MIKROBIOLOGIA 1

Do organizmow ,ktorymi zajmuje się mikrobiologia naleza:

Mikrobiologia ogolna – zajmuje się charakterystyka ogolna, fizjologia, anatomia, rozmnazanie, srodowisko zycia drobnoustrojow, wpływ drobno ustrojow na ich srodowisko zycia

Mikrobiologia szczegolowa- systematyka drobnoustrojow.

Mikrobiologia przemyslowa- poszukiwanie drobnoustrojow z których można kozystac ,procesy przemyslowe ( chemiczny, farmaceutyczny, kosmetyczny, piekarnicczy, browarniczy, miniarski) biotechnologia

mikrobiologia srodowiska – wpływ drobnoustrojow na ozywione i nie ozywoine elementy srodowiska oraz wpływ tych elementow na mikroorganizmy. Badanie srodowisk wstepowania drobnoustrojow, również tych najwiecejc wymagajacych.

Mikrobiologia weterynaryjna – drobnoustroje na zwierzetach

Mikrobiologia sanitarna – patogeny dla roslin

Mikrobiologia gleby – przemiany co się w niej dzieje

triada Henlego-Kocha

aby stwierdzic chorobe należy:

1. wyizolowac zarazek od osoby z objawiami choroby

2. zakazic nim zwierze doswiadczalne i stwierdzic wystepowanie objawow choroby

3. wyizolowac ten sam zarazek od zakarzonego zwierzecia

Wsrod bakterii z punktu widzenia teksonomi wyrozniamy

eubakterie i archeobakterie

w mikrobiologi pojęcie EUBAKTERIE odnosi się do bakterii wlasciwych i nie obejmuje MYCOPLASM ,RIKETSII I CHLAMYDII

wsrod bakterii można znalezsc drobnoustroje

• Ferroplasma acidamus – temp. 40 stopni, pH 0

• deinococcus radiodurous – gamma 1,5 mln radow czyli 3tys. Razy więcej niż dawka smiertelna

• Escherichia coli – w nowo opracowanej przez naukowcow do otrzymania energii elektrycznej

Biologiczne srodki razenia

• bacillus authracis – waglik

• jad kielbasiany -produkowany przez CLASTRIDIUM BOTULINUM, wywoluje zatrucia pokarmowe konczace się smiercia

• Yersinia pestis – wywluje dzume dymienczka czerwona smierc.

• Wirus ebola – wysoce zakazny i letalny

WIRUS

• czynnik potencjalnie chorobotworczy

• rozwijajcy się w zywej tkance

• posiada tylko DNA lub RNA 2

• replikuje się

• nie dzieli się i wzrasta bezposrednio tylko przy pomocy 'aparatu gospodarza'

TEORIE POWSTANIA BAKTERII

postepujaca – powstaly z bardzo prymitywnych form dowody

• istnienie bardzo prymitywnych istot skladajacych się z grudki chromatydy otoczonej protoplazma

• istnienie L-bakterii

wsteczna – powstaly na drodze ewolucji wstecznej z bardzo zorganizowanych form komorek

PRIONY – choroba szalonych krow.

Drzewo genealogiczne

Eucaryota – jadrzaste /wyzsze rganizmy

Procayrota – bez jadrzaste /bakterie

PROGENOTA

bulion pierwotny

kondensacje

RNA

rekacje katalizowane ,synteza RNA

utworzenie mechanizmow translacji tRNA,mRNA, rRNA

utworzenie genomow z RNA

odwrotna translacja

DNA

PROGENOTA

geny zamierajace

Komorki

EUKARIOTY-powolny wzrost

PROKARIOTY- szybki wzrost

17.10.2008

BUDOWA KOMORKI BAKTERYJNEJ

WIELKOSC BAKTERII

• ulamekmikrometra do kilku mikrometrow

• przecietna komorka Escherichia Coli 0,8*2,8 um

• katki dlugosc do 200 um

• kretek blady -KILA

• nanobakterie – bakterie przechodzace przez filtry o srednicy porow ; mogą być hodowlane labotatoryjnie 0,22um

KSZTALTY

kuliste – owoidalne, zianiaki – coccus

cylindryczne – paleczki bakterium ,laseczka bacillus

cylindr spiralnie skrecony -przecnkowce vibro , srubowce spirillum

poza podstawowymi formami są tez no u promieniowcow lub sinic .

