1.

Mikrobiologia – zajmuje się zagadnieniami związanymi z mikroorganizmami,
czyli archeanami, bakteriami, wirusami, grzybami oraz niektórymi
organizmami z królestwa Protista.

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

3. Systematyka drobnoustrojów:



Domena



Królestwo (typ)



Dział (klasa)



Rząd



Rodzina



Rodzaj



Gatunek



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

Zajmuje się również aktualizowaniem powyższych danych o osiągnięcia
najnowszych badań syst. Szczegółowych badań mikroorganizmów
poszczególnych gatunków.

Kiedyś królestwo zwierząt i roślin. Do roślin zaliczano grzyby i bakterie.
Eukarionty rozdzielono między rośliny i zwierzęta na podstawie cech budowy.

Aktualnie



Nadkrólestwo: Eucaryota

o

pierwotniaki

o

Grzyby

o

Rośliny

o

Zwierzęta



Jedno królestwo bakterii w nadkrólestwie Procaryota

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

Mikroorganizmy lub drobnoustroje:

o

Prokariotyczne – bakterie, archeany

o

Eukariotyczne – pierwotniaki, grzyby, glony

o

Nieożywione cząstki biologiczne – 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

Eucaryora

Procaryora

Organizmy żywe

Wirusy

Archeony

Bakterie

Mikroorganizmy

Grzyby

Rośliny

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 !

Wiek Ziemi – 4,5 mld lat
Życie pojawiło się 3-3,85 mld lat temu



8.

Teorie biogenezy:

Najpopularniejsze:

o

Oparina – istnienie atmosfery redukującej i „zupy pierwotnej”

o

Preferowana obecnie teoria atmosfery obojętnej i „aktywnej
gliny”

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.

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.

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)

9.

Praorganizm:

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

tworzenia fosfolipidowych struktur micelarnych lub koacerwatów oraz reakcji
biochemicznych.

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.

Szlak metaboliczny -

struktura

Szlak enzymatyczny

i kataliza

Szlak genetyczny i

replikacja

Błona fosfolipidowa z

wbudowanymi

białkami

hv

Atmosfera ziemska

(charakter redukujący)

Zupa pierwotna i aminokwasy,

cukry, peptydy i inne

KOACERWATY

polimeryzacja

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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)

Wirusy przenoszone przez owady dzielimy na:



Perystentne



Nieprzewlekłe

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.

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)

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.

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

formy ikosaedralne. Osłonka pochodzi z wewnętrznej błony jądrowej
gospodarza.

Np. wirus ospy wietrznej, półpaśca

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.

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

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.

Wiele bakteriofagów ma mniej skomplikowaną budowę.
Np. kształt kosaedralny, nitkowaty, złożony

28. Specyficzność infekcji fagowej wynika z obecności na powierzchni bakterii

(gospodarza) specyficznych receptorów dla tego właśnie faga.

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:

Fagowy DNA zamiast cytozyny zawiera 5-hydroksymetylocytozynę i dzięki
temu synteza fagowego DNA może być łatwo śledzona.

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.

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.

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

Plon faga

= liczba fagów uwolnionych z jednej komórki bakterii

=

II. Rozwój fagów łagodnych – lizogemia

(cykl związany z uśpieniem wirusa)

30. Integracja (wstawienie) i dezintegracja (wycięcie) faga λ

31. W lizogennej komórce profan jest mocno związany z chromosomami

gospodarza i w doświadczeniu genetycznym DNA profana jest przenoszony z
komórki biorcy wraz z chromosomem

DNA faga λ musi być umieszczony w locus na chromosomie gospodarza,
między peronem galaktozy, a regionem biotyny.

Fagowy DNA jest wstawiony do chromosomu w wyniku trzech
następujących etapów:



Równoległe ułożenie



Pęknięcie



Ponowne krzyżowanie połączenia

Za przebieg tego procesu odpowiedzialna jest integraza lambda.

Informacja zawarta w zintegrowanym DNA fagowym nie ulega ekspresji.

32. RNA fagi – są głównie jednoniciowe (ss) RNA fagi, o cząsteczce liniowej.

RNA ma tu charakter nici dodatniej, która pełni funkcje genomu fagowego, jak
i mRNA. Po wniknięciu do komórki RNA może więc działać tu jako mRNA czyli
matryca dla syntez białek.

Kodowana przez faga replikaza RNA syntetyzuje komplementarną kopię nici dodatniej
RNA – nić negatywną, która stanowi matrycę do syntezy nowych gnomów oraz mRNA.


ss RNA fag

33. Genom ssRNA faga koduje 4 białka:



Enzym replikaza



Białko płaszcza



Białko dojrzewania



Białko lityczne

Po wytworzeniu wystarczającej ilości komponentów RNA (genom) jest zwijane i
opakowywane białkami płaszcza, dołącza się białko dojrzewania. Białka lityczne
powodują pęknięcie komórki i uwolnienie nowych cząstek faga.

34. Jednoniciowe (ss) DNA fagi:

Po wniknięciu do komórki ss DNA musi ulec konwersji do ds DNA, jest to warunek
zajścia replikacji.
Forma dsDNA jest replikowana dwukierunkowo z wytworzeniem licznych kopii
potomnych, które działały jako matryce do syntezy mRNA i nowych białek fagowych
oraz nowych cząstek ssDNA poprzez mechanizm toczącego się koła:







Nowe odcinki ss DNA są odcinane, ligowane z utworzeniem form kolistych pakowanych i
uwalnianych z komórki (albo wskutek lizy, np. fag o\ XI-4.

35. Dwuniciowe ds DNA fagi – fagi z serii T , których genomy są dwuniciowe,

liniowe cząsteczki DNA replikują się semikonserwatywnie – dwukierunkowo z
jednego punktu startowego replikacji.

36. Replikacja wirusów – bezwzględnym warunkiem replikacji wirusa jest jego

wnikniecie do komórki gospodarza

„Cykl reprodukcyjny”:

a) Adsorpcję na powierzchni komórki gospodarza,
b) Wniknięcie do komórki gospodarza,
c) Pozbycie się kapsydu (odsłonięcie),
d) Transkrypcję wirusowego kwasu nukleinowego,
e) Synteza wirusowych białek,
f)

Złożenie wirionu i dojrzewanie,

g) Opuszczenie komórki poprzez wypączkowanie lub poprzez lizę.

37. Adsorpcja – wynik specyficznego oddziaływania wirus-receptor.

Obecność receptora determinuje tropizm komórkowy i gatunkowy wirusa.

