U W A G A ! ! ! ! ! !

PONIZSZE PYTANIA NIE SĄ OD TUSZYNSKIEGO, SĄ TO PYTANIA RÓWNIEŻ Z MIKROBIOLOGII ALE OD INNEGO

PROWADZĄCEGO (OPRACOWANE PRZEZEMNIE I ZNAJOMYCH), ZAMIESZCZAM WYBRANE PRZEZEMNIE BO TEMATYKA

CZESCIO SIĘ POKRYWA A SĄ DOBRZE OPRACWANE, NIE UCZYŁĘM się JESZCZE NIC więc NIEKTÓRE PYTANIA MOGŁEM

ZUPEŁNIE NIEPOTRZEBNIE TUTAJ WKLEIĆ

~Marek

SPIS TREŚCI:

1. Jakie domeny wyróżnia się w obrębie organizmów żywych; porównaj je
2. W jaki sposób uwidaczniamy bakterie
3. Metody bezpośrednie i pośrednie oceny liczebności bakterii
4. Metoda rozcieńczeń-opisz:
5. Metoda komory Petroff- Hausser:
6. Wzrost bakterii w różnych temperaturach:
7. Unikalne cechy bakterii i Archaea:
8. Organizmy asymilujące azot atmosferyczny (omów)
9. Sterylizacja za pomocą promieniowania
10. Czynniki sterylizacji i mechanizmy działania
11. Mechanizmy działania antybiotyków
12. W jaki sposób oceniamy ilość ATP w glebie i czemu to służy
13. Na czym polega pasteryzacja, tyndalizacja, sterylizacja, opisz metody i podaj przykłady
14. Podaj przykłady substratów i produktów w procesie fermentacji
15. Wirusy, opisz budowę
16. Retrowirusy
17. Wirusy i wiroidy roślinne
18. Szczepy kilerowe
19. Plazmidy
20. Bakterie asymilujące azot atmosferyczny (różnorodność, występowanie i rola)
21. Bakterie pochewkowe (występowanie i znaczenie)
22. Actinobacteria- promieniowce
23. Bakterie fotosyntetyzujące(występowanie i znaczenie)
24. Firmicutes (występowanie i znaczenie); po krótce Staphylococcus, Bacillus, Clostridium td..

1.

Jakie domeny wyróżnia się w obrębie organizmów żywych; porównaj je

B

A

E

cecha

-

-

+

Otoczka jądrowa

-

-

+

Plastydy

+

-

-

Ściana peptydoglikanowa

Wiąz estrowe

Wiąz eterowe

Wiąz estrowe

Błony lipidowe

70S

70S

80S

Rybosomy

-

+

+

Obecność intronów

Dodatkowo:
Bakterie rozpoczynają podział komórkowy od zewnątrz komórki, Eukarya od wewnątrz (w większości, są np. glony o podziale jak
bakteryjny).

2.

W jaki sposób uwidaczniamy bakterie

Bakterie mają małą zdolność załamywania promieni świetlnych więc są słabo widoczne w zwykłym mikroskopie świetlnym. Ich obserwacja
jest możliwa dopiero po wybarwieniu. Przed rozpoczęciem barwienia należy przygotować i utrwalić preparat. Utrwalenie zabija
mikroorganizmy ułatwiając wnikanie barwnika do komórki, powoduje też denaturację enzymów bakteryjnych zapobiegając autolizie i
zwiększa przyczepność komórek do szkiełka podstawowego. W podstawowym podziale wyróżniamy barwienie:
•

Proste- preparat barwi się za pomocą jednego barwnika i wszystkie bakterie są zabarwione podobnie.

•

Złożone- używa się wielu barwników i bakterie reagują na różne barwniki w inny sposób.

Dodatkowo wyróżniamy barwienie proste pozytywne- polegające na barwieniu w preparacie komórek drobnoustrojów i negatywne, które
opiera się na uwidacznianiu tła dzięki zjawisku odpychania się jonów ujemnych barwnika i bakterii, metoda ta nie wymaga mocnego
utrwalania preparatu.
Jedna z modyfikacji mikroskopu optycznego użyteczna do obserwacji bakterii jest mikroskop ciemnego pola, który pozwala nam na
obserwację preparatu bez uprzedniego barwienia.
Innym sposobem obserwacji bakterii nie wymagającym również barwienia może być wykorzystanie mikroskopii elektronowej.

3.

Metody bezpośrednie i pośrednie oceny liczebności bakterii

Metody bezpośrednie:
•

Komora Petroff - Haussera: liczy żywe i martwe komórki.

•

Komora Coultera: komórki w roztworze soli fizjologicznej przepływają przez aparaturę urządzenia – prąd elektryczny zostaje

przerwany przy przejściu bakterii, mierzony jest puls, apertura wynosi 10-30 µm – płyn musi być mocno rozcieńczony.
Metody pośrednie:
-ważenie po odwirowaniu ( np. przy ocenie masy, gdy izoluje się enzymy lub lipidy), sucha masa (suszenie do stałej masy)
-filtrowanie i suszenie w temperaturze 100-105 0C przez 8-12 godzin (źle przy planie badań biochemicznych)
-chemiczna analiza składników komórkowych
azot-14%. Komórki są płukane, trawione w kwasie siarkowym (N w NH3+).

+ indykator i ocena kolorymetryczna
-ogólna zawartość węgla-> rozpuszczając próbę w silnie utleniającym odczynniku jak dwuchromian potasu w kwasie siarkowym. Ilość
węgla jest proporcjonalna do ilości zredukowanego dwuchromianu.

