rep1 mikro.doc

Ile jest mikrobów w 1g jelita? 109 – 1011

Jaka bakteria jest odpowiedzialna za próchnicę? Streptococcus mutans

Co należy do drobnoustrojów? Wirusy właściwe, archebacterie, glony, grzyby

Nazwiska pierwszych mikrobiologów: Redi, , bakterie Needham, Spallanzam, Pasteur, Tyndall, Cohn

Kiedy trwał złoty wiek mikrobiologii? 1875 – 1918

Robert Koch – osiągnięcia: Zajmował się wąglikiem, stworzył postulaty, używał zestalonej surowicy i przekrojonego ziemniaka jako podłóż, opracował metody hodowania bakterii poza organizmem człowieka.

Postulaty Kocha

a) można stwierdzić obecność drobnoustroju w organizmie w każdym przypadku choroby

b) można wyizolować bakterie z zakażonego osobnika i uzyskać ich czystą kolonię

c) można wywołać objawy choroby po zakażeniu wrażliwego organizmu czystą kulturą

d) można ponownie wyizolować zarazek z tego zakażonego organizmu

Jaka bakteria wywołuje gruźlicę? Mycobacterium tuberculosis

Osiągnięcia Pasteura, Listera, Jennera, Fleminga, Jacoba i Monoda

Pasteur:

– odkrycie zjawiska fermentacji,

– pasteryzacja

– obalenie teorii samorództwa             

Lister:

– wprowadził odkażanie

– zmniejszył gorączkę popołogową

Jenner:

– zastosował pierwszą szczepionkę (wcierał strupy z ospy bydlęcej w skórę)

Fleming:

– odkrył penicylinę

Jacob i Monod:

– teoria regulacji syntezy białek

Co należy do archebakterii? metanogeny, halofile, ekstremalne termofile

Różnice między Eukariota i Prokariota

        - Mniejsze rybosomy (70S)

– Brak mitochondriów

– Brak choroplastów

– Brak jądra

– mniejsza średnica (0,3 – 2μm)

– inne chromosomy (1 do 4, ale zazwyczaj 1)

– specyficzne składniki ściany komórkowej

Rodzaje substancji zapasowych

– ziarna skrobi

– ziarna glikogenu

– polimery kw. β-hydroksymasłowego

– polimer fosforanowy (WOUTYNA)

– ziarna siarki

– wtręty białkowe

Co to

a)karboksyzony; pęcherzyki otoczone błoną białkową, zawierające enzym (rybuozo-1,5-difisfikarboksyalazę), umożliwiają wiązanie CO­2.

b) cysterny powietrzne: umożliwiają bakteriom wodnym zanurzanie się i wypływanie w zależności od iości powietrza

c) mezozom: uwypuklenia błony cytoplazmatycznej do wnętrza komórki, biorą udział w transporcie elektronów i protonów, są miejscem fosforylacji oksydacyjnej, biorą udział w podziale komórki i tworzeniu przetrwalnika

d) magnetozomy: mają właściwości magnetyczne, są odpowiedzialne za orientację bakterii wzdłuż pola magnetycznego

Budowa ściany bakterii G(-)

Składa się z cienkiej warstwy peptydoglikanu (mureiny) oraz błony zewnętrznej. Połączone są one wiązaniami kowalencyjnymi i jonowymi. Między błoną cytoplazmatyczną a błoną zewnętrzną znajduje się przestrzeń periplazmatyczna – to w niej znajduje się m.in. mureina.

Błona zewnętrzna wykazuje typową budowę dwuwarstwową. Cechuje się jednak znacznie mniejszą przepuszczalnością związków hydrofobowych niż błona cytoplazmatyczna. Wynika to z małej ilości lub w niektórych przypadkach – braku fosfolipidów w jej warstwie zewnętrznej. Zamiast nich znajduje się tam LPS (lipopolisacharyd), który składa się z:

– lipidu A zbudowanego z difosforanu disacharydu glukozaminy połączonego z resztami kwasów tłuszczowych; po lizie komórki lipid ten zostaje uwolniony i odpowiada za działanie toksyczne na organizm zarażony (jest endotoksyną);

– rdzenia wspólnego dla większości bakterii G(-)

– antygenu O – swoistego łańcucha cukrowego zawierającego unikatową powtarzającą się jednostkę

W ścianie komórkowej znajdują się również białka pełniące różne funkcje. Mogą to być białka uczestniczące w transporcie (poryny) bądź strukturalne, lub wiążące.

Lipoproteiny odpowiadają za stabilizację błony zewnętrznej. Tkwią w części wewnętrznej błony zewnętrznej, a większa ich część znajduje się w periplazmie. Składnik białkowy lipoproteid połączony jest wiązaniami peptydowymi z resztami kwasu diaminopimelinowego łańcuchów bocznych PG.

