Skład komórki bakteryjnej:-Nukleoid - chromosom bakteryjny, pełni funkcję jądra komórkowego. Widoczny jako wysoce uporządkowane ciało włókniste. Wraz z plazmidami , zawiera całkowita informację genetyczną bakterii.- Plazmid- autonomiczne jednostki DNA, o niskiej masie cząsteczkowej. Kodują dodatkowe informacje genetyczne. Występują w postaci dwuniciowego , kolisteo DNA. W niektórych bakteriach znaleziono też plazmidy w formie liniowej.-Rybosomy - są miejscami syntezy białek , zawieraj RNA . Składają się z dwóch podjednostek - małej 30S i dużej 40S, które łącząc się dają rybosom 70S.-Cytoplazma - składa się z cytoplazmy podstawowej , w której występują różne struktury błonowe, wpuklenia i rybosomy, a także pozostałe organella komórki bakteryjnej.-Błona komórkowa - (błona cytoplazmatyczna); zbudowana z podwójnejwarstwy lipidów, w którą włączane są białka. Jest półprzepuszczalna, reguluje transport metabolitów, jest miejscem aktywnego transportu , bierze udziałw syntezie ściany komórkowej, ponadto pełni funkcje energotwórczą i wydzielniczą. -Ściana komórkowa - ma szkielet zbudowany z peptydoglikanu, zwanego mureiną. Ściana komórkowa , mimo iż jest elastyczna, nadaje kształt komórce bakteryknej. Jest przepuszczalna dla soli i licznych substancji drobnocząsteczkowych. Grubość ściany komórkowej jest istotna w barwieniu metodą Gramma.-Otoczka bakteryjna - większość otoczek składa się z polisacharydów, substancje otoczkowe są wydzielane do środowiska w postaci śluzów (często o właściwościach patogennych)-Rzęska - zbudowana z helikalnie zwiniętych łańcuchów białkowych, włókienka tworzy jeden typ białka- flagelina. Na rzęskę skłądają się trzy części - włókien, ciała podstawowego i haka łączącego obie części i kotwiczącego rzęskę w błonie i ścianie komórkowej. Nietypowe kształty:naczepowiec - corynebacteriumstylikowe - caulobacteriumnitkowe - fusobacteriumameboidalne śluzowe - myxobacterium Podział bakterii:W zależności i od tolerancji na czynniki środowiskaTemperaturaMezofile (optymalna temperatura do wzrostu 20-40st.C)-temotolerancyjne (ok.50st.C)-termofile (40<0<70st.C)-termofile ekstremalne (0>65st.C)pH-acydofile (środowisko kwaśne)-neutrofile (obojętne)-alkalofile (zasadowe)W zależności od rodzaju pokarmui sposobu jego pobierania: heterotrofy (pasożyty, drapieżne ) autotrofy:a.)chemolitotrofy- czerpią energię chemiczną ze związków nieorganicznych:-nitryfikacyjne:utleniające amoniak NH3 NO2- np. Nitrosomonas europaea-uleniające azotyn NO2-NO3- np. Nitrobacter winogradski:siarkowe utleniające siarkę S/S2-/S2O32-SO42- np. Ihiobacillus thiocoxidans:wodorowe H2H2 np. Hydrogenomonas:karboksydobakterie CO CO2 np. Pseudomonas carboxidovoransb.)fotosyntetyzujące:beztlenowce, np. bakterie zielone, bakterie purpurowe -tlenowce, np. siniceW zależności od miejsca bytowania: -swobodnie bytujące w przyrodzie-słabo przystosowane do pasożytnictwa-bytujące na zewnętrznych powłokach ludzi i zwierząt, mało0 inwazyjne , np. na skórze: ziarniaki, pałeczki gramm (+)-występujące w jamach ciała, mających połączenie ze światem zewnętrznym , o dość znacznym stopniu inwazyjności , np. nos - ziarniakmi gramm (+) ; jama nosowa - ziarniaki gramm (+) ; na dziąsłąch - gramm (-) ; jelito cienkie - gramm (+) i (-) ; okrężnica - ziarniaki, pałeczki, leseczki, gramm (+) i (-).