4. Metoda rozcieńczeń-opisz:
Jest to technika stosowana przy badaniu gleby, mięsa mielonego, mleka. Jest to ocena żywotności komórek. Oznaczamy tylko żywe komórki
w fazie rozmnażania się. Pobieramy próbę(1ml), którą chcemy zbadać np. z jeziora i ją zabezpieczamy. Umieszczamy w pojemniku z solą
fizjologiczną tak, aby rozcieńczyło się 10-krotnie. Pobieramy rozcieńczoną próbę(1ml) i dalej rozcieńczamy, aż znajdziemy odpowiednie
stężenie, w którym będziemy mogli policzyć liczbę bakterii<kolonii>( jest to rozcieńczenie pośrednie). Założenie- jeśli bakterie będą
występowały w agregatach to trzeba je wymieszać, aby regularnie się rozdzieliły- dobieramy rozcieńczenie pozwalające na ich obliczenie.
Pobieramy 0,2 ml na szalkę (musi to być dokładnie i równomiernie rozłożone, można rozlać i potrząsać lub stosować specjalne wytrząsarki).
Liczymy ilość bakterii np. 0,2 ml->124 kolonie=620 kom*105->6,2*107 rozcieńczenie* l.kolonii= l.kom.-> przelicz na 1ml

5. Metoda komory Petroff- Hausser:
Jest to bezpośrednia metoda oceny liczebności bakterii, zarodników roślin, grzybów, glonów; oceniana jest liczba żywych i martwych
komórek, tylko żywych komórek oraz liczba faktycznie żywotnych komórek. Jest to płyta z wyżłobionymi rynnami, po środku znajduje się
zagłębienie podzielone siateczką. Nakładamy szkiełko nakrywkowe na siateczkę tak aby zostało przyssane. Preparat z bakteriami nanosimy
np. pipetą przed szkiełko nakrywkowe, gdzie zostaje ono wciągnięte pod szkiełko. Pod mikroskopem liczymy ilość bakterii w
poszczególnych kwadratach, które są podzielone na mniejsze kwadraty. Ilość bakterii * objętość=l.bakterii(przeliczona na 1ml)
Np. 5*5= 0,02 mm3
16 bakterii
2*107 komórek/ml

6. Wzrost bakterii w różnych temperaturach:
Organizmy mogą rosnąc w temp od -10 do 110 0C. Posiadają swoje optimum wzrostu w danej temperaturze.
Psychrofile-> optimum od 0-150C, nie mogą żyć powyżej 200C, obfite w polarnej wodzie i lodzie; np. Psychomonas
Mezofile-> żyją w wodzie, glebie, organizmach; 20-440C; patogeny ludzkie rosną najlepiej w 370C, organizmy glebowe- 26-300C; np.
Bacillus
Termofile-> 45-700C; gorące źródła, tereny wulkaniczne, kompost, gleba wystawiona bezpośrednio na działanie słońca; średnie termofile też
na Antarktydzie w zbiornikach z podgrzewaną wodą.; np. Thermolepilium
Hipertermofile-> 70-1100C; wulkany podmorskie; np. Pyrodictium

7. Unikalne cechy bakterii i Archaea:
-asymilacja N atmosferycznego,
-synteza witaminy B12,
-zdolność do korzystania z energii ze związków nieorganicznych: NH4,H2S,H2,Fe2+,
-fotosynteza bez chlorofilu,
-wykorzystywanie zw. organicznych (CO2, NO3-, SO42-, S, Fe3+) jako akceptora elektronu zamiast O2,
-zdolność do intensywnego wzrostu w warunkach beztlenowych,
-wykorzystanie H2S,H2 lub zw. organ. jako donora e w fotosyntezie,
-wzrost powyżej 800C

8. Organizmy asymilujące azot atmosferyczny (omów)
Asymilacja N z atmosfery występ u wielu organizmów. N2 NH 4 + włączany do związków węgla. Większość asymiluje z podłoża jony
amonowe lub redukuje azotany. Jedne muszą stworzyć symbiozę inne nie.
Azotobakter; Cyjanobacteria: Anabena, Oscillatoria, Gleocapsa- zabezpieczają nitrogenazę przed tlenem, wychwytując azot w komórkach-
heterocysty.
Zdolność do fotosyntezy tlenowej cyjanobakterie dzielą z roślinami wyższymi oraz glonami zielonymi. Posiadają jednak unikatową cechę
biochemiczną - asymilują azot atmosferyczny. Reakcja wiązania przebiega według ogólnego równania:
N2 + 8H+ + 8e- + 16 ATP = 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
Do związania atmosferycznego azotu konieczny jest enzym - nitrogenaza. Enzym ten jest praktycznie identyczny u wszystkich gatunków
mikroorganizmów wiążących azot. Cechuje go wysoka wrażliwość na obecność tlenu. Zbyt wysokie stężenie tego gazu w komórce prowadzi
do odwracalnej inaktywacji enzymu. Cyjanobakterie sekcji IV i V (nitkowate) posiadają wyspecjalizowane komórki wiążące azot -
heterocysty. Są one otoczone przez dużo grubszą niż w innych komórkach ścianę komórkową, zaś stężenie nitrogenazy w ich cytoplazmie
jest wysokie. Są zwykle większe od wegetatywnych komórek trychomu, którym dostarczają wytwarzanych przez siebie azotanów. Proces
fotosyntezy wiąże się z wydzielaniem tlenu, więc komórki te nie fotosyntetyzują. Są przez to zależne pokarmowo od pozostałych komórek
kolonii. Heterocysty nie mogą również się dzielić. Proces asymilowania N2 jest wysoce energochłonny, więc komórki nie przeprowadzają go
bez potrzeby (przy wysokiej dostępności NO3-, NO2- lub NH4+ nie powstają heterocysty lub powstaje ich niewiele). Wytwarzanie
heterocyst jest indukowane niedostateczną ilością przyswajalnego azotu w środowisku.

