ŻYCIE - Definicja
Życie - system organizacji materii nadający jej zdolność do odtwarzania podmiotów systemu oraz ich mnożenia i doskonalenia.
Życie - zespół sprzężeń zwrotnych ujemnych podporządkowanych nadrzędnemu sprzężeniu zwrotnemu dodatniemu.
Abiogenna synteza związków organicznych
NH4NCO→H2N-CO-NH2
cyjanian mocznik
amonu
Teoria Oparina-Haldane'a
Brak tlenu cząsteczkowego w pierwotnej atmosferze ziemskiej (metan, amoniak, wodór, para wodna).
Etapy powstawania życia na Ziemi:
- Ewolucja chemiczna
- Samoorganizacja
- Ewolucja biologiczna
H. Urey określił taki sam skład pierwotnej atmosfery.
S. Miller wysunął teorię, że z prostych związków nieorganicznych mogą powstać związki organiczne, a mianowicie: aminokwasy, zasady azotowe, nukleotydy, cukry proste, inne związki (kwasy tłuszczowe)
-W Australii w 1969r spadł chondryt, w którym wyróżniono 18 aminokwasów, w proporcjach zgodnych z doświadczeniem Millera.
-Dotychczas w przestrzeni międzygwiezdnej wykryto 95 substancji.
Zimna synteza (M. Bernstein, 1999)
Od monomerów do polimerów
Gly + Gly →kondensacja dehydracyjna→Gly-Gly + H2O
H2O H2O H2O H2O
A + A →↑→A-A→↑→→↑→→↑→A-A-A-A-A
aminokwasy dwupeptyd białko (polipeptyd)
Koncepcje tworzenia pierwotnych polimerów
- zagęszczanie materii organicznej
- kondensacja i polimeryzacja monomerów na iłach
- tworzenie polimerów w środowiskach zawierających niewielkie ilości prebiotycznych czynników kondensujących
- synteza monomerów i ich polimeryzacja na cząsteczkach pirytu.
Świat siarczków żelaza - G. Wächtershäuser
Czarne kominy na dnie oceanów wraz z bujnym życiem w swoim otoczeniu sugerują, że życie na Ziemi mogło powstać i ukształtować się wlaśnie na dnie Praoceanu.
Świat RNA (R. Gilbert)
TNA - związek, w którym cukrem rusztującym jest trioza
PNA - ruszt tego związku stanowią aminokwasy
STRUKTURALNY ASPEKT ŻYCIA
Teoria koacerwatów
Teoria mikrosfer (S. Fox)
Glinokrzemiany (J. Szostak, M. Hanczyc)
- Montmorylonit - związek krzemu na dnie oceanicznym, tworzący koloid o warstwowej strukturze; monomery organizują się tworząc struktury przypominające błony liposomów.
Mikropaleobiologia (W. Shopf) zajmuje się poszukiwaniem drobin życia w materiale geologicznym.
- Stromatolity - struktury o lamelarnej budowie, powstające w morzach i oceanach, na nich osadzają się kolejne warstwy żywych mikroorganizmów.
- Pierwsze skamieniałości pochodzą z 3,460 mld lat temu. Są to skamieniałe sinice.
Świat siarczków żelaza (B. Rasmussen)
- W lawach na dnie oceanu wykryto struktury datowane na 3 mld lat.
Filogeneza (Carl Woese)
Badania struktury genetycznej organizmów (metody hybrydyzacyjne)
Fragmenty konserwatywne - geny determinujące zasadnicze cechy, np. procesy anaboliczne i kataboliczne
- Porównanie genów konserwatywnych u różnych organizmów ( w rybosomach 16S RNA - podstawowy nośnik genów konserwatywnych)
Eukaryota
Bacteria
Archaea
Archaebacteria
[drobnoustroje o cechach decydujących
o przyszłości życia na Ziemi;
żyją w ekstremalnych warunkach]
Drzewo filogenetyczne (A. Stetter)
Mikrobiologia obejmuje: 1.Bakteriologie 2.Wirusologie 3.Protozoologie 4.Mikologie
Mikrobiologia:
- morfologia i ultrastruktura, fizjologia, genetyka, diagnostyka, taksonomia i ewolucja, chorobotwórczość
Mikrobiologia ogólna: lekarska, weterynaryjna, żywności, przemysłowa, środowisk naturalnych
Antropozoonoza - choroba zakaźna wspólna dla człowieka i zwierzęcia z obustronną możliwością zarażenia się, np. nosacizna, wścieklizna, różyca, dżuma.
Ważne osoby:
- Antoni van Leeuwenhoek (1632 - 1723) - ojciec mikrobiologii
- Edward Jenner (1749 - 1823) - odkrywca szczepień ochronnych
- Ludwik Pasteur (1822 - 1895) - ojciec nowożytnej mikrobiologii, opracował szczepionkę przeciwko wściekliźnie
- Robert Koch (1845 - 1910) - wykrył przyczyny wielu chorób
- Paul Ehrlich (1854 - 1915) - zajmował się badaniami immunologicznymi, w tym funkcją krwinek
- Aleksander Fleming - badał interakcje między bakteriami a grzybami
- Robert Gallo i Luc Montanie - badali wirus HIV
- Carl Woese - stworzył nową systematykę
MORFOLOGIA BAKTERII
Bakteria - organizm prokariotyczny posiadający mureinową ścianę komórkową.
Archeon - organizm prokariotyczny nieposiadający moreinowej ściany komórkowej.
Skład chemiczny komórki bakteryjnej: woda, białko, RNA, DNA, cukry, lipidy.
- Mureina występuje w postaci jednego polimeru.
Wielkość bakterii jest bardzo zróżnicowana, np.
Escherichia coli 0, 8 x 2, 8 μm
Pasteurella tularensis 0, 2 x 0, 7 μm
Thiomargarita namibiensis do 750 μm
Namobacterium sanguineum 0, 08 x 0, 2 μm
Kształt bakterii:
1. kulisty - ziarniaki - bakterie, których długość nie przekracza 1,5 szerokości; wyróżniamy następujące formy organizacji ziarniaków:
- mikrokoki - pojedyncze organizmy
- gronkowce - nie rodzielają się po podziale, przez co tworzą formy pseudokolonijne (stafilokoki)
- paciorkowce - nie rozdzielają się po podziale, posiadają jedna płaszczyznę podziału
- dwoinki - organizmy połączone w pary
- pakietowce - posiadają 3 płaszczyzny podziałowe
Ziarniaki Gram (-), np. Moraxella eatharalis, nie barwią się trwale fioletem krystalicznym, natomiast barwią się czerwienią.
2.cylindryczny:
- pałeczki - bakterie, których długość to kilka szerokości; barwią się na czerwono
- laseczki - ich długość to kilkanaście szerokości; barwią się na granatowo; są to bakterie Gram (+)
- maczugowce - bakterie Gram (+), posiadające jeden z końców wyraźnie rozdęty
- przecinkowce
- śrubowce
- krętki - posiadają liczne skręcenia, które pozwalają aktywnie przemieszczać się
- mykoplazmy - bakterie zmiennokształtne (pleomorficzne)
- promieniowce - komórka bakterii może się rozgałęzia
ULTRASTRUKTURA
Osłony bakterii Gram (+)
- gruba warstwa mureiny:
Mureina - muropeptyd (disacharopeptyd)
N - acetyloglukozamina,
kwas muraminowy cukry
L - alanina
kwas D - glutaminowy
kwas mezo - diaminopimelinowy peptydy
Ew. lizyna
x D - alanina
- pod warstwa mureiny znajduje się peryplazma, gdzie działają mechanizmy oporności na antybiotyki i rozkład penicyliny
- polimery fosforanu glicerolu lub rybitolu: kwas lipotejchojowy (zakotwicza się w błonie plazmatycznej), kwas tejchojowy, kwas tejchuronowy (polimer reszty cukrowej i kw uronowego)
Osłony bakterii Gram (-)
- cienka warstwa mureiny
- lipopolisacharydy (LPS) - endotoksyny, czyli element czyniący z bakterii patogen; zbudowane są z antygenu O(sekwencja cukrów AgO), łańcucha zewnętrznego, łańcucha wewnętrznego (KDO), lipidu A, swoisty odcisk palca bakterii, determinuje przyleganie bakterii do powierzchni
- błona zewnętrzna - błona białkowo-lipidowa, zawierająca akwaporyny - przestrzeń peryplazmatyczna, zawierająca cienką warstwę mureiny oraz białka enzymatyczne (ektoenzymy), które uczestniczą w rozkładzie substancji odżywczych, antybiotyków i innych. Poza tym białka ochronne, białka wiążące, białka fuzji błon.
- immobilizacja enzymów polega na tym, że enzymy są przyczepione do błony zewnętrznej od strony przestrzeni peryplazmatycznej
- błona cytoplazmatyczna
Warstwa S
- jest to dodatkowa błona białkowa u Gram”+” , białko krystaliczne, które tworzy na powierzchni strukturę sita molekularnego oraz chroni bakterię przed działaniem czynników zewnętrznych (m. in. bakteriofagów), pozwala określać parametry taksonomiczne.
Śluzy - chronią przed działaniem substancji toksycznych
Otoczki- formy bardziej zwarte od śluzów chronią przed działaniem niekorzystnych czynników środowiska, czynią z bakterii patogen, skład chemiczny cechą pod gatunkową (charakter antygenu)
Błona cytoplazmatyczna - jest znacznie wysycona białkami (np. enzymy łańcucha oddechowego), ponieważ odbywa się w niej większość procesów katabolicznych (50% białek; kw. fosfatydowy + kw tłuszczowe - ich sekwencja cechą taksonomiczną)
Rzęski - struktury pozwalające na przemieszczanie się w tempie nawet 360 km/h - zbudowane z ciałka podstawowego [stator (napędza rotor - pompa protonowa/sodowa) + rotor (obraca się)] i właściwej rzęski (hak i włókna flagelliny). Dodatkowo 3 pierścienie MS L i P pełniące role łożysk przenoszących obroty rotora na hak rzęski.
