13.11.2008

WARUNKI WZROSTU DROBNOUSTROJÓW

Warunki wzrostu:
- składniki odżywcze
- właściwe pH
- właściwa temperatura
- odpowiednie natlenienie
- odpowiednie ciśnienie osmotyczne

Podłoże musi zawierać:
- dawców i akceptorów wodoru ok. 2g/l
- źródło węgla ok. 1g/l
- źródło azotu ok. 1g/l
- sole mineralne: S i P ok. 50mg/l, pierwiastki śladowe 0,1-1mg/l każdego z nich
- czynniki wzrostu: aminokwasy, zasady, witaminy

Podział drobnoustrojów ze względu na odczyn środowiska:
- neutrofile - wymagają pH 6-8, utrzymują wewnętrzne pH ok. 7,5 przy pH środowiska 5,5-8,5 (większość mikroorganizmów
-acydofile -optymalny rozwój przy pH 3, utrzymują wewnętrzne pH ok. 6,5 przy pH środowiska 1-5 )grzyby, bakterie siarkowe)
- alkalifile - optymalne pH 10,5, utrzymują wewnętrzne pH ok. 9,5 przy pH środowiska 9-11 (Azotobacter, nitryfikatory)

Siła jonowa i ciśnienie osmotyczne:
- halofile - wymagają dużych stężeń soli
- osmofile - wymagają dużych stężeń osmotycznych

Podział drobnoustrojów ze względu na wymagania temperaturowe:

Grupa drobnoustrojów	Temperatury kardynalne			Występowanie
		Minimalna	Optymalna		Maksymalna
Psychrofile	<0	15-20	25	Glebowe
Mezofile	10-25	30-37	40-45	Chorobotwórcze
Termofile	25-45	50-60	70-80	Gorące żródła,kompost obornik

Podział drobnoustrojów ze względu na obecność tlenu:
- bezwzględne tlenowce - wymagają obecności O₂ jako akceptora wodoru
- względne tlenowce - rosną w obecności lub nieobecności tlenu
- bezwzględne beztlenowce - akceptorem wodoru są inne substancje, wrażliwe na działanie tlenu

Wzrost hodowli:
I - faza zastoju lub przygotowawcza (lag-faza)
II - faza wzrostu logarytmicznego
III - okres zwolnionego wzrostu
IV - faza równowagi
V - faza zamierania
VI - faza logarytmicznego zamierania
M - faza „młodości fizjologicznej”

Wzrost komórkowy - stopniowe powiększanie ilości składników budujących komórkę

GENETYKA MIKROORGANIZMÓW

Genetyka mikroorganizmów:
- Prokaryota są zawsze haploidalne
- u bakterii każda zmiana w zapisie informacji genetyczne naruszająca syntezę enzymu natychmiast ujawnia się
- naturalnie występujący szczep jest typem dzikim, a powstający w wyniku mutacji - mutantem

Klasy białek niezbędne do prawidłowej replikacji:
- inicjujące - kierują inicjację od źródła replikacji i łączą kompleks replikacyjny
- swoistości - hamują początek replikacji w innych miejscach
- replikacji - są primerami; wydłużają łańcuch polinukleotydowy

Mutacja - spontaniczna zmiana w DNA powodująca zazwyczaj pojawienie się nowej cechy

Częstość mutacji w populacji drobnoustrojów wynosi 10^-4-10^-10 (bardzo rzadko)

Rodzaje mutacji:
-spontaniczne - powstają bez określonej zewnętrznej przyczyny
- ciche - zmiana w DNA nie powodująca zmian fenotypowych
- powrotne (rewersje) - mutacja odtwarzająca pierwotny genotyp lub powracająca w fenotypie do dzikich szczepów

Typy mutacji:
- punktowe - zmiana pojedynczych zasad (tranzycja - zamiana pirymidyny w pirymidynę lub purynę w purynę i transwersja - zamiana pirymidynę w purynę lub odwrotnie)
- delecja - utrata jednej lub kilku zasad w DNA
- insercje - wstawienie jednej lub większej liczby zasad w jeden lub więcej genów - ich inaktywacja
- zmieniające ramkę odczytu przez utratę lub wstawienie pojedynczej zasady

Czynniki mutagenne:
a) fizyczne - promieniowanie UV, promieniowanie jonizujące, wysoka temperatura
b) chemiczne
- działają bezpośrednio: bromouracyl, kwas azotowy, barwniki akrydynowe
- uczynnione przez enzymy komórkowe: większość leków przeciwnowotworowych, alfa toksyny, węglowodory aromatyczne

Właściwości komórek najczęściej podlegające zmianom mutacyjnym:
- cechy morfologiczne i antygeny
- zdolność do wytwarzania enzymów, witamin, antybiotyków
- wymagania żywnościowe
- odporność na chemioterapeutyki, bakteriofagi
- chorobotwórczość
- wrażliwość na bakteriocyny lub zdolność do ich produkcji

Rekombinacja - wymiana materiału genetycznego między komórkami

Transformacja - przekazanie ganów w formie rozpuszczonego DNA wyekstrahowanego lub uwolnionego z komórki dawcy

Metody transformacji:
- kompetencja - naturalna zdolność bakterii do pobrania DNA, zależy od stanu fizjologicznego komórki i od fazy wzrostu
- indukcja kompetencji przez zabiegi przedtransformacyjne - np. traktowanie komórek chlorkiem wapnia
- transformacja protoplastów - pozbawione ściany komórkowej protoplasty są zdolne do pobrania plazmidowego DNA.
- elektroporacja - zwiększenie przepuszczalności błon biologicznych prowadzące do ich fuzji pod wpływem pola elektrycznego

Transdukcja - wymiana materiału genetycznego odbywa się za pomocą bakteriofagów, które przenoszą fragmenty DNA z jednej komórki do drugiej
- ogólna - każdy segment DNA gospodarza może zostać przeniesiony
- specyficzna - przekazanie określonych segmentów DNA

Koniugacja - przekazywanie materiału genetycznego z komórki do komórki w drodze ich bezpośredniego kontaktu za pośrednictwem plazmidów koniugacyjnych, transpozonów, rzadko fagów. Przekazywanie DNA zachodzi jednokierunkowo od dawcy do biorcy.

---