Mikrobiologia - wykłady.pdf - Mikrobiologia - boolos

1. Mikrobiologia – zajmuje się zagadnieniami związanymi z mikroorganizmami,

czyli archeanami, bakteriami, wirusami, grzybami oraz niektórymi

organizmami z królestwa Protista.

Mikroorganizmy lub drobnoustroje:

o Prokariotyczne – bakterie, archeany

o Eukariotyczne – pierwotniaki, grzyby, glony

o Nieożywione cząstki biologiczne – wirusy

2. Mikrobiologia ogólna – zajmuje się charakterystyką ogólnych, najbardziej

podstawowych pojęć z dziedziny mikro. Zagadnienia:

 Fizjologia

 Anatomia

 Rozmnażanie

 Środowisko życia drobnoustrojów

 Wpływ drobnoustrojów na ich środowisko życia i inne organizmy

Eucaryora

Rośliny

3. Systematyka drobnoustrojów:

 Domena

 Królestwo (typ)

 Dział (klasa)

 Rząd

 Rodzina

 Rodzaj

 Gatunek

 Szczep (kultura (linia) wyprowadzona z 1 komórki macierzystej)

Grzyby

Zwierzęta

Mikroorganizmy

Organizmy żywe

Zajmuje się również aktualizowaniem powyższych danych o osiągnięcia

najnowszych badań syst. Szczegółowych badań mikroorganizmów

poszczególnych gatunków.

Archeony

Bakterie

Kiedyś królestwo zwierząt i roślin. Do roślin zaliczano grzyby i bakterie.

Eukarionty rozdzielono między rośliny i zwierzęta na podstawie cech budowy.

Procaryora

Aktualnie

 Nadkrólestwo: Eucaryota

o pierwotniaki

o Grzyby

o Rośliny

o Zwierzęta

 Jedno królestwo bakterii w nadkrólestwie Procaryota

Wirusy

4. Procaryota:

o Brak wyodrębnionego jądra otoczonego błoną jądrową

o DNA występuje w cytoplazmie – koliście zamknięta cząsteczka

o Cytoplazmie komórce może występować 1 lub więcej małych kolistych cząsteczek

DNA – plazmidów (mogą być tracone, niosą informację o odporności na czynniki

fizyczne, chemiczne itd.) inf. O systemie enzymów różnych

o Brak wydzielonych organelli błonowych

o Rybosomy 70 S

5. Eucaryota:

o Wyodrębnione jądro, otoczone błoną jądrową, zawiera większą część genomu

o DNA w postaci chromosomów połączony z zasadowymi białkami (histony)

o Chromosomy replikowane w mitozie

o Plazmidy tylko u niektórych organizmów

o Wydzielone organelli błonowe

o Mitochondria i chloroplasty (charakterystyczne tylko dla roślin) zawierają cześć

autonomicznie replikującego się genomu w formie koliście zamkniętych cząsteczek

DNA

o Rybosomy 80S

Odkrycie archeanów i badania nad eukariotami spowodowały zmiany w

systematyce.

Współcześnie najpopularniejszy system : 3 domeny :

o bakterie właściwe

o archeany

o Eukarionty, wydziela się w nich królestwa:

o Rośliny

o Grzyby

o Zwierzęta

o Protisty

Nadal popularny system:

o Bakterie

o Protisty

o Rośliny

o Grzyby

o Zwierzęta

6. Organizm żywy, Cechy:

o Zdolność do replikacji materiału genetycznego ( rozmnażanie )

o Zdolność do przetwarzania energii i materii ( metabolizm )

o Jedność strukturalna wszystkich organizmów, które zbudowane są z

kwasów nukleinowych i białek

o Zdolność odbierania i reagowania na bodźce środowiska

7. Wszystko zaczęło się od wielkiego BUM !

Związki węgla często spotykane w meteorytach, HCN, czy formaldehyd mogą stanowić

do 30 % ich masy.

Więc obfitość związków węgla możemy zawdzięczać importowi z kosmosu

Od powstania polimerów, czy nawet fragmentów błon fosfolipidowych do organizmu

żywego jest jeszcze przepaść.