Bakterie po podziale nie oddzielaja się tylko tworza charakterystyczne uklady : paciorkowce ,gronkowce, szescianki

CYKLE ZYCIOWE

• prosty cykl zyciowy -podzial poprzeczny

• unikalny cykl z dwiema formami morfologicznymi – chlamydie

• gatunki u których można spotkac komorki potomne wewnatrz komorki maciezystej

SKLAD CHEMICZNY

• H2O -70-80%

• bialka 42-63%

• kwasy rybonukleinowe 15-20 %

• kwas RNA/DNA 2-3%

• wielocukry 10%

• lipidy ok.3%

• witaminy i czynniki wzrotu

w budowie bialek wyroznia się :

• budowe /strukture pierwszo rzedowa – ilosc i kolejnosc aminokwasow w lancuchu peptydowym

• strukture drugo rzedowa – sposob tworzenia hellisy

• strukture trzecio rzedowa – budowa splatka warunkuje rodzaje i liczbe wiazan pomiedzy czynnimi grupami polipeptydu

• struktura cztero rzedowa – wielkosc powiazanych ze soba lancuchow polipeptydowych ( identycznych, czesciej odmiennych)

26.11.2008

spolecznosci bakteryjne:

• kolonie – komorki na podlozu 1 gatunek

• konsorcja – komorki na podlozu , wiele gatunkow

• biofilm

KOLONIA – wyrosle na pozywce , 1 gatunek na podlozu zestalonych przy zalozeniu, ze rozmnozyly się z 1 kom.

KONSORCJUM- zwiazki pomiedzt 2 lub wieksza liczba ,zachowujacych stabilny kontakt miedzykomorkowy w ktorym, kazdy gatunek czerpie kozysci z obecnosci drugiego. np. mikroflora jelit

BIOFILM – osiadla spolecznosc komorek nie odwracalnie zwiazana z powierzchnia otoczona MATRIX zlozona z polisacharydow. Komorki tworzace biofilm wykazuja zmieniony fenotyp (tempo wzrostu, transkrypcja genow) w stosunku do zyjacych wolno bakterii

typy budowy biofilmu:

1. plaskie dwu wmiarowe – plytka nazebna

2. struktury pietrowe

3. model grzyba 3

struktury specificzne

elementy ruchome DNA są tp takie fragmenty ,ktore samodzielnie ulegaja replikacjii, nie zaleznie od nukleoidu /rybosomu/

plazmidy

glownie to kwas DNA,

• cel:

• warunkuja wiele cech, antybiotyko odpornosc, mogą one również brac udzial w mechanizmac zmiennosci bakterii(proces konjugacji)

• mieć geny kodujace bakteriocyny (bialka hamujace lub zabijajce bakterie)

• mogą warunkowac chorobotworczosc poprzez kodowanie roznych enzymow

transpozony

inaczej geny skaczace

• są to fragmenty DNA, które mogą zmienic swoje miejsce, nie mają stalego miejsca ,kraza po genomie

• biora udzial w mechanizmach zmiennoscie bakterii TRANSPOZYCJI

• np. BAKTERIOFAG – wirus bakteryjny.

