1. sterylizacja = wyjaławianie – proces zabijania drobnoustrojów w każdej formie (wegetatywnej i przetrwalnikowej)

1. metody fizyczne

- sterylizacja cieplna

- sterylizacja promieniami UV

- sterylizacja promieniami jonizującymi

- sterylizacja ultradźwiękami

1. metody mechaniczne

- filtry

1. metody chemiczne

- dezynfekcja

1. dezynfekcja – nie niszczy form przetrwalnikowych; im dłuższy czas działania, tym więcej komórek zabija

2. aseptyka = ochrona jałowości – nie zakażanie przedmiotów wyjałowionych

3. antyseptyka – niszczenie bakterii w ranach i jamach ciała ssaków za pomocą środków chemicznych

4. pożywki, podłoża – płynne lub zestalone mieszaniny złożone z odpowiednio dobranych składników, służące do hodowli drobnoustrojów w warunkach laboratoryjnych

1. dobra pożywka:

- ma dobrze dobrane składniki – niezbędne do życia, wzrostu i rozmnażania drobnoustrojów, zawiera pierwiastki i mikroelementy

- jest przejrzysta – pozwala śledzić wzrost drobnoustrojów

- jest izotoniczna – ciśnienie osmotyczne jest podobne do panującego wewnątrz komórki

- jest sterylne

1. podział pożywek:

- ze względu na skład

naturalne – sporządzone z naturalnych surowców; mleko, jaja, ziemniaki, otręby

syntetyczne – roztwory określonych związków chemicznych

półsyntetyczne

- wg wymagań odżywczych

złożone = specjalne, wzbogacone

* selekcyjne = wybiórcze – pozwalają na wzrost mikroorganizmów o określonych właściwościach

* różnicujące = elekcyjne, identyfikujące – na takim podłożu wyrastają różne typy mikroorganizmów, a te, które nas interesują będą tworzyć kolonie o wyróżniającej je morfologii

proste = podstawowe

* płynne

* półpłynne

* stałe

1. pasteryzacja – technika sterylizacji polegająca na podgrzewaniu produktów tak, by nie straciły one walorów odżywczych i smakowych; ogrzewanie między 60 a 100*C

   1. produkty poddawane pasteryzacji:

- mleko i przetwory mleczne

- wino, piwo

- przetwory owocowe

- mięso i wędliny

1. tyndalizacja – 3-dniowa pasteryzacja z 24h przerwami

2. UHT – ultra-high temperaturę processing – 1, 2-sekundowe podgrzewanie do >100*C i błyskawiczne chłodzenie do temperatury pokojowej; cały proces trwa ok. 5 sekund

3. jałowienie szkła w suszarce

   1. 120*C 6h

   2. 160*C 2h

   3. 180*C 1h

4. jałowienie w autoklawie – zabija wszystkie formy

1. 1 atm. 121*C

2. 0,7 atm. 116-118*C

nie sterylizuje się roztworów cukrów, substancji łatwo hydrolizujących i podłoży nie wytrzymujących takich temperatur

1. jałowienie w aparacie Kocha – nie zabija form przetrwalnikowych; nagrzewa się do 100*C

2. jałowienie przez filtrację – pozwala na jałowienie płynów, które ulegają rozkładowi pod wpływem ciepła; płyn przepuszczany jest przez filtry o odpowiedniej wielkości porów przy zastosowaniu nad- lub podciśnienia

3. bulion wzbogacony:

   1. pepton

   2. wyciąg mięsny

   3. hydrolizat kazeiny

   4. hydrolizat drożdży

   5. NaCl

4. agar wzbogacony

   1. bulion wzbogacony

   2. agar

1. kształty komórek – nadawane przez ścianę komórkową

   1. kuliste

- ziarenkowce - monococcus

- dwoinki - diplococcus

- czworaczki - tetracoccus

- pakietowce - sarcina

- paciorkowce - streptococcus

- gronkowce - staphylococcus

1. pałeczkowate

- pałeczki - bacteria

- laseczki - bacilli

- maczugowce - corynebateria

- prątki - mycobacteria

1. spiralne patogenne!

- śrubowce - spirilla

- przecinkowce - vibrio

- krętki – spirochetae

1. bakterie gram(+) – barwią się na kolor niebieski; mają grubą warstwę peptydoglikanu (ok. 40 warstw) przeplecioną kwasami tejchojowymi i lipotejchojowymi

2. bakterie gram(-) – odbarwiają się na czerwono; skomplikowana budowa (od wnętrza): cienka błona wewnętrzna, cienka ściana z peptydoglikanu (1-2) warstw, przestrzeń peryplazmatyczna, błona zewnętrzna (2-warstwowa)

   1. błona zewnętrzna połączona jest z mureiną Browna

   2. funkcje ochronne pełni LPS – lipopolisacharyd zwany też endotoksyną (toksyczna dla ssaków); do jego uwolnienia niezbędna jest liza komórki

egzotoksyny produkowane przez g+ i g-

1. błona cytoplazmatyczna bakterii nie ma cholesterolu

2. peptydoglikan = mureina; kwasy mureinowe mają zdolność wyłapywania jonów dwuwartościowych

