Wykład V / 30 X 2006 r.

Zastosowanie bakteriofagów w diagnostyce:

• bakteriofagi charakteryzują się wysoką specyficznością co do gatunku bakterii, jaki infekują

• takie testy są szybkie i czułe.

Badania molekularne w mikrobiologii:

1. Endonukleazy restrykcyjne, np.: EcoRI, HhaI, BalI, HaeIII, BamHI

2. Reakcja PCR, dla bakterii specyficzny jest starter Eub

3. Sekwencjonowanie materiału genetycznego

znakowany DNA

ddATP ddTTP ddCTP ddGTP

polimeraza DNA

Środowisko życia bakterii

Bakterie żyją wszędzie !!!

1. Środowisko wodne jest ciągłe w:

• czasie - nie wyczerpują się elementy strukturalne związane z życiem

• przestrzeni - nie ma granic określających przestrzenie niedostępne dla żywych organizmów

Grupy bakterii wodnych:

• bakterioplankton

• bakteriobentos

• bakterioperifiton

• bakterioneuston

• bakteriopsammon

2. Środowisko glebowe jest nieciągłe czasie i przestrzeni

• bakterie glebowe

• bakterie ryzosferalne

• bakterie epifityczne

Gleba jest środowiskiem dynamicznym.

3. Inny żywy organizm

• bakterie symbiotyczne

• bakterie antagonistyczne

• bakterie komensale

Oddziaływanie czynników środowiska na bakterie

• światło i promieniowanie UV

• promieniowanie jonizujące

• ciśnienie hydrostatyczne

• tlen

• kationy i aniony

• związki utleniające i denaturujące

• temperatura

• stężenie jonów wodorowych

• potencjał oksydoredukcyjny

• ciśnienie osmotyczne

Każdy z tych czynników można opisać trzema punktami kardynalnymi, a mianowicie:

• minimum

• optimum

• maksimum

Wpływ temperatury - podział organizmów:

• psychrofile bezwzględne -10 - 10 °C (opt. 0 °C)

• psychrofile 10 - 30 °C (opt. 13 °C)

• mezofile 20 - 50 °C (opt. 37 °C)

• termofile 40 - 90 °C (opt. 40 - 70 °C)

• ekstremalne termofile 95 - 110 °C (opt. 100 °C)

• hipertermofile 70 - 103 °C (opt. 100 °C)

Mechanizmy warunkujące termostabilność bakterii:

- termostabilne enzymy

- struktury stabilizujące - białka HSP (białka szoku termicznego)

- struktura białek ( ukryty hydrofobowy rdzeń)

- dużo nasyconych kwasów tłuszczowych

- RNA zawiera więcej cytozyny i guaniny

- ciepłoodporne rybosomy

- duża szybkość procesów syntezy

- kwas dipikolinowy

Ciśnienie osmotyczne M NaCl

• większość bakterii 0

• bakterie morskie 0 - 1

• względne halofile 1 - 2

• halofile 2 - 4

• ekstremalne halofile 3 - 6

Mechanizmy warunkujące oporność na zmiany osmolalności bakterii:

- akumulacja jonów potasu

- wymiana jonów potasu na inne jony

- synteza lub transport związków anionowych

- synteza lub transport związków zgodnych: glutaminian, glutamina, trehaloza

- synteza osmoprotektantów: prolina, cholina

- synteza błonopochodnych oligosacharydów (MDO)

[Halofile zawierają barwnik zwany bakteriorodopsyną.]

Stężenie jonów wodorowych

• acydofile, np.: Thiobacillus ferrooxidans, Th. thiooxidans

• neotrofile

• alkalofile

Mechanizmy warunkujące oporność na zmiany pH:

- deaminacja aminokwasów - obniżenie pH

- dekarboksylacja aminokwasów - podwyższenie pH

[Acydofile wprowadzają do środowiska pierwiastki: Mo, Zn, Cr, Cu i in.]

Potencjał oksydoredukcyjny Eh

• tlenowce (aeroby) 0,2 - 0,4

• mikroaerofile (większość bakterii) -0,1 - 0,2

• beztlenowce (anaeroby) -0,2

Mechanizmy warunkujące oporność na tlen:

- wytwarzanie karotenoidów

- wytwarzanie dysmutazy ponadtlenkowej

- wytwarzanie katalaz: peroksydazy i reduktazy alkilonadtlenkowej

Radiacja

Radiooporność → Deinococcus radiodurans (posiada 4 identyczne chromosomy, co zapewnia zdolność regeneracji)

15

---