Ściąga z Mikrobiologii 1

Mikrobiologia ogólna wykład 1 Historia rozwoju nauk mikrobiologicznych Niedostrzegalni wrogom* i przyjaciele

1    człowiek zetkną się z (kobnoustrojanń wiele tysięcy (at temu, zanim dowiedział się o icft istnieniu

2    Opisy ospy możno spotkać już w zapiskach chińskich historyków sprzed 4000 lat a o wściekliźnie wspomina kodeks Esznana ■w Bobtionii przed okresem Hansnurabiego

3    Człowiek Renesansu Girolamo Fracastoro

(1478    -    1353)

w    swym    dziele

Ozakatrolu {De caatagione) próbował wryjaśrół co -to są zarazki i proces zakażania się

4    2590r.    Jan i Zachariasz Jensmowie

skonstruowali pierwowzór mikroskopu

5    Robert    Hooke

(1635 - 1703), dzięki skonstruowanemu mikroskopowi ujrzał

i opisał komórki roślinne

Mikroskop Hooke’alty! to mikroskop złożony, zbudowany z dwóch soczewek, okularowej i obiektywowej, ale powiększenia za Jego pomocą byty niewielkie

AmonI van Leeuwenhoek(l632 —1723)

1 skonstruował prototyp dzisiejszego mikroskopu dąjącego powiększenia do300 razy

Dalszy rozbój mikrobiologii wiąże się z udoskonaleniem mikroskopu l Połowę DS h*. — dMwzow przez Abbc&t

1    Zeissa mikroskopu ze ^ecjalnym urządzeniem oświetlającym (rozpoznawanie przedmiotów wielkości

0.2 pm)

2    Sbsnstruowacue mikroskopu ultrafioletowego

3    Lala trzydzieste XX w. - Pierwszy mikroskop elektronowy skonstruował w 1931 roku Ernst Ruska razem z Maksem KnoUem w Berlinie.

Mikroskop elektronowy

1    pozwala na dostrzeganie obiektów nawet

milion razy cieńszych ni2 ludzki włos (0,1 nm)

Ludwik Pasteur (1822 -1895)

1    Zbudował podwaliny pod współczesną mikrobiologię ogólną, lekarską, przemysłową a także immunologię

2    Obalił teorię samoródzlwa (abiogenezy)

3    Wykazał, 2e proca fermentacji wywołują drobnoustroje

Zasługi Pasteura:

1    Wprowadził tzw. proca pasteryzacji, mający na celu zabicie chorobotwórczych drobnoustrojów (krótkotrwale podgrzewanie wina do Vevnp. 60°C na pewnym etapie produkcji)

2    Zapoczątkował hodowlę drobnoustrojów na podłożach sztucznych

3    Wytworzył pierwszą szczepionkę ochronną przeciwko wąglikowi, cholerze drobiu i wściekliźnie

Robert Koch (1843 -1910)

1    Wprowadził do hodowli bakteryjnej podłoża stałe (ziemniak, żelatyna, agar-agar. surowica ścięta), co pozwoliło na izolowanie pojedynczych kolonii bakteryjnych

2    Odkrył on prątek gruźlicy, przecinkowiec cholery

(Jdzlalpolskich uczonych w rozwoju mikrobiologii

1    Leon Cicńkowski (1822 - 1887), badania nad uodpornieniem zwiozą! przeciwko chorobom zdcażnym

2    Adam Prażmowski (1853 - 1920), odkrywca bakterii brodawkowych

3    Odo Bujwid (1837 - 1942), organizator pierwszej w Polsce Wytwórni Surowic i Szczepionek

4    Ludwik Hirszfeld (1884 -1954), współtwórca nauki o grupach kiwi, odkrywca pałeczki duiu rzekomego, stworzył Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej we Wrocławiu

Mikrobiologia |alco nauk

1    Mikrobiologia (od greckich słów: mikros -mały, bios - życie, logos - nauka) jest nauką zajmującą się drobnymi istotami żyjącymi, dostrzegalnymi jedynie uzbrojonym okiem.

