Mikrobiologia-wykłady.docx

(45 KB) Pobierz

Mikrobiologia – wykłady

20.04.2012

Przyroda:

*część biotyczna > żywe organizmy

*część abiotyczna > nieożywione środowisko

 

Mikrokosmos – to co widzimy bez użycia mikroskopu(wirusy, sinice, bakterie, promieniowce, grzyby, riketsje)

 

I

Królestwa Whittakera: Nadkrólestwo prokariota

Królestwa Monera (bakterie, arche bakterie, sinice)

Najbardziej prymitywne komórki priokariotyczne to bakterie i sinice

II

Nadkrólestwo: Eukariota(ądrowe)

Królestwo: Fungi(grzyby), nie zawierają chlorofilu, są saprofitami lub pasożytami

 

Saprofity – odżywiają się martwą substancją organiczną

Pasożyty – czerpią substancje z organizmu żywego

 

Mikrobiologia jako dyscyplina nauki zajmuje się badaniem drobnoustrojów i warunkami ich rozwoju.

Mikrobiologia bada:

-morfologia, fizjologia;

-ekologia, genetyka;

-biochemia, toksykologia;

-właściwości chorobotwórcze;

-praktyczne zastosowania w rolnictwie, lecznictwie, biotechnologii, inżynierii genetycznej, medycynie, przemyśle i badaniu kosmosu.

 

Działy mikrobiologii:

-wirusologia;

-bakteriologia;

-mykologia;

-parazytologia;

-fizjologia;

-ekologia;

-genetyka;

-morfologia

-Mikrobiologia spożywczo-przemysłowa;

-Mikrobiologia środowiskowa;

-Mikrobiologia lekarska;

-Mikrobiologia weterynaryjna;

-Mikrobiologia wody;

-Mikrobiologia gleby

 

Drobnoustroje nie rozwijają się w powietrzu tylko w nim przebywają.

 

Historia Mikrobiologii

I Okres przedpasteurowski

Antoni van Leewenhok – ojciec mikrobiologii

II Okres pasteurowski

-Ludwik Pasteur

-Robert Koch

-Aleksander Fleming

-Leon Cienkowski

III Era nowoczesnej mikrobiologii

Podokres I – antybiotyki

Podokres II – plazmidy

 

Antoni van Leewenhock XVII-XVIIw.

-opisał erytrocyty;

-opisał plemniki;

-zbadał strukturę mięśni szkieletowych;

-opisał komórkę drożdży;

-zbadał budowę łodygi roślin;

-obserwował bakterie i pierwotniaki

-badał rozwój osobniczy owadów, mięczaków i węgorza, opisał poszczególne stadia larwalne

-ZBUDOWAŁ MIKROSKOP

 

Osiągnięcia badawcze Ludwika Pasteura XIXw.

-obalił teorię samorództwa

-zbadał zjawisko fermentacji i wyjaśnił jego istotę

-nowe sposoby wyjaławiania

-choroba jedwabników – pebryna

-powiązał metabolizm organizmów z działalnością enzymów

-wyodrębnił czyste kultury

-szczepionka przeciwko cholerze kur

-szczepionka przeciwko wąglikowi i wściekliźnie

 

Najważniejsze osiągnięcia Roberta Kocha  1843-1910

-wprowadził podłoża stałe

-udowodnił, że określona choroba jest wywołana przez jeden gatunek bakterii

-wykrył prątka gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis)

-wykrył przecinkowca gruźlicy

-otrzymał nagrodę Nobla

 

Aleksander Fleming 1881-1955

-Szkocki bakteriolog

-ODKRYŁ PENICYLINĘ(1923) i zapoczątkował wykorzystywanie wysoce skutecznej terapii antybiotykowej w leczeniu chorób zakaźnych

 

Najwybitniejsi polscy mikrobiolodzy

-Leon Cienkowski 1822-1887

*badał bakterie powodujące śluzowacenie cukru

*niezależnie od Pasteura (nawet wcześniej) otrzymał szczepionkę przeciw wąglikową