3. NAM (kw. N-acetylomuraminowy) i NAG (N-acetyloglukozamina) połączone są wiązaniem β-1,4-glikozydowym i mostkami peptydowymi

1. NAM i DAP (kw. mezodiaminopimelinowy) występują tylko u bakterii

2. mostek:

NAM – L-Ala – D-Glu – DAP

|

D-Ala – DAP – D-Glu – D-Ala – NAM

1. lizozym trawi ścianę komórkową bakterii

1. u bakterii gram(+) lizozym ma łatwy dostęp do wiązania β-1,4-glikozydowego; po trawieniu otrzymujemy kulisty protoplast

2. u bakterii gram(-) lizozym nie ma łatwego dostępu do tego wiązania – podwójna błona kom; do lizozymu należy dodać EDTA, które wiąże jony dwuwartościowe w błonie zewnętrznej, co pozwala lizozymowi dostać się do ściany; po trawieniu otrzymujemy sferoplast, na powierzchni którego znajdują się resztki błon

1. archebakterie – prawdopodobne ogniwo łączące eukariota i bakterie; występują w ekstremalnych warunkach; zamiast mureiny w ścianie jest pseudomureina – polimer NAG i kw. N-acetylozoaminopuronowego z wiązaniami β-1,3-glukozydowymi

2. bioluminescencja – wytwarzanie światła; służy do komunikacji bakterii; zachodzi na drodze reakcji chemicznych, do których niezbędny jest tlen; służy to wyczuwaniu liczebności bakterii w otoczeniu; bakterie wodne, pałeczki, ziarniaki, przecinkowce, niektóre ryby, bezkręgi, gąbki, jamochłony i grzyby; Photobacter {Photobacterium fisheri}, Vibrio harvyi, Vibrio fisheri

aldehyd ---- lucyferaza + FMN₂ --- kw. tłuszczowy

1. operony – geny pod kontrolą jednego operatora i promotora

1. luxL – regulator

2. luxR – geny zaangażowane w produkcję światła

cały czas produkowany jest {w małym stężeniu} autoinduktor wyrzucany z komórek do otoczenia i wchłaniany przez inne komórki, w których łączy się z aktywatorem transkrypcyjnym, co aktywuje proces świecenia

1. barwienie proste {pozytywowe} i złożone {negatywowe}

1. pozytywowe – barwi bakterie {barwniki zasadowe}

2. negatywowe – barwi tło {barwniki kwaśne}

1. barwienie metodą Grama – złożone {2 barwniki}

1. fiolet krystaliczny – barwi na fioletowo

2. płyn Lugola – tworzy kompleks z fioletem krystalicznym

3. alkohol: gram(+) gruba ściana; fiolet zostaje w komórce

gram(-) cienka ściana; alkohol niszczy ścianę i wypłukuje fiolet

1. fuksyna zasadowa – barwi bakterie g(-) na różowo

czasem bakterie g(+) barwią się jak g(-) – nazywa się to gramzmiennością, wpływ na to zjawisko ma m.in. wiek hodowli, brak jakiegoś składnika odżywczego w pożywce, podział komórkowy; dot. głównie Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Propionibacterium

1. antygen otoczkowy K – bakterie wodne, glebowe, chorobotwórcze

1. ochrona przed antybiotykami, wysychaniem, układem immunologicznym

2. wiąże jony dwuwartościowe – zarówno potrzebne, jak i szkodliwe

3. ułatwia adhezję
   czasem w warunkach laboratoryjnych bakterie przestają tworzyć otoczkę

4. B. subitilis – kw. D- i L-glutamonowy

B. antracis – kw. D-glutaminowy

1. antygen rzęskowy H

   1. rzęski są zanurzone w osłonach bakteryjnych ciałkiem podstawowym

   2. od wewnątrz: pierścień M i S – w błonie
      pierścień P – w mureinie
      cylinder
      pierścień L – w błonie zewnętrznej
      hak

   3. włókno zbudowane jest z białka – flagelliny
      11 spiralnie skręconych łańcuchów z pustym tunelem w środku
      jeśli flagellina skręca się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara to bakteria płynie prosto
      jeśli flagellina skręca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara to bakteria koziołkuje
      ruch i skręcanie flagelliny dzięki transportowi protonów przez błonę
      wydłużanie białka przez dobudowywanie końca – białko powstaje w cytoplazmie i tunelem jest transportowane do końca rzęski

2. atraktory – to, co bakteria lubi i w kierunku czego się kieruje

3. repelenty – to, czego bakteria nie lubi i co ją „odstrasza”

4. typu urzęsienia

1. monotrychalne – jedna rzęska; Vibrio cholerae

2. lofotrychalne – pęczek rzęsek

3. ditrychalne/amfitrychalne – rzęski z dwóch stron komórki

4. perytrychalne – rzęski wszędzie, all over!; E. coli

1. spory – mają b. rozwinięte osłony komórkowe

1. dwie osłony, korteks {ściśle usieciowiona mureina}, rdzeń

2. sporogeneza:

   1. podział nukleotydu

   2. asymetryczny podział komórki – dzieli się tylko błona komórkowa, ściana nie

   3. oddzielenie części protoplastu od ko. macierzystej i otocznie go przez błonę

   4. synteza korteksu do wnętrza – przez błonę kom. macierzystej

   5. synteza ściany kom. przez błonę spory

   6. liza kom. macierzystej

   7. uwolnienie spory

3. niektóre spory mają egzosporium

1. hodowla statyczna

1. faza lag = adaptacyjna – hodowla nocna o niskim pH umieszczana jest w świeżej pożywce i musi się do niej przyzwyczaić; komórki nie dzielą się, bo muszą przestawić się na metabolizm nowych rzeczy

2. faza log = logarytmicznego wzrostu – bakterie dzielą się logarytmicznie (1 bakteria 2 bakterie 4 bakterie 8 bakterii)

3. faza stacjonarna = równowagi – bakterie dużo jedzą, ich liczba już nie rośnie – dzielą się, ale powstaje ich tyle, ile umiera

4. faza fizjologicznej śmierci – kiedy bakterie wszystko już wyjadły i giną

1. hodowla ciągła

1. faza lag

2. faza log

3. faza stacjonarna – napływa nowa pożywka, więc bakterie nie zamierają

1. hodowle zsynchronizowane – wszystkie bakterie dzielą się w tym samym czasie

2. metoda seryjnych rozcieńczeń – stosowana do określania liczby bakterii {miano hodowli} lub cząstek fagowych {miano lizatu}; służy też do otrzymywania czystej kultury bakteryjnej – zawiesinę bakterii rozcieńczany tak, aby po wysianiu ostatniego rozcieńczenia uzyskać na płytkach Petriego pojedyncze kolonie bakteryjne

$M = \ \frac{n}{10^{R}*V}$

1. enzymy rozkładające wolne rodniki tlenu

1. wolne rodniki – reaktywne, b. niebezpieczne formy O₂; niszczą DNA

2. dysmutaza ponadtlenkowa – SOD
   O₂^- + O₂^- + 2H⁺ H₂O₂ + O₂

3. katalaza
   2 H₂O₂ 2 H₂O + O₂

polewając skaleczenie wodą utlenioną zabijamy bakterie beztlenowe

1. podział bakterii ze względu na tolerancję na tlen

1. obligatoryjne aeroby {Serratia, Pseudomonas} brak tlenu jest zabójczy

2. obligatoryjne anaeroby {Clostridium} tlen jest zabójczy

3. fakultatywne anaeroby {E. coli} w łańcuchu oddechowym powstaje więcej energii, dlatego bakterie te lubią O₂
   efekt Pasteura – przeniesienie bakterii beztlenowych do warunków tlenowych zatrzymuje fermentację

4. beztlenowe tolerujące O₂

5. mikroaerofile – żyją w niższym stężeniu parcjalnym tlenu; posiadają SOD {Streptococcus}

1. podział ze względu na źródło energii

1. autotrofy – pobierają utlenione związki węgla i redukują je przy przetwarzaniu w związki organiczne

fotoautotrofy
chemoautotofy – energię uzyskują z utleniania związków mineralnych

1. heterotrofy
   prototrofy – wymagają tylko 1 związku organicznego i zestawu soli mineralnych
   auksotrofy – poza związkiem organicznym potrzebują czynników wzrostowych

1. podział ze względu na donory wodoru

1. organotrofy – wykorzystują związki organiczne

2. litotrofy – wykorzystują nieorganiczne donory wodoru {NH₃, H₂S}

1. fotolitotrofy – rośl. zielone, sinice, purpurowe bakterie siarkowe

2. chemolitotrofy – bakterie denitryfikujące

3. chemoorganotrofy – zwierzęta, większość mikroorganizmów

4. fermentacja

   1. mlekowa – Lactobacteriaceae
      homofermentacja – jedynym produktem jest mleko
      heterofermentacja – produktami są tez CO₂, etanol, mannitol

   2. alkoholowa – Sacharomyces cerevisiae

   3. masłowa – Clostridium

   4. propionowa – Propionibacterium

   5. acetonowo-butanowa – Clostridium butynicum

5. szereg biochemiczny

   1. podłoże Kligera: najbardziej informacyjne
      glukoza, laktoza {10x więcej niż glukozy}, peptan, FeSO₄, indykator pH zmieniający kolor
      czerwone
      wykrywa trawienie glukozy, laktozy, wydzielanie gazów i siarkowodoru

   2. podłoże PPA
      wykrywa zdolność bakterii do ruchu

   3. trypton water
      wykrywa wytwarzanie indolu

6. zmiany koloru na podłożu Kligera

   1. brak zmiany {czerwony skos i słupek} – brak rozkładu glukozy i laktozy

   2. żółty skos i słupek – rozkład laktozy i glukozy

   3. żółty słupek, czerwony skos – rozkład glukozy, brak rozkładu glukozy

   4. czarny strąt – produkcja siarkowodoru

   5. pęcherzyki – produkcja gazów

7. podłoża wybiórczo różnicujące

   1. McConkey’a
      izoluje Enterobacteriaceae
      czynniki wybiórcze: fiolet krystaliczny i dezoksycholan sodu
      czynnik różnicujący: laktoza
      barwnik: czerwień obojętna
      szczepy rozkładające glukozę barwią podłoże na różowo