--Ściśle przystosowane do pasożytnistwa (wewnątrz komórkowe) Mikroorganizmy pobieraja pokarm na dwojaki sposób:cała pow ciała na drodze-dyfuzji - nieswoista penetracja substancji do komórki. Proces raczej wolny, charakterystyczny dla wody oraz najprawdopodobniej niepolarnych trucizn, inhibitorów i innych obcych dla komórki substancji.-dyfuzja ułatwiona - zgodnie z gradientem stężeń, niezależna od energii uzyskiwanej z metabolizmu.-transportu aktywnego - wymaga nakładu energii, cząsteczka w czasie transportu z zewnątrz do wewnątrz komórki, nie ulega zmianom. Zakłada obecność białek transportowych w błonie cytoplazmatycznej. Wyróżnia się trzy rodzaje transportu: uniport (jedna cząsteczka) , symport (dwie cząsteczki w tym samym kierunku) , antyport (dwie cząsteczki, każda w innym kierunku)-translokacji grupowej - transportowana cząsteczka jest chemicznie modyfikowana. W translokacji grupowej uczestniczą 4 enzymy. PinocytozaPolega na pobieraniu mniejszych cząsteczek pokarmowych . Tworzy się wpuklenie błony komórkowej, pęcherzyki pinocytowe umieszczone na dnie wpuklenia, odrywają się tworząc wodniczki pokarmowe, które zostają strawione wraz z całą zawartością. Wiąże się z ubytkiem błony komórkowej.Fagocytoza-Trawienie i wchłanianie większych cząsteczek pokarmowych . Następuje wpuklenie błony komórkowej, połączenie wakuoli z lizosomem, trawienie, przenikanie strawionych składników do cytoplazmy oraz usunięcie resztek poza komórkę Oddychanie tlenowe końcowym akceptorem elektronów jest tlen; wśród drobnoustrojów wykorzystywane przez sinice.GLIKOLIZA- częściowy rozpad cukrów z wytwarzaniem ATP. Ciąg beztlenowych reakcji , w których glukoza rozpada się do pirogronianu. Oprócz tego wytwarzane jest również NADH. Pirogronian w mitochondrium jest przekształcany do Acetyl-CoA. Ogólny zysk energetyczny to 2 ATP.REAKCJA POMOSTOWA - karboksylacja pirogronianu, której produktem jest CO2 oraz grupa acylowa, która po przyłączeniu do koenzymu A tworzy Acetylo-CoACYKL KREBSA - zamkniety ciąg reakcji, podczas których grupa acetylowa z Acetylo-CoA, przyłączana jest do szczawiooctanu, w związku z czym powstaje związek sześciowęglowy. Zysk : 2 ATPŁAŃCUCH ODDECHOWY - końcowy etap oddychania tlenowego . Utleniane są FADH2 i NADH, z których elektrony są źródłem do syntezy ATP. Zysk : 32 ATP.Oddychanie beztlenowe Końcowym akceptorem elektronów są różne związki nieorganiczne, na wysokim stopniu utlenienia (siarczany, azotany, węglany). Mikroorganizmy preferujące tę formę oddychania, to : nukroaenofile- nie posiadają katalazy i żyją w środowisku o niskim stężeniu tlenu oraz bezwzględne beztlenowce- nie posiadają zarówno katalazy , dysmutazy jak i nadtlenków, giną w obecności tlenu.Z procesem oddychania beztlenowego, związany jest odwrotny łańcuch transportu elektronów (umożliwia uzyskanie równoważników redukujących , potrzebnych do procesu syntezy ATP)Oddychanie azotowe (denitryfikacja) - bakterie zarówno tlenowe , jak i beztlenowe; polega na redukcji azotanów , przez azotyny . Jest to redukcja dysymilacyjna, której zadaniem jest przyjęcie oderwanych elektronów.Oddychanie siarczanowe - bakterie bezwzględnie beztlenowe; polega na dwóch rodzajach redukcji:-redukcja asymilacyjna - siarka do S2- , umożliwia wbudowanie jej do związków organicznych , np.aminokwasów-redukcja dysasymilacyjna - siarczany są akceptorem elektronów, przenoszonych z substratu oddechowego.Oddychanie węglanowe - bakterie acetogenne; produktem jest kwas octowy, archeony acetogenne produkują metan.Oddychanie żelazowe - polega na redukcji Fe3+ do Fe2+Fermentacja proces metaboliczny służący odtworzeniu ATP, w którym produkty