Pory - występują u niektórych bakterii, śluzowców i sinic, umożliwiają wykonywanie ruchu odrzutowego na zasadzie rozprężania polimeru węglowodanowego (występują na biegunach komórki) - u bakterii porusających się po pow. stałych
Włókna kurczliwe - występują u śrubowców i krętek, znajdują się w przestrzeni peryplazmatycznej, przyczepione są do dwóch biegunów komórki a poza komórką spiralnie ułożone włókna flageliny - nadają ruch śrubowy (np. wkręcanie się w tkanki)
Fimbrie - struktury białkowe tworzące rurki, umożliwiają rozpoznawanie powierzchni i przyleganie do niej (specyficzny receptor chemiczny), fimbrie komórki męskiej F+ umożliwiają rozpoznanie komórki żeńskiej F- (typ 3 strzykawka molekularna - wstrzykiwanie innym bakteriom sygnałów chemicznych, typ 4 ruch - szybkie budowanie i degradacja)
Celulosomy, policelulosomy - struktury występujące u bakterii posiadających zdolność rozkładania celulozy (ich enzymy mają charakter egzoenzymów), na powierzchni bakterii tworzą się pakiety enzymów, które są wyrzucane w kierunku celulozy i gdy na nią natrafią przystępują do jej rozkładu (bakterie przewodu pokarmowego zwierząt)
Pęcherzyki błonowe (MV - membrane vesicles) - mają charakter liposomów wypełnionych substancjami, decydują o chorobotwórczości bakterii (pęcherzyki uwalniane z bł. cytoplazmatycznej bakterii docierają do komórki docelowej i niszczą ją)
CYTOZOL
Cytoszkielet - nadaje kształt komórce, enzoszkielet - podział cytoplazmy na różne przestrzenie
- pierścień Z - bierze udział w aktywnym podziale komórki, zbudowany jest z białek kurczliwych
- białka Mre - stanowią specyficzne wrzeciono kariokinetyczne uczestniczące w rozdziale materiału genetycznego
Rybosomy - liczba rybosomów wzrasta w komórkach aktywnych fizjologicznie, intensywnie namnażających się
- 70 S: 30 (16 rRNA) S i 50 (23 i 5 rRNA) S
- zbudowane z białek i kwasów nukleinowych
- polisomy - pakiety rybosomów
Nukleoid - bakterie w większości nie zawierają strukturalnego jądra, jądro funkcjonalne stanowi tzw. nukleoid
-struktury topologiczne DNA: Lk = Tw + Wr
6 zwojów na 100 skrętów (1000 pz)
∆Lk/Lk° = - 0,06
ujemne skręcenie - superhelisa jest odwrotnie skręcona niż helisa
Topoizomeraza I (endonukleaza) - tnie jedną nić DNA i zaciska się na drugiej nici, którą przenosi przez nacięcie, przez co zmniejsza napięcie superhelisy.
Topoizomeraza II - tnie dwie nici, tworzy superhelisę.
-białka wiążące DNA - szeroka klasa białek posiadających motywy strukturalne pozwalające im na wiązanie się do dwu- lub jednoniciowego DNA. Przykładem takich białek mogą być: czynniki transkrypcyjne, których funkcją jest regulacja ekspresji genów, polimerazy zależne od kwasów nukleinowych, zaangażowane w replikację DNA i transkrypcję na mRNA.
- organizacja domen DNA: (białka związane z DNA)
- białka HU - dimery
- białka H-NS - monomery (histonopodobne)
- białka IHF - integracyjny czynnik gospodarza
- polimeraz RNA
- mRNA
w genomie bakterii nie występują introny!, chromosom bakterii prawie zawsze jest kolisty
grupa organizmów |
organizm |
genom (Mb) |
bakterie |
Escherichia coli |
5 |
|
Mycoplasma genitaliom |
0,5 |
wirusy |
HIV |
0,01 |
|
Hepesviridae |
0,15 |
jądrowe |
Allium cepa |
18000 |
|
Homo sapiens |
3400 |
|
Amoeba dubia |
670000 |
- 1000 par nukleotydów przypada na 1 gen
- Escherichia coli posiada 5283 geny
- replikony: chromosomy i plazmidy
- u bakterii mniej jest par A/T ponieważ głównie zlokalizowane są one w intronach, których bakterie nie posiadają
Materiały zapasowe
- Thiospirillum sp. - globule siarki
- Corynebacterium diptheriae - ziarna metachromatyczne (wolutyna, czyli polimer zawierający fosfor)
- Cupriavidus negator - poli-β-hydroksymaślan (gromadzenie w warunkach tlenowych - w warunkach beztlenowych zużywanie)
Wyrostki - stanowią przedłużenie komórki, pozwalają bakteriom przyczepiać się, osadzać na powierzchniach, zwiększają powierzchnię chłonną nie zwiększając biomasy komórki, stanowią przystosowanie do życia w środowiskach ubogich
Chromatofory - zawierają substancje umożliwiające fotosyntezę, chlorosomy zawierają chlorofil, wpuklenie błony kom. do wewnątrz, zwiększają powierzchnię błony dla błonowych enzymów fotosyntezy
Pirelulosomy - wytworzenia się dodatkowej błony otaczającej ciało jądrowe i rybosomy, takie struktury posiadają Planktomyces
Ciało jądrowe - wiąże się z pojawieniem się trzeciej błony, wokół nukleoidu, stanowiącej tzw. osłonkę ciała jądrowego
Anamoksysomy - wykorzystanie w oczyszczalniach ścieków, wewnątrz komórki znajduje się obłoniona struktura, w której zachodzi utlenianie amoniaku w warunkach beztlenowych (usuwanie azotu)
Karboksysomy - występują u sinic, karboksylaza rybulozo-1, 5-bifosforanowa to enzym występujący w tych strukturach, wykorzystywany w okresach nasilonej fotosyntezy
Wakuole gazowe - pęcherzyki otoczone błoną zbudowaną z białka, występują wyłącznie u sinic, służą do regulacji przebywania w danym miejscu (głębokość)
Magnetosomy - stanowią sensor umożliwiający odczuwanie natężenia pola magnetycznego
Przetrwalniki (spory, nie mylić z zarodnikami) - umożliwiają przetrwanie stanu głodu
- sporogeneza jest kontrolowana genetycznie, ale występuje międzykomórkowa komunikacja, tzn. bakterie przekazują między sobą informację o stanie niedoboru substancji odżywczych w podłożu
Ciałka owocowe - bakterie skumulowane w jednym miejscu, ułatwienie poruszania się
Zarodniki
DIAGNOSTYKA MIKROBIOLOGICZNA:
-klasyczna
-diagnostyka molekularna
- izolacja drobnoustrojów
- identyfikacja drobnoustrojów
- ocena właściwości fizjologicznych
- ocena patogenności i lekooporności
Laboratorium mikrobiologiczne:
1. Klasyfikacja drobnoustrojów badanych w laboratorium mikrobiologicznym:
KLASA I - bakterie niechorobotwórcze lub rzadko wywołujące choroby
KLASA II - możliwość wywołania choroby jedynie u pracowników
KLASA III - wysokie ryzyko wywołania choroby u pracowników, małe ryzyko choroby
u innych osób
KLASA IV - wysokie ryzyko wywołania choroby u pracowników i innych osób
2. Poziomy zabezpieczeń w laboratorium mikrobiologicznym:
POZIOM I (podstawowy) - określone standardy, normy i metody badań
POZIOM II (podstawowy) - j. w. + ubranie ochronne i oznakowanie zagrożenia
POZIOM III (wyposażenie ponadpodstawowe) - j. w. + specjalne ubranie ochronne, system zabezpieczeń
POZIOM IV (wyposażenie maksymalne) - j. w. + hermetyczność, śluzy przejściowe, zabezpieczanie odpadków i ścieków
3. Sterylizacja i dezynfekcja:
STERYLIZACJA - zabieg polegający na zabiciu wszystkich żywych drobnoustrojów
DEZYNFEKCJA - zabieg polegający na maksymalnym ograniczeniu liczby drobnoustrojów
Sterylizacja:
- płomieniowa,
- termiczna: suche powietrze, para nasycona,
- promieniowanie UV,
- promieniowani jonizacyjne,
- chemiczna (-> dezynfekcja):
a) substancje utleniające (chloropochodne; nadtlenek wodoru)
b) substancje denaturujące (etanol)
c) detergenty - substancje obniżające napięcie powierzchniowe
Komory laminarne:
- w laboratoriach mikrobiologicznych IV poziomu
- wydłużony obieg powietrza uniemożliwia osadzanie się drobnoustrojów na częściach urządzenia
4. Metodyka badań bakteriologicznych
A. badania ilościowe
> metody bezpośrednie
> metody pośrednie
B. badania jakościowe
> izolacja i identyfikacja
5. Preparatyka mikroskopowa
Mikroskop musi być:
- duży i ciężki
- zaopatrzony w śruby mikro- i makrometryczną
- zaopatrzony w inne pokrętła
- zaopatrzony w układ pistoletowy
- zaopatrzony w źródło światła,
- stolik przedmiotowy,
- obiektywy.
Apertura - decyduje o rozdzielczości mikroskopu; im większa tym lepiej;
duża apertura obniża głębię ostrości.
Rodzaje mikroskopii:
- kontrastowo-fazowa
- fluorescencyjna (fluorochromy- barwniki; świecenie obiektów, tło zazwyczaj czarne)
- cyfrowa (wygląda jak komputer)
- konfokalna (brak głębi ostrości) polega na płaszczyznowym skanowaniu obiektu
6. Preparat mikroskopowy
a) natywny - kontrast fazowy, kontrast DIC, ciemne pole, polaryzacja
b) barwiony:
- klasyka: metoda Grama, metoda Ziehl-Nieelsena
- fluorescencja: OA, DAPI, SYTO9, SYBR GOLD
7. Hodowle drobnoustrojów
W laboratoriach mikrobiologicznych jesteśmy w stanie wyhodować zaledwie 0,5 %
drobnoustrojów!