   2. Chapmana
      izoluje Staphylococcus
      czynnik wybiórczy: NaCl
      czynnik różnicujący: mannitol
      barwnik: czerwień fenolowa
      szczepy rozkładające mannitol barwią podłoże na żółto

   3. podłoże z krwią baranią
      liza erytrocytów
      hemoliza α = zieleniejąca – niecałkowita; Streptococcus pneumoniae
      β – całkowita
      γ – brak hemolizy

   4. agar czekoladowy
      nieselektywny; bardzo bogaty; dla wymagających bakterii
      zawiera erytrocyty, NAD, HEM

   5. SS
      izoluje Salmonellę i Shigellę
      czynnik wybiórczy: NaCl, dezoksycholan sodu
      czynnik różnicujący: laktoza

   6. Sabouround
      izoluje grzyby
      niskie pH

1. flora fizjologiczna

   1. jałowe: nerki, moczowody, pęcherz, płuca, ucho środkowe i wewnętrzne

   2. żołądek – niskie pH zabija bakterie

   3. nos – gronkowce

   4. usta – gł. ziarniaki

   5. koniec cewki moczowej – gronkowce

   6. pochwa – Lactobacillus

   7. jelito grube – 90% to beztlenowce

2. odporność wrodzona

   1. oko – mruganie, łzawienie {lizozym w łzach}

   2. skóra – bariera mechaniczna, kw. tłuszczowe, kw. mlekowy, kw. propionowy, lizozym

   3. drogi moczowe – kwaśne pH moczu, kw. mlekowy w pochwie

   4. drogi oddechowe – kichanie, kaszel, śluz, urzęsiony nabłonek, fagocyty

   5. przewód pokarmowy – kwaśne pH soku żołądkowego, perystaltyka jelit, składniki antymikrobowe

3. odpowiedź immunologiczna

   1. komórkowa = nieswoista – I linia obrony
      białka, limfocyty, kom. żerne, kom. NK {natural killer}

   2. humoralna = swoista – wolniejsza, II linia obrony
      specyficzna – przeciw konkretnemu antygenowi
      pozostawia pamięć immunologiczną
      przeciwciała, lim T, lim B

4. układ dopełniacza – odpowiedź nieswoista

   1. ok. 30 białek działających kaskadowo {aktywacja jednego białka aktywuje kolejne} aż do powstania kompleksu, który dzziurawi błonę kom. bakterii doprowadzając do lizy {enzym: konwertaza}

   2. 3 sposoby aktywacji
      klasycznie: od białka G, do którego przyłączają się przeciwciała IgG i IgN
      alternatywnie: od białka C₃, które może być degradowane przez bakterie
      lektynowo: maltoza na powierzchni kom. bakteryjnej aktywuje kompleks MBL

5. komórki:

   1. limfocyty T
      Th – helperowe, pomocnicze; gł. kom sprzęgające odpowiedź immunologiczną
      Tc – cytotoksyczne, efektorowe; wiążą się z innymi kom. powodując ich apoptozę

   2. limfocyty B
      produkują przeciwciała {1 rodzaj}; komórki pamięci immunologicznej

   3. kom. żerne = fagocyty
      każda komórka zdolna do fagocytozy; komórki wyspecjalizowane, których zadaniem jest fagocytowanie pobranego materiału; w immunologii – makrofagi i neutrofile, monocyty

   4. kom. NK
      grupa komórek układu odpornościowego odpowiedzialna za zjawisko naturalnej cytotoksyczności; uczestnictwo we wczesnych fazach odpowiedzi nieswoistej oraz nadzorze immunologicznym

6. granulocyty

   1. neutrofile – najwięcej; odpowiadają za fagocytozę; migrują do tkanek; I linia obrony

   2. eozynofile – kilka % we krwi; tworzą nadtlenki; walczą z zakażeniami pasożytniczymi

   3. bazofile – najmniej; razem z IgE prowadzą reakcje alergiczne

7. makrofagi i inne

prezentują antygen; zjadają bakterie, trawią je i wysuwają na powierzchnię

1. immunoglobuliny = przeciwciała – białka globularne o kształcie Y; zbudowane z 4 łańcuchów: 2 lekkich, 2 ciężkich

   1. podział ze względu na łańcuchy lekkie
      λ - lambda
      κ - kappa

   2. podział ze względu na łańcuchy ciężkie
      γ – gamma – IgG: nie pojawia się od razu; monomer
      * IgG₁ i IgG₃ mają zdolność do aktywacji układu dopełniacza; przenikają przez łożysko
      ϵ - epsilon – IgE: odpowiadają za reakcje alergiczne
      α – alfa – IgA: di- i trimery; gł. sekrecyjne; pobierane przez dziecko z mlekiem matki; antygeny wirusowe
      μ – mi – IgM: pentamery; I linia obrony; aktywują układ dopełniacza
      δ – delta – IgD: mało w formie wolnej, związane z limB