9.Sterylizacja za pomocą promieniowania
UV- niszczy DNA w komórkach i inne składniki
Promieniowanie jonizujące – pośrednie i bezpośrednie działanie na wszystkie składniki komórkowe.
Promieniowanie jonizujące to: promieniowanie gamma, X, alfa i beta cząsteczki oraz neutrony.
•

Powoduje wytworzenie wolnych wysoce aktywnych rodników

•

Powoduje rozerwanie nici DNA

Deinococcus radiodurans – odporny na działanie UV, gamma i mutageny, zdolność do naprawy DNA
Promieniwanie gamma (nie powoduje toksyczności) penetruje głęboko obiekt, sterylizuje już zapakowane obiekty- np. antybiotyki, serum,
plastiki, lekarstwa itp.
Światło białe pulsacyjne- lampa ksenonowa produkuje światło podobne do słonecznego, lecz jest ono 20 000 razy silniejsze. Wystarczy jeden

puls aby całkowicie zlikwidować mikroorganizmy w podłożu(bez toksyczności)
Najlepsze warunki do sterylizacji:
•

200-320mm UV

•

X, gamma

Dłuższe (np. Fale radiowe) są nieprzydatne.
UV jest absorbowane przez puryny i pirymidyny, tworzą się wiązania między tyminami i zahamowana jest replikacja DNA.

10.

Czynniki sterylizacji i mechanizmy działania

Sterylizacja.
Od kiedy większość eksperymentów przeprowadzana jest na czystych kulturach mikroorganizmów, tzn. na pojedynczych, określonych
gatunkach, koniecznością stała się możliwość skutecznej sterylizacji/wyjaławiania (pozbawienia żywych organizmów oraz ich form
przetrwalnych) różnych materiałów, m.in. podłoży hodowlanych, końcówek do pipet, butelek oraz innych naczyń i przyrządów służących do
przechowywania czy posiewu mikroorganizmów i utrzymywanie ich w takim stanie przez dłuższy czas. Jeśli taki wyjałowiony materiał
zostanie zanieczyszczony innymi mikroorganizmami, nie dodanymi tam celowo, to mówi się wówczas o zakażeniu. Sterylizację można
przeprowadzić różnymi metodami, dostosowanymi do właściwości sterylizowanego materiału.
•

Sterylizacja parowa – najczęściej używanym urządzeniem do sterylizacji jest autoklaw. Służy on do sterylizacji podłoży, plastików

laboratoryjnych, i innych materiałów wrażliwych na wysokie temperatury. Dzięki zastosowaniu autoklawu, czyli pojemnika
umożliwiającego ogrzewanie pod zwiększonym ciśnieniem można osiągnąć temperatury powyżej punktu wrzenia wody pod ciśnieniem
atmosferycznym. Aktualna temperatura pary wytwarzanej z wody w autoklawie zależy od ciśnienia, ale temperatura przy danym ciśnieniu
jest znacznie niższa, jeśli w komorze znajduje się powietrze. Ponieważ efektywność sterylizacji zależy od temperatury, a nie od ciśnienia,
należy zapewnić usunięcie powietrza ze sterylizatora za pomocą zaworu.
•

Sterylizacja sucha – stosowane do sterylizacji szkła i innych materiałów odpornych na wysokie temperatury oraz materiałów

nieodpornych na wilgoć.
•

Filtrowanie – metoda stosowana do sterylizacji płynnych roztworów substancji termowrażliwych, np. antybiotyki czy witaminy oraz

do sterylizacji powietrza przepływającego przez komory laminarne. Do sterylizacji płynów najczęściej wykorzystywany jest sterylny filtr
nastrzykawkowy o średnicy porów 0,2 – 0,45 µm.
•

Naświetlanie – najczęściej stosowane w laboratoriach jest promieniowanie UV o długości fal ok. 260 nm. Służy do częściowej

sterylizacji pomieszczeń, komór laminarnych.

11.

Mechanizmy działania antybiotyków

Działanie antybiotyków polega na powodowaniu śmierci komórki bakteryjnej (działanie bakteriobójcze) lub wpływaniu w taki sposób na jej
metabolizm, aby ograniczyć jej możliwości rozmnażania się (działanie bakteriostatyczne).
Podstawą terapii antybiotykami jest zasada selektywnej toksyczności Ehrliha, zgodnie z którą, antybiotykiem jest substancja, która w
organizmie, w stężeniu nie wykazującym większej toksyczności dla ludzi i zwierząt wyższych, powoduje uszkodzenie lub śmierć
drobnoustrojów. Można to osiągnąć przez stosowanie substancji oddziałujących na takie struktury, które są obecne w komórkach
drobnoustrojów, a których nie ma w organizmie człowieka lub występują w nim w innej formie.
Główne mechanizmy działania antybiotyków to:
•

Inhibicja syntezy ściany komórkowej bakterii np. ß-laktamy, w tym penicylina, która hamuje transpeptydację - tworzenie wiązań

poprzecznych przyłączając się do trans peptydazy, hamuje również syntezę.
•

Niszczenie integralności i funkcji błony komórkowej. Np. upośledzenie przepuszczalności błony komórkowej bakterii przez

gramicydynę.
•

Zakłócanie syntezy kwasów nukleinowych. Np. Rifampicyna blokuje transkrypcję polimerazy RNA.

•

Zakłócanie syntezy białek - wpływają one najczęściej na funkcjonowanie rybosomów 70S. Streptomycyna i neomycyna hamują

prawidłowe włączanie aminokwasów do łańcucha polipeptydowego. Erytromycyna hamuje funkcjonowanie podjednostki 50S. Tetracyklina
hamuje wiązanie aminoacylo-tRNA z rybosomami. Chloramfenikol hamuje tworzenie wiązania peptydowego z udziałem
peptydylotransferazy.
Molekularne mechanizmy działania antybiotyków opierają się na ingerencji leku w podstawowe dla komórki bakterii procesy biochemiczne:
•

syntezę kwasów nukleinowych,

•

syntezę białek,

•

syntezę bakteryjnej ściany komórkowej,

•

funkcjonowanie błony komórkowej,

•

reakcje metaboliczne.

12.

W jaki sposób oceniamy ilość ATP w glebie i czemu to służy

Zredukowana lucyferyna + ATP + O2 › utleniona lucyferyna + CO2 + ADP + Pi + światło
Pomiar sporządza się fotometrem
Czemu służy – ocena aktywności mikroorganizmów (tempa ich metabolizmu), ocena biomasy mikrooganizmów

13.

Na czym polega pasteryzacja, tyndalizacja, sterylizacja, opisz metody i podaj przykłady

Sterylizacja – proces polegający na zabijaniu żywych organizmów łącznie z endosporami.
Procedura niszcząca kwasy nukleinowe, białka, błony. Sposoby: ogień, ogrzewanie na mokro, ogrzewanie na sucho, promieniowanie,
filtrowanie, toksyczne substancje.
Czynniki wpływające na sterylizację: materia organiczna może chronić bakterie i archea przed zniszczeniem; pH- niskie wartości sprzyjają
sterylizacji (owoce i pomidory rzadko sie psują, kukurydza i groszek mają bardziej neutralne pH i posiadają endospory dlatego łatwiej się
psują
Niedokładna sterylizacja żywności może prowadzić do rozwoju Clostridium botulinum – śmiertelna trucizna
Techniki sterylizacji termicznej: gotowanie przez 15 minut zabija komórki wegetatywne bakterii, archea, wirusy, grzyby; nie zabija endospor
bakterii
Autoklawowanie – ciśnienie + temperatura. Zamknięte naczynie 10-15 min. Im więcej materiału i im on jest gęstszy tym dłużej.

Sterylizacja przez filtrowanie – stosowana dla produktów nieznoszących wysokich temperatur (surowice, witaminy)
Sterylizacja promieniowaniem UV: niszczy DNA komórki i inne jej składniki
Promieniowanie jonizujące gamma, X, alfa i beta, neutrony: powoduje wytworzenie wolnych rodników oraz rozerwanie nici DNA
Promieniowanie gamma: sterylizuje głęboko obiekty, stosowane do sterylizacji leków, niekiedy żywności,
Pulsed White Light (PWL)- lampa ksenonowa dająca pulsacyjne światło UV, przypomina światło słoneczne, sterylizacja jest efektem
działania UV oraz temperatury
Pasteryzacja – Metoda oryginalnie opracowana przez Louis’a Pasteur’a do kontroli produkcji wina. Podgrzanie do 63-66 stopni zabija 73-
99% mikroorganizmów w mleku. Obecnie stosuje się short term „flash metod” – mleko przechodzi przez zwiniętą rurkę gdzie podgrzewane
jest do 71.6 przez 15s. Techniki stosowane dla wyeliminowanie Mycobacterium tuberculosis i Brucella abortus które obecnie nie występują
w mleku krowim – na wszelki wypadek.
Tyndalizacja - metoda konserwacji żywności, która polega na trzykrotnej pasteryzacji przeprowadzanej co 24 godziny. Termin wywodzi się
od nazwiska brytyjskiego uczonego Johna Tyndalla.
Metoda:
•

pierwsza pasteryzacja zabija głównie formy wegetatywne, nie jest w stanie zabić niektórych form przetrwalnych

•

po okresie 24 h pod wpływem impulsu termicznego z przetrwalników rozwijają się kolejne formy wegetatywne bakterii, które giną

po drugiej pasteryzacji
•

trzecia pasteryzacja działa podobnie jak druga, zabijając ewentualne opóźnione bakterie

14.