Pożywki:
* transportowe (probówka z żelem, środowisko beztlenowe)
* podstawowe (ogólne)
* specjalne (wybiórczo różnicujące, selektywne, rosną na nich tylko określone
drobnoustroje; np. chromoagar)
8. Biochemiczna identyfikacja bakterii
# Próby z badanymi bakteriami wlewamy do specjalnych plastikowych probóweczek
zawierających różne roztwory i umieszczonych na pasku. Probówka, w której zachodzi reakcja wskazuje na rodzaj bakterii.
# System zagęszczania drobnoustrojów: kulka lateksowa opłaszczona przeciwciałami
działa jak magnes i przyciąga bakterie z odpowiednimi antygenami.
# Serodiagnostyka - testy serologiczne:
- precypitacja (reakcja przeciwciał z antygenami)
- aglutynacja (połączenie się komórek bakteryjnych z przeciwciałami i wytrącenie ich z roztworu)
- immunocytologia (in situ) - hybrydyzacja fragmentu DNA z sekwencją homologiczną bakterii
Metody oparte na fakcie, że każdy drobnoustój ma specyficzny, stały, genetycznie
zdeterminowany układ antygenów.
ZASTOSOWANIE BAKTERIOFAGÓW W DIAGNOSTYCE:
bakteriofagi charakteryzują się wysoką specyficznością co do gatunku bakterii, jaki infekują
takie testy są szybkie i czułe.
Badania molekularne w mikrobiologii:
Endonukleazy restrykcyjne, np.: EcoRI, HhaI, BalI, HaeIII, BamHI
Reakcja PCR, dla bakterii specyficzny jest starter Eub
Sekwencjonowanie materiału genetycznego
znakowany DNA
ddATP ddTTP ddCTP ddGTP
polimeraza DNA
Środowisko życia bakterii
Bakterie żyją wszędzie !!!
1.Środowisko wodne jest ciągłe w:
- czasie - nie wyczerpują się elementy strukturalne związane z życiem
- przestrzeni - nie ma granic określających przestrzenie niedostępne dla żywych organizmów
Grupy bakterii wodnych:
-bakterioplankton - bakterie poruszające się z ruchem wody
-bakteriobentos - bakterie występujące w osadach dennych -bakterioperifiton - bakterie porastające powierzchnie stałe
-bakterioneuston - bakterie żyjące na granicy faz wodnej i powietrza
-bakteriopsammon - zamieszkujące wilgotny piasek przybrzeżny
2.Środowisko glebowe jest nieciągłe czasie i przestrzeni
- bakterie glebowe - rozproszone po całej glebie
- bakterie ryzosferalne - żyjące w strefie przy korzeniach
- bakterie peryfitonowe - porastają powierzchnie stałe
Gleba jest środowiskiem dynamicznym.
3.Inny żywy organizm
- bakterie symbiotyczne
- bakterie antagonistyczne
- bakterie komensale - zamieszkują organizm nie wyrządzając szkód (neutralne), np. bakterie w ukł. Pok. człowieka E.Coli
Bakterie mogą być w różnych warunkach symbiontami i bakteriami szkodliwymi. Np. E.Coli jest patogenna w innych częściach organizmu (poza ukł. pok.)
Oddziaływanie czynników środowiska na bakterie
- światło i promieniowanie UV (promieniowanie UV powoduje mutacje w DNA bakteryjnym i ich śmierć, światło λ=400-980 zabija bakterie, światło widzialne wykorzystują bakterie fotosyntetyzujące)
- promieniowanie jonizujące (uszkodzenie DNA na, uszkodzenie struktury białek przez zerwanie wiązań wodorowych i van der Vaalsa, powstanie wolnych rodników tlenowych powodujących mutacje)
- ciśnienie hydrostatyczne (zbyt wielkie zmiany ciśnienia osmotycznego wpływają na niszczenie komórek na skutek plazmolizy lub ich pękania)
- tlen (dla anaerobów toksyczny, dla aerobów niezbędny - przenoszenie elektronów z wody na zredukowany fotoskład)
- kationy i aniony (wpływają pośrednio przez zmianę ciśnienia osmotycznego, niezbędne w procesach metabolicznych - kofaktory enzymów, warunkują prawidłowe funkcjonowanie błon komórkowych)
- związki utleniające i denaturujące (zabijają drobnoustroje)
- temperatura (psychrofile bezwzględne= niskie temp., względne, mezofile=~30'C, termofile=ciepłolubne i ekstremalne termofile)
- stężenie jonów wodorowych (bakterie acydofilne, alkalifilne i neutrofilne)
- potencjał oksydoredukcyjny
- ciśnienie osmotyczne (stopień zasolenia wody: b. maorskie; holofile; wzgl. Holofile= słonolubne)
Każdy z tych czynników można opisać trzema punktami kardynalnymi, a mianowicie: minimum, optimum, maksimum
Wpływ warunków środowiska na rozwój bakterii:
1.Wpływ temperatury - podział organizmów:
- psychrofile bezwzględne -10 - 10 °C (opt. 0 °C)
- psychrofile 10 - 30 °C (opt. 13 °C)
- mezofile 30 - 40 °C (opt. 37 °C)
- termofile 40 - 90 °C (opt. 70 °C)
- hipertermofile 70 - 103 °C (opt. 100 °C)
- ekstremalne termofile 95 - 110 °C (opt. 100 °C)
Mechanizmy warunkujące termostabilność bakterii:
- termostabilne enzymy
- struktury stabilizujące - białka HSP (białka szoku termicznego)
- struktura białek ( ukryty hydrofobowy rdzeń)
- dużo nasyconych kwasów tłuszczowych
- RNA zawiera więcej cytozyny i guaniny
- ciepłoodporne rybosomy
- duża szybkość procesów syntezy
- kwas dipikolinowy
2.Ciśnienie osmotyczne
- większość bakterii 0 (M NaCl)
- bakterie morskie 0 - 1
- względne halofile 1 - 2
- halofile 2 - 4
- ekstremalne halofile 3 - 6
Mechanizmy warunkujące oporność na zmiany osmolalności bakterii:
- akumulacja jonów potasu
- wymiana jonów potasu na inne jony
- synteza lub transport związków anionowych
- synteza lub transport związków zgodnych: glutaminian, glutamina, trehaloza
- synteza osmoprotektantów: prolina, cholina
- synteza błonopochodnych oligosacharydów (MDO)
[Halofile zawierają barwnik zwany bakteriorodopsyną.]
3.Stężenie jonów wodorowych
- acydofile, np.: Thiobacillus ferrooxidans, Th. Thiooxidans pH>7
- neotrofile (pH =7)
- alkalofile pH<7
Mechanizmy warunkujące oporność na zmiany pH:
- deaminacja aminokwasów - obniżenie pH
- dekarboksylacja aminokwasów - podwyższenie pH
[Acydofile wprowadzają do środowiska pierwiastki: Mo, Zn, Cr, Cu i in.]
4.Potencjał oksydoredukcyjny
- tlenowce (aeroby) 0,2 - 0,4(Eh)
- mikroaerofile (większość bakterii) -0,1 - 0,2
- beztlenowce (anaeroby) -0,2
Mechanizmy warunkujące oporność na tlen:
- wytwarzanie karotenoidów
- wytwarzanie dysmutazy ponadtlenkowej
- wytwarzanie katalaz: peroksydazy i reduktazy alkilonadtlenkowej
5.Radiacja
Radiooporność → Deinococcus radiodurans (posiada 4 identyczne chromosomy, co zapewnia zdolność regeneracji)
DZIEDZICZNIE I ZMIENNOŚĆ U BAKTERII
Jeżeli organizmy różnią się materiałem genetycznym mniej niż 25% to należą do jednego gatunku.
1869 - Fritz Miescher sformułował termin „kwasy nukleinowe”
1949 - Erwin Chargaff wykazał występowanie stosunków ilościowych między nukleotydami (A+T=C+G)
1952 - Rosalinda Franklin określiła strukturę DNA
1953 - James Watson i Francis Crick określili strukturę heliakalną cząsteczki DNA
1958 - Mathew Meselson i Franklin Stahl ustalili semikonserwatywną metodę rozdziału materiału genetycznego
1959 - Arthur Kornberg odkrył polimerazy DNA
1961 - Marszall Nirenberg określił kod genetyczny
1965 - Francis Jacob i Jacques Monod odkryli skoordynowaną regulację ekspresji genów
1983 - Kary Mullis wynalazł metodę PCR
2006 - Roger Kornberg dokonał odkryć na płaszczyźnie transkrypcji materiału genetycznego
Bakterie są haploidalnymi prokariotami o wielkości genomu w granicach 0,6 - 5 Mb!!! Organizmy prokariotyczne zawierające nieosłonięty błonami chromosom (nukleoid) najczęściej kuliście zwinięte.
Plazmid- autonimiczny fragment DNA, jego obecność nie jest niezbędna do życia drobnoustrojów.(plazmidy determinują wiele cech)
Typy plazmidów bakteryjnych: koniugacyjne, opornościowe, antybiotykogenne, bakteriocynogenne, degradacyjne, patogenności, kryptyczne
U bakterii występują także replikony niezależne od chromosomu.