2    Przedmiotem jej badań są zagadnienia budowy drobnoustrojów, warunków ich żyda oraz roli, jaką pełnią w przyrodzie

Drobnoustroje (mikroorganizmy) to bardzo zróżnicowana grupa organizmów. Obejmuje ona:

Typy mikroorganizmów, Ich rozmiary | budowa komórki t    Wirusy

2    Bakterie

3    Grzyby

4    Pro listy

Podział mrok nókrobhńogłcznych

1    MihrpfrudflBŁ lęfarfa - bada drobnoustroje chorobotwórcze, komensale i symbiotyczne, dla ludzi oraz zwierząt

2    Mikr&bbhris    paenmłowa    -    zajmuje się

wykorzystaniem drobnoustrojów w przemyśle (np.. Mleczarskim,    piekarniczym. spirytusowym,

piwowarskim,    winiarskim,    farmaceutycznym

i spożywczym)

3    Mikrobiologia    rolnicza    -    obejmuje

mikrobiologię gleby, wody, nawozów organicznych, pasz, żywności- Zajmuję się szkodliwymi jak i pożytecznymi drobnoustrojami występujących w w/w środowiskach.

Podział nauk mikrobiologicznych ze względu na przedmiot zainteresowania

1    Bakteriologia

2    Wirusologia

3    Protozoologia

4    Mykologia Zasady systematyki

ł    Nomenklatura -    podobnie jak    w    systematyce

zwierząt i roślin obowiązuje binominalnc nazewnictwo: nazwa rodzajowa i gatunkowa

2    Klasyfikacja - uporządkowanie jednostek w grapy wyższego rzęóo. Obtftrwją one wiele szczebli taksonomicznych. Jednostką podstawową jest szczep czyli „czysta kultura'* bakterii, szczepy grupuje się w gatunki (species), gatunki w rodzaje (genua), rodzaje w rodziny.

3    Klasyfikacja opiera się na opisie odpowiediich

cech    poszczególnych szczepów i porównaniu

właściwości różnych grap

Dwa rodzaje klasyfikacji

Naturalna - Celem jej jest połączenie spokrewnionych ze sobą form. tzn. tych, które mają wspólnych przodków i uporządkowanie ich w jedno wspólne drzewo filogenetyczne

Sztuczni - Jej eden jest grupowanie organizmów 2godme z ich podobieństwem. Najpełniejszym dziełem w którym opisano bakterie jest „Bergcy‘1 Manuał of System aiic Bactcriology"

Bergey'* Manuał orSystematic Bacteriology

1    Jest to dzieło zawierające najpełniejsze opisy bakterii

2    Zawiera ono    nazwy, opisy    cech

laortbfoyanycń i ftgofogicznycń. whkiwoki serologiczne oraz skład DNA.

S    Zawiera klucze    do oznaczana    nowo

Dołowych bakterii

4 W vtfw systanasycę zasadnicze kryteria podziału obejmują: morfologię, stosunek do tlenu, zdoksM bawienia metodą Grama. przeCrwainikowanie Bakterie łączy się obecnie w grupę Procsryota Cechy, które odróżniają komórki proceryotyczm od eukariotycznych:

1    Brak błony jądrowej

2    Brak mitochondriów i chloroplastów

3    Główne radowanie ściany komórkowej stanowi pcpfydogłuksi (murcina)

4    Rybosomy prokariotyeme są mniejsze i moją stałą sedymentacji 703

Kształty komórek bakteryjnych

Wyróżnia sfę 3 zasadnicze kształty komórki

bakteryjnej:

a)    Kulisty

b)    Cylindryczne

c)    Spiralny Bakterie koliste

W zależności od płaszczyzn podziału ziarenkowców rozróźnwray:

«z    Paaad&t*ce(Sbrp*K*xttaj

(jxxłział wzdłuż płaszczyzigr)

b.    Gmkowce (Slaphyiococais) tynk stałą płaszczyzny podziału)

c.    Dworaki (ptpśococoiął

d.    Pokidowce (Sarcina)

Bakterie cyfindryczne

a.    Pałeczki (Bacterium) - (u zaliczane są bakterie nie tworząceprzetrwalników. zazwyczaj Gram ujemne

b.    Laseczki (Baclllus) - są to drobnoustroje wytwwząjąceprzcCiwabriki

Bakterie spiralne

W zależności od wymiarów podłużnych komórki wyróżniany: a Przecinkowce (Vibńo)

b.    śrubowce (SpiriUum) - o kilku nieregularnych skrętach średniej wielkości

c.    &ręda (Spirocńoeta) - komórka aYuga, w postaci* sprężyiy o regularny eh skrętach

Skład chemiczny komórki bakteryjnej Zawiera 8096 wody i 2036 suchej masy

Tawraftstt aochg Trasy.