2. Fc – fragment efektorowy – wiąże się do receptorów

3. fragment FAB – znajduje się na końcach ramion obu łańcuchów

4. rejon hiperzmienny – decyduje jaki antygen będzie wiązany

5. antygeny = ciała obce

   1. najbardziej antygenne są białka

   2. epitop {antygen} i paratop {przeciwciała} wiążą się w kompleks

   3. antygeny kompletne = immunogenne – mogące wywołać odpowiedź immunologiczną; antygeny niekompletne = nieimmunogenne – nie mogą wywołać odpowiedzi immunologicznej

   4. antygeny grasiczozależne – reagują najpierw limT, później limB; antygeny niegrasiczozależne – aktywują bezpośrenio limB

   5. antygeny synergiczne – występują u bliźniąt jednojajowych, są identyczne; nie stwarzają ryzyka przy przeszczepach

   6. antygeny allogeniczne – występują w obrębie gatunku; mogą stwarzać ryzyko przy przeszczepach

   7. antygeny ksenogeniczne – występują w obrębie różnych gatunków; stwarzają duże ryzyko przy przeszczepach

6. techniki immunologiczne

   1. precypitacje – gdy antygen jest rozpuszczalny
      strefa ekwiwalencji – gdy stężenie antygenu jest takie samo jak przeciwciała, to precypitaty są najtrwalsze

   2. aglutynacja – gdy antygen jest upostaciowiony lub nierozpuszczalny {np. komórki}
      hemaglutynacja

   3. wiązanie dopełniacza

   4. immunodyfuzja – reakcje w żelu; na środku spotkania przeciwciała i antygenu powstaje precypitat

   5. znakowanie przeciwciał – do białka dodaje się barwnik
      immunofluorescencja

7. różnicowanie Streptococcus i Staphylococcus

   1. metodą Grama
      podział na gronkowce i paciorkowce

   2. testem na obecność katalazy
      paciorkowce nie produkują katalazy – stąd płukanie gardła wodą utlenioną

8. Streptococcus

   1. różnicowanie na podstawie wielocukrów w ścianie

   2. czynnik wirulencji: białko M {koniec C-terminalny znajduje się w błonie, N-terminalny sterczy do środowiska, jest wysoce zmienny i naładowany ujemnie}

   3. S. pyogenes – grupa A – angina, posocznica

   4. S. agalactae – grupa B – niebezpieczny dla noworodków i osób starszych; sepsa, zapalenie opon mózgowych

   5. S. faecalis – grupa D – zapalenie wsierdzia, zakażenie układu moczowego, prostaty i najądrzy

9. Staphylococcus

   1. S. aureus – koagulaza {wiąże białka osocza tworząc skrzepy} i białko A {związane z mureiną, umie wiązać IgG odwrotnie, myląc tym układ odpornościowy i zapobiegając fagocytozie}

1. wytwarzanie antybiotyków

   1. promieniowce – Actinomycetales
      S. venezuelae – chloramfenikol
      S. erythreans – erytromycyna
      S. griseus – streptomycyna
      S. aureofaciens – tetracyklina
      S. orintalis – wankomycyna
      S. mediterranei – rimfampicyna
      Micromonospora purpura – gentamycyna

   2. bakterie właściwe – Bacillaceae
      Bacillus licheniformis – bacytracyna
      B. polimyca – polimyksyna
      B. brevis, Lactococcus lactis

   3. grzyby – Aspergillales
      Penicylinum notatum – penicylina G {benzylowa}
      Aspargillus
      Cephalosporium sp. – cefalosporyny

   4. porosty – depsydy

   5. rośliny wyższe – fitoncydy

antybiotyki mają pochodzenie naturalne, chemioterapeutyki – sztuczne

1. skuteczność antybiotyków

   1. cechy dobrego antybiotyku
      nietoksyczny lub mało toksyczny
      rozpuszczalny w płynach fizjologicznych
      o stałej budowie
      musi atakować te funkcje bakterii, których nie mają nasze komórki

   2. zależy od drogi podania
      po połknięciu: stężenie jest niewielkie, ale długo się utrzymuje
      po wstrzyknięciu: stężenie jest wysokie, ale szybko jest usuwany

   3. terapia skojarzona – dwa różne antybiotyki podane jednocześnie by bakterie nie wytworzyły oporności
      synergizm – jeden antybiotyk potęguje działanie drugiego
      antagonizm – jeden antybiotyk znosi działanie drugiego

   4. spektrum działania
      szerokie – nie wiadomo, co nam jest, więc antybiotyk działa „na wszystko”
      wąskie – działające na wybrane bakterie

   5. antybiogram
      hodowla baterii w obecności antybiotyków

2. MIC = minimalne stężenie hamujące – minimalne stężenie antybiotyku, w którym nie występuje wzrost bakterii

3. MBC = minimalne stężenie bakteriobójcze – sprawdzane po wysianiu bakterii z MIC

4. działanie antybiotyków {hamowanie}

   1. synteza ściany kom.: cykloseryna, wankomycyna, bacytrycyna, fosfomycyna, cefalosporyny