38. Przenikanie i odsłonięcie



Przenikanie cząstek wirusowych poprzez błonę cytoplazmatyczną na
drodze fuzji osłonki wirusowej błoną i uwolnienie nukleokapsydu do
cytoplazmy komórki (np. wirus HIV i HIV)



Endocytoza – wpuklenie błony plazmatycznej – otoczenie wirusa –
powstaje wakuola przenosząca kapsyd do wnętrza komórki –
uwolnienie wirusa z wakuoli.

39. Schematy: sposoby wnikania wirusów



Osłonowych



bezosłonkowych

Transkrypcja i translacja (cykle rozwojowe)



HIV – duży dsDNA wirus



Wirus polio – ssRNA – cały cykl w cytoplazmie, (czyli poza jądrem) do
cząstki wirion zawsze pakowany RNA+

40. HIV – ssRNA wirus, należy do retrowirusów, zawierających w dojrzałych

cząstkach wirusowych enzym odwrotną transkryptazę, katalizujący syntezę
DNA na nici matrycowej RNA.

W przypadku wirusa HIV dochodzi, więc do wytworzenia na bazie ssRNA
kolistej cząsteczki dsDNA, która w wyniku działania kodowanej przez wirusa
intergazy zostaje wbudowana do DNA gospodarza jako prowirus.

Synteza wirusowego DNA jest teraz pod kontrolą komórki, gdy tworzona jest komórka
potomna, w tym czasie reprodukowany jest prowirus, wirusowego tym samym czasie
reprodukowany jest prowirus.

Transkrypcja wirusowego mRNA, zachodząca pod kontrolą wirusową (czynniki
regulacyjne w nici DNA), prowadzi do powstania serii cząsteczek mRNA. Kopie RNA
tworzone na matrycy prowirusowego DNA, stanowiące nici potomne RNA, są
upakowywane następnie do kapsydu.

41. Schemat rozwoju wirusa HIV:

Dojrzewanie, składanie i uwalnianie może odbywać się przy udziale białek pomocniczych
nie występujących w dojrzałych formach

a) HSV – składany jest w jądrze przy udziale białek pomocniczych, a dojrzały kapsyd

wypączkowuje poprzez błonę jądrową, nabywając osłonkę. Wiele wirusów Herpes
infekuje sąsiednie komórki w procesie zwanym fuzją komórkową – błona kom kom
zainfekowanej łączy się z błoną zdrowej kom, umożliwiając przejście wirionów i
zapoczątkowanie nowego cyklu replikacyjnego.

b) Wirus polio – składany jest w cytoplazmie, bez udziału białek pomocniczych. Opuszcza

kom w wyniku jej Lizy.

c)

HIV – składany jest w cytoplazmie, przy udziale precyzyjnego systemu kontrolującego
proces składania. Opuszcza kom poprzez wypączkowanie i pobranie fragmentu błony
jako osłonki.



Genomy dsRNA: retrowirusy, birnowirusy



Genomy o dodatniej polarności ssRNA



Genomy o ujemnej polarności ssRNA



Genomy ssRNA, w których dsRNA jest formą pośrednią

42. W celu otrzymania hodowli wyjściowej wirusa, namnaża się go poprzez

zainfekowanie kom w hodowli komórkowej.

Po kilki dniach izoluje się cząstki wirusowe z podłoża lub z kom poprzez ich
lizę. Ilość wirusa określa się poprzez ilościowe oznaczenie miana wirusa.

W przypadku niektórych wirusów np. grypy, namnażania dokonuje się nie w
hodowlach tkankowych, ale w zarodkach kurzych. Wiriony wprowadza się do
jamy owodni jaja. Wirus adsorbuje się i namnaża w kom epitelialnych,
wyścielających jamę owodni. Wirus jest uwalniany do płynu owodniowego
zbierany po dwóch dniach wzrostu w temp. 37

0

C. W ten sposób otrzymuje się

szczepionki przeciwwirusowe.

43. Mianowanie wirusów.

Cyklowi replikacyjnemu wirusa w kom gospodarza towarzyszą zmiany
biochemiczne i morfologiczne. Zmiany morfologiczne (np. zaokrąglanie kom
lub ich fuzja) określa się mianem efektu cytopatycznego CPE.

Regularne pojawienie się i wykrywanie CPE jest podstawą określania stopnia
infekcyjności, czyli oznaczania liczby jednostek infekcyjnych wirusa w
jednostce objętości lub inaczej miana infekcyjności wirusa (tzn.
jednostek tworzenia łysinek pfu – plague forming units).

Jednostka infekcyjna - najmniejsza liczba wirusów powodująca
powstawianie wykrywalnego efektu biologicznego przy oznaczaniu uch miana.

Oznaczenie liczby łysinek oznacza liczbę jednostek infekcyjnych w danej
zawiesinie wirusa. Każda łysinka pochodzi z pojedynczego infekcyjnego
wironu.

Wartość miana wyraża się jako liczbę jednostek tworzących łysinki na ml (pfu
ml

-1

) i otrzymuje się ze wzoru:

44. Wiele wirusów ma zdolnośc do aglutynacji krwinek czerwonych –

hemoaglutynacji. Nie zaglutynowane erytrocyty tworzą osad na dnie naczynia,
zaglutynowane tworzą osad oblepiający ścianki naczynia.

45. Wirusy mogą wnikac do gospodarza poprzez:

a) Układ oddechowy – namnożone w kom nabłonkowych układu

oddechowego, opuszczają go podczas kaszlu, kichania itp.. Zaliczane
są tu również wirusy wnikające drogami oddechowymi, lecz
wywołujące infekcje innych układów (np. ospa wietrzna, różyczka,
Odra).

b) Układ pokarmowy – wirusy zakażające jelita, wiriony uwalnianie są

z kałem.

c)

Skóra – wirusy wnikają poprzez uszkodzenie tej powłoki
(wścieklizna, żółta gorączka, HIV, wirusowe zapalenie wątroby typu B
i C).

d) Droga płciowa – droga zakażenia wirusami HIV, HSV, brodawczaków.
e) Zakażenie pionowe – tzn. od matki do potomstwa poprzez błony płodowe (in

utero), podczas narodzin dziecka lun przez mleko matki (np. HSV, HIV,
wirusowe zapalenie typu B)

46. Skutki zakażenia zależą od:



Wieku



odporności



stanu fizjologicznego gospodarza

47. Dla większości zakażeń wirusowych typowa kolejność zdarzeń to:

Zakażenie -> zespół chorobowy -> usunięcie wirusa -> wyzdrowienie.

Zakażenia wirusowe mogą powodować stan nosicielstwa lub trwałego zakażenia np.
zapalenie wątroby typu B i C, HIV.

48. Wirusy mogą być przyczyną nowotworów, nowotworów ich obecnością w kom mogą

wiązać się takie procesy jak:



Integracja materiału genetycznego (onkogeny wirusowe)



Rearanżacja lub włączenie ekspresji genów kom (onkogeney komórkowe).

Za czynnik sprzyjający nowotworom uznaje się: wirusy WZW B, WZW C, VEB, heroes
simplex i wirusy brodawczaków.

(Brodawczaków określonych sytuacjach wszystkie wirusy mogą powodować infekcje
kończące się zgonem. Wirusy, które wywołują zakażenia zawsze kończące się śmiercią
to wścieklizna, HIV (prowadzący do AIDS) oraz szereg stanów neurologicznych (np.
podostrz uogólnione zapalenie opon mózgowych).)

49. Szczepionki dzieli się na dwa główne typy:



Atenuowane (żywe),



Inaktywowane (zabite).

Trwają obecnie badania nad wykorzystaniem białek wirusowych czy też DNA jako źródła
szczepionek.

50. Szczepionki podaje się:



domięśniowo,



śródskórnie,



podskórnie,



donosowo,



doustnie.

51. Zalety szczepionek atenuowanych (żywych):

a.

Wymagają podania małej ilości cząstek wirusowych wywołujących lokalną
odpowiedź immunologiczną,

b.

Można je podawać naturalnymi drogami wnikania np. polio doustnie,

c.

Są zwykle tanie.

52. Wady szczepionek atenuowanych:

a.

Możliwość rewersji do typu dzikiego,

b.

Nieefektywność, jeżeli na skutek czynników zewnętrznych (np. nieprawidłowe
przechowywanie, zakażenia przewodu pokarmowego uniemożliwiające
replikację) wirusy będą niezdolne do replikacji,

c.

Przypadkowe zanieczyszczenia.

53. Zalety szczepionek inaktywowanych (martwych):

a.

Brak możliwości rewersji do typu dzikiego,

b.

Możliwości podawania w przypadku niedoboru układu
odpornościowego.

54. Wady szczepionek inaktywowanych:

a.

Są drogie,

b.

Nie stymulują powstania miejscowej odporności,

c.

Są niebezpieczne na etapie ich produkcji.

55. Klasyfikacja wirusów – w roku 2000 Międzynarodowy Komitet Taksonomii

Wirusów przyjął obecną klasyfikację wirusów.

Cechami, jakie obecnie bierze się pod uwagę w klasyfikacji wirusów są:
morfologia, właściwości fizykochemiczne i fizyczne, genom, organizacja
genomu i replikacja, białka, lipidy, węglowodany, właściwości antygenowe,
właściwości biologiczne. W sumie 500 – 700 cech.

Rzędy (nazwie łacińskiej przyrostek – vivales) grupują rodziny o podobnej
charakterystyce, różne od pozostałych rodzin i rzędów. Założeniem jest
grupowanie rodzin o udowodnionym pochodzeniu monofiletycznym.
Rodziny (- viridae) grupują rodzaje wirusów o współdzielonych właściwościach.
Większość rodzin ma specyficzną morfologię, strukturę genomu i strategię
replikacji. Czasami rodziny są dzielone na podrodziny (- virinae), co pozwala
rozróżnić mniejsze grupy rodzajów.
Rodzaje (- wirus) grupują gatunki o określonych, wspólnych cechach.
Gatunki – wyróżnia się na podstawie kryteriów ekologicznych oraz sposobu
replikacji.

56. Nazewnictwo Procaryota klasyfikacja mikroorganizmów:



Systematyka nomenklatury naukowej (podwójne nazewnictwo,
system binominalny) stworzył Karol Lineusz



Każdy organizm posiada podwójną nazwę – nazwa rodzajowa
Procaryota epitet określający gatunek



Nazwy systematyczne pisane są kursywą lub Procaryota
podkreśleniem



Nazwa rodzajowa pisana z dużej litery, gatunkowa z małej



Na całym świecie (zwłaszcza w języku naukowym)obowiązują nazwy
łacińskie, dzięki czemu taksomia jest uniwersalna



Nazwy mogą być opisowe lub honorować naukowca (odkrywcę,
badacza)

Klasyfikacja organizmów:
57. Bakterie



Peptydoglikanowa ściana kom.



Rozmnażanie przez podział prosty



Zarówno autotrofy (foto i chemo) jak i heterotrofy

58. Archea



Brak peptydoglikanów (mureny) – pseudomureina



Żyją w środowiskach ekstremalnych



Zaliczamu ty:

I.

Metanogeny

II.

Halofile (słonolubne)

III.

Termoacidofile (wysoka temperatura, silne
zakwaszenie)

59. Grzyby (Fungi)



Eukarionty



Ściany komórkowe z chityny



Heterotrofy (saprofity i pasożyty)



Jednokomórkowce – drożdże



Wielokomórkowe – o wielokomórkowej plesze zbudowanej z
wielokomórkowych, rozgałęzionych strzępek – plaśnie i grzyby kapeluszowe

60. Pierwotniaki (Protozoa)



Eukarionty



Absorbują Alga trawią materie organiczną (heterotrofy, czasem miksofity)



Są osiadłe lub poruszają się dzięki wiciom, rzęskom, nibynóżkom

61. Glony (Algae)



Eukarionty



Celulozowe ściany komórkowe



Fotoautotrofy (rzadko miksofity)



Zasiedlają wody Procaryota gleby

PROKARYOTA

1.

Prokaryota reprezentują dwie domeny, Eubacteria i Archaea, które różnią się istotnie
budową, składem i zajmowanymi siedliskami.



Archaea (Archaeabacteria, archeony) żyją w ekstremalnych środowiskach.



Eubacteria (bakterie) są najbardziej powszechnymi i zróżnicowanymi
organizmami na Ziemi.

2. Bakterie:



Wszędobylskie, jednokom. lub kolonijne organizmy o budowie prokariotycznej
(protocyt),



Organizmy o najmniejszych wymiarach kom – 0,5 – 5 um, choć istnieją
gatunki o rozmiarach dochodzących do 0,5 mm,



Niektóre bakterie (laseczki) są w stanie wytwarzać spory (endospory,
przetrwalniki). Spory umożliwiają bakteriom przetrwanie w niekorzystnych
warunkach, warunkach następnie powrót do normalnych funkcji życiowych,
kiedy warunki zmienią się na sprzyjające.

3.

Bakterie można pogrupować ze względu na wykorzystywane:



Źródło energii: fototrofy, chemotrofy,



Źródło donorów wodoru: litotrofy, organotrofy,



Źródło węgla: autotrofy, heterotrofy.

4.

Ponadto bakterie można podzielić na:



Tlenowe (aeroby) i beztlenowe (anaeroby) – względne lub bezwzględne. Są
również formy tolerujące niskie stężenia tlenu tzw. mikroaerofile.



W zależności od preferowanej temperatury na psychro- mezo- i termofile



W zależności od właściwości biochemicznych możne je przypisać do
różnych grup fizjologicznych, np. bakterie ligninolityczne, celulolityczne,
proteolityczne, amylolityczne i wielu innych.

Jeden gatunek bakterii może przynależeć jednocześnie do kilku grup fizjologicznych, co
wynika z jego właściwości biochemicznych.

5. Budowa komórki bakteryjnej
6. Kształty komórek:



koliste (coccus)

o

coccus – pojedyncze kulki (ziarniak)

o

dipolcoccus – dwie kulki (dwoinka)

o

streptococcus (paciorkowiec)

o

paciorkowiectetracoccus (czworniak)

o

sarcina (rakietowiec)

o

rakietowiecstaphylococcus (gronkowiec)



cylindryczne (bacilli)

o

coccobacillus

o

bacillus

o

diplobacillus

o

forma palisadowa

o

strepobacillus



inne

7. Układy bakterii kulistych

o

Laseczki (bacillus)

o

Pałeczki (bacterium)

o

Nitkowate

o

Paciorkowce (vibrio)

o

Prątki (mycobacterium)

o

Kretki

o

Śrubowce

o

Maczugowce

o

Ziarniaki (cocci)

o

Dwoinki

o

Paciorkowce

o

Gronkowce

o

Pakietowe

o

Czwórniaki

8. Morfologia wzrostu bakteryjnych na podłożu hodowlanym:

o

okrągły

o

nieregularny

o

rozgałęziony

o

amebowaty

o

okrągły z wałkiem brzeżnym

o

strzępiasty

9. Brzegi kolonii bakterii:



gładki



falisty



ząbkowany



nieregularnych wyżłobieniach



nitkowaty



rozgałęziony

10. Profil kolonii bakterii:



Płaski



Lekko wypukły



Wypukły lub silnie wypukły



Pępkowaty



Kraterowaty

11. Na podłożach standardowych i w optymalnych określonych warunkach hodowli komórki,

kolonie danego gatunku mają zawsze określony kształt, stanowiący cechę
diagnostyczną.

W okresie starzenia się bakterii mogą pojawić się formy inwolucyjne o zmiennych
kształtach, które powstają wskutek:



Zaburzeń w mechanizmie wytwarzania błon podziałowych



Nagromadzenia się w środowisku metabolitów lub produktów Lizy komórek



Niekorzystnych warunków rozwoju i wzrostu np. pH, temperatury, natlenienia,
deficytu substancji pokarmowych

12. Osłony - wszystkie warstwy na zewnątrz błony cytoplazmatycznej bakterii

W skład osłon mogą wchodzić:



warstwa jonowa



otoczka, mikrootoczka



zaadsorbowana warstwa śluzu



warstwa cementująca (utrzymująca po podziale dwie komórki razem)



ściana komórkowa (oprócz grupy Mycoplasma w wszystkich).

13. Wszystkie polisacharydy umiejscowione na zewnątrz komórki określane są jako

egzopolisacharydy (glikokaliks).



Egzopolisacharydy ściśle związane z powierzchnią komórki to otoczki.



Egzopolisacharydy związane z powierzchnią komórki luźno lub wydzielane
bezpośrednio do podłoża to śluzy.

14. Otoczka (capsula).



Najbardziej zewnętrzna cześć komórki, mogąca rozmiarami przewyższać rozmiary
samej komórki.



Występuje tylko u niektórych gatunków bakterii (determinowane zapisem
genetycznym i warunkami środowiskowymi), nie będąc elementem stałym u
bakterii otoczkowych w pewnych warunkach otoczka może zanikać.



Jest to śluzowata wydzielina komórki o różnej grubości, większości przypadków
składająca się z polisacharydów, aminocukrów, kwasów organicznych,
polipeptydów, generalnie dzieli się je na wielocukrowe i polipeptydowe.

15. Otoczki pełnią ważne funkcje, polegające m.in. na:



Ochronie komórki przed nadmierną utratą wody,



W warunkach głodowych jest źródłem materiałów zapasowych,



Stanowi barierę przed wnikaniem do wnętrza komórki substancji toksycznych w
tym farmaceutyków,



Otoczki mają właściwości antyfagocytarne, tzn. chronią bakterie przed zabiciem
przez fagocyt, a ponadto opóźniają rozpoznanie przez układ odpornościowy.



Ułatwiają adhezję (przyleganie)

16. Śluzy:



Liczne substancje otoczkowe, wydzielane do środowiska w postaci
śluzu, który nie jest przyczepiony do powierzchni komórki, a
dyfunduje do jej podłoża,



Liczne organizmy w obecności np. sacharozy wytwarzają śluzy
obficie, np. Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus salivarius, S.
mutans.

(Uczestniczą w tworzeniu płytki nazębne i powstawaniu próchnicy)

17. Pochewki:



Obecne w niektórych bakterii nitkowatych w postaci rurkowatych
osłonek, zbudowanych z heteropolisacharydu.

18. Rzęski i fimbrie – składają się z helikalnie ułożonych jednostek białkowych,

to białko to – flagellina. Jednostki białkowe ułożone są w ten sposób, że puste
wnętrze rzęski tworzy kanał na całej długości.

Rzęski – funkcja lokomotoryczna
Fibrie – funkcje adhezyjne, koniugacja, receptory dla fagów

19. Rzęski:



Długie, delikatne, nitkowate, cienkie, białkowe wyrostki,
zakotwiczone jednym końcem w komórce, podczas gdy drugi jest
wolny,



Umożliwiają ruch kom.,



Obecność lub brak, ilość oraz rozmieszczenie są cechami
gatunkowymi.

Ruch bez rzęsek występuje u bakterii poruszających się ruchem ślizgowym
(bakterie śluzowe, sinice i inne), a także u krętków.

20. Typy urzęsienia:



Monotrychalny (polarne)



Lofotrychalny – pęczek rzęsek na jednym biegunie (polarne)



Perytrychalny (urzęsienie perytrychalne)



Amfitrychalny – pęczki na 2 przeciwległych biegunach 9urzęsienei
polarne)

21. Rzęski zbudowane są z trzech części:

a.

Włókna - zbudowango z flagelliny, która jest immunogenem
(antygenem H),

b.

Ciała podstawowego – utworzonego przez pary pierścienie pełniących

rolę:

- tulejki, przez którą przechodzi włókno rzęski,

- motoru napędzającego ruch obrotowy rzęsek,

c.

Haka łączącego obie powyższe części i kotwiczącego rzęskę w błonie i
ścianie komórkowej.

22. Różnica w budowie komórek gram (+) i gram (-):

Gram (-) mają 2 pary pierścieni – zewnętrzny rzęsek wewnętrzny
Gram (+) jedna para pierścieni - wewnętrzne

23. Ruch rzęsek bakteryjnych ma charakter obrotowy. Ruch ten napędzany jest przez

pierścienie ciałka podstawowego, a siła pochodzi z PMF (siła promotoryczna –
rozproszenie gradientu protonowego uwalnia energię powodującą rotację rzęski).

24. Chemotaksja – ruch organizmu w kierunku (atraktanty) lub od (repelenty) związku

chemicznego.

Związek między ruchem rzęski, a stężeniem atraktanta lub repelenta w
środowisku dotyczy czynności białek w błonie cytoplazmatycznej, będących
chemoreceptorami, wykazującymi swoistość substratową. W przekazywaniu sygnałów
chemotaktycznych od chemoreceptora do motoru rzęski uczestniczą białka
chemotaktyczne przyjmujące grupy metylowe (MCP).

25. Chemotaksja – reakcja na związek chemiczny.

26. Aerotaksja – reakcja na stężenie tlenu.

27. Fototaksja – reakcja na natężenie światła.

28. Magnetotaksja – reakcja na pole magnetyczne.

29. Fimbrie (pilusy):



Białkowe wyrostki, krótsze i grubsze niż rzęski, występujące zarówno u
gatunków urzęsionych, jak i nieurzęsionych,



Wykazują zdolności adhezyjne w stosunki do różnych powierzchni, np. komórek
mikroorganizmów – fimbrie pospolite,



Są receptorami dla niektórych bakteriofagów czy przeciwciał,



U niektórych występują tzw. fimbrie płciowe (pilusy typu F), które uczestniczą
w procesie wymiany materiału genetycznego w procesie koniugacji.

30. Ściana komórkowa:



Struktura martwa, sztywna otaczająca żywą zawartość komórki, nadając jej
kształt, może być usunięta sztucznie nie powodując śmierci komórki. Twór
pozbawiony ściany komórkowej to sferyczny protoplast,



Całkowicie przepuszczalna dla soli i substancji drobnocząsteczkowych, dzięki
obecności w niej wielu porów pełni ona rolę mechanicznego sita, które nie
przepuszcza do wnętrza cząstek o większej masie cząsteczkowej,



Ochrona komórki przed lizą osmotyczną w środowisku o małej sile jonowej,



Ściana komórkowa Eubacteria zbudowana ze specyficznego, występującego
tylko u Procaryota, związku – mukopeptydu (peptydoglikanu, mureny),
zbudowanego z łańcuchów wielocukrowych połączonych poprzecznie
peptydami,



Na podstawie różnic w strukturze ściany komórkowej i wynikających stąd
różnic efektu barwienia metodą Grama. Bakterie dzieli się na dwie główne
grupy – b. gram (+) (wybarwiane na fioletowo) i gram (-) (wybarwiane na
różowo/czerwono).

31. Biosynteza ściany komórkowej – jest to proces złożony i kilkuetapowy.

Peptydoglikan tworzący bakteryjną ścianę komórkową zbudowany jest z
długich łańcuchów cukrowych zawierających naprzemiennie MurNAc i GlcNAc.

32. Wieloetapowa synteza, wymaga zaangażowania wielu enzymów i

dwóch przenośników (baktoprenolu i urydynodifosforanu – UDP):



Do MurNAc podstawione są boczne łańcuchy pentapeptydowe, które łącząc się
ze sobą łączą jednocześnie sąsiednie łańcuchy cukrowe,



UDP syntetyzowane w cytoplazmie przyłącza się do MurNAc, następnie na
wewnętrznej powierzchni błony MurNAc – pentapeptyd jest prznoszony z UDP
na baktoprenol i do MurNAc – pentapeptydu dołącza się tu GlcNAc (w formie
UDP- GlcNAc), z wytworzeniem disacharydopentapeptydowej jednostki
prekursorowej,



Prekursor jest przenoszony przez błonę przez baktoprenol, a następne
dołączany do końca łańcucha cukrowego, po tej operacji cząsteczka
baktoprenolu jest ponownie włączana w nowy cykl.



Poprzeczne wiązania pomiędzy łańcuchami powstają w procesie
transpeptydacji.

Rosnąca bakteria musi częściowo degradować peptydoglikan, ale tylko w takim
stopniu, by pozwolić na włączenie nowego peptydoglikanu, trawienie to
przeprowadzają enzymy zwane autolizynami.

33. Ściana bakterii Gram (+):



Wielowarstwowa (ok. 40 warstw) mureina zwana również
peptydoglikanem, ma grubość 20 – 80 nm, i stanowi 30 – 70%
suchej masy ściany komórkowej,



W peptydoglikan są wplecione, posiadające ładunek, wielocukry –
kwasy tejchojowe,



W ścianie wielu bakterii gramdododatnich są też cząsteczki kwasów
lipotejchojowych LTA, zakotwiczonych częścią lipidową w błonie
cytoplazmatycznej leżącej pod mureną. Wiele objawów infekcji
wywołanych przez bakterie gramdodatnie jest reakcją organizmu na
LTA.

34. Ściana bakterii Gram (-):



Składa się z jednowarstwowej, rzadko dwuwarstwowej mureiny
(wobec czego brak mostków międzypeptydowych), stanowiącej mniej
niż 10% suchej masy ściany komórkowej,



Murena bakterii Gram (-) nie zawiera kwasów tejchojowych ani
lipotejchojowych,



Jednowarstwowa mureina (cześć szkieletowa) okryta jest błoną
zewnętrzną (zbudowaną z licznych protein, lipoprotein,
lipopolisacharydów i lipidów), która połączona jest z mureną za
pomocą lipoproteiny, której jeden koniec jest kowalencyjnie związany
z mureną, a druga tkwi w błonie zewnętrznej,



W błonie zewnętrznej znajdują się pory utworzone przez białka,
poryny, które umożliwiają przenikanie składników odżywczych ze
środowiska do peryplazmy (przestrzeń między błoną zewnętrzną a
plazmatyczną).