Replikacja DNA
Etapy replikacji DNA:
I Rozplatanie:
1.dojrzewanie białka DnaA
2.przełączanie białka DnaA do oriC (potrzebne ATP)
3.oplatanie kompleksu DnaA przez fragment oriC
4.rozplatanie sekwencji AT, przyłączanie helikazy DnaB
5.przyłączanie białka wiążącego jednoniciowy DNA - Ssb
II Wydłużanie:
1.utworzenie ruchomego kompleksu prymosomu (helikaza, prymaza)
2.synteza starterów przez prymazę DNA
3.przyłączenie holoenzymu polimeraza RNA III
4.usunięcie białka Ssb, synteza DNA na nici wiodącej i opóźnionej
5.polimeraza DNAI usunięcie startera
Transkrypcja materiału genetycznego
-Inicjacja- polimeraza RNA jest enzymem odpowiedzialnym za transkrypcję. Aby zainicjować syntezę RNA, wiąże się ona ze specyficznymi sekwencjami DNA zwanymi promotorami. Sekwencje te znajdują się po lewej stronie końca 5' regionu kodującego białko i zawierają krótkie, zachowawcze sekwencje DNA, wspólne dla róznych promotorów. Polimeraza RNA wiąże się z dsDNA, w miejscu sekwencji promotorowej, powodując miejscowe rozplecenie DNA. Pozycja pierwszej zasady syntetyzowanego RNA nazywa się miejscem startu i oznacza się ją jako pozycję +
- Elongacja- Polimeraza RNA przesuwa się wzdłuż DNA i zgodnie z jego sekwencją syntetyzuje łańcuch RNA. Odcinek DNA przed przemieszczającą się polimerazą ulega rozpleceniu i splata się ponownie za nią.
- terminacja- Polimeraza RNA rozpoznaje sekwencję terminacyjną, co powoduje przerwanie wbudowywania rybo nukleotydów. Sekwencja ta jest zwykle strukturą spinki do włosów. Niektóre terminatory do zatrzymania syntezy RNA wymagają dodatkowego czynnika białkowego zwanego Rho.
Polimeraza RNA
Polimeraza RNA jest odpowiedzialna za syntezę RNA (transkrypcję). Rdzeń enzymu zbudowany z podjednostek 2α, 1β, 1β' i 1ώ jest odpowiedzialny za elongację RNA. Do poprawnej inicjacji transkrypcji potrzebny jest czynnik sigma σ. Cały enzym złożony z rdzenia i czynnika σ nazywamy holoenzymem.U bakterii występuje jedna polimeraza RNA, syntetyzująca wszystkie rodzaje RNA. Czynnik δ odłącza się od polimeraza i nie uczestniczy w transkrypcji.
Regulacja aktywności katalitycznej
TEORIA OPERONU: SKOORDYNOWANA REGULACJA TRANSKRYPCJI
Operon składa się z genów struktury, sekwencji operatorowej i genów regulatorowych
Przykłady
• operon laktozowy Escherichia coli
Struktura liderowego RNA
Liderowy odcinek RNA trp złożony jest z czterech regionów o komplementarnej sekwencji, które są zdolne do tworzenia alternatywnych struktur typy „spinka do włosów”. Jedna z nich stanowi spinkę terminacyjną (atenuacyjną). Jeżeli spinkę utworzą rejony 2 i 3 to nie powstanie spinka atenuacyjna i nie nastąpi terminacja transkrypcji.
Atenuacja transkrypcyjna
Polimeraza RNA zatrzymuje się na matrycy DNA przy końcu sekwencji kodującej liderowy peptyd. Kiedy rybosom inicjuje translację liderowego odcinka RNA, polimeraza kontynuuje transkrypcję RNA. Zatrzymanie się rybosomu przy kodonach tryptofanowych (małe st. tryptofanu) zmienia zdolność parowania zasad komplementanej sekwencji liderowej, co powoduje tworzenie się spinki alternatywnej zamiast spinki atenuacyjnej. Skutkiem tego nie dochodzi do terminacji transkrypcji. Jeżeli rybosom nie zatrzymuje się przy kodonach tryptofanowych (dużo tryptofanu), tworzy się spinka atenuacyjna, co powoduje przedwczesną terminację transkrypcji.
Alternatywne czynniki δ:
Rodzaj czynnika δ |
Gen |
Funkcja |
70 |
rpoD |
czynnik podstawowy |
32, 24 |
rpoH, E |
szok cieplny |
28 |
rpoF |
chemotaksja |
54 |
rpoN |
regulon azotowy |
δ |
rpoS |
faza stacjonarna |
Translacja
Translacja składa się z czterech faz:
- aktywacji właściwy aminokwas jest dołączany do właściwego tRNA za pomocą wiązania estrowego
- inicjacji mała podjednostka rybosomu przyłącza się do końca 5' mRNA
- elongacji następny aminoacylo-tRNA przyłącza się do rybosomu w miejscu A
- terminacji napotkania przez podjednostkę mniejszą rybosomu w miejscu A kodonu stop (UAA, UAG lub UGA)
SYSTEMATYKA BAKTERII:
DZIAŁ: FIRMICUTES
PAŁECZKI GRAM+
Lactobacillus acidophilus
- beztlenowiec
- bakteria związana z żywymi organizmami (symbioza)
- występuje w przewodzie pokarmowym i innych przestrzeniach organizmów (m. In. w pochwie)
- decyduje o kwaśnym pH
- wykorzystywana w biotechnologii w produkcji jogurtów
- bakteria termofilna (zakwaszanie w 45°C)
Listeria monocytogenes
- endopasożyt (listerioza - choroba nerek)
- do zakażenia dochodzi przez żywność, wodę pitną
- może namnażać się w niskich temperaturach
- może też znajdować się w monocytach
- u ludzi posiadających właściwą florę bakteryjną bakteria ta nie ma szans rozwoju
Erysiplothrix rhusiopathiae
- wywołuje różycę, świnkę
Corynebacterium sp.
- 250 μm
- występuje w krowich odchodach
- jest to maczugowiec, charakteryzujący się gromadzeniem wolutyna w jednym z biegunów komórki
Corynebacterium diptheriae - maczugowiec błonicy
- występuje w górnych drogach oddechowych (jama ustna, gardło, krtań)
- powoduje nekrozę tkanki
- toksykenia - choroba warunkowana wydzielaniem egzotoksyn, czyli substancji białkowych będących silnymi jadami, antygenami)
- rozpadające się tkanki zamykają przestrzeń, w której bakterie te się namnażają
-nwytwarzają toksyny w odpowiedzi na zakażenie bakteriofagami
- są ciepłolubne
Arthrobacter globiformis, A. terregens
- bakterie (maczugowce) glebowe
Brevibacterium sp.
- element naturalnej mikroflory (pod pachami)
- w warunkach neutralnego pH bakterie produkują związki o walorach organoleptycznych)
Propionibacterium acnes
- wywołuje trądzik
- rozkładając tłuszcz zawarty w wydzielinie gruczołów łojowych produkują kwas
- wykorzystywane w biotechnologii do produkcji serów
Eubacterium limosum
- zasiedla przewód pokarmowy
Bifidobacterium bifidus
- pałeczka rozdwojona
- zasiedla jako pierwsza przewód pokarmowy
- beztlenowiec
DZIAŁ: FIRMICUTES
PAŁECZKI GRAM +
promieniowce: Mycobacterium, Nocardia, Actinomyces, Dermatophilus, Mikrobispora, Frankia, Streptosporangium, Streptomyces
- mogą wytwarzać pseudostrzępki
- wytwarzają zarodniki
Mycobacterium tuberculosis - prątek gruźlicy
- atakuje tkankę płucną powodując nekrozę jej komórek
- może też atakować inne tkanki, np. nerek, wątroby, kości
M. lepreae - prątek trądu
- heterotrof nierozwijający się na pożywkach sztucznych
- występuje w klimacie tropikalnym, ciepłym
- powoduje nekrozę tkanek
M. balnei
- występuje w ciepłych wodach
M. ulcerans - prątek wrzodu miękkiego
M. intercelulare - prątek wewnątrzkomórkowy
Nocardia asteroides, N. madiurae
Planomonospora parontospora
- tworzy białe naloty na glebie (szczątki martwych organizmów)
- wytwarza różne formy zarodników (umożliwiają przetrwanie niekorzystnych warunków środowiska, a także przemieszczanie na duże odległości) i grzybnię powietrzną
Pilimelia sp.
- występuje na włosach
Frankia sp.
- asymiluje azot
Streptomyces erythreus, S. griseus, S. venezuelae
- znaczenie w produkcji antybiotyków (streptomycyna)
[Prątki tworzą ugrupowania, nie rozpraszają się po organizmie]
Pożywka Loevensteina służy do namnażanie prątków.
DZIAŁ: FIRMICUTES
PAŁECZKI I ZIARNIAKI TWORZĄCE ENDOSPORY
tlenowce: Bacillus, Sporolactobacillus, Sporosarcina, Thermoactinomyces
beztlenowce: Clostridium, Desulfotomaculum, Oscillospira
Bacillus anthracis
- broń biologiczna
- wąglik (owce)
- wytwarza egzotoksyny
- zakażenie może nastąpić przez otwarte rany na ciele, spożycie zakażonych produktów, wdychanie skażonego powietrza
B. cereus
- zakaża żywność
B. subtilis - pałeczka sienna
- występuje w wilgotnym sianie
B. megaterapium, B. polymyxa
Sporosarcina sp.
- forma morfologiczna - ziarniak
Clostridium sp.
- zasiedla przewód pokarmowy ludzi i zwierząt
- wraz z Bacillus stanowi rodzinę Bacilliaceae
C. perfringens
- groźny poza układem pokarmowym - prowadzi do zgorzeli (pot. gangrena)
- w przypadku skaleczenia wnika wgłąb tkanki i zamyka ją
- występuje na zębach niektórych zwierząt
- jodyna nie działa na przetrwalniki
[Przetrwalniki powstają przez zagęszczenie cytoplazmy i zwielokrotnienie błony komórkowej, poczym przechodzą w stan anabiozy. Decyzję o rozpoczęciu sporogeneza podejmują wszystkie bakterie.]
