1. Charakterystyka i podział głównych grup drobnoustrojów
Drobnoustrojami, czyli mikroorganizmami nazywamy formy żywe, niewidoczne gołym okiem. Organizmy jednokomórkowe (mikroskopijnej wielkości, mierzonej w mikrometrach), do których zalicza się:
1. Wirusy - Virales,
2. Bakterie - Bacteria,
3. Sinice,
4. Roślinne glony – Algae,
5. Grzyby - Mycota,
6. Pierwotniaki - Protozoa.
Drobnoustroje można podzielić ze względu na ich rolę:
· drobnoustroje chorobotwórcze, do których należą wirusy, część bakterii i pierwotniaków (zarodnikowce, wiciowce) oraz niektóre grzyby.
· bardzo pożyteczne drobnoustroje fermentacyjne, gnilne.
1.1. W i r u s y
Wirusy są najmniejszymi znanymi drobnoustrojami o wymiarach 20-300 nanometrów, żyjącymi w sposób wyłącznie pasożytniczy wewnątrz komórek bakteryjnych, roślinnych, zwierzęcych i ludzkich. Jako jedyne w przyrodzie nie wykazują budowy komórkowej.
Wyróżnia się cztery zasadnicze formy wirusów:
· bryłowe, będące najczęściej dwudziestościanami lun dwunastościanami;
· spiralne – mające postać dłuższej lub krótszej pałeczki lub nieregularnych splotów;
· o złożonej budowie;
· bakteriofagi – wirusy bakteryjne złożone wielościennej główki i ogonka.
Wirion bryłowy (rys.1) z zewnątrz otoczony jest osłonka białkowa zwana kapsydem, złożona z pewnej liczby podjednostek białkowych – kapsymerów. Kapsyd wirusa ma charakter antygenowy i u człowieka wywołuje odpowiedź immunologiczną. we wnętrz Kapsyd znajduje się kwas nukleinowy wirusa w postaci pojedynczej lub podwójnej nici. Niektóre wirusy maja dodatkowa otoczkę w skład której wchodzą lipidy.
Wirion spiralny ma postać pałeczkowata której osłonka zbudowana jest licznych kapsomerów między którymi od wewnątrz przewijaj się nici kwasu nukleinowego (rys.2).
Rysunek 1
Bakteriofagi, fagi (rys.3), mają specyficzna postać. W bakteriofagi rozróżnia się cześć główkową – główkę i część ogonkową – ogonek. Osłonka białkowa z dolnej części bakteriofagi przechodzi w rurkowaty ogonek, zakończony nitkowatymi wyrostkami, które umożliwiają mu przytwierdzenie się do powierzchni komórki bakterii. Na końcu ogonka znajduje się enzym rozkładający ścianę komórkowa bakterii.
Najważniejszym elementem wirionu jest kwas nukleinowy będący nośnikiem informacji genetycznej. Zawsze występuje tylko jeden z kwasów DNA lub RNA. Wirusy roślinne zawierają tylko RNA, zwierzęce RNA lub DNA, bakteryjne prawie zawsze DNA.
Osłonką czyli kapsyd składa się zwykle tylko z jednego rodzaju białka, odpornego na niszczące działanie czynników zewnętrznych. Osłonka pełni funkcje ochronną dla otoczonego przez nią bakterie nitkowate a kwasu nukleinowego, który bez niej uległby w środowisku naturalnym szybkiej inaktywacji rozkładowi.
Rozmnażanie wirusów
W procesie namnażania się wirusów bardzo charakterystyczne jest brak materialnej łączności między wirionem infekującym komórkę a wirionami potomnymi.
Wirus po wniknięciu do komórki gospodarza zachowuje się w niej jak funkcjonalna cześć składowa ale w zasadniczy sposób zmienia program działania komórki, dostosowując go do swych potrzeb. W komórce wirus staje się częścią funkcjonalną natomiast poza komórką jest martwą cząstką nukleinowo – białkową. W żywej komórce gospodarza ujawniają się również inne cechy wirusa, jak zdolność przekazywania cech dziedzicznych oraz zdolność do przystosowania się do warunków otoczenia; zdarzają się także mutacje. Wirusy nie maja własnej przemiany materii – nie odżywiają się, nie oddychają nie są zdolne do zdobycia energii.
