MIKROBIOLOGIA 23.11.2004

TAKSJE - ukierunkowane ruchy bakterii

Taksje:

• Chemotaksje

• Aerotaksje

• Fototaksje

• Magnetotaksje

Chemotaksje - ruch bakterii uporządkowany przez związki - atraktanty; bakterie mogą przemieszczać się w kierunku różnych związków chemicznych (np. pokarmowych, aminokwasów itd.). Repelanty - związki chemiczne od których bakterie uciekają (toksyny).

Aerotaksje - postacie oddechowe Beijericka - na preparatach w kroplach płaskich. Komórki bakterii tlenowych gromadzą się w miejscach odpowiednio natlenionych (na obrzeżach szkiełka). Bakterie mikroaerofilne rosną optymalnie prze obniżonym ciśnieniu - Azospirillum (na środku szkiełka). Bakterie beztlenowe - skupiają się po środku szkiełka (tam, gdzie jest najmniej tlenu)

Fototaksje - uporządkowany ruch bakterii wywołany przez promienie świetlne

Bakterie fototrofilne - przeprowadzają fotosyntezę (niezbędne światło); bakterie bardzo czuł na światło ; biegną w kierunku światła

Fobotaksje - zjawisko „przestraszenia się” bakterii; światło odstrasza komórki bakterii

Magnetotaksje - niedawno odkryte (ok. 20 lat temu); jest to uporządkowany ruch bakterii wzdłuż linii sił pola magnetycznego; bakterie namagnesowane - zawierają feromagnetyczny tlenek żelaza - magnetyt w okolicy rzęsek (magnetozom); bakterie te poruszają się na północ i na południe

Wpływ czynników środowiska na drobnoustroje.

Bakterie mają olbrzymią powierzchnię styku ze środowiskiem. Bakterie wpływają na środowisko i zmieniają je a środowisko wpływa na bakterie.

Czynniki środowiska:

• fizyczne

• chemiczne

• geologiczne

Woda.

• Bez wody nie ma życia; stanowi czynnik czemiczny i fizyczny

• Optymalny wzrost bakterii - przy 60% pojemności wody

• Bakterie mogą być wrażliwe lub odporne na zmiany ilości wody

• Bacillus - odporne na wysychanie (przetrwalnikowe)

• Gram + są bardziej odporne na wysychanie niż Gram - , ponieważ mają grubszą ścianę komórkową

• Aktywność wodna gleby - wyrażana przez stosunek prężności pary wodnej nad roztworem do prężności pary nad wodą destylowaną mierzona od zera do jedności

• Różne drobnoustroje różnie reagują na zmiany zawartości wody

• NaCl, cukry proste (glukoza, sacharoza), glikoza - wpływają na aktywność wodną (na zmniejszenie lub podnoszenie)

Drobnoustroje odporne na wysychanie środowiska - kserofile.

Liofilizacja - proces polegający na utracie (na pozbywaniu się) wody; do utrwalenia bakterii, przechowywania.

Temperatura (czynnik fizyczny) - życie od 0°C do 100°C (powyżej 100°C denaturacja)

• Punkty kardynalne - stosunek drobnoustrojów do temperatury

• temperatura minimalna

• maksymalna

• optymalna

Temperatura minimalna:

• temperatura poniżej której drobnoustroje nie funkcjonują

• różne dla różnych grup dropnoustrojów

• ok. +5°C

Psychrofile:

• bakterie rosnących w niskich temperaturach

• drobnoustroje zimnolubne

• kriofilne

• temperatura minimalna waha się w okolicy 5°C

• temperatura optymalna w granicach 10-15°C

• temperatura maksymalna w granicach 20°C

• posiadają w cytoplazmie białka funkcjonujące w niskich temperaturach

Mezofile:

• funkcjonują w granicach temperatur 20-40,45°C

• drobnoustroje chorobotwórcze

• temperatura optymalna ok.37°C

• nie stanowią jednolitej grupy drobnoustrojów (grzyby, promieniowce, bakterie)

Termofile:

• temperatura optymalna w granicy 50-55°C

• rosną w granicy temperatur 30-70,80°C

• budowa przystosowana do wysokich temperatur

• supertermofile - mogą funkcjonować w temp.powyżej 100°C (archea)

Clostridium Termocellum - rozkłada celulozę - procesy biotechnologiczne

Temperatura wykorzystana jest w procesie sterylizacji.

Ciśnienie osmotyczne

• sól fizjologiczna - roztwór soli NaCl 0,81%

• u większości bakterii stężenie soli na zewnątrz jest mniejsze niż wewnątrz komórki

• drobnoustroje halofilne - rosną przy dużej zawartości soli w podłożu

• drobnoustroje osmofilne - rosną przy dużej zawartości cukrów w środowisku

Ciśnienie mechaniczne

• bakterie odporne na ciśnienie mechaniczne (bakterie przetrwalnikowe)

• niektóre bakterie mogą wytrzymać ciśnienie 5000 atmosfer

• bardzo odporne na ciśnienie mechaniczne są endospory (przetrwalniki wewnętrzne)

• wysokie ciśnienie mechaniczne wykorzystywane jest w mikrobiologii i biochemii do pozyskiwania treści bakterii

Ciśnienie hydrostatyczne

• wysokie ciśnienie hydrostatyczne występuje w głębinach mórz i oceanów (11km)

• drobnoustroje odporne to drobnoustroje barofilne

1. prawdziwe - niezdolne do wzrostu przy niskich ciśnieniach hydrostatycznych; żyją w głębinach

2. rzekome, barotolerancyjne - mogą rosnąć w optymalnym ciśnieniu i w wysokim

Wpływ promieniowania elektromagnetycznego na drobnoustroje.

• gamma, UV, X, kosmiczne, IR, mikrofale, fale radiowe

Promieniowanie elektromagnetyczne wpływa istotnie na komórkę. Drobnoustroje pochłaniają promieniowanie. Energia promieniowania powoduje wzbudzenie w komórce związków chemicznych (białek i kwasów nukleinowych). Energia promieniowania przemieszcza elektrony na wyższy poziom energetyczny. Energia promieniowania jest przekształcana w energię kinetyczną.

1. działanie światła widzialnego

• działa bardzo słabo na drobnoustroje fotosyntetyzujące

• komórka może być uczulona na światło

• błękit metylowy i barwniki karotenoidowe - powodują zjawisko fotosyntetyzacji (ogólnie związki oksydacyjno-redukcyjne)

1. działanie UV i promieniowania jonizującego

• działają intensywnie

• UV może zabijać bakterie (lampy kwarcowe, rtęciowe)

• Powodują mutacje (wykorzystywane w genetyce)

---