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 25-30◦C.
Są też warunki termofilne, które rosną >40◦C, a nawet >50◦C np. w warunkach kompostowania.
Znane są też grzyby psychotropowe, które rosną <0◦C 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:
...
mwsz.dietetyka2011