Wiek Ziemi – 4,5 mld lat

Życie pojawiło się 3-3,85 mld lat temu

Przyjmuje się, ze zanim powstał pierwszy funkcjonujący organizm, probiotyczna

ewolucja musiała przebiegać wzdłuż 3 szlaków :

o Enzymatycznego (rozwój białek, zwłaszcza metaloproteidów i ich udział w

katalizowaniu reakcji)

o Metabolicznego (rozwój błon lipidowych, struktury komórkowej, fosforyzacji)

o Genetycznego (powstanie kwasów nukleinowych, rozwój zdolności do

replikacji i dziedziczenia)

8. Teorie biogenezy:

Najpopularniejsze:

o Oparina – istnienie atmosfery redukującej i „zupy pierwotnej”

9. Praorganizm:

Szlak metaboliczny -

struktura

Atmosfera ziemska

(charakter redukujący)

Zupa pierwotna i aminokwasy,

cukry, peptydy i inne

polimeryzacja

Szlak enzymatyczny

i kataliza

Błona fosfolipidowa z

wbudowanymi

białkami

KOACERWATY

Szlak genetyczny i

replikacja

10. Początek życia musiał polegać na sprzężeniu abiotycznych reakcji: replikacji RNA,

tworzenia fosfolipidowych struktur micelarnych lub koacerwatów oraz reakcji

biochemicznych.

o Preferowana obecnie teoria atmosfery obojętnej i „aktywnej

gliny”

Powstały w ten sposób Praorganizm przypominał nieco dzisiejsze bakterie. Był

heterotrofem, beztlenowcem, utleniania substratów organicznych dokonywał dzięki

donorom elektronów – związki siarki lub organiczne.

11. Pierwszym fotosyntetyzującym organizmem były prawdopodobnie sinice żyjące

masowo w płytkich wodach w postaci „mat” które nasycając się wytrąconymi z wody

węglanami i okruchami skał krzemionkowych utworzyły charakterystyczne struktury

zwane stromatolitami. Ich kopalne szczątki znajdowane są w wielu miejscach w

prekambryjskich osadach.

Współczesne hipotezy – odrzucają teorię Oparina, podtrzymują jednak:

„Życie powstało w drodze przemian chemicznych ze związków

nieorganicznych”

Podważono teorie Oparina , bo okazało się, że atmosfera pierwotna wcale

nie miała charakteru redukującego.

Tlen jest toksyczny dla wielu organizmów beztlenowych, nawet w małych

stężeniach. Uwolnienie tlenu do atmosfery było zatem pierwszym masowym

zatruciem atmosfery w skali globalnej.

Wiele bakterii beztlenowych współczesnych ma szlaki metaboliczne

wykorzystujące wolny tlen (co odziedziczyły po przodkach) – adaptację do

unieszkodliwiania toksycznego tlenu w środowisku.

16. Kompletna cząstka wirusowa – wirion składa się z:

 Rdzenia – zbudowanego z kwasu nukleinowego (DNA lub RNA) i

stabilizujących go białek

 Białkowego płaszcza - kapsydu, składającego się z podjednostek –

kapsomerów. Chroni on genom w czasie, gdy pozostaje on na zewnątrz

komórki gospodarza. Kapsyd może wykazywać symetrię helikalną (spiralne

schody) lub kubiczną (kulistą). Rdzeń okryty kapsydem to nukleokapsyd .

 Niektóre wirusy są dodatkowo otoczone osłoną białkowo – fosfolipidową –

będącą fragmentem błony komórkowej gospodarza. W takiej podwójnej

białkowo – lipidowej warstwie umieszczone są glikolizowane białka –

glikoproteiny kodowane przez wirusa, które pośredniczą w wiązaniu wirusów

na powierzchni komórki gospodarza. Wirusy takie nazywamy osłonowymi , a

pozbawione osłony bezosłonowymi lub nagimi .

Zdobycz ewolucyjna, jaką okazał się dostarczający energii metabolizm

tlenowy, była prawdopodobnie rozwinięciem tego mechanizmu

detoksykacji.

Ponad 3 mld lat życie rozwijało się tylko w wodzie. Masowa inwazja na ląd

miała miejsce dopiero w ordowiku. Początkowo problemem było zabójcze dla

organizmów promieniowanie UV.

12. Molekularna miara stopnia pokrewieństwa i różnorodności.

17. Wirusy są obdarzone wysoką swoistością w stosunku do:

 Gospodarza (swoistość gatunkowa)

 Tkanki (swoistość tkankowa)

 Komórki (swoistość komórkowa)

18. Klasyfikacja wirusów:

 Roślinne – nazewnictwo zwiane z gospodarzem i efektem wywoływanym, np.

wirus mozaiki tytoniowej

 Zwierzęce – nazewnictwo ogranicza się do podania nazwy rodziny, nazwy te

pochodzą od objawów chorobowych, rozmiarów lub rodzaju kwasów

nukleinowych lub od mechanizmu replikacji tych kwasów (np. retrowirusy)

 Bakteryjne (bakteriofagi) – nazywane od organizmu gospodarza, w którym po

raz pierwszy zostały odkryte i otrzymały ponadto określoną literę i numer

identyfikacyjny.

W określaniu pokrewieństwa organizmów i prawdziwych linii filogenetycznych

wykorzystuje się rRNA, którego sekwencje są wysoce konserwatywne.