Clostridium botulinum - laseczka jadu kiełbasianego
- powoduje ekstremalną toksykenia - botulizm
- zakaża żywność hermetycznie zamykaną (przetwory mięsno-warzywne, owocowe, warzywne)
- botulina jest neurotoksyną
Clostridium tetani - laseczka tężca
-tetanospazmina - neurotoksyna działająca na włókna mięśniowe i powodująca ich długotrwałe napięcie
- naturalnie występuje w przewodzie pokarmowym zwierząt kopytnych
PAŁECZKI GRAM(-)
Pseudomonas aeruginosa - pałeczka ropy błękitnej
- występuje w środowiskach naturalnych, ale częściej jest związany z człowiekiem i zwierzętami
- długość 3-5 μm, ∅ 1,2 μm
- bardzo zmienny pod względem biochemicznym
- posiada fimbrie
- wywołuje różne choroby od zakażeń skóry do posocznicy włącznie
- szczep szpitalny - atakuje osoby o obniżonej odporności
- drogi zakażenia: inkubatory, respiratory, cewniki, sondy, rurki tracheotomijne (inne narzędzia inwazyjne), baseny, materiały opatrunkowe, ścieki, żywność
- szczególnie narażone są narządy pozbawione układu odpornościowego: gałka oczna i ucho środkowe
- bakteria to wydziela barwniki fluorescencyjne, co ma duże znaczenie w identyfikacji
Legionella pneumophila - pałeczka legionistów
- wywołuje legioneliozę
- może występować w podgrzewanych zbiornikach wodnych (baseny) oraz klimatyzatorach
- rozwija się wewnątrz komórek
- w Polsce nie występuje
Brucela abortus
- wywołuje chorobę zwaną burcellozą
- powoduje obumieranie płodu u zwierząt i człowieka
- jest endopasożytem namnażającym się w makrofagach
- występuje w moczu, krwi, płynie mózgowo-rdzeniowym, komórkach gruczołowych
Haemophilus infuenzae - pałeczka grypowa
- hodowlę tej bakterii prowadzi się na pożywkach z krwią, gdzie powodują zmianę podłoża z czerwieni na brąz (agar czekoladowy)
- występuje w górnych drogach oddechowych stanowiąc naturalną mikroflorę
Haemophilus durceyi
- powoduje zapalenie tkanek miękkich
Francisella tularensis
- tularemia - choroba zbliżona do dżumy, przenoszona przez zające
-atakuje węzły chłonne
Enterobacteriaceae - pałeczki jelitowe
- naturalna mikroflora przewodu pokarmowego
- groźne patogeny
- saprofity i pasożyty
- Gram(+)
- mikroaerofile, nieposiadające oksydazy cytochromowej
- przeprowadzają fermentacje
Salmonella enteritidis
- posiada Fimbrie
-wywodzi się od Escherichia coli
-głównym źródłem patogenów jest drób (mięso, jaja, wytłaczanki)
-pierwsze objawy występują w niedługim czasie po spożyciu (15 min.)
-wydzielają endotoksyny - jady pojawiające się po rozpadzie komórki, najczęściej substancje wpisane w ścianę komórkową; działają zapalnie
-może prowadzić do perforacji ścian jelita, co wymaga resekcji jego fragmentu
Shigella dysenteriae
-wywołuje czerwonkę: uszkodzenie nabłonka jelita może powodować krwawienia
-dotyczy głównie przedszkolaków
-skażenie produktów mlecznych
-główną metodą leczenia chorób jelitowych jest podanie kroplówki
Klebsiella pneumoniae
-zakaża płuca
- szczególnie narażone są noworodki i wcześniaki (poprzez inkubatory)
-bakterie posiadają otoczki (bez otoczek nie są groźne), które uniemożliwiają ich likwidacje przez makrofagi
Proteus mirabilis
- bakteria bardzo zmienna
- składnik mikroflory
- enterotoksyny mogą spowodować zakażenia układu moczowego (w tym także nerek)
- na pożywce stałej kolonia rozpływa się, uniemożliwiając rozwój innych drobnoustrojów
Escherichia coli - pałeczka okrężnicy
- bakteria laktozo(+)
- składnik mikroflory ludzi i zwierząt
- posiada zdolność rozkładu kwaśnego i gazowego laktozy w temperaturze 45°C
- posiada zdolność do syntezy niektórych witamin
- wyróżnia się szczepy enteropatogenne i uropatogenne (genetyczne predyspozycje do zasiedlania określonych obszarów organizmu)
- leczenie polega na ustabilizowaniu mikroflory jelitowej
- 90 % zakażeń układu moczowego to zakażenia E. coli
- jest to duża bakteria z dużym genomem
- na tej bazie tworzone są sztuczne bakterie
- jest induktorem skażenia środowiska (miano coli)
mat badany- krew-agar zwykły, bulion z żółcią
- żółć- bulon cukrowy - pożywka MacConkeya, chromoagary - etap I- SIM - Etap II - dodatkowe cechy biochem. i serologiczne
- kał, mocz i inne
IMVIC - szereg składający się z 4 probówek, służący do określania cech badanej kolonii.
Helicobacter pylori
- wywoduje wrzody żołądka
- bakteria żyjąca w niskim pH żołądka, jednak nie jest acydofilna
- wytwarza ureazę, która rozkłada mocznik i przez to tworzy wokół siebie strefę amoniaku - jest to strefa niewrażliwości na niskie pH
- żyje kosztem obumierających komórek żołądka
Bordetella pertussis
- wywołuje krztusiec
- rozwija się w komórkach nabłonka płuc
- bakteria podrażnia nabłonek, powodując problemy z oddychaniem (długotrwałe napady kaszlu)
KRĘTKI
Treponema pallidum - krętek blady
- wywołuje chorobę weneryczną zwana kiłą
- nie namnażać się na pożywkach sztucznych
Borrelia burgdorferii
- wywołuje boreliozę
- zakażenie w obrębie opon mózgowych
- przenoszona przez kleszcze
- szybko przenika do krwi powodując sepię
Leptospira sp.
- wywołuje leptospirozy (żółtaczka)
- objawem zakażenia jest zażółcenie gałki ocznej
- przenika barierę skóry
- zasiedla wątrobę i nerki
MYKOPLAZMY - DROBNOUSTROJE POZBAWIONE ŚCIANY KOMÓRKOWEJ
- bezwzględne pasożyty
- mykoplazmowe zapalenie płuc jest najcięższą chorobą bakteryjną płuc wywołaną przez Mycoplasma pneumoniae
- trudno zastosować antybiotyk
- endopasożyty - żyją w komórkach nabłonka płuc
- ciałka elementarne poza komórką nabłonka pozostają w stanie anabiozy i nie może na nie skutecznie zadziałać antybiotyk
- po wniknięciu bakterii do komórki zniszczenie drobnoustroju wiąże się ze zniszczeniem także samej komórki
- zawierają małe ilości materiału genetycznego, korzystają więc z genów zasiedlanej komórki
Formy L - bakterie pozbawione ściany komórkowej w wyniku zadziałania subtelnej dawki antybiotyku
Sferoplasty - bakterie posiadające fragmenty ściany komórkowej
Chlamydia sp.
- posiadają mało materiału genetycznego - endopasożyty
- namnażają się bardzo podobnie do mykoplazmy, ale posiadają ścianę komórkową
- chlamydiozy związane są z chorobami wenerycznymi
- może także wywoływać rozrost prostaty [zaleca się badania poziomu hormonów PSA po 40 r. ż.]
Chlamydia trachomatis
- namnaża się w oku i powoduje utratę wzroku
Chlamydia pneumoniae
- [70 % śmiertelności u mężczyzn jest spowodowana chorobami układu krążenia, w tym arteriosklerozą]
- bakterie te prawdopodobnie przyczyniają się do powstawania płytki miażdżycowej (złogi cholesterolu): wnikają do komórek śródbłonka, rozpoznające je monocyty fagocytują drobnoustroje, pozostawiając „dziury”, w których gromadzi się cholesterol, prowadząc w konsekwencji do miażdżycy
Chlamydia psittaci
- wywołuje papuzich
- ptaki żyjące w otoczeniu człowieka stanowią siedlisko dla tej bakterii
Rickettsia prowazekii
- wywołuje riketsjozy - choroby gorączkowe (45 °C), rozpoznane w USA i znane jako: gorączka górska i gorączka Q
- namnażają się wewnątrzkomórkowo, w płynie mózgowo-rdzeniowym, w oponach mózgowych
- w Polsce jest to rzadka choroba
- bakterie są roznoszone przez kleszcze [Jezioro Bajkał jest najniebezpieczniejszym siedliskiem kleszczy]
DZIAŁ: GRACILLICUTES
I.BAKTERIE POCHEWKOWE
a.tlenowce: Sphaerotilus, Leptothrix, Streptothrix, Crenothrix
Sphaerotilus natans
- pałeczki gramujemne, tworzące długie łańcuchy
- występują w zanieczyszczonych ściekami wodach
- tworzą osad czynny
II.BAKTERIE CHEMOLITOTROFICZNE
A.TLENOWCE: Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrosococcus, Thiobacillus, Thiobacterium, Thiovolum
Bakterie azotowe
- występują w środowiskach zawierających związki azotu, które utleniają:
Nitrosomonas amoniak do azotynów (NH3 → NO2)
Nitrobacter azotyny do azotanów (NO2 → NO3)
Bakterie tiolowe
- utleniają zredukowane związki siarki do siarczanów (H2SO4)
- powodują zakwaszenie środowiska
- są wykorzystywane w biometalurgii, biokopalnictwie (produkując kwas siarkowy bakterie te wytapiają z rudy różne metale)
- niszczą zabytki
III.PAŁECZKI I ZIARNIAKI GRAMUJEMNE
Xanthomonas sp.