   2. replikacja DNA {gyraza DNA}: kwas nalidyksowy, chinolony

   3. transkrypcja {polimeraza RNA}: rifampicyna

   4. synteza białek
      inhibitory 50S: erytromycyna, chloramfenikol, klindamycyna
      inhibitory 30S: tetracyklina, streptomycyna, gentamycyna

   5. błona kom: polimyksyna

   6. metabolizm kw. foliowego: trimetoprim, sulfonamidy

5. antybiotyki blokujące syntezę ściany kom

   1. penicyliny – wiążą enzymy uczestniczące w rozbudowie peptydoglikanu – transpeptydazy i karboksypeptydazy {PBP}; podaje się je zwykle z kw. klawulanowym {inhibitorem penicylinaz, enzymów rozkładających pierścień β-laktamowy}

   2. cefalosporyny – działanie podobne do penicylinaz, ale u bakterii na nie opornych

   3. wankomycyna – glikopeptyd; toksyczny, stosowany przeciwko wieloopornym gronkowcom {uszkadza słuch i nerki}; łączy się z dwoma terminalnymi aminokwasami pentapeptydu i uniemożliwia transpeptydazie połączenie sąsiednich łańcuchów NAM-NAG; doprowadza do osłabienia ściany kom. bakterii i w konsekwencji lizy komórki

   4. bacytracyna – antygen polipeptydowy

   5. cykloseryna – przy leczeniu gruźlicy

6. antybiotyki hamujące syntezę białek

   1. chloramfenikol – działanie bakteriostatyczne; wiąże się do podjednostki 50S rybosomu i hamuje powstawanie wiązania peptydowego

   2. erytromycyna – makrolid – hamuje transkrypcję

   3. tetracyklina – bakteriostatyczna; zakłóca przyłączanie aa-tRNA do kompleksu rybosom-mRNA

   4. streptomycyna – wiąże się do podjednostki 30S rybosomu i zmienia jej kształt

7. chemioterapeutyki

   1. hamują szlak metaboliczny prowadzący do tworzenia puryn {A, G}

   2. izoniazyd – stosowany przeciwko M. tuberculosis; blokuje powstawanie kwasów mykolinowych, które budują ścianę kom prątków

   3. etambutol – przeciw mykobakteriom; hamuje wcielanie kw. mykolinowych w ścianę

   4. sulfonamidy – blokują metabolizm kw. foliowego; inhibitory kompetycyjne

   5. chinolany – np. kw. nalidyksowy – blokuje gyrazę

PABA

kw. dwuhydrofoliowy

kw. tetrahydrofoliowy

synteza puryn synteza DNA i RNA

w leczeniu gruźlicy stosuje się terapię skojrzoną: izoniazyd/etambutol + rifampicyna by nie doszło do wytworzenia oporności

1. oporność na antybiotyki

   1. enzymatyczna inaktywacja
      destrukcja – np. rozcięcie pierścienia β-laktamowego
      modyfikacja – acetylacja, fosforylacja, np. kanamycyny

   2. uniemożliwienie dotarcia do celu
      zmiana przepuszczalności błon
      pompy wyrzucające tetracyklinę

   3. zmiana celu działania
      mutacja w podjednostce 30S w białku 12 nadaje oporność na streptomycynę

   4. zmiana zablokowanego szlaku metabolicznego na zastępczy

   5. plazmidy często niosą różne oporności; przenoszenie na 2 drogach
      pionowej – z kom. macierzystej do potomnej
      horyzontalnej – transformacja {doświadczenie z myszami}; koniugacja {bakterie ♂ przekazują plazmid ♀}; translokacja {za pomocą bakteriofaga}

1. morfologia bakteriofaga

   1. helikalne

   2. kubiczne – wielościenne, najczęściej ikozaedralne

   3. mieszane – ikozaedralna główka, helikalny ogonek

   4. złożone

2. wirion składa się z kwasu nukleinowego oraz płaszcza białkowego {kapsydu} = nukleokapsyd

kapsomery – podjednostki budujące kapsyd
kapsyd może być nagi bądź okryty osłonką lipidową

1. fagi rozpoznają specyficzne receptory na powierzchni kom. bakterii: LPS, lipoproteiny, białka błony zewnętrznej, fimbrie, pile płciowe i inne

2. fagi E. coli:

   1. T-parzyste: T4

   2. T-nieparzyste: T3, T7

   3. lambda

   4. M13

3. cykl życiowy

   1. adsorpcja – przyłączenie wirusa do komórki gospodarza

   2. penetracja – wejście wirusowego chromosomu do komórki

   3. synteza wczesnych białek

   4. replikacja DNA wirusowego

   5. synteza zestawu późnych białek

   6. liza – uwolnienie nowych wirusów poprzez lizę ściany komórki gospodarza

   7. powstanie nowego wirusa

4. cykl lityczny i lizogeniczny

cykl lityczny

1. przyłączenie faga do receptora na powierzchni kom. i wstrzyknięcie DNA

2. wyciszenie genów gospodarza, przełączenie metabolizmu na produkcję cząsteczek fagowych