Podaj przykłady substratów i produktów w procesie fermentacji

Fermentacja - beztlenowy (zazwyczaj) proces biochemiczny, polegający na enzymatycznym rozpadzie cukrów, który jest jednym z
elementów fizjologii drobnoustrojów. Do przebiegu fermentacji konieczne są drobnoustroje lub wytworzone przez nie enzymy.
Fermentacja alkoholowa to proces rozkładu węglowodanów pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże z wytworzeniem
alkoholu etylowego i dwutlenku węgla. Istota fermentacji alkoholowej polega na przemianie, pod wpływem drożdży, cukru na alkohol i
dwutlenek węgla:
C6H12O6 › 2C2H5OH + 2CO2
Fermentacja cytrynowa to metoda otrzymywania kwasu cytrynowego z glukozy z wykorzystaniem odpowiednich pleśni.
3C6H12O6 + 9O2 + pleśnie Aspergillus niger ? 2C6H8O7 + 6CO2 + 10H2O + kcal
Fermentacja masłowa - fermentacja wywoływana przez bakterie masłowe.
C6H12O6 + bakterie masłowe › CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2 + ok. 15 kcal/mol (63 kJ/mol)
(glukoza + bakterie › kwas masłowy)
Fermentacja mlekowa - fermentacja węglowodanów do kwasu mlekowego odbywająca się pod wpływem działania bakterii mlekowych.
Fermentacja ta odgrywa kluczowe znaczenie przy produkcji wielu przetworów mlecznych.
C6H12O6 + bakterie mlekowe › 2CH3CHOHCOOH + 22,5 kcal
(cukier prosty › kwas mlekowy + energia)
Fermentacja octowa to metoda otrzymywania kwasu octowego z alkoholu etylowego z wykorzystaniem odpowiednich bakterii. Pod
wpływem enzymów wytwarzanych przez bakterie octowe etanol utlenia się z wykorzystaniem tlenu z powietrza do kwasu octowego z
wydzieleniem wody.

15.

Wirusy, opisz budowę

Wirusy: pojedynczą jednostkę wirusa nazywamy wirionem. Każdy wirion wykazuje obecność określonych elementów, a są nimi kapsyd i
kwas nukleinowy:
•

kapsyd, czyli płaszcz białkowy, okrywający kwas nukleinowy, zbudowany z białkowych łańcuchów zwanych kapsomerami

•

kwas nukleinowy, niosący informację genetycznie niezbędną do replikacji oraz kodujący białka strukturalne (kapsomery) i

ewentualnie enzymy (np. odwrotną transkryptazę). Kwas nukleinowy wraz z kapsydem nazywamy nukleokapsydem
Oprócz tego, niektóre wirusy mogą być otoczone dodatkową osłonką lipidową. Dotyczy to tych serotypów, które uwalniają się z komórki
przez pączkowanie. Ponieważ błona jest im zwykle potrzebna do kolejnej infekcji, takie wiriony są wrażliwe na niszczący ją atak
dopełniacza.

16. Retrowirusy
retrowirus (łc. retro ‘wstecz; przedtem’ + łc. virus ‘jad, trucizna’)
budowa retrowirusów:
otoczka zbudowana z glikoproteiny (dwuwarstwowa błona z wystającymi glikoproteinami) pod nią zanjdują się dwie warstwy białek, które
otaczają kapsyd zwieszony w matrix, kapsyd zawiera: RNA i takie enzymy jak: odwrotna transkryptaza! , proteaza, rybonukleaza i intergraza
biol. jeden z wirusów zawierających materiał genetyczny w postaci kwasu rybonukleinowego – RNA,
Wyróżnia się 7 rodzajów retrowirusów:
* retrowirusy ssaków typu B
* retrowirusy ssaków typu C
* retrowirusy ptaków typu C
* retrowirusy typu D
* wirusy HTLV-BLV (np. wirus białaczki ludzkiej)
* lentiwirusy HIV
* spumawirusy R
Retrowirusy wywołują wiele chorób, nowotwory, AIDS. Genom retrowirusa zawiera dwie identyczne kopie jednoniciowego RNA i koduje
odwrotną transkryptazę (inaczej rewertazę) który nie jest wyłącznie zarezerwowany wyłącznie dla retrowirusów - posiadają ją także
retrotranspozony u Eukaryota czy E.coli.
(1) nukleokapsyd zostaje pobrany na drodze pewnego rodzaju pinocytopzy (2) RNA zostaje uwolniony (3) Odwrotna transkryptaza syntezuje
kopię DNA wirusowego RNA (4) syntezownie drugiej nici DNA (od końca 3') (50 dalsza replikacja genomu wirusowego i wstawienie go do
genomu gospodarza (6) RNA syntezowany wewnątrz jądra słuzy jako mRNA dla syntezy kapsydu , glikoprotein jak również wirusowego
RNA (7) skompletowanie (8) nukleokapsyd otoczony zostaje otoczką a następnie uwolniony na drodze egzocytozy
Ogólnie proces replikacji retrowirusów zachodzi w kilku etapach. Na początku wirus dostaje się do komórki, następnie jedna z nici RNA jest

odwrotnie transkrybowana w ssDNA które zostaje przekształcone w liniowe dsDNA przez odwrotną transkryptazę. Kolejnym etapem jest
wintegrowanie powstałego dsDNA retrowirusa w genom komórki gospodarza. Potem zachodzi transkrypcja DNA wirusowego, powstaje
mRNA i "potomne" wirusowe RNA, które zostaje upakowane w kapsydzie na terenie cytoplazmy. W końcu nowe cząsteczki wirusa są
odpączkowywane z błony cytoplazmatycznej i uwalniane z komórki.

17. Wirusy i wiroidy roślinne

Materiałem genetycznym większości wirusów roślinnych jest RNA. Przenoszone są one m.in. poprzez owady (czy nicienie)

organizmy te nazywamy wektorami. W niektórych przypadkach wirus namnaża się w przewodzie pokarmowym owada (wirus
persystemowy) i do zainfekowania kolejnej rośliny może dojść dopiero po pewnym czasie inkubacj w jego wnętrzu. Wystarczy najmniejsze
nawet uszkodzenie tkanki, aby wirus wniknął do środka, dlatego do części zakażeń dochodzi podczas zabiegów ogrodniczych. Wirus
roślinny nie musi niszczyć komórki – rozprzestrzenia się przez plazmodesmy.

