowy odpowiadający za ciepłooporność

-wykorzystują różne źródła węgla

-wytw.geosminę-zapach gleby

-do produkcji antybiotyków

Priony

-małe,zakaźne cząstki białkowe;patologiczna konformacje prawidłowego białka, które wyst w mózgu i innych narządach;białka prionowe powodują zmianę konformacji prawidłowego białka w formę patologiczną;jest ona niewrażliwa na enzymy proteolityczne

Firmicutes – G+

Gracilicutes – G-

Fermentacja pseudomlekowa – kw mlekowy powstaje z kw.jabłkowego zamiast z glukozy