Ściąga z Mikrobiologii 2

rybosomy, materiał zapasowy (ziarnistości, wtręty krydaflu, kropelki)

IMMd

1    obszar    komórki    prokariotycznej będący

oał>owiccśużicra jądra komórkowego u EUcaryota

2    w przeciwieństwie do jądra komórek eucaryotycznych obszar ten nie jest oddzielony od cytoplazmy otoczką jądrową

3    Zawttn    ynrfor    (draiMoa bskttsyjny),

czyli pojedynczą, kolistą cząsteczkę, dwuniciowego DNA o długości do 200 nm (0,6 -13 min par zasad)

4    genofor nie zawiera histonów

3 Cząsteczka HM4 zawiera gary uledene w zespoły, które regulują określony szlak metaboliczny (np.. operon laktozowy), konkretną właściwość organizmu lub proces komórkowy Plazmidy

1    Są to małe,    koliścic zamknięte,

snmorcplikiijące się cząsteczki DNA pozachromosowego

2    Kodują niektóre cediy organizmu np.. odporność na mtybiocyki, synteza baktenocyn

3    Nukleoid wraz z plazmidami zawiera pełną informację komórki

4

Rybosomy

1    Rybosomy u Procaryota są mniejsze niż u Eucaryota. mają nilszą masę cząsteczkową i stałą sedymentacji Svedberga 70S (eucaryota SOS)

2    Różnice między tybooomacai zasadniczo wplywujij na leczenie infekcji, gdyż niektóre antybiotyki wybiórczo hamują syntezę białek na rybosomach 70S, nie wpływając na działanie rybosomów 80S

Rybosomy budowa

1    Budowa rybosomu bakteryjnego — podjcdnoiiiki rybosomów występują w cytoplazmie oddzielnie łączą się ze sobą tylko po połączeniu z mRNA w czasie syntezy białek. Tworzą wtedy polirybotomy (polisomy) - skupienia rybosomów połączonych nicią mRNA

Substancje zapasowe bakterii

2    Liczne mikroorganizmy, w określonych warunkach środowiska, odkładają wewnątrz komórki substancje, które można uważać za zapasowe. Są to: wielocukry, tłuszcze, polifosforany i siarka.

S Znajdują się one w postaci osmo tycznie nieczynnej i nierozpuszczalny w wodzie 4    Do oddadania substancji zapasowych

konieczne jest aby w podłożu były obecne składniki potrzebne do kh syntezy a jednocześnie•wzrost komórki

musi być zał tamowany.

Polisacharydy

1    W komórkach B.coli. Salmonellą Bacillus, A&crocaccus JuSeus znaleziono ziano glUcogcnu

2    Skrobię zawierają Acetobacter pasteurianus i wiele gatunków z rodzaju Naisscria

3    Bakterie z rodzaju Clostridium gromadzą substancję zwaną grami łoza

Substancje tłuszczowe

3    Substancje tłuszczowe występują u mikroorganizmów w postaci kropelek. Można je rozpoznać w mikroskopie optycznym dzięki silnemu załamywaniu światła lub wybarwić je barwnikami lipofiiowymi (sudon DL czerwień sudanowa)

4    U wielu bakterii te kropelki zawrerąją kwas poli-P-łiydroksyrnariowy (PBH), poliester rozpuszczalny w chloroformie a nierozpuszczalny w eterze

5    Poliester składa się z około 60 reszt kwasu (ł-hydroksymaslowego. Może on stanowić nawet 90% rucke/ mat}' komórki Gromadzą go bakterie tlenowe, sinice i beztlenowe bakterie folatroliczncProdukowany jest w warunkach ograniczonego dostępu do tlenu, jako produkt fermentacji. Po przywróceniu warunków tlenowych. PBH. może zostać wykorzystany jako źródło węglu i energii w metabolizmie oksydacyjnym Polifosforany

Wiele bakterii gromadzi w komórkach kwas fosforowy pod postacią ziaren polifosforanów, zwanych ziarnami wolulyny (po raz pierwszy opisano je u SjririUum Yolutans). Fosforany zmagazynowane w ten sposób mogą być wykorzystywane w przypadku ich braku w podłożu. Umożliwiające komórce nawet kilkakrotne podziały lub wytworzenie przetrwalnika.

Siarka

1    Siarkę w postaci silnie załamujących światło kulcrzek gromadzą bakterie utleniające siarkowodór I siarcz* i do siarczanów

2    Ilość nagromadzonej siarki zależy od stężania siarkowodoru. Przy jego braku nagromadzona siarka jest utleniana do siarczanu. Dla bakterii tlenowych raka mott być źró&tsn taesgn, d& beztlenowych donorem elektronów

Wakuole |siowe

1    Występują przede wszystkim u bakterii Wstępujących w wodzie, llmaźliwjają one zmianę gęstości i unoszenie się bakterii w wodzie

2    Wokuola gazowa składa się z kilku pęcherzyków, jest to twór białkowy. Powierzchnia hydrofobowa białka skierowana jest do środka pęcherzyka,

a powierzchnia hydrofitowa na zewnątrz Mezosomy

1    Tworzą je wgłębienia błony komórkowej do cytoplazmy komórki

2    Występują głównie u bakterii G—

3    Funkcje:    stanowią centra energetyczne

komórki, biorą udział w tworzeniu błon poprzecznych w czasie podziału komórki

Rozmnażanie bakterii ł    Jest to rozmnażanie bezpłciowe

2    Bakterie roznmoZają się przez prosty podział komórki (rozszczepianie)

3    2 jednęj komórki macierzystej powstają, po wytworzeniu błooy poprzecznej, dwie komórki potomne

4    Istotny jest brak wrzeciona kari o kinetycznego, jakie podczas mitozy tworzy się u Eucaryota

5    Podział komórki bakteryjnej jest pod tym względem znacznie prostszy

Rozmnażanie bakterii

1    Pierwszy etap to podział substancji jądrowej. Występuje on w fazie intensywnego wzrostu komórki (replikacja cliroitiosomu)

2    Właściwy podział komórki bakteryjnej, tworzy się przegroda poprzeczna (septum). rosnąca od zewnątrz do środka komórki. Stanowi ona później ścianę komórkową.

Bakterie rozmnażają się w postępie geometrycznym

i > ? >>... > ?

gdzie o oznacza liczbę podziałów

S 1

5 <_Z> CZZDc

1 U bakterii nie stwierdzono rozmnażania pleiowregą wykryto natremast procesy piciewe umożliwiające pełną wymianę materiału genetycznego między różnymi komórkami bakteryjnymi Koniugacja

1    Wykazano, że określone szczepy, jednego gatunku bakterii łączą się w pary, zróżnicowane płciowo

2    Przenoszenie dziedzicznych cech szczepu dawcy na szczep biorcy przez bczpośrerhi kontakt w parach określa się mianem koniugacji Rekombinacja pokoniugacyjna dwóch różiiych mutantów Bscherichla coli

Koniugacja bakterii

Połączone się dwóch bakterii zachodzi przez mostek cytopłazmatyczny utworzony przez pili płciowe Koniugują tylko bakterie F+ (dawca zawiera czynnik płciowy    F

i tmże wytwarzać pili płciowej z bakterią F- (biorca nie mi czynnika F). Podczas koniugacji biorca może uzyskać czynnik i zacznie wytwarzać pili płciowe, stanie się dawcą.

Transformacja

I Przekazanie cech genetycznych szczepom biorcy, z pominięciem łączenia w pory, za pomocą wolnego, rozpuszczalnego DNA uzyskanego od dawcy

Doświadczeni* GriJJlUta    p izeprewadyme    na

dwełnJcach z opalenia płuc

1    Podanie myszom żywych bakterii R (nieotoczkowe, łagodne) nie powodowab Mend myszy Podobnie, podanie martwych bakterii S &adR*ycĄJ

2    Podanie wymieszanych martwych, zjadliwych

bakterii    S

i żywych nieotoczko wych, łagodnych bakterii Jł ptmodtrwak/ irrńtrt myszy

J Wniosek: nastąpiło przeniesienie fragmentu DNA

a Jednego nukJeaidu do drugiego. Jut pneniedenie plazmidu z jednej komórki do dł ugiej. To obce DNA zostało pobrane z otoczenia, gdzie znalazło się np. po rozpadzie martwych komórek lYa redukcja

Jest to proces przenoszenia fragmentu DNA z jednej komórki do drugie) przez bakteriofaga łagodnego (w czasie cyklu lizogenicznego). Fag toki wbudowuje cześć bakteryjnego DNA w swój własny kwaB nukleinowy i przenosi go jako trwałą cechę oa szczep biorcy

Endospory I fomą prze tmalne Formy przetrwane są formami rozwoju umożKwią/ącymi przeżycie warunków, które mogłyby być zabójcze dla normalnych postaci wegetatywnych.

Zdo'-ność do wytwarzania endoapor (przetrwałników) mapę. bezwzględne lub wzgłęśte tlenowce z rodzaju Bacillus, Sporruarcina oraz bezwzględne beztlenowce z rodzaju Clostridium Oporność przetrwałników

3    Wysoka temperatura-bakterio giną po lOroin. ogrzewaniu w S0*C. endospory mogą wytrzymywać nawet wielogodzinne gotowanie, ciepłoopomość jest proporcjonalna do zawartości kwasu dipikolinowego

4    Niska temp. - są odporne na zamarzanie, głównie dzięki grubej ścianie i minimalnej zawartości wody

5    Promieniowanie - są odomc na promienie UV, dzięki dużej licznie mostków dlsiarczkowych w zewnętrznych osłonach białkowych

ó Wysuszenie - mogą przetrwać latami a nawet wiekami bez wody

7 Czynniki chemiczne - oporne na wysokie i ruskie pH, diżs stężenie UaCl

Skład chemiczny przetrwałników

1    Przetrwalniki zawierają ok.40% więcej białka i pnrrrie tŁtrokitATÓe uwita -węgle/* udarów ról ktfY.ćrta wegetatywne

2    Charakterystycznym związkiem dla endospor

jest    kwas dipikolinowy (kwas pirydyno-2,6-

rbkarbcksylowy, DPA) Cd&ywa on ważną rolę w cicploopomości przetrwałników

Przetrwalniki

l    Komórka bakterii w wyniku sporu locji staje się

sporanginm, w którym przctrwnlnik w zależności od gatunku zajmuje pozycję śroAową albo mniej lub bardziej biegunową

2    Często dojrzale sponuigia przyjmują

kształt maczugi lub wrzeciona Sponilacja -proces tworzenia endospory 1    Stadium pierwsze

Błona cytoplazmotyczno wpukla się do środca tworząc przegrodę

1    Stadium drogie

DNA dzieli się dwie części dając genofor sporangium i genofor prespory. zlokalizowany bliżej bieguna komórki

1    Stadium trzecie

DNA wraz z częścią cytoplazmy zostaje oddzielone, a następnie jest otaczane dwiema błonami cgtoptazitutęcznętcti

Sporulacja - proces tworzenia endospory 1    Stadium czwarte

Wewnętrzna błona twonęy ścianę komórkową przetrwalnika. Błona zewnętrzna daje do środka kodeks. Zaczynają powstawać osłony białkowe wytwarzane przez komórkę macierzystą 1    Stadium piąte

Zakończeniu ulega wytwarzanie korteksu oraz osłon białkowych. Materiał jądrowy ulega uporządkowaniu w pobliżu błony przetrwalnika

1    Stadium szóste

PrzetrwaJrak dojrzewa. Osłonki stają się nieprzepuszczalne i cicpłoopcme. Wejście w stan

anabiagr.

1    Stadium siódme

V>wob»tTQca*Sospoc7 ra skutek lizy spomgńsm

Budowa przetrwalnika

1    Rdzeń

Cytoplazma otoczona błoną cytopiazmatyczną, czyli protoplast przetrwalnika

Zawiera chromosom i wszystkie stniłZUry p otrzeóne ab syntezy białek oraz wytwarzania energii na drodze glikolizy

Budowa przetrwalnika

\    6cł»n* przetmaWh*

Warelwa znajdująca się najbliżej na zewnątrz błony eytoplazmatycznęj. Jest zbudowana z murciny i po wykiełkowmiu endospory w komórkę wegetatywną sbpesięśeimąkcenMcawą

J    Kortcks    - Najgrubsza warstwa oclony

przetrwalnika zbudowana z murciny, o mniejszej liczbie mostków poprzecznych niż ściana komórkowa (niniejszy stopień usicciowimia). Zawiera kwas dipikolinowy. Jest bardzo wrażliwy na działanie lizozymu, a jego autoliza odgrywa rolę przy kiełkowaniu

1    Płaszcz -Zbudowały jest z białka

kerotynopodobnego, z wieloma mostkami disiarczkowymi. Jest nieprzepuszczalny zapewniając duża oporność na antybiotyki i środki dezynfekcyjne. Osłony te mogą stanowić do 50% objętości i 60° • suchej masy endospory.

1 Egzosporium - występuje tylko u niektóiych gatunków bakterii Bacillus, zbudowane z lipoproteidów KMkoHuałe przećrWttńdLaśff

1    Jest U> proces bardzo szybki, trwający kilka sekund (proces przemiany w pełnosprawną komórkę zdolną do rozmnażania trwa ok. godziny)

2    Proca kiełfaswania. poprzedza pobieranie wody z podłoża i pęcznienie. Następuje aktywacja enzymów i szybki wzrost przemiany materii, utrata ciapłoopomości, wzrasta intensywność oddychania.

3    Aktywacja następuje przez czynniki, które niszczą płaszcz, np.: ciepło, wzrost kwasowości, związki z wolnymi grapami sulfhydryl owymi Zapoczątkowanie kiełkowania

W korzystnych waruukacfi, w obecności związków odżywczych receptory endospory rozpoznają obecność niektórych związków np_ L-lizyny. Połączone tych związków z receptorem aktywuje anto lizynę, która rozkłada kortcks, następuje pobieranie wody. uwolnienie djażodhunu wapnia i ftytfroftzn licznych składników endospory Kiełkowanie przetrwałników 1 Rozrost komórki - Po rozpadzie kortekflu pdpwra snę kanada ntrgtSakfma, która zaczyna rosnąć, syntetyzować różne związki, aż w końcu dzieli

«ę

Inne forsny przetrwało*

J Egzoipoiy - stwierdzono jedynie u bakterii wykorzystującej metan. Meihylosinus trichosporium. Utworzone w wyniku pączkowania egzospory, mają takie same właściwości jak endospory z rodzaju Bacillus

1 Cysty -    «| to przekształcone, cnie

grubościenne komórki wegetatywne, a nie ich części jak w przypadku endospor. Są odporne na wysychanie, promieniowanie, mechaniczne naprężenia, ale nie na ciepła Występują u Azotobacter iMethyłocystis Wymagania pokarmowe I wzrost drobnoustrojów Odżywianie zasadniczy element metabolizmu polegający na pobieraniu przez mikroorganizm z otaczającego gd środowiska substancji pokarmowych, a w określonych przypadkach także promieniowana słonecznego

Pobrane składniki zapewniają budowę substancji komórkowych oraz magię niezbędną do procesów Życiowych Metabolizm

AnaboBzm • Oparty oa reakcjach syntezy, wymaga dostarczenia energii, prowadzi do wytworzenia ze związków prostych związków bardziej złożonych

Katabolizm - Rozszczepianie substancji złożonych na prostsze (dysymilaeją) z wyzwoleniem energii zużytkowanej następnie do czynności życiowych Skład chemiczny mikroorganizmów W komórkach drobnoustrojów stwierdza się występowanie co najmniej 28 pierwiastków. 6 podstawowych (C. N. O. S, P) buduje wszystkie związki organiczne w komórce: aminokwasy, lipidy, cukry, kwasy nukleinowe, ó tafta

Podstawowe typy pokarmowe mikroorganizmów 1    fotolitoautotrofy (fbtolilotrofy) -    źródłem

energii jest da nich promieniowanie słoneczne, dtiflbrayckkm    ekfc&cmów

1    węgla aą związki nieorganiczne, np.. Sinice

2    Fotoorganohderotroły (foloorganotrofy) — doalarczyciełan energii jest promieniowanie słoneczne, a źródłem elektronów -związki organiczne

3    chcmolitoautotrofy - energię,    elektrony

ł węgieł czerpią z substancji nieorganicznych,    zliczamy

tu bakterie niUyfikacyjne, siarkowe, wodorowe, żelazowe

4    chemoorganohetcrotroty - źródłem energii, elektronów i węgla są związki organiczne; należą tu pleśnie, drożdże, liczne bakterie

Podział lielei otrofów

1    prototrofy - wymagają do wzrostu oprócz substancji mineralnych tytko jednego organicznego źródła węgla

2    auksotiofy - wymagają do wzrostu oprócz podstawowego, organicznego substratu węglowego co najimięj jednego, dodatkowego związku organicznego pełniącego rolę czynnika wzrostowego (np.. witaminy)

Podział heter otrofów według innych kryteriów

1    oprołky - wykorzystują martwą materię organiczną

2    pasożyty - rozwijają się „na” organizmie żywym ze szkodą dla tego organizmu

3    bsnmalc - rozwijają «ię ,ptC^% organizmie żywym, nie przynosząc mu ani korzyści ani s2kody

4    symbionty - rozwijają się w zespole z innym organizmem żywym, przy czym dla obu organizmów jest to układ korzystny

Wzrost bnktfiU w hodowlach okresowych W hodowli okresowej:

1    Substrnty odżywcze dostarczane są jednorazowo

2    Ze środowiska hodowli de usuwa się biomasy ani metabolitów (wyjątek mogą stanowić produkty gazowe)

Fazy wzrostu hodowli okresowej I. Faza zastoju (fag Aza, Aza przygotowawcza) rozpoczyna się w momencie wprowadzenia drobnoustrojów do środowiska a kończy z pierwszym podziałem łub paczkowaniem komórek.

Liczba komórek nie wzrzU.