Metabolizm bakterii

• odzywianie ,pobieranie pokarmu

• zabezpieczanie energii nie zbednej do zycia

• snteza drobno czsteczkowych skladnikow komorki

• anabolizm -synteza

• katabolizm – rozklad

podzial ze wzledu na zdobywanie pozywienia i energii

• SAMOZYWNE- autotrofy wykozystuja CO2 jako zrodlo wegla

• CUDOZYWNE – heterotrofy wymagaja zwiazkow organicznych, jako zrodla wegla

Zrodla energii

• fototrofy – przeprowadzaja fotosynteze

• chemolitotrofy – wykorzystuja energie z wiazan chemicznych, ale nie organicznych

Gromadzenie enrgii

• chemoliza ATP u wszystkich organizmow

weglowodany (glukoza)- rozklad przebiega 3 glownymi drogami

1. EMP -glikoliza beztlenowa

2. heksozomonofosforanowy HMP – utlenowanie glukozy do kwasu mlekowego , etanolu, CO2

3. ED- tlenowy rozklad glukozy z wytworzeniem NADPH

Oddychanie beztlenowe

• bakterie beztlenowe ,brak tlenu, fermentacja

• ostatecznym okceptorem elektronow mogą być azotany, siarczany, tiosiarczany, weglany

3.12.2008 MECHANIZMY ZMIENNOSCI BAKTERII

rozmnazanie bakterii

• bezplciowe – podzial prosty komorek na dwie komorki potomne

• wzrost logarytmiczny 4

• 20 – 15 min E. Coli

• podzial może przebiegac w roznych plaszczyznach

fazy podzialu

• nukleoid (podzial)

• powstaje przegroda

• podzial na dwie komorki potomne

podzial nukleoidu

• konserwatywne – 2 pochodne

• dyspersyjny – powstanie kilku

• semikonserwatywny – posredni pomiedzy 1 i 2

niektore bakterie mogą wytwarzac elementy sluzace do rozmnazania

• plytki

• gonidia

• konidia

• u niektorych forma przetrwalnikowá można uznac za forme rozmnazania

znane są bakterie rozmnazajace się w cyklach

• chlamydie

• mykoplasmyy

• riketsje

MYKOPLASMY

1. klasycznie – podzial

2. cyklicznie – z komorki macierzystej powstaje komorka olbrzymia, a z niej cialka ziarenkowate (formy przetrwalnikowe) takie cialko olbrzymie może dzielic się poprzecznie

RIKETSJE

podzial poprzeczny , prazkowanie

CHLAMYDIE

dwie formy morfologiczne

EB- elementalne – zakazne

RB – soateczkowate -dzieli się poprzecznie w utworzonych inkluzjach w komorce zakazonej.

48-72h – czas calego cyklu.

'romnazania plciowe' wymiana materialu genetycznego

• koniugacja

• transdukcja

wiaze się to ze zmniennoscia bakterii

KONJUGACJA

• material genetyczny jest przekazywant w postaci plazmidu (PLAZMID F) poprzez pillusy plciowe z komorek dawcy (KOMORKI F+ ) do biorcy (KOMORKI F-) .czasami komorka biorcy (KOMORKA F-) może przekazywac material genetyczny komorki dawcy(F+)- nazywa się to retrotransfer.

Przy konjugacji czasem może odbywac się dzieki transpozomom – tzw. transpozomy konjugacyjne

5

TRANSDUKCJA

• material genetyczny przekazywany jest za pomoca bakteriofaga (fag lagodny)

• w trakcie podzialu komorki – lakteriofag zastaje przeniesiony do komorki potomnej

• transducje specyficzne – przeniesiony fragment faga

• transdukcja ogolne – przeniesiony caly material genetyczny

• konserwacja lizogeniczne – material wlaczony w genom komorki , efekt w genom komorki, efekt powstaje w drugiej komorce.

TRANSFORMACJA

zmiana wlasciwoscie bakteryjnych. Zachodzi bez uzycia zjawisk plciowych, a przy udziale DNA-z

transformacja naturalna – w srodowisku naturalnym

transformacja sztuczna – wprzez skok chemiczny lub termiczny w labratrium

KAPSDUKCJA

• odmiana przekazywania materialu genetycznego u bakterii RHODOPSUMONOS CAPSULATUM

• DNA wielkosci 4- 4,5 bp

• bez kontaktowo i bez enzymow

HETERIOKARIOZA

u promieniowcow i grzybow(Aspergillus)

powstaja anastomozy (polaczenia) między komorkami i zostaje przekazany material genetyczny

TRANSPOZYCJA

przekazywanie materialu genetycznego przy udziale transpozomow w czasie podzialu

właściwości zakazne i chorobotworcze.