 

Era nowoczesnej mikrobiologii

Morfologia (budowa) – nauka o budowie zewnętrznej i wewnętrznej organizmu

Wirusy – to wewnątrzkomórkowe bezwzględne pasożyty, które mogę rozwujać się tylko wewnątrz żywych komórek.   ‘bezkomórkowa forma życia’

Wirusologia – nauka o wirusach (virus-trucizna, jad   logos-nauka)

 

Wirusy  są najmniejszymi czynnikami zakaźnymi o średnicy cząstki 10-450nm. Jako genom zawierają tylko jeden z kwasów nukleinowych DNA lub RNA.

Kwas nukleinowy jest zamknięty w osłonce białkowej, niekiedy otoczonej dodatkowym płaszczem lipidowym. Całą jednostkę zakaźną wirusa określa się nazwą wiroru.

Wirusy są zdolne do replikacji wyłącznie w obrębie żywych komórek i w środowisku pozakomórkowym nie wykazują aktywności.

Są pasożytami na poziomie genetycznym.

 

Pochodzenie wirusów – hipotezy

-Są pochodzenia endogennego – powstały z pewnych elementów komórek organizmu wyższego, które stały się autonomiczne i nabyły zdolności do istnienia niezależnie od gospodarza.

-Są probiontami – powstały w wyniku ewolucji postępującej i uważa się je za formy powstałe z probiontów, czyli przedkomórkowych form życia.

-Powstały w wyniku ewolucji wstecznej i są produktami degeneracji niektórych bakterii pasożytniczych (chorobotwórczych) na skutek stopniowego uproszczania się ich struktury i metabolicznego wyposażenia (np.  enzymy)

 

Charakterystyka wirusów

-wymiary 10-450 nanometrów

-rozmnażanie tylko wewnątrz żywych komórek

-wirory nie rosną i nie rozmnażają się przez podział podwójny

-wiriony zawierają tylko jeden typ kwasu nukeliowego DNA lub RNA, inne czynniki zakaźne mają oba typy kwasów

-cząstka wiriru nie zawiera informacji genetycznej dla syntezy enzymatycznego ukłau warunkującego ustrojowe procesy energotwórcze.

 

Struktura wirusów

Do składników strukturalnych wirusów należą:

-część środkowa o nazwie genom (DNA lub RNA) nośnik informacji genetycznej i czynnik zakaźny

-część obwodowa tzw. KAPSYD złożona z kapso merów(jednostek białkowych) łącznie z genomem tworzy nukleotyd

-otoczka lub osłonka

 

FAGI

Wirusy w zależności od tego jakie mikroorganizmy atakuje, możemy podzielić na:

*bakteriofagi(bakterie)

-Rhizobiofagi

-Colifagi

-enterofagi

*aktinofagi >atakuja promieniowce

*myco fagi > atakują grzyby

Fagi znalazły zastosowanie w identyfikacji niektórych bakterii oraz inżynierii genetycznej do przenoszenia genów.

 

Dwa cykle namnażania się fagów:

1)      Cykl Lityczny – doprowadza do lizy(śmierci), rozpuszczenia się komórek lub ich pękania i uwolnienie nowych wirusów.

2)      Cykl Lizogenny – w którym nie następuje reprodukcja wirusowego DNA lub RNA, lecz jego wbudowanie do genomu gospodarza w postaci tzw. Profagów

 

Budowa bakteriofagu

 

Rifleksje – stawonogi(kleszcze, wszy, roztocza i pchły) oraz gryzonie (szczury i myszy).