Tak łatwa migracja wirusa doprowadziła do jeszcze większego uproszczenia jego budowy – w ten sposób powstały wiroidy –

„nagie”, nieosłonięte kapsydem cząsteczki kwasu rybonukleinowego. Infekują one jedynie rośliny, ponieważ nie mają aparatu, który
pozwalałby im przenikać przez błonę a jedynie u roślin nie ma takiej konieczności. Najbardziej znanym wirusem roślinnym jest wirus
mozaiki tytoniowej, atakują też ogórki, cytrusy. Ma on znaczenie historyczne – w odniesieniu do niego po raz pierwszy użyto nazwy
„wirus”. Niejednokrotnie rośliny zakażane są wirusem specjalnie – np. w ogrodnictwie zakaża się tulipany specyficznym wirusem
powodującym piękne, różnokolorowe pierzaste zabarwienie lub ozdobne fałdowanie krawędzi liści.

W wyniku zarażenia wirusem u roślin mogą wystąpić następujące objawy: zmiany koloru (plamy, smugi--> chrakterystyczny slajd

co był na wykładzie przedstawiający tulipany ze smugami), martwica tkanek (nekroza), zaburzenia wzrostu (karłowatość) lub rozwoju.
Wirusy roślinne mogą namnażać się w zaatakowanej komórce, osiągając ogromną liczbę kopii. Na przykład wirus mozaiki tytoniowej może
stanowić ponad 10 procent suchej masy zaatakowanej rośliny. Inne wirusy roślinne to: wirus mozaiki kalafiora, wirus X ziemniaka, wirus
plamistej rdzy pomidorów, wirus mozaiki ogórka, wirus żółtej karłowatości jęczmienia, wirus żółtaczki buraków, wirus utajonej choroby
goździka

18. Szczepy kilerowe
szczepy kilerowe występują u:
>Saccharomyces
>Hansenula
>Kluyveromyces
szczepy te wytwarzaja białkowe toksyny. Te toksyny kilerow łączą się ze specyficznymi glukanami osobników nie odpornych powodując
śmierć przez wytworzenie porów w błonie cytopl. (bakterie i grzyby zawierają wiele róznych glukanów z których jedne mają lunkcje
strukturalne a inne pełnią rolę materiału zapasowego. Należą do nich liczne śluzy wydzielane przez drobnoustroje. Do najlepiej znanych
należy dekstran, jest on wytwarzany w dużych il. w podłożach zawierających sacharozę. W szkielecie ściany kom. drożdży znajduje się beta-
1,6-glukan)
Niektóre szczepy np. K. lactis posiadaja dodatkowy cytoplazmtyczny linowy plazmid nazywany „DNA-killer”, gdyż koduje kompleks
toksyn antydrożdżowych znany jako zymocyna. System ten zbudowany jest z dwóch genów k1 i k2 które działają zupełnie niezależnie od
DNA genomowego.
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.

19. Plazmidy
. Plazmid - cząsteczka DNA występująca w komórce poza chromosomem i zdolna do autonomicznej (niezależnej) replikacji. Plazmidy
występują przede wszystkim u prokariotów, ale znane są także nieliczne plazmidy występujące u eukariontów. Mogą kodować produkty
potrzebne w pewnych specyficznych warunkach, na przykład geny oporności na antybiotyki lub umożliwiające rozkład i asymilację różnych
związków odżywczych. Większość znanych plazmidów to niewielkie, koliście zamknięte cząsteczki DNA. Najmniejsze plazmidy mogą mieć
rozmiar około 1000 bp, największe - około 1,7 Mbp. Znane są również plazmidy naturalnie występujące w formie liniowej. Plazmidy mogą
być przekazywane nie tylko z komórki macierzystej do komórek potomnych, ale także pomiędzy dwiema komórkami bakteryjnymi w
procesie koniugacji. Plazmidy zazwyczaj nie kodują żadnych informacji genetycznych niezbędnych dla przeżycia komórki. Stanowią jednak
dla gospodarza dodatkowe obciążenie metaboliczne, muszą więc posiadać systemy stabilizujące ich obecność w komórce, inaczej po
pewnym czasie zostałyby wyeliminowane z populacji bakterii. Do czynników utrzymujących plazmidy w komórce należą:
•

Wysoka liczba kopii plazmidu

•

Systemy miejscowo specyficznej rekombinacji

•

Systemy partycyjne (aktywnego rozdziału)

•

Systemy addycyjne (powodują eliminację komórek, które nie odziedziczyły plazmidu podczas podziału komórki)

Plazmidy bakteryjne znalazły zastosowanie w inżynierii genetycznej jako wektory.

20. Bakterie asymilujące azot atmosferyczny (różnorodność, występowanie i rola)
Bakterie asymilujące wolny azot są grupą heterotrofów wykorzystujących różne substraty organiczne jako źródła węgla i energii: cukry,
wyższe alkohole, skrobię
i kwasy organiczne. Źródłem azotu jest azot atmosferyczny, w związku, z czym rosną one na pożywkach bezazotanowych. Bakterie te są
przeważnie bezwzględnymi tlenowcami. Przedstawicielami są m.in. Azotobacter i Azomonas agilis.
Wody zawierające azot mogą być wykorzystywane do nawożenia.
Podział bakterii azotowych:
•

Bakterie azotowe samodzielne – są to organizmy glebowe, azot wbudowany w ciała bakterii, po ich śmierci jest udostępniany

roślinom (5-10kg azotu na 1ha). Do tych bakterii należą: tlenowe z rodzaju: Azotobakter, Klebsiella, Beijerinckia i beztlenowe z rodzaju:
Clostridium, Bacillus oraz cyjanobacterie: Anabena, Oscillatoria, Gloeocapsa i bakterie purpurowe i zielone: Chromatium, Chlorobium,
Rhodospirillum.
•

Bakterie azotowe symbiotyczne Rhizobium. Są to bakterie korzeniowe (brodawkowe). Mogą one asymilować azot z powietrza,

jedynie współżyjąc z roślinami. Najczęściej są to rośliny motylkowe np. Łubin, Koniczyna, wyka, lucerna, groch, fasola. Bakterie przenikają

do wnętrza korzeni i osiedlają się w tkankach. Przed wpływem wydzielin bakteryjnych w tkankach korzeni powstają brodawkowate
zgrubienia. Bakterie korzeniowe dostarczają związków azotowych roślinie, czerpiąc od niej w zamian gotowe węglowodanowe substancje
odżywcze. Bakterie korzeniowe na polu roślin motylkowych mogą wiązać ok. 100-200kg azotu na 1ha. Oraz inne bakterie symbiotyczne:
Actinomycetes, Frankia.
•Arche magazynujące azot atmosferyczny: metanodgenne anaeroby: Mathanococcus, methanosarcina, Methanobacterium, Methanothermus.
(W skrócie: Aeroby: Azotobakter, Klebsiella, Beijerinckia Anaeroby: Clostridium, Bacillus
Cyjanobakterie: Anabena, Oscillatoria, Gloeocapsa Purpurowe i zielone bakterie: Chromatium. Chlorobium, Rhodospirillum Symbiotyczne:
Rhizobium, Actinomycetes, Frankia:)

21. Bakterie pochewkowe (występowanie i znaczenie)
Są to bakterie występujące pospolicie na podwodnych ciałach stałych i w wilgotnej glebie; ich komórki, ułożone w szereg, otoczone są
łączącą je śluzową pochewką; rozmnażają się przez podział szczytowych komórek nici na ruchliwe pływki lub nieruchliwe gonidia.
W Polsce najczęściej typami dominującymi wywołującymi kłopoty z sedymentacją są:
• Microthrix parvicella
• Actinomycetes
• TYP 021N
Microthrix parvicella bardzo często jest przyczyną puchnięcia osadu oraz tworzenia kożucha na oczyszczalniach komunalnych. Długie,
cienkie, splątane nitki utrudniają sedymentację, a ich hydrofobowa powierzchnia wpływa na tworzenie się piany.
Actinomycetes to krótkie, rozgałęzione nitki dominujące zarówno na oczyszczalniach komunalnych, jak i przemysłowych. Rozwojowi tych
organizmów sprzyja wysoka zawartość tłuszczów oraz detergentów w ściekach. Przyczyniają się do tworzenia kożucha, w którym
zwiększają swoją liczebność. Dominują przy wysokim stężeniu substratu i długim wieku osadu.
TYP 021N dominują w oczyszczalniach ścieków z browarów, mleczarń, przemysłu papierniczego, spożywczego oraz zakładów
przetwórstwa owocowo- warzywnego. Do czynników wpływających na rozwój tych mikroorganizmów należą cukry, obecność siarczków
oraz niewłaściwy stosunek substancjiodżywczych.
Bakterie nitkowate są problemem na wielu oczyszczalniach ścieków. Przy masowym występowaniu są przyczyną kłopotów z sedymentacją
osadu. Zakłócają lub hamują technicznie ważny etap rozdzielenia i zawracania /recyrkulacji/ biomasy. Mówi się wówczas o osadzie
spęczniałym. Coraz częściej mówi się też o występowaniu kożucha. Osad wydostaje się wówczas na powierzchnię tworząc pokrywę
osadową. Początkowo obserwuje się rodzaj piany, a następnie tworzy się warstwa kożucha, którego grubość zwiększa się. Warstwa
zewnętrzna często wysycha i powstaje pękająca skorupa. Kożuch taki może się tworzyć na powierzchni różnych komór i jest trudny nawet
do mechanicznego usuwania.
Flotacja osadu w komorze napowietrzania lub wypływanie na powierzchnię osadu w osadnikach wtórnych jest więc spowodowane przez
pęcherzyki gazu, które przyczepiają się do mocno hydrofobowych powierzchni nitek organizmów nitkowatych wywołujących kożuch
ściekowy. Ponadto organizmy te produkują zewnątrzkomórkowy materiał w rodzaju lipidów, lipoproteidów i białek mających właściwości
powierzchniowo-czynne.

22. Actinobacteria- promieniowce
Są to gram dodatnie bakterie, o nieregularnej, cylindrycznej budowie z tendencją do rozgałęziania się, co upodabnia je do grzybów
nitkowatych. Ze splątków nitek powstaje pseudogrzybnia. Promieniowce rozmnażają się przez podział tej grzybni , czyli wytworzenie
zarodników pseudokonidialnych, jak również przez podział poprzeczny pseudostrzępek. Są organizmami powszechnie występującymi w
glebie, kompostach, oborniku, a także na produktach spożywczych. Występują wśród nich gatunki mogące wchodzić w symbiozę z roślinami
wyższymi i wiążące azot atmosferyczny, jak również patogeny, wywołujące choroby ludzi, zwierząt i roślin. Większość z nich jest tlenowa i
kwasooporna. Mają nieodporne (poza jednym wyjątkiem) na wysoką temperaturę spory, wytrzymujące jednak dobrze wysychanie.
Przyczyniają się do rozkładu resztek roślinnych i zwierzęcych, polisacharydów oraz związków trudno rozkładalnych, jak sterydy, celuloza,
chityna, wyższe kwasy tłuszczowe czy związki aromatyczne. Wytwarzają antybiotyki (zwłaszcza gatunki z rodzaju Streptomyces - np.
streptomycynę, terramycynę), syntetyzują pestycydy, insektycydy oraz związki chemiczne o działaniu przeciwwirusowym. Produkują
geosminę, odpowiedzialną za charakterystyczny zapach świeżo zaoranej gleby.