rozkładu substratów organicznych , pełnią jednocześnie funkcję donorów i akceptorów wodoru. Alkoholową - charakterystyczna dla drożdży (fermentacja węglowodanów do CO2 i etanolu). Bakterie tlenowe i beztlenowe, utrzymują etanol jako produkt fermentacji hektoz i pentoz.Mlekową - charakterystyczna dla nieruchliwych gramm (+) laseczek (niewytwarzających endospor z gatunku Lacto-bacteriaceae. Wyróżnia się dwa rodzaje fermentacji mlekowej:-homofermentacja - produkt >90% kwas mlekowy (z pochodzenia zwierzęcego)-heterofermentacja - produkt 60-90% kwas mlekowy, reszta inne produkty (kwas octowy, alkohole, CO2); w substancjach pochodzenia roślinnegoPropionową charakterystyczna dla żwacha i jelita przeżuwaczy, prowadzi do przekształcenia mleczanu (z innych fermentacji) w żwaczach do kwasu propionowego.Masłową - maślarz będący produktem tego rodzaju fermentacji, jest charakterystyczny dla fermentacji przez klostridia (są to bakterie gramm (+), bardzo ruchliwe i perytrychalnie urzęsione)Mrówkową(kwasów mieszanych) - produktem zarówno głównym jaki i ubocznym, jest kwas mrówkowy. Proces charakterystyczny dla przedstawicieli rodziny Enterobacteriaceae, będącymi gramm (-) pałeczkami, które nie wytwarzają przetrwalników, są perytrychalnie urzęsione i bardzo ruchliwe.Inne szlaki metabolicznew wyniku ktorych powstaje energia:Fosforylacja oksydatywna (w łańcuchu oddechowym); utleniony substrat , z którego oderwane są elektrony i protony, wytworzone zostaja kanały, przez które przemieszczają sie na drugą stronęSzlak Entnera-Daudoroffa - zachodzi w warunkach tlenowych, jest podstawowym szlakiem energetycznym dla niektórych bakterii.Cykl glikosalowy - (cykl Krebsa-Kornberga); pod wplywem dwóch enzymów, dochodzi do przekształcenia izocytrynianu i Acetyl-CoA do kwasów dikarboksylowych, które dalej (pod wpływem enzymu jabłczanowego) przekształcone zostaja w pirogronian.
|
Transkrypcja i translacja.Informacja genetyczna bakterii to : pojedyncze geny lub operony - to szereg genów z jednym promotorem , co stanowi swojego rodzaju oszczędność w eksploatacji materiału genetycznego. (jak najmniejszy genom , przy jak największej ilości cech).Transkrypcja i translacja zachodzą u procaryota równocześnie w jednym miejscu.Wyróżniamy dwa rodzaje transkrypcji:Negatywna - polegan na zachamowaniu ekspresji genów (lub operonu)Pozytywna - z udziałem dodatkowych aktywatorów, umożliwiających aktywację genów (lub operonów)Mutacje genowe-Mutacja zmiany sensu (kodon zmienia się)-Mutacja nonsensowna (kodon nie ma odpowiedniego aminokwasu)-Mutacja milcząca (zmienia się układ zasad azotowych, ale kodowany aminokwas pozostaje bez zmian)-Mutacja zmiany ramki odczytu (polega na wypadnię ciu lub wstawieniu pary nukleotydów w obrebie cząsteczki DNA - postaje nowa sekwencja aminokwasów)Rekombinajcja Genetyczna Proces wymiany materiału genetycznego, w wyniku którego powstają nowe genotypy.-Ogólna (homologiczna) - proces, w którym obcy DNA znajdujący się w komórce, zostaje włączony do DNA gospodarza przez połączenie się w pary homologicznych sekwencji, pęknięcie i krzyżową wymianę (crossing-over)Niehomologiczne (nieuprawnione) - dotyczy przemieszczania się dużych fragmentów DNA w pozornie przypadkowe miejsca w genomie (faktycznie są to miejsca homologiczne do końców wbudowanego fragmentu Pojecia;Koniugacja - wymiana plazmidów lub ich fragmentów między bakteriamiTranslokacja - z udziałem przenośnika : bakteriofaga lub wirusa.Choroba - każde dłużej trwające naruszenie równowagi (homeostazy) w procasach życiowych organizmu, przez jakiekolwiek czynnik chorobotwórczy przejawiający się objawami morfologicznymi, anatomicznymi i fizjologicznymi.Zakazenie - wniknięcie drobnoustrojów do organizmu oraz zespółreakcji, stanowiących odpowiedź ustroju na działanie zarazka. Proces ten uruchamiany jest właściwościami patogenu, zaatakowanego organizmu oraz warunkami środowiska. Hodowla drobnoustrojów przebega wieloetapowo:Faza zastoju (przygotowawcza) - obejmuje okres od momentu zaszczepienia do chwili ustalenia maksymalnej szybkości podziałów.-Faza młodosci Fizjologicznej- faza logarytmicznego wzostu- stały mimowolny czas gneracji, swoisty dla danego gatunku i warunków hodowli. U wielu bakterii wielkość komórki i zawartość białęk podczas fazy logarytmicznej jest stała.-faza opozninego wzorstu-faza równowagiI (stacjonarna). Rozpoczyna się w momencie, gdy komórki nie mogą się już reprodukować. Podczas tej fazy mogą być używane materiały zapasowe, ulega degradacji część rybosomów, ale enzymy są ciągle syntetyzowane-faza zamierania - komórki obumierają ( liza komórek)-faza logartmiczego zamieraniaCechydrobnoustroju, decydujące o wielkości zakażenia:-Patogenność - zdolność zarazka do wywoływania choroby w określonych warunkach.-Wirulencja - aktualna zdolność wniknięcia , rozmnażania/namnażania się oraz uszkodzenia tkanek , zainfekowanego organizmu przez określony typ patogenu.-Inwazyjność - zdolność wtargnięcia drobnoustroju do makroorganizmu, adaptacji w nim i namnażania się w miejscu wniknięcia, np.w przypadku tężca lub w całym organizmie,np.dżuma-Toksyczność - zdolność mikroorganizmów do zatruwania organizmów wyższych przez toksyny-jady.Toksyny- trucizny organiczne, wydzielane przez drobnoustroje oraz rośliny i zwierzęta.Endotoksyny- jady wytwarzane głównie przez bakterie gramm (-) (pałeczki). Uwolnienie i działanie endtoksyn następuje po rozpadzie komórki bakteryjnej. Stanowią składową ściany komórkowej gramm(-) bakterii. Są to chemiczne lipopolisacharydy, mające działanie gorączkotwórcze , drażniące skórę i zmniejszające fagocytozę. Charakterystyczne dla: salmonella , Shigella, Proteus Brucella .egzotoksyny - białkowe substancje wydzielane przez żywą komórkę do otoczenia, będące produktami metabolizmu bakterii. Najsilniejsze jady biologiczne, silny antygen wytwarzane głownie przez bakterie gramm (-). Powodują różne choroby:Staphylococus aureus - martwica skóry spowodowana alfa-toksyną (gronkowiec złocisty)-Streptococus pyogenes - wytwarza toksynę erytrogenną produkującą wysypkę, wymioty, bóle głowy,gorączkę.-Clostridium botulinum - produkuje jad kiełbasiany, powodujący ostre porażenia mięśniowo-nerwowe.Do najgroźniejszych nal przedstawiciele:Staphylococus SGronkowce - powszechne w środowisku człowieka, a także wśród nosicieli (zakażenia szpitalne), stanowią główną przyczynęzakażeń ropnych (ropienie, jęczmienie, trądzik, angina) .Przedstawiciel : Staphylococus aureus.StreptococusPaciorkowce - ziarenkowaty kształt, ułożony w różnej długości łańcuszki, o silnym działaniu fermentacyjnym. Szeroko rozprzestrzenione w środowisku człowieka, jako wskaźnik flory bakteryjnej lub patogeny. Powodują płonicę , liszaje i zapalenia. Przedstwiciel streptococus furecalis.EnterobacteriaceaaeGramm (-) pałeczki chorobotwórcze, wystepują we florze nbakteryjnej zwierząt i ludzi, sa to bakterie urzęsione, niezarodnikujące, mają zdolność do rozkładania węglowodanów, rosną na zwykłych podłożach.Przedstawiciel : EscherichiaColi.SalmonellaPowoduje salmonellozę zwierząt i ludzi, wywołuje także dur brzuszny i zakażenie biegunkowe.Przedstawiciele: Salmonella Typhi, Salmonella Enteridis, SalmonellaTyphimurium.ShigellaWywołuje czerwonke bakteryjną, zawiera endotoksyny o działaniu neurotoksycznym, mające powinność do jelita grubego.Przedstawiciel : Shigella dysenteriaeYersinaGramm (-) bakteria powodująca groźną chorobę -dżumę, przenoszoną na ludzi przez pchły i szczury. Atakuja węzły chłonne lub płuca.Przedstawiciel : Yersinia pestis.Bezkomórkowe formy dziedziczenia i chorób, mogące rozwijać się tylko wewnątrz żywych komórek. Ewolują niezależnie od gospodarza. Występują w formie wirionu lub replikacyjnej.Teorie dotyczace pochodzenia wirusówTeoria regresji - pasożyt skolonizował gopspodarza , od którego stał się całkowicie zależny , następnie stopniowo tracił swoje cechy genetyczne.Teoria buntoeniczego DNA/RNA - normalne składniki komórkowe (DNA/RNA) zyskały zdolność samoreplikacji i niezależnej ewplucji.Teoria pierwotnego świata wirusowego - współczesne wirusy moga być pozostałościami świata pierwotnego , poprzedzającego życie komórkowe. Samoregulujące się cząsteczki, mogły rozpocząć pasożytnicze życie po pojawieniu się Bacteria i Archea.Każdy wirion jest zbudowany z :Kwasu nukleinowego (DNA , RNA, cDNA , scDNA), ulokowanego wewnątrz kapsydu.Kapsydu - białkowego płaszcza okrywającego materiał genetyczny zbudowany z kapsomerów.Dodatkowo może być pokryty osłonkąOprócz kapsydu wyróżniamy następujące białka:-enzymatyczne: polimeraza, replikaza-w otoczce zewnętrznej: hialuronidaza-glikoproteinyGenetyka wirusów.Oprócz DNA i RNA (jedno i dwuniciowego)u wirusów wystepują:-scRNA (jednoniciowy segmentowany RNA), np. wirus grypy lub niesegmentowany, np.wirus wścoeklizny.-scDNA 9jednoniciowy , niesegmentowany DNA) nagi w przypadku wirusa Polio. Zapalenia wątroby typu A lub z osłonką u wirusów dengi, segmentowany z osłonką - wius HIV.-dsDNA/RNA - jednoniciowy, segmentowany lub nie.Bakteriofagi.(wirusy bakteryjne)Namnażają się tylko w komórkach rozwijających się. Najbardziej poznane bakteriofagi to fagi tzw. serii T pochodzące z E. Coli.Dla bakteriofagów charakterystyczne są dwa typy rozwoju:Lityczny i lizogenicznyCykl lityczny (prowadzi do rozpadu komórki w kilku etapach)etap adsorpcji - rozpoznawanie i wiązanie receptorów na powierzchni komórki bakterii przez bakteriofag (za pomocą włókienek ogonka)etap penetracji - przebicie ściany komórkowej bakterii oraz wypuszczenie do niej DNA.Etap replikacji - przejęcie kontroli nad komórką przez wirusowe DNA , podporządkowanie matabolizmu bakterii w celu powielenia elementów składowych nowych wirusów tzn.wirusowego DNA i białek kapsydu. Następuje rozkład bakteryjnego DNA.Etap składania - składanie nowych wirionów (od 50 do 200) będących wiernymi kopiami bakteriofaga.Etap uwalniania - uwalnianie potomnych wirusów ze zniszczonej komórki (jej rrozpad) w celu zarażania następnych komórekCykl lizogeniczny--Po rozłożeniu kapsydu uwolniony DNA nie ulega ekspresji, ale zostaje włączony do DNA bakterii w określonym miejscu (staje sie tam więc nieczynna formą wirusa - profagiem). Bakteria jest zainfekowana , ale dalej sie namnaża i tym samym przekazuje komórkom potomnym wraz ze swoim DNA materiał genetyczny wirusa. W określonych warunkach (teperatura, promieniowanie,osłabienie komórki gospodarza) cykl lizogeniczny może przekształcić się w cykl lityczny.
|
|||
|
|
|
|
|