 

 

 

 

 

28.04.2012

Budowa komórki bakteryjnej

Powierzchniowe struktury komórkowe:

-Ściana Komórkowa

-Błona cytoplazmatyczna

-Otoczka

-Wydzielina śluzowa

-Osłonka

-Rzęski

-Fimbrie

 

Ściana komórkowa – u bakterii występuje sztywna, nierozpuszczalna w wodzie struktura zwana ścianą komórkową. Jej grubość wacha się od 2-50nm. Nadaje ona komórce charakterystyczny kształt i chroni ją przed ujemnym wpływem różnych czynników fizycznych i chemicznych. Zasadniczym składnikiem ściany komórkowej są polimery glikopeptydu – MUREINY

Błona Cytoplazmatyczna – Stanowi ciekłą, trójwarstwową strukturę oddzielającą cytoplazmę od ściany komórkowej. Struktura błony cytoplazmatycznej : węglowodany, lipidy, białka.

Rola błony cytoplazmatycznej :

-bariera osmotytyczna komórki

-uczestniczy w procesach przemiany materii

-decyduje o wymianie substancji między komórką a środowiskiem

-uczestniczy w syntezie składników ściany komórkowej i otoczki

-uczestniczy w mechanizmie podziałów komórkowych

Błony komórkowe uczestniczą w:

-reakcji na bodźce: chemiczne, termiczne, mechaniczne, pochodzące z zewnątrz.

-w wydzielaniu zbędnych lub szkodliwych substancji np. CO2

-w utrzymaniu na określonym poziomie stężenia ważnych dla życia jonów np. H+,Na-, K+,Ca2+

-pobieraniu przez komórkę np. aminokwasów czy cukrów

Wybiórczość błon komórkowych uwarunkowana jest:

-półprzepuszczalnością

-obecnością systemu enzymów decydujących o aktywnym transporcie substancji ze środowiska do komórki

-zawartością lipidów będących rozpuszczalnikami wielu substancji organicznych

Rzęski  - Są to nitkowce, bardzo cienkie wypustki cytoplazmatyczne występujące na powierzchni komórek niektórych gatunków bakterii.  Dzięki rzęskom mogą się poruszać.

Fimbrie/pile –Występują niezależnie od obecności rzęsek, tylko u niektórych bakterii gram ujemnych, zbudowane są z białka(tzw.piliny)

Rola fimbrii:

*ułatwiają przyleganie bakterii do innych komórek

*pomagają w pobieraniu pokarmu

*biorą udział w koniugacji (tzw. Fimbrie płciowe)

*ruch

Otoczka – stanowi wewnętrzną, śluzowatą, bezstrukturalną warstwę ściany komórkowej.

Skład otoczek:

*wielocukry(homo lub hetero polimery np. glukoza, galaktoza, ramnoza)

*aminocukry (np.glukozaminy)

*kwasy uronowe (np. kwas glukuronowy)

*polipeptydy

*białka

Rola otoczki –ochrona bakterii przed szkodliwym wpływem otoczenia(np. przed wysychaniem, oddziaływaniem związków toksycznych lub fagocytozą). Bakterie z otoczką są trudno podziałowe i trawione przez komórki żerne, a tym samym są bardziej niebezpieczne dla makroustroju niż bakterie bez otoczkowe.

 

Wnętrze struktury komórkowej

*nukleoid

*plazmidy

*rybosomy

*mezosomy

*substancje zapasowe

*endospory-przetrwalniki

 

Nukleioid - zasadniczy element struktury komórek bakteryjnych, pełniący funkcję jądra (ale to nie jest jądro!!!) komórkowego, nukleoid razem z plazmidami zawiera całkowitą informację genetyczną komórki.  Nukleoid zbudowany jest z kolistej cząsteczki dwuniciowego DNA .

Nukleoid pełni podstawowe funkcje tj. jądro:

*zawiera najważniejsze cechy dziedziczenia

*przekazuje cechy dziedziczne komórką potomnym.

 

Plazmidy – niektóre oprócz DNA w nukleoidzie mogą posiadać w cytoplazmie dodatkowe struktury, tzw plazmidy zawierające dwuniciowy kolisty DNA. Plazmidy występują autonomicznie w cytoplazmie bądź są zintegrowane z nukleoidem. Niektóre mogą przechodzić z jednej formy w drugą i wówczas określa się je mianem Plazmidów EPISOMALNYCH. Plazmidy wbudowane w nukleoid replikują się wraz z nim, plazmidy autonomiczne mogą replikować się niezależnie od nukleoidu, stanowiąc odmienną jednostkę replikacyjną tzw. REPLIKON.

Cechą plazmidów jest to, że: Kodują cechy mikroorganizmów, które nie są im konieczne do przeżycia, natomiast dają im przewagę nad innymi mikroorganizmami w środowisku:

-odporność na antybiotyki

-zdolność do degradacji związków organicznych

-wytrzymałość na suszę

-odporność na metale ciężkie

-produkcja antybiotyków

 

Rybosomy – organelle komórkowe. Stanowią liczne drobne ziarnistości w cytoplazmie. Zawierają ok  60% rybosomalnego RNA i ok 40% białka.

 

Mezosomy – koncentrycznie nakładające się na siebie błoniaste pofałdowania (u prokariotów na wewnętrznej stronie błony cytoplazmatycznej)

Funkcje mezosomów:

-stanowią centra energetyczne

-biorą udział w procesie podziału komórki

-biorą udział w zjawiskach zmienności dziedzicznej.

 

Przetrwalniki :

Spory /endospory – przetrwalniki są tworami umożliwiającymi bakteriom przezycie warunków, tóre mogłyby być zabójcze dla normalnych postaci wegetatywnych. Zdolność wytwarzania spor posiadają tylko laseczki należące do rodzaju Bacillus, Clostridium i ziarniaki z rodzaju Sporosarcina.

 

GRZYBY

Mykologia- nauka o grzybach, zajmuje się eukariotycznymi i heterotroficznymi w stosunku do węgla organizmami żywymi, których ciało zbudowane jest z plechy i grzybni (mycelina).

Grzyby tworzą samodzielne królestwo (Mycota lub Fungi). Należy do niego grupa eukariotycznych pozbawionych chlorofilu organizmów, posiadających wyraźne ściany komórkowe i właściwe jądro komórkowe.

Ściana komórkowa grzybów zbudowana jest z chityny, glukanu, innych polisacharydów takich jak β1,3-glukanu.

Grzyby w środowisku naturalnym są heterotrofami(nie mogą wytworzyć cukru) i w zależności czy odżywiają się martwą czy żywą materią organiczną żyją jako Biotroficzne lub Saprofityczne.

 

SAPROFITYCZNE- pobierają potrzebne związki węgla z resztek organicznych roślinnych lub zwierzęcych.

BIOTROFICZNE- symbionty i pasożyty, potrzebują jako partnerów lub żywicieli: roślin, zwierząt, glonów, pierwotniaków, bakterii lub innych grzybów.

 

Grzyby w większości są tlenowcami, ale są też grzyby beztlenowe, które w żyją w żwaczu bydła, owiec czy kóz(wyjątek)

 

Grzyby są dominującymi organizmami czynnymi w rozkładzie materii organicznej. WZRASTAJĄ POMIĘDZY 25-30C.

Są też warunki termofilne, które rosną >40C, a nawet >50C np. w warunkach kompostowania.

Znane są też grzyby psychotropowe, które rosną <0C np. w lodówkach i chłodniach.

Grzyby preferują wzrost w środowisku kwaśnym, w pH pomiędzy 4 a 7, ale są takie, które rosną w środowisku skrajnie kwaśnym lub zasadowym.

 

Reprodukcja grzybów

Grzyby mogą się rozmnażać genetycznie i wegetatywnie. Spory wegetatywne noszą nazwę konidiów, chlamidospor i są produkowane na końcu strzępek tzw. Konidiofory.

Spory generatywne (zygospory, askospory, basidiospory) są produkowane po koniugaci strzępek w specjalnych strukturach noszących nazwę sporangiów, worków lub basistów.

 

Klasyfikacja grzybów

Klasyfikacja grzybów oparta jest na sposobie rozmnażania płciowego. Wyjątek stanowi klasa Deuteromycetes, które rozmnażają się bezpłciowo tzn. poprzez:

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin