Procaryota

Bakterie i sinice

 

Organizmy o prokariotycznej budowie komórki

 

Królestwo- bezjądrowe- Procaryota

Podkrólestwo- eubakterie- Eubacteria

Gromada- bakterie Bacteria ; sinice- Cyanophyta, Cyanoprocaryota

 

Bakterie

 

1. Jednokomórkowe lub kolonijne

2. Brak obłonionych organelli, jak jądro i mitochondrium

3. Występują jako wolno żyjące heterotrofy lub autotrofy, a także symbionty, komensale i pasożyty

4. Niektóre są chorobotwórcze dla człowieka i stanowią poważny problem medyczny.

5. Są organizmami kosmopolitycznymi, występują w każdym biotopie.

 

Budowa komórki bakteryjnej

Nukleoid, plazmid, rybosomy, substancje zapasowe, rzęski, fimbrie, otoczki i śluz, ściana komórkowa, błona cytoplazmatyczna, cytoplazma

 

Ściana komórkowa

1. Elastyczna struktura nadająca komórce określony kształt

2. Bariera ochronna przed czynnikami zewnętrznymi

3. Jest przepuszczalna dla licznych substancji niskocząsteczkowych i soli mineralnych

4. Szkielet ściany składa się z polimeru- peptydoglikanu, zwanego mureiną

5. Peptydoglikan jest heteropolimerem złożonym z łańcuchów, w którym na przemian występują GleNAc i MurNAc, połączone wiązaniami beta-1,4-glikozydowymi

6. To proste, nierozgałęzione łańcuchy

 

Ściany bakterii Gram +

1. Gruby peptydoglikan

2. Kwasy teichowe

3. W kom kwasoodpornych obecność kwasu mykolowego

Ściany bakterii Gram -

1. Cienki peptydoglikan

2. Brak kwasów teichowych

3. Błona zewnętrzna

 

Konsekwencją odmiennej budowy ścian jest zasadnicza odmienność fizjologiczna

 

Ruch bakterii

1. Rotacja rzęsek (odmienne występowanie rzęsek)

2. Ruch ślizgowy (bakterie ślizgowe)

 

Nukleoid

1. Obszar komórki prokariotycznej odpowiednik jądra

2. Nie oddzielony od cytoplazmy błoną

3. Genofor, chromosom bakteryjny pojedyncza kolista cząsteczka dwuniciowego DNA o długości do 200 nm

4. Geny ułożone w zespoły, które regulują określony szlak metaboliczny (np. operon laktozowy), konkretną właściwość organizmu lub proces komórkowy

Plazmid

Dwuniciowe, koliste pozachromosomowe cząsteczki DNA, nie otoczone błoną.

Nukleoid z plazmidami zawiera pełną informacje genetyczna komórki

 Znaczenie plazmidów ("to będzie ładne pytanie na egzamin")

Cechy przenoszone przez plazmidy:

1. odporność na antybiotyki, np. penicylinę

2. odporność na jony metali ciężkich, np. rtęć

3. odpowiadanie za produkcję antybiotyków i bakteriocyn

4. katabolizm toksycznych związków

5. chorobotwórczość bakterii

6. interakcje z roślinami (wiązanie azotu, tworzenie brodawek korzeniowych, kędzierzawość korzeni)

7. zdolność do koniugacji

8. fermentacja laktozy

9. wykorzystywanie sacharozy

 

Rozmnażanie bakterii

1. bezpłciowo

2. prosty podział komórki (rozszczepianie)

3. z 1 komórki po wytworzeniu poprzecznej błony powstają dwie komórki

4. brak wrzeciona kariokinetycznego

5. podział komórki najprostszym sposobem

6. 1 doba: milion komórek potomnych

 

Koniugacja

Wykazano, że określone szczepy konkretnego gatunku łącza się w pary zróżnicowane płciowo i przenoszą informację genetyczną ze szczepu dawcy do szczepu biorcy przez bezpośredni kontakt.

 

Kształt komórek:

1. Ziarniaki( typ coccus)

2. Dwoinki (układ diplococcus)

3. Paciorkowce (streptococcus)

4. Gronkowce (staphylococcus)

5. Pakietowce (sarcina)

6. Maczugowce

7. Przecinkowce (vibrio)

8. Laseczki (bacillus)

9. Pałeczki(bacterium)

10. Śrubowce

11. Krętki

 

Rola ekologiczna:

1. saprofity (żyją na martwej materii organicznej)

2. pasożytnicze (i chorobotwórcze)

3. ogniwo w obiegu azotu i innych pierwiastków

 

Różnorodność metaboliczna

większość to reducenci

1. litotrofy- zredukowane związki organiczne)

2. chemoorganotrofy- związki organiczne (fermentacja)

3. fototrofy- wykorzystują światło jako źródło energii (beztlenowe bakterie purpurowe)

 

Sinice

 

bezjądrowe

żyły już w prekambrze 3,3-3,8 mld lat temu

należały do pionierów życia na Ziemi

zdolne do fotosyntezy

 

weszły w endosymbiozę z eukariocytami dając początek niektórym organellom, np. chloroplasty, mitochondria

 

Fosyllne szczątki sinic

Pierwsze skamieliny (stromatolity)

 

Budowa komórki

1. błona kom

2. ściana kom

3. otoczka śluzowa

4. wakuola

5. materiały zapasowe, np. krople tłuszczu

6. DNA

7. tylakoidy

8. rybosomy

9. polirybosomy

2 części protoplastu (nukleoplazma +chromatoplazma), brak obłonionych struktur

zamiast chloroplastów są tylakoidy

 

Układ tylakoidów w grupach:

1. rozgraniczenie na nukleoplazmę i chromatoplazmę

2. tylakoidy rozrzucone po całej komórce

 

 

Cechy sinic

1. ściana komórkowa kilkuwarstwowa, gł. z mureiny, kwasu pimelinowego

   • wewnętrzna część cienka, z hemicelulozą i częściowo celulozowa

   • zewnętrzna- pektynowa śluzowata

2. do ściany od strony cytoplazmy przylega błona cytoplazmatyczna wewnętrzna

 

Otoczka śluzowa zapobiega wysychaniu, umożliwia tworzenie kolonii, ma różną konsystencję, grubość i zabarwienie

 

Barwniki

barwniki występują w tylakoidach luźno ułożonych na obwodzie komórki w chromatoplazmie

 

Barwniki:

1. chlorofil a

2. fikocyjanina

3. fikoerytryna

4. beta karoten

Chlorofilu jest zazwyczaj mniej niż pozostałych barwników, więc sinice mają charakterystyczne sino-zielone zabarwienie. Produktem asymilacji jest skrobia zwana skrobią sinicową.

 

Adaptacja chromatyczna

polega na zmianie stosunków ilościowych barwników biorących udział w fotosyntezie i zależy od natężenia światła słonecznego. Mogą więc fotosyntezować w różnych długościach fal świetlnych.

 

Fikobilisomy

krążkowate struktury przyczepione do zewnętrznej powierzchni tylakoidów

zawierają:

1. fikobiliproteiny 75%

   • fikocyjanobilina

   • fikoerytrobilina

2. allofikocyjaniny12%

3. bezbarwne polipeptydy

 Wakuole powietrzne (gazowe)

 

Służą do czasowego przechowywania gazów, zapewniają unoszenie się sinic na powierzchni wody (flotacja), wpływają na ciśnienie wewnątrzkomórkowe. Dzięki nim sinice mogą wędrować od dna do powierzchni

 

Cechy sinic

1. inkluzje

   • ciałka wielokątne- zawierają karboksylazę, najważniejszy enzym fazy ciemnej

   • ziarna poliglukanu (skrobi sinicowej) zbliżonego do glikogenu, funkcja zapasowa

   • ciała polifosforanowe- zaw. wolutynę, funkcja zapasowa

   • ziarna cyjanofizyny- zawierają białka zbudowane z dwóch aa: argininy i kwasu asparaginowego

2. lipidy w postaci kropel

3. wolutyna

 

Organizacja komórkowa

Niektóre wykazują zdolność do aktywnego ruchu

 

Wśród sinic wyróżnia się gatunki:

1. jednokomórkowe- kształt komórek zbliżony do kulistego

1. wielokomórkowe- nitkowate lub kolonijne

1. kolonijne

 

Opisy struktur tworzonych przez sinice

 

morfologia kolonii sinic

 

Formy kokalne

zalicza się tu wszystkie gatunki u których podział komórek obejmuje całkowite odseparowanie ścian komórek potomnych

 

Niekiedy komórki sinic dzieląc się wytwarzają bezpostaciową substancję, która jest wydzielana do wnętrza kolonii, natomiast komórki znajdują się na powierzchni struktury

 

struktury dwuwymiarowe (płaszczyzny)

 

formy nitkowate

Trychomy mogą organizować się w kolonie o kształcie kulek, zespolone wydzielają przez komórkę żelowa substancję. Widoczne gołym okiem. Podstawowa struktura nitkowatą jest trychom

• typ pleurokapsalny- wtedy gdy nici zbudowane są z komórek otoczonych inną ściana komórkową

• typ trychomowy- gdy komórki budują nić tkwiąc wszystkie we wspólnej ścianie a poszczególne komórki oddzielone są jedynie cienkimi przegródkami

• trychom0 zbiór komórek ułożonych liniowo w pochwie śluzowej

 

kolonie

forma organizmu wielokomórkowego, powstałego po podziale, kiedy komórki nie rozłączają się lub po rozłączeniu skupiają powtórnie

 

występowanie:

1. powszechnie w wodzie- w planktonie wywołując niekiedy barwne zakwity

2. w osadach dennych

3. na roślinach wodnych

4. na lądzie, w glebie, na korze drzew

5. na lodowcach, w źródłach solankowych, w gorących źródłach do 85 stopni

 

głównie zasiedlają wody słodkie, rzadziej w morzach