Na podstawie tego stwierdzono, że istnieją 3 domeny organizmów:

o 2 prokariotyczne

o 1 eukariotyczna

Jeśli 2 obszary sekwencji DNA zawierają jakieś obszary podobne, to można je

ułożyć równolegle w szeregu i zidentyfikować obszary różniące się sekwencją.

Informacja o stopniu pokrewieństwa zawarta jest w obszarze z różnicami

sekwencji, a obszary konserwatywne są potrzebne do takiego ułożenia

porównywanych sekwencji, aby były porównywalne ze sobą te same zmienne

obszary.

19. Wirusy roślinne wnikają do gospodarza poprzez uszkodzone powłoki, objawem

zakażenia są plamy nekrotyczne.

Zakażenie następuje w wyniku:

 Bezpośredniego kontaktu z miejscem zranienia rośliny

 Za pomocą wektorów (owadów, pasożytów roślinnych)

Okazało się, ze archeany są bliżej spokrewnione z eukariotami niż z bakteriami

13. Wirusy są bezwzględnymi wewnątrzkomórkowymi pasożytami roślin, zwierząt

i mikroorganizmów (bakteriofagi), bakteriofagi o wymiarach 20 – 200 nm. Są

to cząstki pozbawione budowy komórkowej i własnego metabolizmu, których

reprodukcja uzależniona jest od metabolizmu komórek gospodarza.

Wirusy obdarzone są wysoką swoistością w stosunku do gospodarza, a

wewnątrz niego wykazują też swoistość tkankową i komórkową.

Wirusy przenoszone przez owady dzielimy na:

 Perystentne

 Nieprzewlekłe

14. Gospodarzami wirusów są:

 Rośliny

 Zwierzęta

 Mikroorganizmy

15. Cechy:

 Zawierają tylko jeden rodzaj kwasu nukleinowego – RNA lub

DNA, kwasy te mogą występować w formie jednoniciowej (ss) lub

dwuniciowej (ds), liniowej lub segmentowanej.

 Kwas nukleinowy jest niezbędny, choć nie niewystarczający do

jego namnażania (reprodukcji)

 Ich reprodukcja możliwa jest tylko w komórkach gospodarza, gdzie

odbywa się Replikacja kwasu nukleinowego i synteza białkowego

płaszcza (kapsydu). Proces ten zazwyczaj prowadzi do Lizy (śmierci)

komórki.

Wirus mozaiki tytoniu ma symetrię helikalną.

20. Wirusy zwierzęce :

Materiałem genetycznym może być zazwyczaj dwuniciowe DNA, lub RNA jednoniciowy

lub dwuniciowy.

Wirusy zwierzęce wywołują wiele chorób ludzi i zwierząt m.in. ospa prawdziwa,

wietrzna, Odra, wścieklizna

Zakażenie może być wynikiem:

 Bezpośredniego kontaktu

 Pośrednictwa np. owadów

Właściwe wniknięcie do komórek gospodarza jest jednak zawsze wynikiem

fagocytozy lub pinocytozy .

26. Główka – zbudowana jest z kapsomerów i zawiera DNA

27. Ogonek – składa się z co najmniej 3 części:

 Wydrążonego rdzenia

 Kurczliwej pochewki otaczającej rdzeń

 Płytki podstawowej (umieszczonej na zewn. Końcu pochewki) zaopatrzonej w

szponiaste włókna i haczyki adsorpcyjne, swoiste wobec gospodarza.

Np. pryszczyca, wścieklizna, nosówka, cholera świń, trzęsawka owiec, choroba

woreczkowa pszczół i coś jedwabników.

Wirusy ludzkie:

 Ospa wietrzna

 Półpasiec

 Opryszczka

 Odra

 Różyczka

 Grypa

 Świnka

 Żółtaczka

 Odkleszczowe wirusowe zapalenie mózgu

 Gorączka krwiotwórcza 9wirus Ebola)

 AIDS (restrowirus)

Wiele bakteriofagów ma mniej skomplikowaną budowę.

Np. kształt kosaedralny, nitkowaty, złożony

Mozaika tytoniowa, HIV, grypa – RNAwirusy

21. Wirus grypy – pofragmentowany RNA, helikalny, osłonięty (białkowa i

lipidowa osłonka)

22. Wielościenne wirusy bez osłonki – najczęściej spotykana forma

wielościenna to ikosaedr. Zbudowany jest z 20 równobocznych trójkątów i 12

wierzchołków.

28. Specyficzność infekcji fagowej wynika z obecności na powierzchni bakterii

(gospodarza) specyficznych receptorów dla tego właśnie faga.

23. Wielościenne wirusy z osłonkami (162 kapsomery) – okryte osłonką

formy ikosaedralne. Osłonka pochodzi z wewnętrznej błony jądrowej

gospodarza.