Na czym polega barwienie bakterii metodą Grama?

Składa się z następujących etapów:

a) utrwalenie preparatu – zabicie bakterii + „przyklejenie” ich do szkiełka aby nie uległy zmyciu w trakcie barwienia

b) barwienie r-rem fioletu krystalicznego – wybarwiają się zarówno bakterie G(-), jak i G(+).

c) bejcowanie płynem Lugola – jod zawarty w roztworze tworzy kompleksy z fioletem krystalicznym, przez co barwa jest trwalsza.

d) odbarwianie alkoholem i acetonem – u bakterii G(-) warstwa mureiny jest cienka. Alkohol/aceton powiększa pory w mureinie, przez co staje się ona bardziej przepuszczalna i barwnik zostaje wymyty z wnętrza komórki. W bakteriach G(+) warstwa PG jest na tyle gruba, że barwnik nie zostaje wymyty mimo użycia alkoholu i acetonu.

e) dobarwianie przy pomocy fuksyny – bakterie G(-) barwią się na kolor czerwony, kontrastujący z niebieskim kolorem bakterii G(+).

Co stanie się po podziałaniu lizozymem, EDTA?

Substratem dla lizozymu są wiązania β-1,4-glikozydowe występujące w murenie. W wyniku działania lizozymu na komórkę bakterii G(+) powstaje protoplast. U bakterii G(-) występuje błona zewnętrzna – lizozym ma utrudniony dostęp do mureny i potrzebny jest dodatek EDTA – powoduje on dezintegrację błony zewnętrznej poprzez wiązanie jonów Ca2+, które stabilizują ją.

Co to jest protoplast i sferoplast.

Protoplast – pozostałość po działaniu lizozymem na bakterię G(+) - bakteria pozbawiona ściany komórkowej, w której zachowane zostają funkcje życiowe pod warunkiem odpowiedniego ciśnienia osmotycznego środowiska (izotoniczne lub hipertoniczne).

Sferoplast – jest to protoplast z pozostałościami ściany komórkowej.

Mechanizm działania penicyliny

Penicylina (jak inne leki β-laktamowe) jest inhibitorem syntezy ściany komórkowej:

a) związanie się penicyliny z receptorami komórki („białko wiążące penicylinę”, PBP) – zostaje zablokowana reakcja transpeptydacji (związanie się penicyliny z transpeptydazą, co uniemożliwia powstawanie mostka peptydowego) i zahamowana synteza peptydoglikanu

b) usunięcie lub unieczynnienie inhibitora enzymów autolitycznych w ścianie komórkowej – uczynnienie enzymu litycznego i liza, jeśli środowisko jest izotoniczne, a w środowisku wyraźnie hipertonicznym – powstaje protoplast lub sferoplast.

Penicylina działa na 3. etapie syntezy mureny (przenoszenie aminokwasów znajdujących się na dwucukrze związanym z mureiną na D-Ala)

Cykloseryna działa na etap I (dodawanie kolejnych aminokwasów)

Bacytracyna – na etap II (wiązanie z baktoprenolem)

Wankomycyna – na etap II

Bakterie bez ściany komórkowej

a) Mycoplasmy – zamiast ściany komórkowej posiadają sterole wbudowane w błonę cytoplazmatyczną – nie syntetyzują ich, lecz pobierają z organizmu żywiciela; są to pasożyty zwierząt i ludzi

b) Formy L – żyją w organizmie człowieka, utraciły zdolność do syntezy ściany całkowicie lub częściowo – mogą powstawać samorzutnie lub pod wpływem działania antybiotyków i są bardzo groźne dla zainfekowanego organizmu. Mogą przeżyć w chronionych częściach ustroju, a następnie rewertować do prawidłowej formy i powodować nawrót jawnego zakażenia. Niektóre formy L nie mają zdolności do rewersji. Potrzebne do przeżycia jest dla nich środowisko o odpowiedniej sile osmotycznej.

c) Archebacterie – osobna grupa bakterii, które nie posiadają peptydoglikanu. Zamiast niego posiadają:

–pseudomureinę, która zawiera kwas N-acetylotalozoaminouronowy zamiast NAM. NAG i ten kwas połączone są wiązaniem β-1,3-glikozydowym, przez co nie jest ona wrażliwa na działanie lizozymu

–warstwę S – białka pełnią funkcję błony

Co to są hopanoidy? Gdzie występują i po co?

Hopanoidy znajdują się w błonie cytoplazmatycznej archebakterii. Są to sterole wbudowane w błonę, które nadają jej wielką wytrzymałość (wytrzymują temp. do 100 st.C)

W normalnych lipidach występują wiązania estrowe, a tu eterowe między glikogenem a polimerem izoprenu. Jest to fytanyl. Dwa łańcuchy izomerów izoprenoidu (C40) tworzą bifytanyl. Zapewnia on dużą wytrzymałość.

Co to są otoczki? Z czego są zbudowane? Otoczki mogą mieć postać śluzu luźno związanego z powierzchnią komórki lub otoczki właściwej ściśle związanej z powierzchnią komórki. Są one wirulentne ponieważ utrudniają pracę układu odpornościowego człowieka. Najczęściej są zbudowane z cukrowców, ale też z polipeptydów lub np. kwasu hialuronowego. U Bacillus subtilis z form L-i D-glutaminianu.

Co to są endospory? Które bakterie je wytwarzają? Endospory to formy przetrwalnikowe bakterii. Mogą je wytwarzać niektóre ich gatunki w sytuacjach, gdy warunki środowiska ulegają pogorszeniu – umożliwia to przetrwanie w trudnych warunkach.

Położenie endospory jest cechą taksonomiczną!

Endospory zawierają bardzo małe ilości wody (ok.15% normalnej wartości), kwas dwupikolinowy wiążący jony Ca2+, czemu endospory zawdzięczają niezwykłą trwałość.

Przetrwalniki składają się z:

a)      rdzenia

b)      błony wewnętrznej

c)       ściany przetrwalnika

d)      kory

e)      błony zewnętrznej

f)        płaszcza

g)      egzosporium

Gatunki wytwarzające endospory:

Bacillus sp.

Clostridium sp.

Sporolactobacillus

Sporosarcina

Streptomyces

Coxiella brunetti

Cechy odróżniające endospory od komórek wegetatywnych:

Duża ilość Ca2+; sine załamywanie światła; bardzo mała aktywność enzymatyczna; b. mała ilość wody; małe wykorzystanie tlenu; duża odporność na temperaturę, promieniowanie i chemikalia; ciężko się barwią; odporne na lizozym; kwas dwupikolinowy.

Struktury „wystające” z komórki. Są to fimbrie i rzęski (flagella).

Fimbrie mogą być płciowe – czynnik wiruencji (komórki je posiadające to komórki męskie) lub adhezyjne służące do przyczepiania się do powierzchni

Rzęski służą do przemieszczania się. Składają się z długiego włókna, haka i pierścieni. Rosną „od końca” – odwrotnie niż włosy. U bakterii G(+) są dwa pierścieni: M w błonie cytoplazmatycznej i S w PG. U G(-) są cztery pierścienie: M w błonie cytoplazmatycznej, S w periplazmie, P w PG, L w błonie zewnętrznej.

Włókno rzęski zbudowane jest z flageliny. Jest puste w środku. Rzęskę wprawia w ruch obrót haka. Białka MOT powodują ruch rzęski - zgodnie z teorią chemiosmotyczną transport jonów H+ jest motorem ruchu rzęski. Białka Fli pozwalają zmienić kierunek obrotu.

Jeśli rzęska bakterii monotrichalnej porusza się w kierunku przeciwnym do wskazówek zegara – porusza się do przodu. Jeśli zgodnie – to do tyłu.

Jeśli jest urzęsienie peritrichalne, ruch jest prostoliniowy, jeśli wszystkie rzęski kręcą się w jednym kierunku. Jak się bakteria zatrzyma, działa dyfuzja, która może ją obrócić. Bakteria porusza się ruchem segmentowym, a nie prostoliniowym

Wymień czynniki wirulencji: Śluzy, otoczki, fimbrie.

Co to jest chemotaksja? Jest to rozpoznanie czasowe – bakteria nie może „wyczuć” na odległość zmian stężenia substancji w środowisku. Przemieszcza się w danym kierunki, a receptory odbierają informacje na temat środowiska zewnętrznego. Na tej podstawie dobiera kierunek poruszania się.

Co to jest skotofobotaksja i fototaksja?

Skotofobotaksja – bakterie wybierają długość fali światła, którą mogą absorbować

Fototaksja – ruch w kierunku światła.

Jak dzielą się bakterie ze względu na zapotrzebowania pokarmowe?

Chemotrofy – czerpią energię z przemian chemicznych (utlenianie)

Fototrofy – czerpią energię ze światła

Przykłady reakcji będących źródłem energii.

Dlaczego muł w Morzu Czarnym jest czarny?

Ponieważ bakterie beztlenowe produkują podczas oddychania beztlenowego siarkowodór, który reaguje z jonami żelaza z...