1    5096 białek

2    1096 tłuszczów

3    10-2056RNA

4    3-4HENA

5    Pierwiastki (węgiel, tlen, azot, wodór i fosfor) Otoczid bakteryjne

1    Są nąjbardzicj zewnętrzną warstwą komórki bakteryjnej

2    Występują tylko u niektóiych bakterii

3    Zbudowane są głównie z polimeru jednego cukru (glukoza) lub kilku cukrów (głukan. mman)

Rola otoczek

1    Chronią bakterie przed szkodliwym działaniem środowiska

2    Wanmkują zjadliwość (patogenność bakterii)

3    Warunkują charakter serologiczny

4    Substancje otoczkowe wydzielane óo środowiska w postaci śluzu są niekorzystne w mikrobiologii technicznej

Sanna kouMikowa

1    W ją skład wchodzą inne związki róż Ic, które budiją ścianę komórkową roślin i grzybów

2    Jej główna funkcja polega na nadawaniu kształtu komórce (funkcja mechaniczna)

3    Przez, ścianę kotnótknwą mogą bez. przeszkód przenikać substancje drobnocząstcczkowc - ich selekcja następuje dopiero dzięki obecności błony komórkowej

4    Grubość jej u bakterii Gram-dodatnieh wynosi ok.20 nm. a u Gram-ujemnych 10 nm.

Bakterie Gram I Gran r*

1    Różnią aię bodową ściany komórkowej

2    C* bawią się na niebiesko w barwieniu metodą Grama

3    G-barwią się na czerwono metoda Grama Ściana komórkowa O - jest cieńsza (mniej pcptydpgłikanu)

Murrina - szkielet śdany komórkowej bakterii t    Murema jest pepCydbgfikancm

2    Ten heteropoiimer złożony jest z łańcuchów, w których występują na przemian cząsteczki N - accylogłukozoaminy (GlcNAc) i kwasu N — acetyl ormwrancrwcgD (MuółAc), połączone wiązaniami P -1.4 - glikozydowymi

3    Podjedoostki kwasu muraminowego mają przyłączony do raray mleczanowej, za pomocą wiązania peptydowego krótki peptjd

Aminokwasy występujące w tym pcptydzic: L- alanina, kwas D - glutaminowy, kwas mezo -diaminoptmełinowy (A2pm) lub L-lizyna i D - alanina 4    Istotne    mają aminokwasy

dianinowc tj. L- lizyna i kwas m - draninopirnełmowy, ponieważ biorą udział w tworzeniu wiązań pcptydowych, czyli łączą ze sobą dwa hetropłimcryczne łańcuchy

Struktura mnrełny EeoH HtteropoUmeryczne łańcuchy(GkNAc I MurNac)

Ściana komórkowa bakterii G- dodatnich

1    Murcina stanowi 30-7096 suchej masy i składa się z około 40 warctw

2    Polisacharydy występujące w    ścianie

komórkowej są z mą związane kowalencyjnie

3    Zawartość białek jest nieznaczna (np„ Białka

A. białko M)

4    Charakterystyczni jest obecność kwasów tejchojawych, tejcboujonowych i lipotgehojowych Specyficzne cechy śdsny komórkowej bakterii G+

3 Kwasy Igtlwjowe — polimery fotfuratro glicerolu lub fosforanu rybilolu

2    Kwasy tęjchouronowe - polimery kwnsu uranowego i innego cukru

3    Kwasy Upcłąchojonr - polimery fosforanu glicerolu zawierającego kwasy tłuszczowe

Funkcje kwasów tejchojowych

1    nadają swoistość immunologiczną bafteriom G+

2    aktywują komórki układu immunologicznego

3    są toksyczne dla nerek, indukują artrdyzm Śdana komórkowa bakterii G - dodatnich Ściana komórkowa bakterii G-

2    Sieć tnsrekry jest jethowrawowa i stanowi mniej niż 10H suchg masy ściany komórkowy

3    Murom nie zawiera lizyny lecz kwas m-djanunopśnehnowy

4 Warstwa rmreiny jest otoczona strukturą zewnętrzną zwaną błoną zewnętrzną (podobną do błony cytoplazmatycznej)

Błona ze mięli zna

1    Ma założoną budowę a w jej skład wchodzą: fosfolipidy, białka i lipopolisachwydy

2    Białka błony zewnętrznej:    strukturalne

(wystgnją w całej objętości błony zewnętrznej) i iwktjwalne (lz». białka porynowt, tworzące karaty dyfuzyjne)

UpopoUsaciiaryd (LPS)

1    Są endotokaynami bakterii G-

2    Cześć ivielotvkroua LPS nadaje mu swoistość antygenową (znaczenie w diagnostyce bakteriologicznej)

3    Warunkuje właściwości pasożytnicze i chorobotwórcze

4    Warunkuje wrażliwość komórki na antybiotyki i liczne czynniki chemiczne

Działanie Uzozymu i penicyliny

1    Lizozym - enzym odkryty przez Aleksandra Fleminga, występuje we łzach, ślinie. Rozszczepia w mureinie wiązania glikozydowe powodując jej rozpad na dwusacharydy GlcNAc-MurNAc (jest N - acaiylo -mur amidazą.