• Zakazenie – wnikanie drobnoustrojow do organizmu i namnazanie

• inwazyjnosc -rozprzestrzenianie się zarazkow po wniknieciu do organizmu

• toksycznosc – zdolnosc do wytwarzania toksyn

• immunosupresja – bezposrednie obnizanie aktywnosci ukladu odpornosciowego

CZYNNIKI ZJADLIWOSCI

• otoczki –-POLISACHARY

• ADHEZYNY – bialka powierzchniowe

• EGZOENZYMY – enzymy wyielnicze rozkladajace kolagen ,material komorkowy, inaktywujace antybiotyki

• TOKSYNY

RODZAJE TOKSYN WYTWARZANYCH PRZEZ BAKTERIE

1. Egzotoksyny -

• wyrzucane na zewnatrz komorki

• wspolne dla wszystkich bakterii danego gatunku lub chrakterystyczne dla szczepow patogennych

KLASYFIKACJA CZYNNOSCIOWA EGZOTOKSYN

• oddzialywujace na przewod pokarmowy

• neurotoksny (botulinowa / tezcowa)

• cytotoksyny

ENDOTOKSYNY

• znajduja się wewnatrz komorki i dopiero po jej rozpadzie dzialaja.

• Glownie u gram ujemnych

• LPS

drobnoustroje mogą wywolwac roznego rodzaju zakazenia

• objawowe – objawy chorobotworcze

• bezobjawowe – mimo brakow objawow wykrywamy drobnoustroje metodami serologicznymi

• utajone – zarazek wbudowuje się w genom makroogranizmu

16.01.2009 EKOLOGIA DROBNOUSTROJOW

EKOLOGIA MIKROORGANIZMOW rozprzestrzenienie mikroorganizmow w danej przestrzenii ,gwarantuja homeostaze (przewod pokarmowy, drogi moczowe)

ABAKTERIEMIA – brak drobnoustrojow

(mocz, zolc, pot, lzy, plyn mozgowo-rdzeniowy)

symbioza = synergizm ? jedna produkowana substancja wykorzystywana przez druga.

Przyrodnicza objetosc = komersjalizm ? jedno drugiemu nie przeszkadza

np. -komersjaliczna flora Lactobactillus w drogach rodnych gwarantuje odpowiednie pH.

Antagonizm – dzialanie przeciwko sobie bakterie wytwarzaja substancje, które dzialaja destrukcyjnie na srodowisko zycia innych.

METABIOZA

stan gdzie wystepuja po sobie okreslone procesy

WIRUSY

czasteczki , które stanowia koncowy etap jednej z drog rozwoju ewolucyjnego

• mala wielkosc

• nosnik informacji genetycznej

• biako wiazace receptor

• bezwzgledne pasozytnictwo

• replikacja powstajaca w calkowitej zaleznosci od zywych komorek eukariotycznych lub prokariotycznych

kLASYFIKACJE

• WIRION – material genetyczny ; makrofagi, wiek i ksztalt, oslonka lub jej brak, właściwości fizyczno-chemiczne

• GENOM – rodzaj kwasu nukleinowego; jak wyglada kapsyd; wielkosc

• BIALKA – ile ich jest; jakie są funkcje, aktywnosc specjalnie wybranych

• LIPIDY – rodzaj zawartosci

• właściwości ANTYGENOWE – pokrewienstwo serologiczne

• właściwości BIOLOGICZNE – jakie komorki , sposob przenoszenia patogennosc

KLASYFIKAJA WIRUSOW

• charakter kwasu nukleinowego

• niciowosc

• wystepoanie lub nie oslonki lipoproteinowej

Podzial

single- stranded RNA-Viruses posiadaja oslonke genom 0+ /- polarnosc, genom w formie jednego lub wielu segmentow

single -stranded RNA- Viruses nie posiadajace oslonki liczba segmentow RNA symetria morfologia wirionu