Podział systematyczny
Podział systematyczny wirusów opiera się na rodzaju występującego w nich kwasu nukleinowego (DNA lub RNA) oraz na szczegółach budowy kapsydu.
Ze względów metodologicznych wirusy dzieli się na:
· bakteryjne (bakteriofagi),
· roślinne ,
· zwierzęce.
Wirusy bakteryjne (fagi, bakteriofagi) zakażają bakterie. Zbudowane są z kwasu nukleinowego (DNA lub RNA) otoczonego osłonką białkową, często wydłużającą się w ogonek, przez który nić kwasu nukleinowego jest wstrzykiwana do komórki bakteryjnej.
Wirusy roślinne charakteryzują się zawartością RNA (a nie DNA) i zakażają komórki roślinne (wnikają do nich po mechanicznym uszkodzeniu ściany komórkowej np. przez pocieranie lub ukłucie owada) powodując wirusowe choroby roślin.
Wirusy zwierzęce mogą zawierać DNA lub RNA i mają różnorodne kształty. Zakażają komórki zwierzęce dzięki adsorbowaniu przez nie osłonek wirusowych. Do chorób wirusowych zwierząt należą m.in. nosacizna, wścieklizna, u człowieka ospa, grypa, katar, świnka.
Wirusy onkogenne są przyczyną powstawania zmian nowotworowych
1.2. B a k t e r i e
Bakterie są to jednokomórkowe organizmy prokariotyczne, wielkości od 0,1 do kilkunastu mikrometrów. Są to drobnoustroje bardzo szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, można je spotkać w środowisku wodnym i glebowym oraz w powietrzu. Komórka bakterii (rys.4)zbudowana jest inaczej niż u innych drobnoustrojów z wyjątkiem sinic. Brak u niej właściwego jądra, które zastępuje twór, zwany nukleoidem, złożony ze splątanej nici nukleinowej zwanej genoforem, funkcjonalnie odpowiadającej chromosomowi. Poza nukleoidem w cytoplazmie znajduje się ziarnkowych rybosomów oraz mezosomów. W cytoplazmie znajdują się także różne substancje zapasowe takie jak: węglowodany, tłuszcze, białka i wolutyna. U bakterii fotosyntezujących występują ciałka barwnikowe zawierające chlorofil i spełniające rolę chloroplastów. Protoplast otoczony jest błona cytoplazmatyczną, która od zewnątrz okryw ścian komórkowa. Całą komórkę osłania ponadto różnej grubości otoczka śluzowa, która ma dla organizmu znaczenie ochronne.
Niektóre bakterie opatrzone są kurczliwymi rzęskami, dzięki którym organizm może poruszać się w środowisku płynnym. Na ścianie komórkow2ej wielu bakterii znajdują się cieniutkie wyrostki zwane fimbrami.
Postać komórki bakterii bywa różna (rys.5). Najpopularniejsze bakterie właściwe mają komórki:
· kuliste – ziarniakowce, dwoinki, paciorkowce, gronkowce,
· cylindryczne – laseczki, pałeczki,
· przecinkowce i spiralne – krętki, śrubowce.
Rysunek 4
Bakterie jak już wyżej wspomniałam w większości są organizmami jednokomórkowymi. U niektórych gatunków komórki po podziale nie rozłączają się, lecz tworzą mniej lub bardziej trwałe układy. Komórki kuliste tworzą nieregularne skupienia łączą się pod dwie (dwoinka), formują łańcuszki(paciorkowiec) lub różnej postaci pakiety (pakietowiec).
Sposób życia.
Podstawowe funkcje życiowe bakterii to: odżywianie, oddychanie i rozmnażanie.
W zależności od sposobu odżywiania wyróżnia się bakterie samożywne (heterotrofy) i cudzożywne (autotrofy).
Bakterie samożywne – autotrofy potrafią wytwarzać związki organiczne ze związków nieorganicznych przy udziale energii świetlnej i chlorofilu lub energii wiązań chemicznych. W związku z tym w grupie tej wydzielono:
- bakterie fotosyntezujące zawierające bakteriochlorofil; wykorzystuj one CO2, H2O i energie słoneczna – należą do nich bakterie purpurowe i zielone;
- bakterie chemosyntezujące, które nie posiadaj bakteriochlorofil; uzyskują one energię z utlenienia różnych związków np.:
* siarkowodoru i innych związków siarki - bakterie siarkowe,
* amoniaku - bakterie nitryfikacyjne,
* soli żelazowej - bakterie żelazowe,
* wodoru - bakterie wodorowe.
Bakterie cudzożywne – heterotrofy są zdolne do syntezy własnych związków organicznych. Do ty bakterii należą:
- sprobionty rozkładające i odżywiające martwa materią organiczną np. bakterie gnilne;
- pasożyty czerpiące substancje organiczne z żywych organizmów, należą tu wszystkie bakterie chorobotwórcze zwierzą i człowieka oraz roślin.
Podobnie jak inne organizmy bakterie oddychają. Jedne utleniają związki organiczne w obecności tlenu i są to bakterie tlenowe – tlenowce czyli aeroby, inne bez udziału tlenu i są to bakterie beztlenowe – beztlenowe czyli anaeroby.
Aerobem jest np. Azotobacater – bakteria mająca zdolność asymilacji wolnego azotu atmosferycznego. Aerobami jest większość bakterii fermentacyjnych np.: z rodzaju Clostridium – wywołująca fermentację masłową, z rodzaju Lactobacillus – wywołująca fermentację mlekową:
CH3CHOHCOOH (kwas mlekowy)
ferm. mlekowa
C6H12O6 ferm. alkoholowa
C2H5OH (alkohol etylowy)
ferm. masłowa
C3H7COOH (kwas masłowy)
Rozmnażanie bakterii
Bakterie rozmnażają wegetatywnie przez abiotyczny podział komórki macierzystej na dwie potomne.
Amitoza to bezpośredni podział aparatu jądrowego poprzedzony podwojeniem się genoforu (DNA), połączony z równoczesnym przewężeniem i rozdzieleniem treści komórkowej. Powstają dwie komórki potomne które następnie dobudowują treść komórki i dorastają do wielkości wyjściowej.
U niektórych bakterii odkryto proces płciowy tzw. konfiguracje. Konfiguracja polega na czasowym połączeniu się 2 zróżnicowanych płciowo bakterii i wymianie między nimi fragmentu DNA najczęściej spoza nukleoidu a więc DNA pozachromosowego. W wyniku konfiguracji niektóre wymieniane plazmidy mogą być wbudowane do nukleoidu bakterii przyjmującej i wtedy nazywane są episomami.
Podział systematyczny bakterii
Bakterie dzielimy na 4 klasy:
· bakterie właściwe (Eubacteriace);
· bakterie śluzowe (Myxobacteriae);
· krętki (Spirochaeate);
· bakterie nitkowate (Chlamydobacteriae).
Bakterie właściwe mają ciało dość otoczone sztywną ściana. Zlicza się do nich: gronkowiec złocisty, pasożyt wywołujący zakażenie ropne; dwoinka rzeżączki, powodując jedną z dość częstych chorób weterynaryjnych; bakterie nitryfikacyjne; pałeczka okrężnicy.
Bakterie śluzowe mają ciało giętkie, poruszają się ruchem pełzającym i tworzą dość duże ciała owocowe; występują w glebie.
Krętki o komórkach cienkich, giętkich, spiralnie skręconych, pozbawionych ściany komórkowej. Żyją pasożytniczo lub jako saprofity w wodzie. Należy do nich m.in. krętek kiły wywołujący bardzo niebezpieczna chorobę weneryczną.
Bakterie nitkowate o kształcie nici złożonych z cylindrycznych lub krążkowatych komórek. Należą tu np. bakterie wodne pospolicie występujące w wodzie i tworzące kłaczkowate skupienia.
...
anna-baran829