2    Penicylina - niszczy głównie komórki bckioyjne gram ♦, działa bakteriobójczo na komórki rosnące, gdyż zaburza syntezę ściany komóckowg, poprzez zahamowanie tworzenia poprzecznych wiązań pepCjdjH jeń międcy łańcuchami cukrowymi Porównanie ściany komórkowej bakterii

Gruby peptydogi tkań Kwasy lejchojowc Przepływ jonów Ochrona

Specyficzność antygenowa Cienki peptydoglikan Bark kwasów tejchojowych

Błona zewnętrzna (cnodotoksyna LPS, poryny,

odm)

Przestrzeń peripłazma tyczna

1    Przestrzeń pomiędzy błonę zewnętrzną a wewnętrzną (15 nm)

2    Występuje tu znaczna ilość enzymów (rozkładają białka, polisacharydy, kwasy nukleinowe, inne biopolimery)

Błona komórkowa

*    Grubość warstwy 2-8 nm

*    Zbudowana z białek (50-7096) i lipidów (20-

*    Zamiast cholesterolu występuje cholina

* W błonie wyróżnia się 2 strony: P - strona cytoplazmatyczna wewnętrzna, E - zwrócona do ściany komórkowy lub środowiska zewnętrznego Białka błony komórkowej

1    Powierzchniowe - zasocjowane na zewnątrz błony

2    b*e@złne — zasocjowane    przynajmniej

częściowo w hydrofobowym wnętrzu

3    Transmcmbranowe Drzęsienie f ruch

1    U większości ruch wywoływany jest rotacją rzęsek

2    Bakterie śluzowe, sinice, krętki mogą poruszać się ruchem ślizgowym

3    Rzęski są (o twory o budowie białkowej wyrastające z ciałka podstawowego wbudowanego w błonę cytoplrzzmatyczną

4    Rzęski to wyrostki o średnicy    12-18    nm i

długości do 20 pm

3    Prędkość poruszanie bakterii wynosi    3*12

ambon

Typy urręderda

A.    Moootrichalne (jednorzęskowe)

B.    Lofotrichałnc

C.    Amfitrichalne

D.    Peritrichalne (okołorzęskowe)

Działanie rzęsek

1    W przypadku urzęsienia biegunowego    rzęska

działa Jak śrubo okrętowa"

2    Rzęska składa się ze spiralnie skręconych włókien

3    Ciało bakterii obraca się w kierunku odwrotnym do ruchu rzęsek (3 x wolniej niż rzęska)

4    Rzęski mogą zmieniać kierunek    ruchu

spontanicznie bądź w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne

5    Urzęsione bakterie mogą poruszać się bardzo szybko - w ciągu minuty pokonują odległość 3ÓO-SOOO razy większą niż długość ciała

6

Ultrastroidura rzęsek

\    Składają się z he&ataiie tu wv»ątych łańcuchów

białkowych

2    Włókienka rzęsek są złożone z jednego typu białka fiagd liny

3    Skkidąją się 2 3 części: ndńkną ciałka podstawowego oraz haka

Flmbrie 1 pili

1 Oprócz rzęsek niektóre bakterie gram ujemne mogą wytwarzać nitkowate, zakotwiczone w cytoplazmie wyrostki - flmbrie,

Są to długie, ciaście nici o średnicy 3-25 nm. długości do 12 pm Zbudowane są z białka zwanego piliną. Cienkie finibrie ułatwiają przyczepiane się komórek do podłoża oraz między sobą 2 Grubsze wyrostki zwane leż pilami płciowymi (pilami typu F), służą podczas koniugacji do przenoszenia materiału DNA.

Są to proste rurki białkowe o długości do 10 pin Cytopłazma

1    wodny    roztwór    związków

wielkocząsteczkowych, soli mineralnych, cukrów pruriydi munokwTtsów, kwasów Uuseaowjch i związków wysokoenergetycznych

2    ma charakter koloidu w którym zawieszone są biologicznie czynne stniktmy. nuldeoid, plazmidy.