Genom fagowy po wniknięciu do komórki kieruje syntezą składników nowych cząstek

fagowych, wykorzystując biosyntetyczny „aparat” gospodarza.

Nowe cząstki fagowe po złożeniu uwalniają się z komórki – cykl lityczny.

29. Fagi :

I. Namnażania się fagów wirulentnych – cykl lityczny:

Np . wirus ospy wietrznej, półpaśca

Fagowy DNA zamiast cytozyny zawiera 5-hydroksymetylocytozynę i dzięki

temu synteza fagowego DNA może być łatwo śledzona.

24. Wirusy grupy ospy – największe spośród zwierzęcych wirusów patogennych,

zawierają DNA, białko i lipidy.

Np. wirus ospy prawdziwej, krowianki

25. Wirusy bakteryjne (bakteriofagi) - różnią się budową od wirusów

roślinnych i zwierzęcych. Jako materiał genetyczny zawierają DNA lub RNA,

które mogą być w formie ss lub ds., liniowej lub kolistej. Materiał genetyczny

otoczony jest chroniącym go białkowym kapsydem, który ponadto współdziała

w infekcji nowego gospodarza i może zawierać oprócz materiału genetycznego

dodatkowe enzymy.

Bakteriofagi i inne wirusy są nieruchliwe. Do przyłączenia fagowej cząstki do

komórki bakterii (adsorpcja) dochodzi przez przypadek. Po zakończeniu syntez

i procesu dojrzewania fagów, następuje Liza komórki gospodarza, a nowe fagi

są uwolnione od środowiska i infekują dalej.

Etapy infekcji:

a) Adsorpcja – infekcja komórki gospodarza, oparta na zjawisku swoistości

adsorpcji (musi być poprzedzona związaniem faga z powierzchnią

komórki). Specyficzne receptory ściany komórkowej bakterii mogą mieć

charakter białkowy (komponenty warstwy lipoproteinowej),

polisacharydowi (polisacharydowi warstwie lipopolisacharydowej), mogą

być na powierzchni cały czas lub powstać tylko w pewnych warunkach.

Rozmiary: od 25 nm. do 110x85 nm. (wymiar główki). Najlepiej przebadanym

bakteriofagiem jest kolifag, czyli bakteriofagi tzw. serii T pochodzący z

Eserichia coli

Kolifag T2 składa się z:

 Wielościennej główki (dł. Ok. 100nm.)

 Ogonka o podobnej długości

Najbardziej prawdopodobna przyczyna oporności na fagi – brak

receptorów

b) Penetracja – przeniknięcie materiału genetycznego do wnętrza komórki

gospodarza. Pusty Kapsyd zostaje na zewnątrz. Lizozym związany z

główką fagową powoduje rozpuszczanie peptydoglikanu w

miejscu wnikania faga.

Plon faga

= liczba fagów uwolnionych z jednej komórki bakterii

c) Replikacja kwasów nukleinowych – kwasy nukleinowe po

dostaniu się do wnętrza gospodarza, podlegają transkrypcji i

translacji (RNA tylko translacji) w celu syntezy białek

enzymatycznych tzw. Białek wczesnych, których rola polega na

udziale w syntezach genów nowych cząstek fagowych. Liczne

fagi blokują syntezę białek gospodarza i degradują jego genom,

wymuszają skierowanie całego potencjału syntetycznego na

produkcję komponentów fagowych. Po krótkim czasie

uruchamiana jest produkcja białek próżnych – fagowych białek

strukturalnych, składowych płaszcza i białek potrzebnych do Lizy

komórki i uwolnienia faga.

d) Składanie (dojrzewanie) – po wytworzeniu wszystkich

elementów składowych zaczyna się spontaniczne składnie

nowych cząstek fagowych, z jednoczesnym pakowaniem kwasów

nukleinowych.

e) Uwalnianie – odbywa się poprzez Lizę ściany komórkowej, stad

cykl określamy jako lityczny, a fagi przeprowadzają go – fagami

wirulentnymi (zjadliwymi). Enzymy rozluźniają strukturę ściany

komórkowej fagi uwalniane są.

Niektóre fagi np. nitkowate, uwalniają namnożone cząstki

poprzez ścianę komórkową bez niszczenia komórki. Mogą one

być uwalniane stopniowo przez długi okres czasu, a komórka

gospodarza kontynuuje wzrost, ale w zwolnionym tempie.

Okres latencji – od wniknięcia wirusa do uwolnienia, nie wiąże się z liczbą

komórek zainfekowanych

Faza eklipsy – nie jesteśmy w stanie stwierdzić obecności wirusa

II. Rozwój fagów łagodnych – lizogemia

(cykl związany z uśpieniem wirusa)

Mikrobiologia - wykłady.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: