Drobnoustroje

Drobnoustroje

Antarktyda

– na powierzchni

lodu

Drobnoustroje

Drobnoustroje

Pacyfik – źródła geotermalne

~

300

o

C

Drobnoustroje

Drobnoustroje

Występowanie

W skałach do

głębokości 4 km

W wodach chłodzących reaktory

atomowe

W meteorytach marsjańskich ?

W meteorytach marsjańskich ?

Przeżyły na księżycu - na

Przeżyły na księżycu - na

sondzie bezzałogowej zebranej

sondzie bezzałogowej zebranej

przez Apollo 12 z księżyca

przez Apollo 12 z księżyca

Drobnoustroje

Drobnoustroje

Rola

Obieg pierwiastków w biosferze;

-węgiel („monopol” celuloza, ropa
naftowa, gaz ziemny, odnawianie
zapasu CO

2

),

- azot („monopol” wiązanie wolnego
azotu, utlenianie amoniaku),

-

siarka

(„monopol”

utlenianie

siarczków, redukcja siarczanów),

- obieg żelaza, manganu, antymonu,

Drobnoustroje

Drobnoustroje

Rola

Kształtowanie układów

biocenotycznych

Drobnoustroje

Drobnoustroje

Wykorzystanie w gospodarce

Wykorzystanie w gospodarce

„

„

Nie ma nauk stosowanych ...

Nie ma nauk stosowanych ...

Ale istnieją zastosowania

Ale istnieją zastosowania

nauki” L. Pasteur

nauki” L. Pasteur

-

produkcja rolnicza i leśna,

produkcja rolnicza i leśna,

-

ochrona środowiska

ochrona środowiska

(oczyszczanie ścieków,

(oczyszczanie ścieków,

degradacja zanieczyszczeń, ograniczenie efektu

degradacja zanieczyszczeń, ograniczenie efektu

cieplarnianego),

cieplarnianego),

-

górnictwo,

górnictwo,

-

medycyna,

medycyna,

-

produkcja i wydobycie paliw,

produkcja i wydobycie paliw,

-

synteza rozpuszczalników i

synteza rozpuszczalników i

biodegradowalnych materiałów,

biodegradowalnych materiałów,

Mikrobiologia

Mikrobiologia

Obszarem zainteresowania są

organizmy jednokomórkowe

przedstawiciele królestw

PROTISTA

(pierwotniaki, glony, śluzowce, akrazjowce,

lęgniowce)

FUNGI

(grzyby drożdżoidalne i strzępkowe)

PROKARYOTAE

(bakterie, brak jądra i innych organelli)

WIRUSY

WIRUSY

Nie zaliczane do żadnego z

Nie zaliczane do żadnego z

królestw

królestw

Brak budowy komórkowej

Brak budowy komórkowej

Brak zdolności do poruszania

Brak zdolności do poruszania

Brak zdolności do

Brak zdolności do

samodzielnych czynności

samodzielnych czynności

metabolicznych

metabolicznych

Priony

Priony

Zdefektowane wirusy ?

Zdefektowane wirusy ?

Samoreplikujące się białka

Samoreplikujące się białka

Rozmiary komórek

Rozmiary komórek

mikroorganizmów

mikroorganizmów

μm

Białko katalazy

0,009

Wirus polio

0,01

Bakteriofagi

0,04

Wirus ospy

0,15

Mycoplasmatales

0,1 - 20

Eubacteriales

0,5 - 5

Drożdże

5 - 10

Glony

10 - 300

Pierwotniaki

10 - 1000

Rozmiary komórek

Rozmiary komórek

mikroorganizmów

mikroorganizmów

1 cm

1 cm

3

3

~10

~10

12

12

komórek

komórek

E. coli

E. coli

1 cm

1 cm

3

3

~ 3,2 m

~ 3,2 m

2

2

Człowiek ~ 1,7 m

Człowiek ~ 1,7 m

2

2

Przemiany kaloryczne

Przemiany kaloryczne

organizmów nie są

organizmów nie są

proporcjonalne do masy

proporcjonalne do masy

lecz do ich powierzchni

lecz do ich powierzchni

Reguła Rubnera

Reguła Rubnera

(1983)

(1983)

Reguła Rubnera

Reguła Rubnera

(1983)

(1983)

Zużycie tlenu μL /

mg s.m.

Azotobacter

Azotobacter

2 000

2 000

Pseudomonas

Pseudomonas

1 200

1 200

Saccharomyces

Saccharomyces

sp.

sp.

110

110

Nerka, wątroba

Nerka, wątroba

10 - 20

10 - 20

Korzenie, liście

Korzenie, liście

0,5 – 4

0,5 – 4

Reguła Rubnera

Reguła Rubnera

(1983)

(1983)

Czas generacji

(min.)

Bacillus

Bacillus

subtilis

subtilis

22

22

Escherichia

Escherichia

coli

coli

26

26

B. circulans

B. circulans

14

14

Krowa 500 kg masy / 24 godz. – produkuje

Krowa 500 kg masy / 24 godz. – produkuje

0,5 kg białka

0,5 kg białka

Drożdże 500 kg masy / 24 g. – produkuje 50

Drożdże 500 kg masy / 24 g. – produkuje 50

000 kg białka

000 kg białka

Priony

Priony

BSE

BSE

(BOVINE SPONGIFORM ENCEPHALOPATHY

(BOVINE SPONGIFORM ENCEPHALOPATHY

BYDLĘCE GĄBCZASTE ZWYRODNIENIE

BYDLĘCE GĄBCZASTE ZWYRODNIENIE

MÓZGU)

MÓZGU)

Pierwsze przypadki 1984 r. w Kent

Pierwsze przypadki 1984 r. w Kent

Zdiagnozowane po raz pierwszy w

Zdiagnozowane po raz pierwszy w

1985

1985

1985 – 2001

1985 – 2001

~ 200 000 przypadków BSE w

~ 200 000 przypadków BSE w

UK

UK

Priony

Priony

Liczba przypadków BSE w Wielkiej Brytani

1 355

720

2 274

3 179

4 312

8 016

36 682

14 302

0

10 000

20 000

30 000

40 000

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

Priony

Priony

0

30

60

90

120

150

180

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

Belgia

Francja

Niemcy

Irlandia

Włochy

Portugalia

Hiszpania

Szwajcaria

Liczba przypadków BSE w niektórych krajach europejskich

BSE - objawy

BSE - objawy

Czas inkubacji u bydła 3 – 5 (7 ?) lat

Czas inkubacji u bydła 3 – 5 (7 ?) lat

Zwierzęta wykazują nadmierną

Zwierzęta wykazują nadmierną

nerwowość

nerwowość

Zwierzęta mają trudności z

Zwierzęta mają trudności z

chodzeniem i utrzymaniem

chodzeniem i utrzymaniem

równowagi

równowagi

Zwierzęta tracą na wadze i

Zwierzęta tracą na wadze i

zmniejsza się produkcja mleka

zmniejsza się produkcja mleka

Znana TSE wywoływane przez

Znana TSE wywoływane przez

priony

priony

TSE - Transmissible Spongiform

TSE - Transmissible Spongiform

Encephalopathy

Encephalopathy

Zakaźne gąbczaste zwyrodnienia mózgu

Zakaźne gąbczaste zwyrodnienia mózgu

-

Scrapie (endemiczna gorączka owiec)

Scrapie (endemiczna gorączka owiec)

u

u

owiec i kóz (endemiczna na Wyspach

owiec i kóz (endemiczna na Wyspach

Brytyjskich od 200 lat),

Brytyjskich od 200 lat),
-

Kuru

Kuru

i

i Creutzfeldt-Jakob Disease (CJD)

u

u

ludzi,

ludzi,
-

Gerstmann-Straussler-Scheinker

Gerstmann-Straussler-Scheinker

syndrom

syndrom

i

i

Śmiertelna rodzinna

Śmiertelna rodzinna

bezsenność

bezsenność

u ludzi,

u ludzi,

-

Gąbczasta zwyrodnienie mózgu norek

Gąbczasta zwyrodnienie mózgu norek

płn.-ameryk.,

płn.-ameryk.,
-

Chroniczna wyniszczająca choroba jeleni,

Chroniczna wyniszczająca choroba jeleni,

-

Wyniszczająca choroba łosi,

Wyniszczająca choroba łosi,

Priony

Priony

GLYKOPROTEID

GLYKOPROTEID

(peptydy + polimer

(peptydy + polimer

kwasu salicylowego)

kwasu salicylowego)

TERMOSTABILNY

TERMOSTABILNY

(do + 300

(do + 300

o

o

C)

C)

SAMOREPLIKUJĄCY

SAMOREPLIKUJĄCY

SIĘ

SIĘ

W KOMÓRKACH

W KOMÓRKACH

CUN

CUN

NIE WRAŻLIWE

NIE WRAŻLIWE

NA PROTEAZY

NA PROTEAZY

Priony

Priony

B

B

IAŁKO JEST CZYNNIKIEM

IAŁKO JEST CZYNNIKIEM

ZAKAŹNYM, INDUKUJE SYNTEZĘ

ZAKAŹNYM, INDUKUJE SYNTEZĘ

POTRANSYKRYPCYJNĄ

POTRANSYKRYPCYJNĄ

CZYNNIKÓW MODYFIKUJĄCYCH,

CZYNNIKÓW MODYFIKUJĄCYCH,

KTÓRE ZMIENIAJĄ NORMALNE

KTÓRE ZMIENIAJĄ NORMALNE

BIAŁKO

BIAŁKO

PRIONOWE

PRIONOWE

W FORMĘ

W FORMĘ

PATOLOGICZN

PATOLOGICZN

Ą PRIONU

Ą PRIONU

Obraz zmian tkanek

Obraz zmian tkanek

BSE -

bydło

Obraz zmian tkanek

Obraz zmian tkanek

Scrapie -

Scrapie -

owce

owce

Obraz zmian tkanek

Obraz zmian tkanek

Creutzfeldt-Jakob Disease (CJD) -

człowiek

Obraz zmian tkanek

Obraz zmian tkanek

Kuru -

człowiek

Priony

Priony

Priony

Priony

„

„

Priony infekcyjne” są

Priony infekcyjne” są

transportowane do CUN przez

transportowane do CUN przez

system limfatyczny

system limfatyczny

Doświadczalnie nie można wywołać

Doświadczalnie nie można wywołać

choroby drogą pokarmową podając

choroby drogą pokarmową podając

mięso lub mleko od krów z BSE

mięso lub mleko od krów z BSE

(ryzyko 1 przypadek / 1 miliard lat /

(ryzyko 1 przypadek / 1 miliard lat /

osobę)

osobę)

Doświadczalnie można wywołać

Doświadczalnie można wywołać

chorobę drogą pokarmową podając

chorobę drogą pokarmową podając

tkankę nerwową rdzenia kręgowego

tkankę nerwową rdzenia kręgowego

oraz szpik kostny

oraz szpik kostny

Priony środki zapobiegawcze

Priony środki zapobiegawcze

Zakaz mechanicznej odzyskiwania

Zakaz mechanicznej odzyskiwania

mięsa z kości

mięsa z kości

Zakaz obrotu mięsa z kością

Zakaz obrotu mięsa z kością

Eliminacja stad w których

Eliminacja stad w których

stwierdzono objawy BSE

stwierdzono objawy BSE