- zaraża warzywa i owoce
- wydziela śluz (ksantan - guma bakteryjna, dodawana do produktów żywnościowych, hipoalergicznych)
Zooglea ramigera
- bakteria ściekowa
- wydzielany śluz chroni przed hipertonicznością środowiska
- tworzy osad czynny
Gluconobacter, Acetobacter
-związane z biotechnologią spożywczą
-stanowią zanieczyszczenia przy produkcji wina i piwa (utleniają etanol do kwasu octowego)
-wykorzystywane do produkcji octu winnego
Azotobakter, Azomonas, Beijerinckia, Derxia
-bakterie glebowe
-zdolne do asymilacji azotu cząsteczkowego
-posiadają kompleks oksygenazy
Rhizobium
-symbioza z roślinami (m. in. motylkowymi)
-wytwarzane brodawki zawierają methemoglobinę
Agrobacterium
-bakteria związana z rolnictwem
-silne patogeny roślin, powodują raka np. winogron czy kapusty
-wnikają przez włośniki, w komórce docelowej bakteria wywołuje niepohamowane podziały
-integruje swój materiał genetyczny (plazmidy) z materiałem genetycznym komórek roślinnych czego efektem są:
1)niepohamowane podziały komórek rośliny
2) uruchomienie substancji odżywczych rośliny warunkujących wzrost bakterii
-A. tumofaciens ma zastosowanie w tworzeniu organizmów transgenicznych
Myxobacteriales - śluzowce
-występują przede wszystkim w glebie
-wykazują zdolność do ruchu
-tworzą ciałka owocowe
-1,5 - 3 mm wielkości
-barwne
-posiadają cykl rozwojowy od komórek wolnożyjących przez wytworzenie ciałek owocowych do wyprodukowania spor
-cykl taki warunkują czynniki środowiskowe
-ciałka owocowe to struktury powstałe na skutek skupienia się wszystkich okolicznych komórek bakteryjnych w jednym miejscu przy jednej z komórek
-w obrębie ciałka owocowego następuje różnicowanie funkcjonalne bakterii
-w jaki sposób bakterie te synchronizują swoje działanie?
-quorum sensing - czucie zbiorowości
- poznanie języka bakterii nadzieją medycyny
Bakterie nitkowate gramujemne
tlenowce: Cytophaga, Sporocytophaga, Flexibacter, Sporospira, Beggiatoa, Thiothrix, Thioploca
Cytophaga
-występuje w okolicy kominów oceanicznych
Flexibacter
-wywołuje choroby ryb
DZIAŁ: GRACILLICUTES
BAKTERIE PĄCZKUJĄCE I TWORZĄCE WYROSTKI
tlenowce: Hyphomicrobium, Hyphomonas, Blastobacter,
Seliberia, Nevskia
Cechy ogólne:
-formy morfologiczne: 1-komórki wolnopływające, urzęsione, 2-komórki ze stylikiem (przytwierdzone do powierzchni stałych), 3-komórki potomne mniejsze od macierzystych
-bakterie peryfityczne i wolnożyjące
-niektóre występują na powierzchni płytki nazębnej
Planctomyces
-występują w środowisku wodnym
-stanowią dowód na pochodzenie organizmów eukariotycznych (ogniwo pośrednie)
-uzyskują polarność przez co nie opadają na dno zbiornika wodnego
-posiadają strukturę przypominającą ciałko jądrowe
Galiomella
-bakterie żelaziste (występują w wodach bogatych w Fe)
-wytwarzają śluz inkrustowany wodorotlenkiem żelaza, tworząc strukturę przytwierdzającą do podłoża
-Fe źródłem energii do asymilacji CO2
Nevskia
-wytwarzają śluz umożliwiający wytworzenie kolonii
-występują na powierzchni wody stanowiąc bakterioneuston
-narażone na solaryzację wytwarzają mechanizmy naprawcze dla DNA
DZIAŁ: GRACILLICUTES
ZIARNIAKI GRAMUJEMNE
-tlenowce: Neisseria, Moraxella
-beztlenowce: Veillonella, Megasphaera
Neisseria gonorrhoeae
-bezwzględny pasożyt ludzi i zwierząt
-u ludzi wywołuje rzeżączkę
-namnażają się w makrofagach (wytwarzają enzymy dezaktywujące enzymy lityczne makrofagów)
Neisseria meningotilis - meningokoki
-wywołuje zapalenie opon mózgowych
-namnażać się wewnątrzkomórkowo, występuje w płynie mózgowo-rdzeniowym
-zakażenia osób o obniżonej odporności (w szpitalach)
Veillonella sp.
-występuje w przewodzie pokarmowym jako naturalny element flory bakteryjnej
ARCHEOBACTERIA - ARCHEONY
Pałeczki i ziarniaki
-tlenowce: Halobakterium, Haloferax, Thermoplasma
-beztlenowce: Thermoproteus, Pyrodictium, Pyrococcus,
Thermococcus, Methanobacterium, Methanosarcina
-występują w ekstremalnych warunkach
-badania wskazują, że do acheonów bliżej eukatiotom niż bakteriom
Halobacterium, Halococcus
-występują w środowiskach maksymalnie zasolonych (solanki)
-nie posiadają mureiny w ścianie komórkowej
-w zależności od nasycenia solą zmieniają kształt
-na powierzchni błony posiadają czerwony barwnik, bakteriorodosynę, która wzbudza się pod wpływem promieniowania i protony wnikają do wnętrza komórki, przez co archeony te są zdolne do bezpośredniej zamiany energii świetlnej w energię chemiczną niezbędną do produkcji substancji odżywczych
-bakteriorodopsyna jako mikroprocesor (zastąpienie krzemu przez ten barwnik zwiększy szybkość komputerów)
-bakteriorodopsyna wykorzystywana jako element światłoczuły w sztucznym oku (homologia do retinalu)
Extremotermofile <160 °C, posiadają białka opiekuńcze, białka termostabilne
Thermus aquaticus
-wytwarza polimerazę - enzym wykorzystywany w PCR (90 °C)
Methanobacteria
-występują w środowiskach glebowych
-wykorzystywane do produkcji metanu na dużą skalę
DZIAŁ: GRACILLICUTES
-BEZTLENOWE BAKTERIE FOTOSYNTETYZUJĄCE
purpurowe: Rhodospirillum, Rhodopseudomonas, Rhodobacter, Rhodomicrobium, Rhodocyclus, Rhodopila
-występują gorących źródłach
siarkowe: Thiocystis, Thiosarcina, Thiocapsa, Thiospirillum,
Thiopedia, Amoebobacter, Ectothiorhodospira
-siarka donorem elektronów
-występują na granicy dostępności siarkowodoru i światła
bezsiarkowe: Lamprocistis, Thiodictyon, Chlorobium,
Prosthecochloris, Pelodictyon, Chloroherpeton, Chloroflexus
-wszystkie w/w bakterie są miksotrofami
DZIAŁ: FIRMICUTES
-tlenowe bakterie fotosyntetyzujące: sinice
-chrookokalne: Synechococcus, Gleocapsa, Gleothece, Gleobacter leurocapsalne
-nitkowate: Oscillatoria, Spirulina, Lynbya
-z heterocystami: Anabaena, Nostoc, Calothrix, Fisherella
WYSPA GENETYCZNA - grupa genów położonych obok siebie, odpowiedzialnych za jedną cechę, np. patogeniczność.
MUTAGENEZA - powstawanie mutacji - spowodowana np. przez czynniki chemiczne: MNNG - N-metylo-N'-nitro-N-nitrozoguanidyna;
EMS - sulfonian etylometylowy; EES - sulfonian dietylowy; DEB - diepoksybutan.
Dziedziczenie i zmienność
MUTACJE
spontaniczne indukowane
- tautomeria zasad - analogi zasad
- polimeraza - czynniki mutagenne
mutacje mutatorowe promieniowanie
mutacje antymutatorowe temperatura
związki chemiczne
Zmienność genetyczna bakterii:
- tranzycja (PuPu)
- trans wersja(PuPi)
- duplikacja (wstawienie dwójki)
- insercja + ramka odczytu
- delecja
- inwersja + stop
NAPRAWA MUTACJI :
- poziom 1 - fotoreaktywacja (fotoliaza reaguje z fragmentem DNA, zawierającym dimery pirymidyn. Pod wpływem światła o długości fali 310-480 nm, następuje enzymatyczne rozszczepienie dimerów),
- poziom 2 - przez wycinanie nukleotydów (system UvrABCD - dimer UvrA łączy się z UvrB przy wykorzystaniu ATP, kompleks UvrA2-UvrB przesuwa się do uszkodzenia i następuje odłączenie UvrA2 z przyłączeniem UvrC. UvrB nacina od str. 5' a UvrC od 3'. Następnie luka uzupełniana jest przez polimerazę DNA I, połączenie nowo wstawionego nukleotydu do obu końców przez ligazę)
- poziom 3 - przez wycinanie zasad (BER - wycięcie zasad przez glikozydazęwycięcie nukleotydu przez endonukleazę APposzerzenie luki przez endonukleazę APtworzenie wiązania fosfodiestrowego przez ligazę)
KONIUGACJA - przenoszenie z jednego osobnika do drugiego fragmentu DNA plazmidowego; trwa ok. 110 min. Komórka dawcy musi posiadać plazmid F+ (odpowiada za tworzenie pilusa płciowego), kom. Biorcy musi posiadać F- (receptory na powierzchni kom. rozpoznające pilusa płciowego). Jest jeszcze typ Hfr (plazmid F wbudowany w genofor - uznawany za typ F+).
- Typ 1. Koniugacja F+-F-: Komórka F+ replikuje plazmid F (powstaje jednoniciowa cząsteczka) i przekazuje go dla kom. F- (dosyntetyzowanie drugiej nici) obie komórki są F+
-Typ 2. Koniugacja Hfr-F-: nacięcie nici w miejscu integracji plazmidu i wydłużanie nici od strony 3'. Koniec 5' jest przesuwany przez mostek cytoplazmatyczny do komórki biorcy. Kom. biorcy pozostaje F-. Uzyskuje nowe cechy i staje się organizmem częściowo diploidalnym.
REKOMBINACJA - podział: homologiczne ogólne - przeniesienie chromosomu do identycznej gatunkowo komórki, wymaga homologii rekombinujących cząst. (RecBCD, RecE, RecF) i niehomologiczne nieuprawnione (swoista dla miejsca, transpozycja, duplikacje tandemowe)
Rekombinacja wg Meselsona-Raddinga (sekwencje inercyjne IS i transpozony - 0,5-3 kpz, u archeonów, bakterii i niektórych eucaryota; niosą informacje jedynie do własnej transpozycji; powiela krótką sekw. powtórzoną OR w miejscu transpozycji; na końcach większości IS wyst. odwrócone sekw. powt. IR, pomiędzy którymi występują sekw. transpozazy) - nacięcie nici jednego homologa i (od strony 3') dobudowywanie nukleotydów co powoduje przesunięcie końca 5', który trafiając na sekwencje homologiczne na drugiej cząsteczce przyłącza się (degradowanie kawałka tej nici, którą zastępuje nasunięty fragment). Następuje ligacja i odcięcie nici - powstaje zrekombinowana cząsteczka DNA.
TRANSDUKCJA - zmiany materiału genetycznego związane z wektorem wirusowym.
- Bakteriofagi - ich materiał genetyczny zawiera: odcinki niekodujące, gen warunkujący replikację, gen kodujący białka kapsydu, gen dojrzewania, gen składania kapsydu, gen lizy, gen kolców.
- Cykle wirusowe 1.lityczny 2.lizogeniczny - wirusy nie dopuszczają do zabicia komórki bakteryjnej, ale integrują swoje DNA z materiałem genetycznym bakterii (stan prowirusa)
TRANSFORMACJA - przyjęcie obcego DNA, które znajduje się na zewnątrz komórki bakteryjnej (zwykle plazmidy). Transformacja funkcję namiastki procesu płciowego, umożliwiając wymianę genów. Ma znaczenie medyczne - geny warunkujące lekooporność są wymieniane na plazmidach. Wykorzystanie w biologii molekularnej - klonowanie, wymuszanie ekspresji obcych genów u jednokomórkowców.
- Doświadczenie Griffitha: szczep R (żywy)org zdrowy; szczep S (zabity)org. zdrowy; szczepy połączone org. chory
METABOLIZM BAKTERII:
- Katabolizm- (rozpad złożonych zw chem na prostsze) fotosyntetyczna, oksydacyjna i substratowa fosforylacja
- Anabolizm - praca mechaniczna, osmotyczna, ciepło, światło, synteza komórkowa (prostezłożone)
Hydrolaza, oksydoreduktaza, izomeraza, transferaza, liaza, ligaza są to enzymy katalizujące reakcje mataboliczne.
ODŻYWIANIE BAKTERII:
- Autotrofizm - synteza związków organicznych z CO2 i H2O przy udziale energii świetlej i chemicznej,
- Heterotrofizm - wykorzystywanie związków organicznych jako źródła węgla.
Auksotrofy (bakterie, które potrzebują do rozwoju skomplikowanych zw chem)- proste zw chem jako źródło energii i węgla, czynniki wzrostowe - aminokwasy, witaminy, NH4+, SO42-, PO43-, Na, K, Mg, Ca, Fe.
Prototrofy - prostezw chem jako źródło energii i węgla, NH4+, SO42-, PO43-, Na, K, Mg, Ca, Fe. Czynniki wzrostowe niepotrzebne.
Źródła wykorzystywane do synt ATP:
1. światło - fototrofy,
2. Zredukowane zw. nieorganiczne (Chemolitotrofy),
3. Zredukowane zw. organiczne (Chemoorganotrofy)
PODZIAŁ BAKTERII -
1.AKCEPTOR ELEKTRONÓW:
- O2 - aeroby;
- zw. organiczne lub nieorganiczne - anaeroby;
2.ŹRÓDŁO ENERGII:
- światło - fototrofy,
- en. chemiczna - chemotrofy
3. DONATOR ELEKTRONÓW:
- zw. nieorganiczne - fotolitotrofy, chemolitotrofy;
- zw. organiczne - fotoorganotrofy, chemoorganotrofy
4. ŹRÓDŁO WĘGLA:
- CO2 - 1. fotolitoautotrofy(organizmy wykorzystujące CO2 do budowy związków organicznych, jako źródło elektronów H2O lub H2S),2. fotoorganoautotrofy (wykorzystują związek organiczny do regeneracji chlorofilu), 3.chemolitoautotrofy(energię i elektrony czerpią z substancji nieorganicznych, np. bakterie purpurowe i siarkowe, nitryfikacyjne - H2S, S, NO2), 4. chemoorganoautotrofy (źródłem energii jest zredukowany zw mineralny),
-ZW. ORGANICZNE - 1. Fotolitoheterotrofy (nie przeprowadzają fotosyntezy, energie wzbudzenia chlorofilu wykorzystują jako źródło energii, jako źródło węgla proste zw nieorganiczne), 2. Fotoorganoheterotrofy (nie przeprowadzają proces autotrofii chociaż posiadają chlorofil, energie wzbudzenia chlorofilu wykorzystują jako źródło energii, jako źródło węgla zw organiczne), 3.chemoorganoheterotrofy (drobnoustroje dla których źródłem energii, elektronów i węgla są związki organiczne), 4. chemolitoheterotrofy (wykorzystujące związki organiczne jako źródło węgla)
PRZYKŁADY:
Chemolitoautotrofy: nitryfikatory, bakterie żelaziste, siarkowe, metanowe i wodorowe
Chemoorganoautotrofy: bakterie wodorowe,
Fotoorganoautotrofy: bakterie siarkowe
Fotolitoautotrofy: sinice, bakterie purpurowe, bakterie zielone, bakterie siarkowe, bakterie bezsiarkowe
Chemolitoheterotrofy: desulfurykatory, bakterie tionowe,
Fotolitoheterotrofy: purpurowe bakterie siarkowe
Chemoorganoheterotrofy: większość bakterii tlenowych i beztlenowych
Fotoorganoheterotrofy: purpurowe bakterie bezsiarkowe
METABOLIZM:
- Biologiczne utlenianie (AH2 + B → A + BH2) oddychanie tlenowe (glikoliza podczas tworzania acetyloCoA) i beztlenowe (fermentacja alkoholowa i mleczanowa - w obu glikoliza)
- Oddychanie komórkowe:
1. glikoliza glukoza(heksokinaza) glukozo-6-fosforan(izomeraza heksozofosforanowa) fruktozo-6-fosforan(1-fosfofruktokinaza) fruktozo-1,6-bisfosforan(aldolaza fruktobisfosforanowa) aldehyd-3-fosfoglicerynowy
(fosfodihydroksyaceton) kw 3-fosfoglicerynowy (NAD-NADH;dehydrogenaza) kw 3-fosfoglicerynowy (+p)kw 1,3-bisfosfoglicerynowy(kinaza fosfoglicerynianowa adp-atp) 3-fosfoglicerynian(mutaza pglicerynianu)2-fosfoglicerynian(enolaza)fosfoenolopirogronian(kinaza pirogronianowa; adp-atp) pirogronian
2. cykl Krebsa: pirogronian (dehydrogenaza pirogronianowa) acetylo-CoA(syntaza cytrynianowa)cytrynian (akonitaza) izocytrynian (dehydrogeneza izocytrynianowa) 2-oksoglutaran(dehyd. 2-oksyglutaranowa)bursztynylo-coa(syntetaza bursztynylo
CoaAbursztynian(dehyd. bursztynianowi)fumaran(fumaraza)jabłczan(dehydrog. jabłczanowa)szczawioctan-
3. Łańcuch oddechowy - w błonach grzebieni przenośniki, którymi przenoszone są elektrony. Energia przepływu elektronów wykorzystywana jest do aktywnego przepompowania H+ z matrix do przestrzeni międzybłonowej - powstaje mini ogniwo. Nadwyżka protonów powraca do marix przez białko CF - energia przepływu umożliwia syntezę ATP (NADH-3ATP, FADH2-2)
S NADH Fp Q cyt. b cyt. c cyt. f cyt.
cyt. b556 cyt. c
FeS S NADH Fp, Fe-S Q O2
cyt. b551 cyt. d
Bursztynian mleczan bursztynian
Zysk energetyczny oddychania kom.: Glikoliza 2 ATP, Cykl Krebsa 36 ATP (suma: 38 ATP - zysk z utleniania 1 cząsteczki glukozy)
Cykl pentozowy - alternatywa dla glikolizy
glukoza(atp-adp)glukozo-6-fosforan(dehydrogenaza glukozo-6-fosforanu; NADP-NADPH)6-fosfo-glukonolakton(+H2O; laktonaza 6-fosfo-glukonianu)6-fosfo-glukonian(CO2; NADP-NADPH; dehydrogenaza 6-fosfo-glukonianu)rybulozo-5-fosforanprzemianyaldehyd 3-fosfoglicerynowy
Cykl Entnera-Doudoroffa - proces pozwalający przygotować glukozę do wejścia w cykl Krebsa lub częściej do procesów beztlenowych
Cykl glioksalowy - cykliczny szereg przemian biochemicznych (reakcji enzymatycznych) umożliwiający przekształcanie tłuszczów w cukrowce [tłuszcz (przez betaoksydację) → acetylo-CoA→ cukier prosty]
ODDYCHANIE BEZTLENOWE: proces kataboliczny, w którym substrat organiczny jest utleniany przez zewnętrzny czynnik utleniający; denitryfikacja:
NO3- + 2H+ NO2- + H2O Escherichia coli
2NO3- + 4H+ 2NO2- + 2H2O Paracoccus denitrificans
NO3- + 10H+ NH4+ + 3H2O Clostridium perfringens
2NO3- + 10H+ N2O + 5H2O Corynebacterium sp.
- Oddychanie beztl- desulfurykacja (Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfobacter, Desulfococcus):
SO42- (ATP-PPi)APS (H2-2H+, - 6e-, - AMP)SO32- (6e-, 8H+)H2S + 3H2O
- Oddychanie beztl - metanogeneza (Archeobacteria: Methanobacterium, Methanospirillum, Methanosarcina, Methanococcus):
CO2 MF - CO - H MP - CO - H MP = CH2 MP - CH3 CoM - S - CH3 CH4
- Fermentacja - kataboliczny proces utleniania substratów organicznych bez udziału zewnętrznego czynnika utleniającego. W wyniku fermentacji powstają związki, z których część jest utleniana, a część redukowana: 1. heterofermentacja - dwa związki zredukowane, jeden związek utleniony 2. homofermentacja - dwa produkty utlenione, jeden produkt zredukowany
Homofermentacja mlekowa (Lactbacillus sp., Lactococcus sp., Enterococcus faecalis): glukoza (2ADP-2ATP, NAD+-NADH) kw. pirogronowy (NADH + O2 - NAD+) kw. Mlekowy
Heterofermentacja mlekowa Escherichia coli: glukoza aldehyd octowy etanol
Autotrofizm - chemoautotrofy:
- Nitryfikacja I - utlenianie amoniaku (nitryfikacja to proces polegający na wykorzystaniu przez bakterie energii znajdującej się w zredukowanych azotowych związkach nieorganicznych) NH4 NO2- Nitrosomonas
- Nitryfikacja II - utlenianie azotynów NO2- NO3- Nitrobacter
- Utlenianie związków żelaza Fe2+ → Fe3+ Bakterie zelazowe
Autotrofizm - fotoautotrofy
- Fosforylacja oksygenna: sinice, eukariotyczne organizmy fotosyntetyzujące, (przekazanie elektronów biegnących przez łańcuch przenośników na tlen z wytworzeniem cząsteczki wody) - Fosforylacja anoksygenna - odbywa się tam, gdzie brak jest tlenu, ale dochodzi światło słoneczne (przeniesienie elektronów na związki nieorganiczne)
Obiegi pierwiastków:
WIRUSY
Wirusologia jest nauką stosunkowo młodą .Odkrycie wirusów zawdzięczmy Martinusowi Beijerinckowi, który określił czynnik chorobotwórczy mozaiki tytoniowej.
Cechy charakterystyczne wirusów:
-brak struktury komórkowej
-zawierają tylko jeden rodzaj kwasu nukleinowego
-obligatoryjne pasożyty komórkowe
-brak własnych układów enzymatycznych związanych z metabolizmem i biosyntezą
-mają własne, swoiste enzymy!!!
Pochodzenie wirusów:
-zmodyfikowane bakterie pasożytnicze
-nadwyżka składników komórkowych
-plazmidy bakteryjne
-etap ewolucji materii ożywionej
Klasyfikacja wirusów ze względu na:
1.rodzaj kwasu nukleinowego → DNA, RNA
2.budowę kapsydu → kubiczny (bryły geometryczne z co najmniej trzema osiami symetrii), heliakalny ( posiada jedną oś symetrii), złożone (cechy mieszane)
Budowa kapsydu:
- podstawową jednostką strukturalną jest kapsomer
- występuje osłonka
- trzy białka tworzące strukturę wirusa: VP 5 penton, VP 26, VP 5 hekson
Wirusy wykorzystują jako swych żywicieli bakterie, grzyby, rośliny, zwierzęta oraz ludzi. Wykazują tropizm komórkowy, co oznacza, iż przemieszczają się w kierunku ściśle określonej komórki docelowej, np.: w skórze - dermotropowe, w płucach - pulmotropowe.
Konsekwencje zakażenia komórki:
-uszkodzenie czynności komórki
-nieodwracalne procesy zniszczenia (cytopatia)
-funkcje komórki nieznacznie zmienione
-transformacja komórek (nowotworzenie)
Cykl życiowy wirusów:
1.Namnażają się w ogromnych ilościach: 10% wirusów potomnych jest aktywnych, czyli zdolnych do namnażanie.
2.Przemieszczają się w sposób bierny
3.Docierają do komórki docelowej i łączą się z odpowiednimi receptorami.
4.Faza adsorpcji - przylgnięcie do błony komórki docelowej.
5.Zakażana komórka wchłania wirusy do wnętrza.
6.Rozpad wchłoniętych wirusów.
7.Wirus zostaje otoczony lizosomom/fagosomem.
8.Następuje trawienie kapsydu.
9.Rozpad lizosomu.
10.Uwolnienie DNA/RNA.
11.Faza eklipsy - faza utajonego występowania w obrębie zakażonej komórki.
12.Namnażanie wirusów:
a)faza wczesna - uaktywnienie enzymów odpowiedzialnych za replikację
b)faza środkowa - intensywna replikacja, synteza kwasów nukleinowych i białek
c)faza późna (faza dojrzewania) - składanie elementów wirusa w całość (np. kapsyd)
13.Wypączkowywanie, czyli otaczanie się elementami błonowymi
Inny rodzaj cyklu wirusa:
Faza prowirusa
faza eklipsy - materiał genetyczny wirusa integruje się z materiałem genetycznym komórki zakażanej; faza ta może trwać bardzo długo, niekiedy nawet kilka lat. (oparta na działaniu odwrotnej transkryptazy)
Cykl życiowy bakteriofagów:
-cykl lityczny - namnażanie się wirusów poprzez rozpad komórki
-cykl lizogenicznyczny - wklejanie materiału genetycznego
Systematyka wirusów
I.Poxviridae (dsDNA) - wirus czarnej ospy
-Poxvirus officinale
-P. variolae - wirus ospy krowiej
-P. mollusci
II.Popovaviridae (dsDNA)
-Papilomavirus - ludzki wirus brodawczaka HPV
III.Adenoviridae (ssDNA)
-Adenowirus (HAdV) - wirus kataru
IV.Hepesviridae (ssDNA)
-Human Herpes Virus (HHV)
-Varicella - Zoster Virus (VZV)
V.Hepadnaviridae (dsDNA)
-Hepadnavirus - wirusowe zapalenie wątroby - Hepatis B Virus (HBV): w fazie prowirusa następuje rozpad hepatocytów, prowadzący do nowotworzeni
-Parvovirus B19 - rumień zakaźny
-Cytomegalovirus (CMV)
-Epstein-Barr Virus (EBV) - mononukleoza
VI.Picornaviridae (dsRNA)
-Poliovirus - choroba Heinego-Medina (zwiotczenie mięśni)
-Enferovirus
-Hepatitis A, E, D, C virus
-Echovirus
-Rhinovirus - zapalenie gardła
VII.Orthomyxoviridae (ssRNA)
-Myxovirus influenzae
-M. parainfluenzae
VIII.Paramyxoviridae (ssRNA)
-Mumps virus (MUV) - świnka
-Measles virus (MEV) - odra
IX.Rhobdoviridae (ssRNA)
-Rhabies virus - wścieklizna
X.Filoviridae (ss RNA)
- wirusy krwotoczne
-Marburg virus
-Ebola virus
- atakują komórki śródbłonka naczyń krwionośnych - są śmiertelne, ale nie epidemiologiczne
- duża śmiertelność wśród osób zakażonych sprawia, że choroba się nie przenosi
- wirusy te roznoszą gryzonie
- pierwotnym źródłem są małpy
XI.Bunyaviridae (ss RNA)
- wirus gorączki krwotocznej
-Hantanvirus
-Bunyavirus
XII.Calciviridae (ss RNA)
-Calcivirus
-Norwalkwirus
XIII.Coronaviridae (ds RNA)
-Coronavirus - wirus zapalenia płuc
[największym rezerwuarem wirusów jest Azja Płn. - Wsch.]
XIV.Reoviridae (ds RNA)
- wirusy biegunki
-Reovirus
-Rotavirus
-Orbivirus
XV.Togaviridae (ss RNA+)
-Alphavirus
-Flavovirus - wirus żółtej febry
-Arbovirus - kleszczowe zapalenie mózgu
-Rubella virus - wirus różyczki
XVI.Retroviridae (ss RNA+)
-Oncovirinae - czynnik onkogenny
-Lentivirinae - retrowirusy powolne: wolno się namnażają, a czasami w ogóle się nie namnażają, mimo, że zasiedlają organizm, czekają na odpowiednie warunki otoczenia HTLV, HIV
- zdolne do syntezy DNA na matrycy RNA przy udziale odwrotnej transkryptazy
- umożliwia to przejście w stan prowirusa i w tym stanie może bezobjawowo występować w organizmie nawet do 2 lat
- co jakiś czas wirus wypączkowuje i niezauważony dociera do kolejnych limfocytów T
- skutecznym lekiem mogą się okazać fałszywe nukleotydy, które blokują replikację
- interferon wprowadza komórki w stan uśpienia, przez co nie są zdolne do replikacji materiału genetycznego
XVII.Arenaviridae (ss RNA+)
- wywołują krwotoki, mogące prowadzić nawet do śmierci
-Lassa virus
-Machupo virus
-Junin virus
PRIONY są to białka samoreplikujące i zmieniające konformację innych białek na swoje podobieństwo.
Choroby wywoływane przez priony:
-Scrapie
-Kuru
-CJD - u ludzi powoduje encefalopatię, czyli odkorowienie mózgu (1 : 40 000)
-BSE
-nv CJD
Diagnostyka wirusologiczna
-hodowle wirusowe
-badania serologiczne
-badania molekularne
-badania immunocytoch
Pętla
rdzeń białkowo-błonowy
domena superhelikalna
Wyszukiwarka