23. Bakterie fotosyntetyzujące(występowanie i znaczenie)
Istnie 6 grup bakterii: sinice(cyjanobacteria), zielone bakterie siarkowe(chlorowi), purpurowe bakterie siarkowe, zielone bakterie
bezsiarkowe i purpurowe bakterie bezsiarkowe oraz heliobacteria. Bakterie fotosyntetyzujące posiadają różnej wielkości i różnego kształtu
struktury błoniaste położone w cytoplazmie komórki lub związane z plazmolemą. Struktury te, ze względu na zawarte w nich barwniki
asymilacyjne, określa się czasem jako chromatofory (u bakterii purpurowych i siarkowych) lub jako tylakoidy ( sinice), bakterie zielone mają
natomiast chlorosomy - błoniaste struktury uformowane w rurki zawieszone w cytoplazmie komórki. Chlorofil bakteryjny (bakteriochlorofil
a, b, c, d, lub e), specyficzny dla różnych gatunków bakterii ma inne widmo absorpcji w porównaniu z chlorofilem glonów czy roślin
wyższych. Najsilniej absorbuje on światło w części widma bliskiej podczerwieni, co pozwala bakteriom przeprowadzać fotosyntezę w
świetle czerwonym, które ludzkim oczom wydaje się bardzo przyćmione lub prawie czarne. Bakterie fotosyntetyzujące zasiedlają w
większości siedliska o trudnych warunkach do bytowania na: gorące źródła o wysokich temperaturach 50-600C ,anoksygeniczne środowiska
czy wody zawierające siarkowodór. Dzięki swoim zdolnościom do fotosyntezy są pionierami w trudnych warunkach bytowania i mogą
zasiedlać miejsca niedostępne dla innych organizmów.

24. Firmicutes (występowanie i znaczenie)

*Lactococcus
Gramm+ ziarniaki formy bakterii mlekowych główny przedstawiciel L. Lactis stosowany przy produkcji sera

*Streptococcus - paciorkowce
Gramm+ ziarniaki Tlenowce. Komensale i patogeny człowieka oraz zwierząt. Przeprowadzają fermentację. Streptococcus – przyczyna
zapalenia gardła i często komplikacje w postaci reumatoidalnego zapalenia stawów (streptococcus pyogenes - wywołuje szkarlatynę) Z
wykładów: „S. mutans produkuje kapsułę w obecności dwucukrów, która pozwala na przyczepienie się do zębów i powoduje próchnicę, S.
fecalis jest składnikiem niepatogenicznym jelit, S. Pyogenis powoduje gorączkę poronną, infekcję mięśnia sercowego”

*Staphylococcus gronkowce
Często halotoletancyjne. Występują jako komensale i patogeny różnych zwierząt i człowieka.
Z wykładów: „rośnie w warunkach beztlenowych produkując kwas mlekowy. S. Epidermis – normalny składnik mikroflory skóry, S. aureus
normalny składnik jamy nosowo gardłowej, może tworzyć szczepy patogenne produkujące koagulazę – powodując zakrzepy. Szczepy
produkują enterodoksyny zwane egzotoksynami – zatrucia piknikowe”

*Bacillus
Grammdodatnie pałeczki. Tlenowce lub względne beztlenowce. Żyją jako saprotrofy w glebie i wodzie, niektóre gatunki wywołują choroby
człowieka i zwierząt (w tym pewnych owadów). Z wykładów: ”B. subtilis – gnicie bulw ziemniaka, chleba, B. anthracis – wąglik, B.
thuringiensis – produkuje neurotoksynę wywołującą paraliż i śmierć gąsienic. Bakterie rozwijają się na martwym ciele”.]

*Clostridium
Grammdodatnie, ruchliwe lub nieruchliwe laseczki. Bezwzględne beztlenowce. Zwykle metabolizm fermentacyjny, choć niektóre mogą
przeprowadzać oddychanie azotanowe. Występują np. w glebie i w jelitach człowieka lub zwierząt, niektóre gatunki patogenne. C. tetani –
tężec, C. botulinum – botulizm, C. perfringens produkują toksyny wywołujące zatkanie naczyń krwionośnych i w konsekwencji gangrenę.

*Lactobacillus
Beztlenowce, mikroaerofile lub względne tlenowce. Wytwarzają kwas mlekowy na drodze fermentacji homomlekowej lub heteromlekowej.
Występują na roślinach i w różnych produktach uzyskanych na drodze fermentacji, stanowią cześć zwykłej mikroflory człowieka. Gat.
typowy L. acidophilus

*Listeria
Fermentują cukry. Występują w glebie, w rozkładających się resztkach roślinnych, niektórych pokarmach i jako patogeny różnych zwierząt i
człowieka. Przedstawiciel: Listeria monocytogenes – listerioza