35. Błona zewnętrzna składa się z:



Wewnętrznej warstwy błony zewnętrznej zbudowanej z fosfolipidów,



Zewnętrznej warstwy błony zewnętrznej zbudowanej z
lipopolisacharydu LPS.

36. Lipidowa częśc LPS (lipid S, endotoksyna) tworzy wewnętrzną część tej błony, a

wielocukrowa (rdzeń cukrowy) położona jest na powierzchni komórki.

Od rdzenia odchodzi boczny łańcuch z powtarzających się jednostek cukrowych
(antygen O).
LPS odgrywa tę samą rolę podczas infekcji, co LTA u bakterii gramdodatnich. Uwolnienie
LPS ze zniszczonych bakterii wywołuje odpowiedź zapalną odpowiedzialną za wiele
objawów infekcji.

37. Cukrowe łańcuch o – swoiste składają się z długich, powtarzających się

oligosacharydów, których sekwencja i skład są swoiste dla szczepu. Antygeny O
umożliwiają, więc identyfikację szczepu metodami immunologicznymi.

38. Lipid A zwany jest endotoksyną, gdyż jako cześć komórki uwalniany jest tylko podczas

jej lizy, w przeciwieństwie do egzotoksyn białkowych (np. toksyny tężcowej),
uwalnianych przez komórkę bez jej lizy.

Wytworzenie przeciwciał przez gospodarza i ich połączenie z antygenem O czyni
bakterie wrażliwymi na fagocytozę. Wielka różnorodność O – swoistych polisacharydów
wśród bakterii patogennych (wynik mutacji), daje bakteriom korzyść selekcyjną, gdyż
gospodarz nie jest w stanie wytworzyć jednocześnie przeciwciał przeciwko setkom
antygenów O.

Lipopolisacharydy nazwano endotoksyną ponieważ jest to część komórki bakteryjnej
(endo) uwalniana jedynie podczas lizy komórek, w przeciwieństwie do egzotoksyn –
toksyn białkowych uwalnianych przez komórkę bez jej lizy. LPS- Y są najbardziej
efektywnymi endotoksynami bakterii, wywołującymi gorączkę i biegunkę.

Endotoksyna jest bardzo toksyczna dla ssaków, jej obecność w układzie krwionośnym,
nawet w niewielkich stężeniach może prowadzić do szoku toksycznego (szok septyczny)
i śmierci.

39. LPS w komórkach bakterii gramujemnych odpowiada za:



Istnienie ładunku ujemnego na powierzchni komórki,



Utrudnienie dostępu cząsteczek szkodliwych do obszaru peryplazmatycznego i
wnętrza komórki,



Unikanie odpowiedzi immunologicznej gospodarza dzięki dużej zmienności
strukturalnej O – specyficznych łańcuchów.

40. Błona cytoplazmatyczna ma grubość 7,5 10 nm:



Jest to selektywnie przepuszczalna białkowo – lipidowa membrana o strukturze
trójwarstwowej zbudowana w 50 – 75 % z białej i 20 – 35 % z lipidów,



Składa się z podwójnej warstwy lipidowej, w której cząsteczki lipidów
ustawione w dwóch szeregach są zwrócone do sienie lipifilowymi „ogonkami”,
podczas gdy hydrofilowe bieguny lipidów – „główki” skierowane są na
zewnątrz,



W tę podwójną warstwę włączone są białka jedne przenikają przez całą grubość
błony, inne tylko przez cześć (białka integralne) lub są przyłączone do
zewnętrznej i wewnętrznej warstwy hydrofilowej (białko powierzchniowe).

41. Funkcje błony:



Jako struktura półprzepuszczalna stanowi barierę osmotyczną komórki i
kontroluje wnikanie i usuwanie różnych substancji,



Uczestniczy w pobieraniu związków chemicznych niezbędnych do
życia i rozwoju komórki (bierna dyfuzja lub transport aktywny z
udziałem energii i białkowych układów transportujących – permaeaz,
swoistych dla różnych substratów),



Uczestniczy w wydalaniu zbędnych produktów metabolizmu,



Prawidłowo funkcjonująca błona cytoplazmatyczna jest warunkiem
utrzymania równowagi układu,



Jest miejscem lokalizacji enzymów i przenośników elektronów
czynnych w ostatnich fazach utleniania biologicznego, biorących
udział w transporcie elektronów i fosforylacji oksydatywnej, a więc w
tworzeniu i magazynowaniu energii,



Błona cytoplazmatyczna uczestniczy w różnych procesach
biosyntetycznych, np. synteza komponentów ściany komórkowej i
otoczek,



Uczestniczy w wydzielaniu egzoenzymów,



Stanowi centrum replikacji DNA (miejsce startu i zakończenia)



W błonie zakotwiczone są rzęski.

42. Cytoplazma – wielofazowy układ koloidalny o skomplikowanej budowie

chemicznej i złożonych funkcjach biochemicznych, wypełniający wnętrze
komórki. Odczyn zbliżony do obojętnego. Obojętnego systemie tym woja jest
fazą rozpraszającą (ok. 80%) rozpuszczone są w niej:



Związki organiczne drobno – i wielkocząsteczkowe (białka, enzymy,
aminokwasy, węglowodany, tłuszcze, witaminy, koenzymy),



Sole (sole mineralne sodu, potasu, azotu, fosforu, siarki, żelaza i
magnezu).

Jest to środowisko dla zdecydowanej większości reakcji biochemicznych.

43. W cytoplazmie występują struktury submikroskopowe takie jak:



Nukleoid,



Pozachromosomalne czynniki dziedziczności – plazmidy,



Rybosomy,



Mezosomy,



Ciałka chromatoforowe,



A oprócz tego substancje zapasowe (ziarnistości, wtręty, kryształki,
kropelki).