3. synteza białek strukturalnych

4. składanie – pakowanie DNA do główek

5. składanie cząstek wirusowych

6. liza kom. bakteryjnej i uwolnienie cząstek fagowych

cykl lizogeniczny

1. przyłączenie faga do receptora na powierzchni kom. i wstrzyknięcie DNA

2. DNA fagowy wbudowuje się do genomu gospodarza {PROFAG}

3. DNA faga jest replikowany z materiałem genetycznym gospodarza

4. po podziale każda kom. potomna zawiera profaga

7. fagi zjadliwe = wirulentne – zawsze dochodzi do lizy kom bakteryjnej; fagi serii T

8. fagi łagodne – infekcja nie zawsze związana jest z lizą bakterii, może dochodzić do lizogenizacji {wbudowania fagowego DNA do chromosomu bakterii – stadium profaga}; lambda, M13
   lizogenizacja – integracja fagowego DNA z chromosomem bakterii

9. bakteria lizogenna oporna jest na infekcję tym samym fagiem {nie dochodzi do superinfekcji}, ale może być zakażona innym, nawet lizogenizującym, pod warunkiem że będzie się integrował w innym miejscu

10. konwersja lizogenna – pojawienie się nowej cechy u bakterii lizogennej; aktywacja cechy, która dotychczas nie ujawniła się; Pseudomonas aeruginosa – zmiana antygenów powierzchniowych, Corynebacterium diphteriae – wytwarzanie toksyny, Streptococcus – wytwarzanie toksyny

11. bakteriofag λ – cykl życiowy

cykl lityczny

1. infekcja: przyłączenie bakteriofaga do E. coli {receptor: permeaza maltozy}

2. wniknięcie i cyrkulacja DNA

3. replikacja według modelu θ, następnie σ {toczącego się koła}; transkrypcja i translacja

4. składanie i pakowanie

5. liza i uwolnienie cząstek fagowych

cykl lizogeniczny

1. infekcja i przyłączenie

2. wniknięcie i cyrkulacja DNA

3. represja

4. integracja DNA = stan lizogenii {obecność profaga}

* ewentualna replikacja *

1. indukcja

2. cyrkulacja DNA i przejście w cykl lityczny

12. warunki sprzyjające

    1. lizie:
       bogata pożywka {dużo glukozy}
       niski poziom cAMP
       niska wielokrotność zakażenia {mało fagów przypadających na komórkę}
       wysoka temperatura

    2. lizogenizacji:
       uboga pożywka
       wysoki poziom cAMP
       wysoka wielokrotność zakażenia {ponad 5 fagów przypadających na komórkę}
       niska temperatura

13. faza lityczna – wytwarzane są białka replikacyjne, później dochodzi do syntezy białek główki i ogonka oraz białek odpowiedzialnych za lizę; replikacja wg modeli θ i σ
    Cro aktywuje promotory genów białek antyterminacyjnych i odpowiedzialnych za lizę, blokuje promotor genu cI

14. faza lizogeniczna – ekspresja genu cI prowadzi do powstania CI-represora promotorów genów prowadzących do lizy, m.in. cro; aktywator własnego promotora; wyciszenie całego genomu faga, powstają tylko białka odpowiedzialne za utrzymanie stanu lizogenii

15. wykrywanie szczepów lizogennych fagiem λ

    1. szczep E. coli λcIts – szczep lizogenny fagiem λ; zawiera temperaturowrażliwy represor kodowany przez gen cI {białko CI}

    2. białko CI powoduje zahamowanie funkcji litycznych i przejście w stadium profaga

    3. inaktywacja represora {temp. 42*C} prowadzi do wycięcia profaga z genomu bakteryjnego i uruchamia cykl lityczny

    4. w 30*C białko jest aktywne lizogenia

w 42*C białko jest nieaktywne liza

PODZIAŁ NA BAKTERIE GRAM(+) I GRAM(-)

GRAM(+)	GRAM(-)
Staphylococcus Micrococcus Streptococcus Aerococcus Gafkya Sarcina Leucanostoc Pediococcus Corynebacterium Diphteria Propionibacterium Listeria Lactobacilli Bacillus Acinomyces Candida - grzyb	Enterobacteriaceae: Escherichia, Salmonella, Shigella, Klebsiella, Citrobacter, Proteus, Providentia, Hafnia, Enterobacter, Serratia Brucella Moraxella Neisseria Bordatella Yersinia Pasteurea Vibrio Pseudomonas Aeromonas Acetobacter Achromobacter Flavobacerium

NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE CHOROBY WYWOŁYWANE PRZEZ BAKTERIE

Vibrio cholerae – cholera, zapalenie jelit, wodniste biegunki

Campylobacter jejuni – zapalenie jelit, wodniste biegunki

Bordatella pertusis – krztusiec

Brucella – bruceloza {gorączka maltańska}

Neisseria gonorrhoeae – rzeżączka

Neisseria meningitidis – zapalenie opon mózgowych

Branhamella catharralis – zapalenie płuc

Legionella pneumophila – zapalenie płuc, gorączka Pontiac

Listeria monocytogenes – zapalenie opon mózgowych, listerioza

Bacterioides – ropnie jamy brzusznej, płuc i mózgu

Moraxella – zapalenie spojówek, zatok i opon mózgowych

Streptobacillus moniliformis – gorączka po ugryzieniu szczura

Mycoplasma pneumoniae – zapalenie płuc

Mycobacterium tuberculosis – gruźlica

Mycobacterium laprae – trąd

Treponema pallidium – kiła

Spirillum minor – gorączka po ugryzieniu szczura

Borrelia recurrentis – dur powrotny, choroba Lyme

Leptospira – zakażenie z gorączką, żółtaczka, zapalenie opon mózgowych

Bacillus anthracis – wąglik

Clostridium difficile – rzekomobłoniaste zapalenie jelita grubego

Clostridium perfringens – zgorzel gazowa

Clostridium botulinum – zatrucie jadem kiełbasianym

Clostridium tetans – tężec

Corynebacterium diphteriae – błonica

Staphylococcus aureus – zakażenie ropne skóry, zapalenie szpiku kostnego i kości, zapalenie tchawicy, zakażenie układu

moczowego, posocznica

Staphylococcus epidermilis – może wywoływać zakażenie protez

Streptococcus pneumoniae – zapalenie płuc

Streptococcus mutans – próchnica zębów

Salmonella typhi – dur brzuszny

Salmonella paratyphu – dur rzekomy

Shigella desynteriae – czerwonka

Pseugomonas aeruginosa – zakażenie ropne

Burkholderia psudomallei – melioidoza, zapalenie płuc, posocznica

Yersinia pestis – dżuma

Pasteurella tularensis – tularemia

Helicobacter pylori – choroba wrzodowa żołądka i dwunastnicy

Richettesia prowazekii – tyfus plamisty

TABELA 1

ANTYBIOTYK	GRUPA	DZIAŁANIE	MECHANIZM DZIAŁANIA	OPORNOŚĆ
Ampicylina, penicyliny	β-laktamy	Bakteriobójcze	Hamuje syntezę ściany komórkowej	Gen bla blokujący β-laktamazę
Chloramfenikol	Chloramfenikole	Bakteriostatyczne	Hamuje działanie transferazy peptydowej	Acetylaza chloramfenikolu
Kanamycyna	Aminoglikozydy	Bakteriobójcze	Blokuje translokację	Acetylaza, fosfataza aminoglikozydowa
Streptomycyna	Aminoglikozydy	Bakteriobójcze	Hamuje biosyntezę białek przez wiązanie podjednostki 30S	Fosfotransferaza aminoglikozydowa
Ryfampicyna	?	Bakteriostatyczne	Blokuje podjednostkę b polimerazy RNA	Mutacja w genie podjednostki polimerazy
Tetracyklina	Tetracykliny	Bakteriostatyczne	Hamuje biosyntezę przez blokowanie przyłączania aa-tRNA	Pompa błonowa usuwa tetracykliny
Erytromycyna	Makrolidy	Bakteriostatyczne	Wiąże się do podjednostek 50S	Modyfikacja rybosomów
Wankomycyna	Glikopeptydy	Bakteriobójcze	Hamuje polimerazę peptydoglikanu	Wytwarzanie innego prekursora
Kw. nalidyksowy	Chinolony	Bakteriostatyczne	Hamuje aktywność gyrazy DNA {replikacja}	Mutacje w genach kodujących topoizomerazę
polimyksyna	Polimyksyny	Bakteriostatyczne	Zwiększa przepuszczalność błon kom.	Zmiana przepuszczalności osłon kom.

OPORNOŚĆ NA ANTYBIOTYKI

CZYNNIK ETIOLOGICZNY	WYWOŁUJE	OPORNOŚĆ NA
Enterococcus faecalis	Zakażenie krwi, infekcje układu moczowego	Aminoglikozydy, tetracyklinę, penicyliny, enteromycynę, wankomycynę
Haemophilus influenzae	Zapalenie płuc, infekcje oczu, uszu, zapalenie opon mózgowych	Chloramfenikol, penicyliny, tetracyklinę, trimetoprim
Mycobacterium tuberculosis	Gruźlica	Aminoglikozydy, izoniazyd, etamubol
Neidderia gonorrhorae	Rzeżączka	Oporność na wiele antybiotyków, leczenie tylko cefalosporynami
Staphylococcus aureus	Zakażenia pooperacyjne, posocznica, zapalenie płuc	w szpitalach 60% MRSA; nie działają żadne antybiotyki {czasem wankomycyny}
Escherichia coli	Zakażenie układu moczowego, niewydolność nerek, posocznica	Niektóre szczepy wielooporne
Pseudomonas aeruginosa	Zapalenie płuc, posocznica	Niektóre szczepy wielooporne
Shigella dysenteriae	Krwawa biegunka	Szczepy oporne wywołują epidemie; leczenie tylko fluorochinolami {drogie i często niedostępne}