double- stranded RNA

single stranded DNA – nie posiadajace oslonki

double stranded DNA

DNA-RNA reverse transcribing viruses

budowa wirusa – symetria ikosaedralna – struktora bialkowa kulista

kapsyd ikosaedralny jest 20-stoscianem, zbudowana z 20 trojkatnych scian i 12 wierzcholkow (rogow) z kapsomeramii ,ktore są identycznymi czasteczkami bialkowymii

symetria helikalna – struktura bialkowa paleczkowata ,spiralna

wiriony o takiej symetrii podobne są do paleczek, które w czesci wewnetrznej zawieraja lancuch kwasu nukleinowego z przylegajacymi kepsomeramii, na zewnatz otoczone oslonka lipidowa

symetria zlozona bakteriofagi mają glowke ,ogonek , nozki

replikajca

1. absorbsja – opiera się na polaczeniu wirusa poprzez bialko wiazace receptor ze specyficznym receptorem na komorce

2. penetralne – wnikanie wirusa do komorki

• fuzja – wirus jest otoczony blona lipidowa, gdyż otoczka wirusa zlewa się z blona komorki

• wiropleksja -wykorzystywane są mechanizmy komorki sluzace do pobierania substancji odzywczych i regulacyjnych, musi mieć otoczke

• enodocytoza – bezposrednie przejscie przez blone komorkowa dotyczy wirusw bez otoczkowych

3. odplaszczanie -wnikanie materialu genetycznego

4. produkcja bialek wczesnych – zmieniaja material komorkowy gospodarza

5. replikacja genomu – uzaleznienie od materialu genetycznego

6. produkcja bialek poznych – zachodzi na podstawie kodu genetycznego nowoutworzonych genomow. Są to zwykle bialka struktoralne wchodzace w sklad kapsydu oraz bialka umozliwiajece prawidlowe zloznie wirionu

7. uwolnienie wirionu z komorki – bezotoczkowe – smierc komorki ; otoczkowe – paczkuja z powierzchni komorki

proces replikacji kwasu nukleinowego nie konczy procesu powstania wirusow. Dojrzewanie wirusa przebiega w 3 fazach

1. faza wczesna – wystepuja zaburzenia funkcjonowania komorki zakazonej, pojawiaja się wczesne bialka wirusowe

2. faza posrednia – syntetyzowany jesy kapsyd i inne struktury wirusow

3. faza pozna – powstawanie nowych wirusow

ewolucje wirusow – zmiennosci

• mutacje – usuniecie lub wstawienie kwasu nukleinowego moga dotyczyc genow kodujacych bialka glownie kapsydu

• rekombinacje – wymieszania fragmentu genomu pochodzacych z 2 wirusow tego samego gatunku zakazajacych jedna komorke

• reesortacje geomowe- szok antygenowy wymiana genow (grypa A), przesuniecie antygenowe substytucja w obrebie aminokwasow (A i B)

30.01.2009 MYKOLOGIA

• eukarioty posiadaja jadro z blona komorkowa

• sciana komorki zawiera chittyne , glutan , chitozan,

• zbudowane z jednej lub wielu komorek

• cialo grzyba zbudowane jest ze strzepek

• mają b. bogaty uklad enzymatyczny – trawia substancje znajdujace się w srodowisku ; - prowadza reakcje syntezy np. toksyn antybiotyku

• organizmy tlenowe

• temp. 0-50 stopni

• pH 6-7

• wilgotne srodowisko

• wytwarzaja przetrwalniki – sklamydospory skleroty

ROZMNAZANIE

plciowe : polaczenie 2 komorek ? zygota ? jednokomorkowe spory ( askosory – wewnatrz w worku nasiennym ; basidiospory – na zewnatrz na cienkich szypulkach )

bez plciwe :

• fragmentacja strzepek – ARTROSPORY

• paczkowanie komorek – BLASTOSPORY

• powstaje zgrubienie strzepki -CHLAMYDOSPORY

• na specjalnych strukturach – ALEKSPORY

• wielokomorkowe struktory – DIKIOSPORY

• spory o duzch wymiarach -ADIOSPORY

KLASYFIKACJA

morfologia, biocheia sklad DNA, podzielono na 4 typy (phyla)

1. Zygomycota

1. plesniaki

2. grzybnia zbudowana z niepodzielnego mycelium

3. rozmnazaja się plciowo tworzac zarodniki -zygospory lub bezplciowo tworzacc sparongiospory

5. 2. Aksomycota

6. naleza tu grzyby jednokomorkowe lub rozgalezione

7. mycelum zlozone z podzielnych strzepek

8. posiadaja worki (oscus) zawierajace askospory

9. zwane są workowcami

3. Basidiomycota

• jednokomorkowe lub rozgalezione

• grzbnia z przegrdami

• rozmnazanie plciowe( BASIDIOSPORY) badz bezplciowe (KONIDIA)

• podstawczaki

• 4. Dendromycota

• jednokomorkowe lub rozgalezione

• rozmnazanie bezplciowe – KONIDIA

• nie doskonale/anamorficzne

• gzybnia zawiera przegrody

grzyby jako patogeny

• dermatofity – choroby skory

• drozdzaki

• dimorficzne -2formy

• oportunistyczne

1. dermatofity – Mikrosporum (Manizzia)

• strzeoki grzybni wystepuja w lodydze wlosa a zarodniki na zewnatrz wlosa

• wytwarzane makrokonidia o ksztalcie lodkowatym

2. Trichophyton

• na wlosach glowy i calego ciala

• zarodniki ukladajace się w lancuchy wysyepuje wewnatrz wlosow lub na zewnatrz

• 3. Epidermophyton

• nie dotyczy skory owlosionej

• 4. Drozdzaki i grzyby drozdzopodobne

• jednokomorkowe grzyby , rozmnazajace się przez paczkowanie lub podzial

• saprofity – CONIDIA ? kondydioza dotyczy schorzen blon sluzowych, skory , tkanki podskornej, przydatkow skornych ,narzadow wewnetrznych oraz uklad chorob i posocznic.

Grzyby dimorficzne

25-30 stopni plesniaki

35-37 stopni drozdzaki

PLASTOMYKOZA

• przewlekle ,ziarniakowe ,ropne zakazenie wywołane przez BLASTOMYCES DEMATIDIS

• USA i Kanada

• systemomykoza – grzybica gleboka

• droga aerogenna lub przez skore

• postac :skora , pluca

HISTOPLAZMOZA

• ziarniakowa grzybica ukladowa HISTOPLAZMA CAPSULASTUM

• droga aerogenna ? naczyniami chlonnymi lub krwionosnymi, kolonizuje pluca ,watrobe, sledzione , wezly chlonne , szpik kostny, skore i blony sluzowe

• mezszczyzni czesciej

KOKSYDIOIDOMYKOZA

• wywołane przez CCCIDIODES INMITIS.

• Przedostaje się przez blone sluzowa ukladu oddechowego

• najczesciej bez objawow

• postac pierwotna pluca, skora

• w zespole AIDS (oportunistyczny)

SPOROTMYKOZA

• podostra lub przewlekla grzybica wywołana przez SPOROTHIX SCHENCHII

• ziarnienie umozliwiaja penetracje grzyba do skory i tkanki podstawnej

• 3 postaci :skorna, kostno-stawnowa , narzadowa

PARAKOKCYDIOIDAMYKOZA

• grzyby glebokie

• powinnactwo do skory, blony sluzowe, wezlow chlonnych, ukladu oddechowego

grzyby i grzybnie oortunistyczne

• stanowia flore fizjologiczna

• Endogenne CANDIDIA

• endo i egzogenne kolonizujace blone sluzowa przewpdu pokarmowego oskrzeli i ukladu rodnego, skore ( C.Kuseii)

• Endogenne – bytuja w srodowisku zewnetrznym jakos saprofity

Patogeneza grzybic oportunistycznych

inhibiatory ewolucji

zabuszenie mikrobiologiczne