44. Błony wewnątrzplazmatyczne i lamelle – lamelle niektórych bakterii

błona biologiczna tworzy inwigilacje (wpuklenia) i fałdy, mogą mieć one
postać:



Pofałdowanych wpukleń tzw. mezosomów, w których być może
zlokalizowane są enzymy oddechowe, a ponadto zapoczątkowana
zostaje replikacja DNA, przeważa jednak pogląd, że są to artefakty
powstające podczas preparatyki,



U bakterii nitryfikacyjnych (Nitrobacter, Nitrosomonas i
Nitrosococcus), występują pakiety lamelli, utworzone z równolegle
ułożonych pęcherzyków, z których niektóre połączone są błoną
cytoplazmatyczną,



U fototropicznych bakterii purpurowych występują systemy błon o
charakterze rurkowatym, blaszkowatym, pęcherzykowatym, które są
nośnikami barwników fotosyntetycznych (bakteriochlorofile,
karotenoidy) oraz systemy transportu elektronów i układu
fosforylacyjnego. System ten powstaje poprzez wpuklenie błony

cytoplazmatycznej, oddzielone pęcherzyki to chromatofory, jeżeli układają się
w stosy to określamy je jako stosy tylakoidalne.

45. Nukleoid:



Obszar komórki prokariotycznej będący odpowiednikiem jądra komórkowego u
Eucaryota,



W przeciwieństwie do jądra komórek eukariotycznych nukleiod nie jest
oddzielony od cytoplazmy otoczką jądrową,



Nukleoid zawiera genofor (chromosm bakteryjny najczęściej 1rzadzeij 2), czyli
pojedynczą, kolistą, zamkniętą cząsteczkę dwuniciowego DNA o długości do
200 nm (0,6 – 13 mln pz),



Cząsteczka DNA zawiera geny ułożone w zespoły, które regulują określone
szlaki metaboliczne (np. operon laktozowy, tryptofanowy), konkretną
właściwość organizmu lub proces komórkowy.

Bakteryjne DNA może mieć również postać pozachromosomalnych odcinków –
plazmidów, które replikują się autonomicznie dzięki własnym miejscom inicjacji
replikacji (origin replikacji). Plazmidy są dwuniciowymi, koliście zamkniętymi
cząsteczkami DNA, chociaż znane są również plazmidy liniowe. W komórkach
izolowanych ze środowisk naturalnych liczba kopii plazmidów jest niewielka i wynosi od
1 do 10.

Plazmidy kodują niektóre, nie należące do metabolizmu głównego, cechy organizmu, np.
odporność na antybiotyki, synteza bakteriocyn, wykorzystywanie nietypowych
substratów, itp..

Nukleoid wraz z plazmidami zawiera pełną informację genetyczną komórki.

46. Plazmidy jak i inne fragmenty DNA mogą być przekazywane innym bakteriom

gatunkowym, a nawet rodzajom bakterii w procesie tzw. Horyzontalnego transferu
genów, który zachodzi w naturze stosunkowo często.

Ponieważ przenoszenie DNA zachodzi między różnymi gatunkami i rodzajami bakterii,
pozwala to na „wypróbowanie” ogromnej ilości cech i zatrzymania tyko tych korzystnych
dla siebie.

47. Wyróżnia się 3 rodzaje horyzontalnego transferu genów:



Transformacja – pobieranie wolnego DNA ze środowiska



Transolukcja – przekazywanie DNA za pośrednictwem fagów



Koniugacja – bezpośrednie przekazywanie DNA z komórki do komórki

48. Rybosomy u Procaryota są mniejsze niż u Eucaryota (80S), mają niższą masę czast. i

stałą sedymentacji Sredberga wynoszącą 70S. Zbudowane są z 2 podjednostek –
większej – 50S i mniejszej – 30S. Każda podjednostka zbudowana jest z białek i rRNA.

Podjednostka 50S

Podjednostka 30S

23 S rRNA

5 S rRNA

32 specyficzne białka

16 S rRNA

21 specyficznych białek

Podjednostki rybosomów występują w cytoplazmie oddzielnie, łączą się ze sobą tylko po
połączeniu z mRNA, w czasie biosyntezy białek, tworząc wówczas polirybosomy
(polisom) – skupienia wielu rybosomów osadzonych na nici mRNA.

Różnice między rybosomami Procariota i Eucaryota mają ogromne znaczenie
terapeutyczne w leczeniu infekcji, gdyż niektóre antybiotyki hamują wybiórczo
syntezę białek na rybosomach 70 S nie wpływając na biosyntezy zachodzące
na rybosomach 80S.

49. Substancje zapasowe:

W określonych warunkach środowiska liczne mikroorganizmy odkładają
wewnątrz komórki substancje zapasowe w postaci:



Wielocukrów



Tłuszczy



Polifosforanów



Siarki

Substancje te w komórce mają charakter osmotycznie nieczynnej i są
nierozpuszczalne w wodzie.

Materiały te są gromadzone w komórce w sytuacji, gdy w podłożu znajdują się
składniki potrzebne do ich syntezy, a jednocześnie wzrost bakterii jest
ograniczony lub zatrzymany wskutek braku jakiegoś składnika pokarmowego
lub obecności jakiegoś inhibitora wzrostu.

W warunkach sprzyjających wzrostowi substancje zapasowe są w razie
potrzeby włączone ponownie w metabolizm komórki.


Polisacharydy:



Glikogen



Skrobia



Graktoza ? (substancja podobna do skrobi)

Tłuszcze
Wewnątrzkomórkowe substancje tłuszczowe często występują u bakterii i
mają postać ziaren i kropli. Można je wybawić barwnikami lipidowymi

Polifosforany



Wolutyna – ziarna polifosforanów gromadzone przez liczne gatunki
bakterii, składają się głównie z długołańcuchowych polifosforanów.
Fosforany magazynowane w te sposób mogą być wykorzystywane w
przypadku ich braku w podłożu umożliwiając komórce nawet
kilkukrotne podziały lub wytworzenie przetrwalników.

Siarka – Bakterie utleniając siarczki do siarczanów, przejściowo mogą
gromadzić siarkę w postaci kropel silnie załamujących światło. Ilość
nagromadzonej siarki zależy od stężenia siarkowodoru w środowisku, przy
jego braku nagromadzona siarka ulega utlenieniu do siarczanów.



Dla bakterii tlenowych może być źródłem energii



Dla purpurowych bakterii beztlenowych fototroficznych jest ona
donorem elektronów.

50. Endospory – Formy przetrwane o wyjątkowej ciepłooporności, umożliwiające

bakteriom przeżycie warunków, które mogą być zabójcze dla form
wegetatywnych.

Endospory nie służą do rozmnażania, a jedynie przetrwania niekorzystnych warunków,
każda komórka może wytwarzać w swym wnętrzu tylko 1 przetrwalnik.

