MIKROBIOLOGIA

1. MIKROBIOLOGIA - jest to nauka o ekologii, mikroorganizmów tego samego lub różnych gatunków; o warunkachi ich rozwoju i życia.

MIKROORGANIZM - to formy jedno lub wielo komórkowe, niewidzialne gołym okiem, zasiedlają wszystkie środowiska (od ok. 3,8 - 3,5 mld lat).

Wyróżniamy :

• Procaryota - bezjądrowe (bakterie, archeony)

• Eucariota - jądrzaste;

-jednokomórkowe - glony, niektóre grzyby, pierwotniaki.

-wielokomórkowe - grzyby

• Wirusy - bezkomórkowe

• (Wirusopodobne )

Teoria trzech domen , dzieli organizmy na 3 najwyższe jednostki taksonomiczne:

1. Bacteria

2. Archea

3. Eucarya

2. HISTORIA MIKROBIOLOGII

Od ok. XIXw. zaczęto interesować się wplywem drobnoustrojów na życie ludzi. Mikrobiologia powstała w związku z powstaniem życia (teorii samorództwa) oraz badaniem przyczyn chrób zakaźnych:

- ospy

-wścieklizny

-gruźlicy

UCZENI ZWIĄZANI Z MIKROBIOLOGIĄ:

-Hipokrates - jako pierwszy znalazł przyczynę chorób nie w siłach nadprzyrodzonych.

-Girolamo Fracastoro - uważał, że przyczyna chorób to czynnik ożywiony

-Lukrecjusz - niewidzialne dla oka żyjątko

-Awicenna - „Kodeks medyczny” , niewidzialne przyczyny chorób

-R. Hook - skonstuował mikroskop

-A.van Leeuvenhoek - zajmował się histologią , bakterie nazwał aminalcules

-L. Pasteur - obalił teorię samorództwa, badał proces fermentacji, stworzył szczepionki przeciw: cholerze wąglikowi, wściekliźnie; wyodrębnił czyste kultury bakterii, powiązał metabolizm organizmów z działalnością enzymów; opracował nowy sposób wyjaławiania (pasteryzację).

-R. Koch - wprowadził stałe podłoża bakteriologiczne, udowodnił , że okreslona bakteria produkuje określoną chorobę , opracował nowe metody barwienia bakterii, wykrył prątek gruźlicy i przecinkowiec cholery.

-A. Fleming - odkrył penicylinę , zapoczątkował terapię antybiotykową.

-P. Ehrlich - zajmował się chemioterapią, zastosował barwniki do niszczenia niektórych bakterii.

-S. Waksman - badał bakterie glebowe, wprowadził pojcie antybiotyku, odkrył streptomycynę.

3. MORFOLOGIA BAKTERII

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. Ułożenie rzęsek:

JEDNOBIEGUNOWE -monotrychalne -politrychalne

DWUBIEGUNOWE -politrychalne (amfitrychalne) -lofotrychalne (czuborzęse)

OKOŁORZĘSE (perytrychalne)

Rzęski to narząd ruchu bakterii. Ruch może być:

• Ślizgowy

• Drgający

• Do przodu

• Koziołkujący

• W przeciwnym kierunku

• Penetrujący (chaotyczny)

KSZTAŁTY KOMÓREK BAKTERYJNYCH

1. Kuliste:

- kuliste - coccus

-dwoinka - diplococcus

-paciorkowiec - streptococcus

-gronkowiec - staphylococcus

-pakietowiec - sarcina

-czwórniak - tetra...

2. Cylindryczne:

- pałeczka - bacterium (nie wytwarza przetrwalników)

-laseczka - bacillus , streptobacillus, clostridium (w zależności od ułożenia formy przetrwalnikowej)

3. Spiralne:

-przecinkowiec - vibrio

-śrubowiec - spirillum

-krętek - spirochaeta

4. Nietypowe kształty:

• naczepowiec - corynebacterium

• stylikowe - caulobacterium

• nitkowe - fusobacterium

• ameboidalne

• śluzowe - myxobacterium

PODZIAŁ BAKTERII:

1. W oparciu o budowe ściany komórkowej

BAKTERIE GRAMM DODATNIE

-posiadają grubą ścianę komórkową ma 15-80 nm (mureina, błona cytoplazmatyczna)

-zwykle laseczki i formy kuliste

-laseczki ulegają zjawisku atrakcji (asocjacji barwnika na powierzchni komórki) w barwieniu negatywnym

-obecne kwasy tejchojowe

-powierzchnia ściany komórkowej jest gładka, o włóknistej budowie - wytwarzają dużo endotoksyn

-bardziej wrazliwe na penicylinę

PRZEDSTAWICIELE: gronkowce, paciorkwce, prątek gruźlicy,laseczka tężca i wąglika, maczugowiec błonicy.

BAKTERIE GRAMM UJEMNE

-ściana komórkowa ma grubość 2-10nm

-posiada jedną warstwę mureiny i dwie błony (błona zewnętrzna-mureina-błona cytoplazmatyczna)

-zwykle pałeczki lub formy spiralne

-ściana komórkowa bogata w lipidy i ich pochodne

-brak kwasów tejchojowych

-Nie występuje zjawisko atrakcj

-Laseczki nie wytwarzają endospor

PRZEDSTAWICIELE: pałeczki: salmonella,shigella,brucella, okrężnicy, dżumy; przecinkowiec cholery, krętek blady

2. W zależności i od tolerancji na czynniki środowiska

1. Temperatura

-Mezofile (optymalna temperatura do wzrostu 20-40st.C)

-temotolerancyjne (ok.50st.C)

-termofile (40<0<70st.C)

-termofile ekstremalne (0>65st.C)

2. pH

-acydofile (środowisko kwaśne)

-neutrofile (obojętne)

-alkalofile (zasadowe)

3. W zależności od rodzaju pokarmui sposobu jego pobierania:

a) heterotrofy (pasożyty, drapieżne )

b) autotrofy:

-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/S^2-/S₂O₃^2-SO₄^2- np. Ihiobacillus thiocoxidans

• wodorowe H₂H₂O np. Hydrogenomonas

• karboksydobakterie CO CO₂ np. Pseudomonas carboxidovorans

-fotosyntetyzujące:

• beztlenowce, np. bakterie zielone, bakterie purpurowe

• tlenowce, np. sinice

4.W 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)

4.FIZJOLOGIA BAKTERII

1.ODŻYWIANIE (proces pobierania pokarmu)

POKARM - dostarcza materiałów budulcowego do nowych składników i struktur lub odnowy starych. Występują w postaci makro i mikro cząsteczek. W pobieraniu pokarmu przez mikroorganizmy biorą udział: ściana komórkowa, błona cytoplazmatyczna, enzymy trawienne. Mikroorganizmy pobierają pokarm w dwojaki sposób:

CAŁĄ POWIERZCHNIĄ CIAŁA NADRODZE:

-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.

PINOCYTOZA: (u eucaryota)

Polega 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: (u eucaryota)

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 (egzocytoza)

2.ROZMNAŻANIE - proces ten będący sposobem na przedłużanie gatunku i zwiększenie liczebności populacji, odbywa się u mikroorganizmów na drodze:

-rozmnażania osobników

-rozmnażania populacji (namnażania wszystkich osobników w określonym czasie)

Prokarionty rozmnażają się zwykle przez podział prosty, który zachodzi w następujący sposób:

-najpierw komórka rośnie dwa razy

-następnie dzieli się na dwie komórki potomne , mające ten sam rozmiar co komórka macierzysta

-u bakterii gramm (+), komórka dzieli się wzdłuż przegrody, zaś u gramm (-) wzdłuż przewężenia

Inne rodzaje rozmnażania:

-pączkowanie

-wytwarzanie urzęsionych pływek

-wytwarzanie wypustek cytoplazmatycznych

3.ODDYCHANIE. PROCESY ENERGOTWÓRCZE.

Przemiany chemiczne zarówno drobnoustrojów, jak i organizmów wyższych , prowadzą do wytworzenia energii. Zasadniczo wyróżniamy trzy rodzaje pobierania energii:

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-CoA.

• CYKL KREBSA - zamkniety ciąg reakcji, podczas których grupa acetylowa z Acetylo-CoA, przyłączana jest do szczawiooctanu, w związku z czym powstaje związek sześciowęglowy. Zysk : 2 ATP

• ŁAŃCUCH ODDECHOWY - końcowy etap oddychania tlenowego . Utleniane są FADH₂ i NADH, z których elektrony są źródłem do syntezy ATP. Zysk : 32 ATP.

Ogólny bilans oddychania tlenowego wynosi 36 ATP.

Oddychanie beztlenowe (jeden ze sposobów uzyskiwania energii uzytecznej metabolicznie). 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)

Wyróżniamy następujące rodzaje oddychania beztlenowego :

• 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 S^2- , 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.

W zależności od końcowego produktu fermentacji, wyróżniamy fermentację :

• 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 roślinnego

• Propionową - 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 METABOLICZNE, W WYNIKU KTÓRYCH 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 stronę

• Szlak 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.

1. GENETYKA DROBNOUSTROJÓW

DNAprzekazywane jest formom potomnym w wyniku REPLIKAZCJI SEMIKONSERWATYWNEJ , odbywającej się w kierunku 5' 3'.

Zachodzi w następujących etapach:

• Najpierw topoizomeraza nacina jedną z nici DNA

• Helikaza sprawia, że nici odwracają się i rozdzielają umożliwiając wiązanie polimerazy DNA

• Tworzą się widełki replikacyjne , będącce miejscem syntezy DNA

• Najpierw tworzą się krótkie odcinki DNA , nazwane fragmentami okazaki, a później nić opóźniona. U plazmidów niektórych bakterii i u niektórych wirusów, wyróżnić można dwa modele replikacji:

1. model toczącego się koła

-jedna z nich jest nacinana w wyniku czego powstaje wolny koniec 3', do którego dokładane są deoksyrybonukleotydy.

-powstaje jednoniciowy DNA, jako produkt przejściowy

-komplementarna kopia pierwszej nici, może zostać wytworzona przez fragmenty okazaki.

-utworzone zostają multimery wielocząsteczkowe

-proces charakterystyczny dla plazmidów bakterii gramm (+) oraz niektórych wirusów

b) model replikacji typu theta

- w wyniku replikacji powstaje małaliczba kopii (0d jeden do kilku)

-jest możliwa jednoczesna replikacja obu nici

-może przebiegać jedno lub dwukierunkowo.

ORGANIZACJA MATERTIAŁU GENETYCZNEGO U PROCARYOTA.

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

Przez charakterystyczną plastyczność operonu , mają one skłonność do licznych mutacji.

MUTACJE GENOWE (PUNKTOWE)

• 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)

REKOMBINACJA 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)

INNE PROCESY PROWADZĄCE DO ZMIAN W GENOMIE

• Koniugacja - wymiana plazmidów lub ich fragmentów między bakteriami

• Translokacja - z udziałem przenośnika : bakteriofaga lub wirusa.

6.HODOWLA BAKTERII

Hodowla drobnoustrojów przebega wieloetapowo:

1. FAZA ZASTOJU (przygotowawcza) - obejmuje okres od momentu zaszczepienia do chwili ustalenia maksymalnej szybkości podziałów.

2. FAZA MŁODOŚCI FIZJOLOGICZNEJ

3. FAZA LOGARYTMICZNEGO WZROSTU - stały mimowolny czas gneracji, swoisty dla danego gatunku i warunków hodowli. U wielu bakterii wielkość komórki i zawartość białęk podczas fazy logarytmicznej jest stała.

4. FAZA OPÓŻNIEONEGO WZROSTU

5. FAZA RÓWNOWAGI (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.

6. FAZA ZAMIERANIA - komórki obumierają ( liza komórek).

7. FAZA LOGARYTMICZNEGO ZAMIERANIA.

7.PATENOGENNOŚĆ DROBNOUSTROJÓW.

CHOROBA - każde dłużej trwające naruszenie równowagi (homeostazy) w procasach życiowych organizmu, przez jakiekolwiek czynnik chorobotwórczy przejawiający się objawami morfologicznymi, anatomicznymi i fizjologicznymi.

ZAKAŻENIE - wniknięcie drobnoustrojów do organizmu oraz zespółreakcji, stanowiących odpowiedź ustroju na działanie zarazka. Proces ten uruchamiany jest właściwościami patogenu, zaatakowanego organizmu oraz warunkami środowiska.

Cechy drobnoustroju, 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.

Postulaty Kocha (prawa odnoszące się do patogennych drobnoustrojów)

DROBNOUSTRÓJ:

1. Musi się znajdować u wszystkich chorych osobników.

2. Mieć związek ze zmianami chorobotwórczymi.

3. Musi być wyizolowany w czystej kulturze od osoby chorej.

4. Wyosobniony od osoby chorej, po wprowadzeniu do zdroweogo oraganizmu, musi wywołać tę samą chorobę.

5. Należy ponownie wyosobnić w czystej kulturze od eksperymentalnie zakażonego osobnika w celu spełnienia pkt III.

Proces chorobowy

1. Przenoszenie drobnoustrojów między gospodarzy

2. Przenoszenie inwazji gospodarzy

3. Wzrost i namnażanie się w gospodarzu

4. Wnikanie odpowiedzi immunologicznej gospodarza.

5. Uszkodzenie gospodarza z wytworzeniem obawów chorobotwórczych.

Bakterie mogą być porzekazywane miedzy gospodarzami za pomocą: powietrza, wody, pokarmu, kontaktu bezposredniego, wektorów.

Do najgroźniejszych bakterii należą przedstawiciele:

1. STAPHYLOCOCUS

Gronkowce - powszechne w środowisku człowieka, a także wśród nosicieli (zakażenia szpitalne), stanowią główną przyczynęzakażeń ropnych (ropienie, jęczmienie, trądzik, angina) .Przedstawiciel : Staphylococus aureus.

2. STREPTOCOCUS

Paciorkowce - 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.

Przedstawiciel : streptococus furecalis.

3. ENTEROBACTERIACEAE

Gramm (-) pałeczki chorobotwórcze, wystepują we florze nbakteryjnej zwierząt i ludzi, sa to bakterie urzęsione, niezarodnikujące, mają zdolność do rozkładania węglowodanów, rosną na zwykłych podłożach.

Przedstawiciel : Escherichia Coli.

4. SALMONELLA

Powoduje salmonellozę zwierząt i ludzi, wywołuje także dur brzuszny i zakażenie biegunkowe.

Przedstawiciele: Salmonella Typhi, Salmonella Enteridis, SalmonellaTyphimurium.

5. SHIGELLA

Wywołuje czerwonke bakteryjną, zawiera endotoksyny o działaniu neurotoksycznym, mające powinność do jelita grubego.

Przedstawiciel : Shigella dysenteriae

6. YERSINIA

Gramm (-) bakteria powodująca groźną chorobę -dżumę, przenoszoną na ludzi przez pchły i szczury. Atakuja węzły chłonne lub płuca.

Przedstawiciel : Yersinia pestis.

WIRUSY

Bezkomórkowe formy dziedziczenia i chorób, mogące rozwijać się tylko wewnątrz żywych komórek. Ewolują niezależnie od gospodarza. Występują w formie wirionu lub replikacyjnej.

TEORIE DOTYCZĄCE POCHODZENIA WIRUSÓW

1. Teoria regresji - pasożyt skolonizował gopspodarza , od którego stał się całkowicie zależny , następnie stopniowo tracił swoje cechy genetyczne.

2. Teoria buntoeniczego DNA/RNA - normalne składniki komórkowe (DNA/RNA) zyskały zdolność samoreplikacji i niezależnej ewplucji.

3. 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.

OGÓLNE CECHY WIRUSÓW

• Wymiary 20-200 nm

• Namnażają się tylko w komórkach żywych

• Zawierają tylko jeden typ kwasów nukleinowych (DNA lub RNA) , jedno lub dwuliniowy

• Nie posiadają enzymów katalizujących wysokoenergetyczne reakcje

• Nie wystepuje u nich wzrost i namnażanie na drodze podziału prostego

• Zmuszają komórkę żywiciela do zmiany metabolizmu w celu produkcji wirusowego kwasu nukleinowego lub innych stuktur , np.kapsyd, otoczki, ogonka i włókienek

• Jest przesączalny przez filtry biologiczne

• Jest pasożytem , bezwzględnie zakaźnym

• Wirus może być nagi lub z otoczką

WIRUS Z OTOCZKĄ WIRUS NAGI

Morfologiczne klasy wirusów

Wirus może występować w formie helikalnej (liniowej) lub w formie ikosaedru, czyli bryły.

STRUKTURY HELIKALNE
Nagie kapsydy RNA wirus mozaiki tytoniu DNA bakteriofag (wyst. u Escherichia Coli)	Kapsydy z osłonką RNA mykrowirusy: grypy, świnki
STRUKTURY WIELOŚCIENNE (ikoseadr)
Nagie kapsydy RNA pikornawirusy: choroba pyska i racic, ECHO,palio. cDNA papowirusy: papillonea, polioma,SV40 scDNA bakteriofagi: E. Coli	Kapsydy z osłonką RNA rotawirusy: sarcoma, leukemia, karcinoma Togawirusy : SFU, zapalenie mózgu, żółta febra DNA herpes simplex (opryszczka), varicella (ospa wietrzna), wirus EB (mononuleloza)
WIRUSY O KOMPOZYCJI MIESZANEJ	(główka ikosaedralna, ogonek heliksalny)
DNA doże bakteriofagi T2, T4, T6
WIRUSY ZŁOŻONE
DNA wirus ospy (varicella), wirus krowianki (vaccinia)

Anatomia i morfologia wirusów.

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 osłonką

Oprócz kapsydu wyróżniamy następujące białka:

-enzymatyczne: polimeraza, replikaza

-w otoczce zewnętrznej: hialuronidaza

-glikoproteiny

Genetyka wirusów.

Oprócz DNA i RNA (jedno i dwuniciowego)u wirusów wystepują:

1. scRNA (jednoniciowy segmentowany RNA), np. wirus grypy lub niesegmentowany, np.wirus wścoeklizny.

2. scDNA 9jednoniciowy , niesegmentowany DNA) nagi w przypadku wirusa Polio. Zapalenia wątroby typu A lub z osłonką u wirusów dengi, segmentowany z osłonką - wius HIV.

3. 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 lizogeniczny

CYKL 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 komórek

CYKL 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.

---