Endospory są dobrze widoczne w obrazie mikroskopowym, ponieważ silnie załamuje
światło, co wynika ze skondensowania w ich wnętrzu dużej ilości białek i prawie całej
suchej zawartości komórki macierzystej.

Zdolność wytwarzania endospor jest cechą nielicznych bakterii.
Wszystkie bakterie przetrwalnikujące są cylindrycznymi bakteriami Gram +, większość
do bakterie ruchliwe o urzęsieniu pozytrichialnym (?)



Bezwzględnie i względnie tlenowe z rodzaju Baccillus



Beztlenowce z rodzaju Closidrium

51. Tworzenie endospor – sporulacja

Endospory powstają wewnątrz komórki bakteryjnej. Proces ich wytwarzania wiąże się z
pogorszeniem warunków żywieniowych (wyczerpanie źródła C lub N lub obu
jednocześnie, nagromadzenie się metabolitów)

Komórka bakteryjna w wyniku zapoczątkowania procesu sporulacji staje się sporangium
(zarodnia), w którym przetrwalnik, w zależności od gatunku zajmuje pozycję środkową
albo mniej lub bardziej biegunową (cecha taksonomiczna)

Ponieważ przetrwalniki często są szersze od komórki macierzystej, to przyjmuje ona
kształt maczugi lub wrzeciona.

I. Stadium – sporulacja zaczyna się replikacją DNA, po czym

następuje specyficzny …………………… podział komórki, błona
cytoplazmatyczna lekko uwypukla się do wnętrza komórki
tworząc przegrodę, 1 cząsteczka DNA lokalizuje się bliżej
bieguna komórki - genofor prespory, druga cząsteczka DNA
stanowi genofor sporangium

II. Stadium – DNA prespory wraz z częścią cytoplazmy zostaje

oddzielone, a następnie protoplast Endospory jest otaczany 2
błonami cytoplazmatycznymi, które biorą udział w syntezie
ściany przetrwalnika

III. Stadium – wewnętrzna błona Endospory (błona protoplastu

spory) syntetyzuje na zewnątrz ściany komórkowej
przetrwalnika, a błona zewnętrzna (błona protoplastu komórki
macierzystej) syntetyzuje do wewnątrz korteks. Zaczynają
powstawać osłony białkowe wytwarzane przez komórkę
macierzystą.

IV. Stadium – zakończeniu ulega wytwarzanie korteksu oraz osłon

białkowych. Materiał jądrowy ulega uporządkowaniu w pobliżu
błony przetrwalnika

V. Stadium – przetrwalnik dojrzewa, osłonki ulegają przemianom,

które powodują, ze przetrwalnik staje się nieprzepuszczalny i
ciepłooporowy. Ustają przemiany metaboliczne, wejście w stan
anabioz, a następnie dochodzi do Lizy komórki macierzystej i
uwolnienia Endospory.

52. Budowa przetrwalników:



Korzeń – mocno zagęszczona cytoplazma, otoczona błoną cytoplazmatyczną –
protoplast przetrwalnika. Zawiera chromosomy i wszystkie struktury potrzebne
do biosyntezy białek oraz wytwarzania energii w drodze glikolizy.



Ściana przetrwalnika – najbliższa warstwa na zewnątrz błony
cytoplazmatycznej. Zbudowana jest z mureny i po wykiełkowaniu
Endospory w komórkę wegetatywną staje się jej ścianą komórkową.



Korteks – najgrubsza warstwa osłony przetrwalnika, zbudowana z
mureny o mniejszej liczbie mostków poprzecznych, niż ściana
komórkowa. Jest bardzo wrażliwa na działanie lizozymu, a jej autoliza
odgrywa rolę przy kiełkowaniu.



Płaszcz – wewnętrzny i zewnętrzny płaszcz Endospory zbudowany
jest z białka kreatynopodobnego z dużą liczbą mostków
dwusiarczkowych. Jest nieprzepuszczalny zapewniając dużą
odporność na antybiotyki i środki dezynfekujące.



Egzosporileum (?) – występuje tylko u niektórych gatunków, jest to
błona lipoproteinowa zawierająca niektóre węglowodory.

53. Przetrwalniki



Zawierają około 10% więcej miałka i 4-krotnie więcej węglowodanów
aniżeli k. wegetatywne.



Charakterystycznym dla endospor związkiem (występującym tylko u
nich) jest kwas dipokolinowy (DPA) Kwas ten wiąże jony Ca

2+

w

stosunku 1:1 tworząc dipikolinian wapnia, który może stanowić do
15% spory. Związke ten odgrywa znacząca rolę w powodowaniu
ciepłoopornosci endospor.

Kiełkowanie endospor jest procesem stosunkowo szybkim, cały proces
przemiany w pełnowartościową komórkę wegetatywną zdolną do
rozmnażania trwa godzinę.

Kiełkowanie poprzedzone jest pobieraniem przez nie wody, pęcznieniem,
spora zwiększa swoją objętość i zanika zjawisko silnego załamywania
światła przez sporę. Zachodzą istotne zmiany fizjologiczne i wzrasta
intensywność oddychania i aktywność enzymatyczna, zanika dipikolinian
wapnia.

Podczas kiełkowania spora traci ciepłooporność.

54. Aktywacja kiełkowania

Kiełkowanie spory zależy od cz. Uczynniających, które niszczą płaszcz.
Należą do nich:



Ciepło



Wzrost kwasowości



Związki z wolnymi grupami sulfhydrylowymi, które rozluźniają
struktury białka płaszcza.

Obecność składników pokarmowych powoduje, że po uczynnieniu endospora
zaczyna kiełkować. Obecność alfa-alaniny, adenozyny i innych rozpoznawana
jest przez receptory. Połączenie tych związków z receptorem aktywuje
autokatalizę, która rozkłada korteks, następujje pobieranie wody, uwolnienie
dipikolinianu wapnia, hydroliza licznych składników Endospory.

Kiełkująca komórka wydostaje się z osłon spory bocznie lub biegunowo, drżąc
jej osłony lub rozrywając je.

Komórka wegetatywna rośnie aktywnie, syntetyzuje różne związki, aż w końcu
dzieli się. Okres ten określamy jako wzrost komórki.

Po wykiełkowaniu ściana komórkowa bakterii jest bardzo cienka, a nawet niekompletna,
co sprzyja np. procesowi transformacji (pobieranie wolnego DNA ze środowiska)

55. Oporność przetrwalników

Wysoka temperatura – ciepłooporność wynika z małej zawartości wody, jest
proporcjonalne do zawartości w nich kwasu dipokolinowego.