miniatury od mikroorganismů po procesy

MORFOLOGIE BAKTERIÍ
0,8-1,0(m, prokaryotní org.
1)Koky- koule 1(m, po dělení zůstávají spolu- shluky: diplokoky, streptokoky(řetěz), tetráda, sarcina(krychle), stafylokoky(shluky)
2)Tyčinky- 0,2-1,2(m ( 1-10(m, delší než širší
a)nesporolující: rovná, vibrio(zahnutá), spirila
(esko), spirocheta(vícekrát zahnuté)
b)sporulující: plektridium(spora na konci), klostridium(s. uprostřed)
3) Vláknité bakt.
a) Aktinomycety- 1bunečné, tvoří mycelium(vzdušné a substrátové),
-rozklady v půdě, antibiotika, některé patogenní (Streptomyces, Aktinom., Nocardia)
b) Plejomorfní tyčinky- nepravidel.
-Mycobacterium(TBC), Propionibacterium(díry v sýrech), Rhizobium(hlízkové bakt.), Bacteroides
(tráv. ústrojí)
STAVBA BAKTER. BUŇKY
Bičík- k pohybu, ne u všech, různý počet(mono-
tricha,amfit.,perit.,lofot.)
-zakotven bazálním tělískem v cytoplazm. membr., pohyb řízen chemotaxí, bílkovina- flagelín
-pohyb: aktivní, pasivní, Braunův
Fimbrie a pily- bílk. char., slouží k adherenci k předmětům, sexpily- důležité při konjugaci
Glykokalyx- vláknitá strukt. z glykoproteinů a polysach., f-ce: uchycení v proudném prostředí (střevo), podporuje metabolismus(exoenzymy)
Pouzdro, kapsula, slizový obal- ochrané struktury, kapsula má často antigenní char.
Buněčná stěna- obsahuje peptidoglykan(murein)- N-acetylmuranová k. a N-acetylglukosamin(tvoří pružnou a pevnou síťovinu), f-ce: tvar buňky, och-rana, antigenní vl.
G+- fialová, vysoký podíl peptidoglykanů, pro-tkána teichoovou kys. (Bacillus, Clostridium, Lac-tobacillus, Streptococcus, Staphylococcus)
G-- červená, tři vrsvy(vnější membr., periplazm. prostor, peptidoglykan), větší podíl lipidické složky a proteinů (Escherichia,Vibrio,Spirocheta,Pseudomo-nas)
Cytoplazmatická membrána- tenká, lipidické
složky a bílkoviny, f-ce: regulátor buň. metaboli-zmu(aktivní transport l.), semipermeabilní, řada en-
zymů, regulace osmózy
Cytoplazma- voda + bílkoviny, umožňuje metabo-listické procesy
Ribozómy- nejfrekventovanější, v cytoplazmě, se-dimentací 50s a 30s, RNA(60%) + bílkoviny(40%), místo syntézy bílkovin
Nucleoid- kruhová 2vláknová DNA, při dělení se replikuje a zajišťuje dědičnost
Plazmidy- extrachromozomální DNA, postrada-
telné, nezávisle se replikuje, dvouvrstevná kruhová DNA
R-plazmidy- nesou dodatečnou gen. inf., zvišuje odolnost vůči okolí
F-plazmidy- účastní se přenosu gen. informace
Mesozóm- derivát plazmat. membr., role v energe-
tice a dělení buňky
Spóra- žádný metab., vyšší poměr vázané vody,
méně ribozómů
MORFOLOGIE VIRÚ
podbuněčné org., 10-300nm, vždy paraziti, 3 typy
1- krystal DNA
2- holé virové částečky- kapsida
3- s pláštěm- virion- kapsida + plášť
Metabolismus- minimum enzymů(jen ty co narušují stěnu hostitele)
Reprodukce- 2 základní cykly:
1. Lytický c.: uchycení, penetrace (narušení) b.
stěny, NK zasáhne do b. a dochází k syntéze NK, syntéza v. proteinů, kompletace virionů, lýza b. + uvolnění virionů
2. Lyzogenní c.: uchycení, NK proniká do b., za-budování NK viru do host. b.(není poškozená, při rozmnožování se virová infekce šíří i do dceřiných b.=temperovaný virus), v určitých podm. může do-
jít k přechodu z lyzogen. c. na lytický c. = virulen-
tní fág(velmi nebezpečný)
HOUBY
eukariotické, stélkaté org., nefotosyntetické, hete-rotrofní(saprofyté,parazité)
- organizace: vláknitá struktura(hyfy) nebo holokarpické houby(vakovité)
- stěna obsahuje chitin, někdy celuló.
- rozmnož.: 1) vegetativní(fragmentace mycelia)
2) nepohlavní(oidie, konidie, sporangiospory, chla-mydospory)
3) pohlavní(antheridium + oogonium = produkce pohlavních gamet)
Systematika hub
a) Chytridiomycota- 1buněčné, saprofyti + paraziti
b) Oomycota- 1bun. mycelium, rozlišené pohl. org., b. stěna obsahuje celulozu, prazit. + saprofité
c) Eumycota(pravé houby)- pestrá sk.
Zygomycetes: mycelium bez přepážek, mnohoja-derné, (Mucor, Rhizopus)- nepohl. rozmnož. spo-rangiosporami, půdní houba, kažení ovoce
Endomycetes: holokarpické- kvasinky (Saccha-romyces,Kluyverom.)
Ascomycetes(h. vřeckaté): 60% h., spory vznika-
jí ve vřeckách- združeny v plodničkách- 3 druhy: kleistothecium(koule), perithecium(lahev), apo-thecium(měsíček)
Deuteromycetes(h. nedokonalé): bez pohlavního rozmnož., konidioforová stadia hub, zemědělsky významné
r.: Penicillium
mycelium(konidiofor(segmentov., prstovitě se větví); obyvatel půd, tvorba humusu, antibiotik, plísňových sýrů
r.: Aspergillus
- v půdě, na povrchu rostl., na potravinách a i ve vzduchu, často vznikají toxiny (aftatoxin), (Asper-gillus flavus)- půda- rozklad
r.: Fusarium
- makrokonidie(srpkovité), v půdě(rozklad), pato-genní
r.:Trichoderma
- lepkavé konidie, v půdě, antibioti-cká a chitinoli-
tická aktivita
r.: Alternaria
- makrokonidie, v půdě, patogenní
r.: Clastosporium
- makrokon. jsou řetězovitě za sebou, rozkl. org. l.
Basidiomycetes(vyšší huby):
Význam hub
1) půda= hlavní substrát hub, mineralizace, humifi-kace, půdotvorné procesy, detoxikace
2) voda a vzduch= chybí živiny(transportní prostředí)
3) krmiva a potraviny= rozklad živin, vznik nežádoucích produktů, zhoršení organoleptických
vl., produkce toxinů- mykotoxiny
4) původci chorob a mykózy
5) průmyslové využití= antibiotika, org, kys., deto-xikace, potravinářství (vit., alkohol, mlékárenství), enzymy
PRVKOVÉ A LÁTK. SLOŽENÍ MIKROORGANISMÚ
1) Prvkové složení
Makroelementy- K, Mg, Ca, Na, Cl, C, N, H,O,P,S
Mikroelementy- Fe, Cu, Mo, Co, F, I, Zu, Au
2) Látkové složení
- voda(73-90%)- volná(60%), vázaná(20%)
Bílkoviny- f-ce: stavební, transportní, receptory, metabolická(holoenzym, apoenz., koenz.)
Enzymy- a)-exoenz.(vnější metabol.)
-endoenz.
b)-konstituční(zákl. metabol. dráhy)
-adaptivní(občas,reace na vnější pr.)
c)-oxidoreduktázy(přenos Na)
A-H + B ( B-H + A (+energie)
-transferázy(přenos funkčn. skup.)
A-X + C ( C-X + A
-hydrolázy(štěpení makromol. v přítomn.H2O) (proteinázy, glykosidázy, lipázy)
X-Y + H2O ( X-H + Y-OH
-liázy(odštěpují funkční sk.)
R-COOH ( R-H + CO2
-isomerázy(mění optic. vlast. slouč.)
-ligázy(syntéza složitých molekul)
VÝŽIVA MIKROORGANISMÚ
Transport živin- přes cytoplazm. m.
-prostá- pasivní difúze(ve směru koncentr. spádu,
Cl, NO2, H2O...)
-zprostředkovaná difůze(přenašeč- bílk., lipoprot., Mg, Ca, Zu, Mg)
-aktivní transport(i proti konc. spádu, bílk. přena-
šeči, energet. náboj)
-translokace(přenos skupin spojený s přestavbou)
Způsob výživy
Autotrofní- zdroj C je CO2, komplexní enzym. apa-rát(syntéza jiných látek(značná spotřeba en.
(chem., světelná), vývojově starší
Heterotrofní- C z org. slouč., mezerovitý enzymat. aparát(saprofyti,paraziti,symbionti)
Mezotrofní- využití org. l. i CO2
Metabióza- vzájemné soužití po sobě, připravují si navzájem podm. pro živ.
Získávání en.
Fototrofní- svět. en., fotosynt.(O2)
Chemotrofní- z chem. l. en.(oxid.-redukč. přeměny)
Podle donorů elektronů: Litotrofní(anorg. el.)
Organotrofní(org. el.)
Metabolismus bakterií
Katabolismus- rozklad, uvolnění energie, produkce metabolitů či l. pro další syntézu, fermentace, res-
pirace ADP(+ P + E)(ATP
Anabolismus- biosyntéza, syntetizovat spotřebova-
né l. či matabolity pro další život důležité, zužitko-
vání en. z katabolismu, ale i l. pro další synt., spot-
řeba en., syntéza AK,bílk.,lipidů; význam ATP:(po-hyb, aktivní transport živ., teplo, bioluminiscence (přeměna chem. na světel.), el. potenciál),
ATP(ADP
ATP- adenosintrifosfát, na ukl. en., adenosin, ribó-
za, 3P, anhydridová vazba- koncentruje v sobě vel-
ké množ. en.(33kJ)
NAD- nikotinamid dinukleotid, NADH, NADHP, universální přenašeč H+- oxid.-red. procesy(zdroj energie; aerobní- aerob. respirace, anaer.- an. respi-
race, fermentace
Katabolický metabolismus
- v mitochondriích, zdroj en. pro chemotrfy jsou C-
látky, celulóza(hydrolýza)(glukóza(glykolýza)(
pyruvát(ferment.(anaer.,alkoh. kvašení, mléč.,má-seln.,propion.,acetonbutn.) n. respirace(úplná aer.- org.C-l.+O2(CO2+H2O+en.;neúplná aer. r.-
org.C-l.+O2(CO2+H2O+ org.C-l.+en.;anaer. r.-NO3+H(H2O+N2;r. anorg. l.-anaer.
S+ H2O+ O2(H2SO4)
Glykolýza-zákl. dráha zprac. C-l.; Glukóza+ATP(
Gluk. 6-fosfát+ADP(Frukt. 6-P+ATP(Fruk.6-P+
+ATP(fruk.1,6-diP-ADP(Glyceraldehyd-2P+
+rozštěp. na 2triózy+fosfohydroxiaceton(kys. pyrohroznová; čistý zisk 2ATP
Kresbův cyklus-navazuje na glykolýzu, vstupuje
do něj pyruvát(dekarboxilace+KoA)(acetylkoen-zymA(jde přímo do K.Cyklu; zisk 36ATP
Vztah ke kyslíku
a)aerobní-potřebují O2 ze vzduchu-akceptor H, res-pirace
b)anaerobní-O2 nepotřebují i toxický, ferm.,anaer. respirace (metanové b.)
c)fakult. anaer.-v přít. O2 i v nepřít., O2 neškodí(i-nertní (enterokoky)), met. se mění (saccharomyces)
d)mikroaerofilové-nízké konc. O2
Anabolický metabolismus
1) asymilace N2-postupná redukce N, N2(2NH(
2NH2(2NH3(2NH4 - přímá aminace
2) asymilace CO2-autotrofy, obrácená glykolýza
3) biosyntéza bílk.-v ribozómech vznik peptid.
vazby mezi aminok., 3 etapy: iniciace, elongace, terminace
4) syntéza NK-DNA-replikace, RNA-transkripce
5) Lipidy a polysacharidy-glycerol+mast. kys.-ligázou,-glikosid. vazba mezi cukry
Regulace metabolismu
a) Allosterická reg.-souvisí s prostor. form. enzy-
mu- uchycení substr., regulace pozice
b) Zpětná vazba-vliv produktu-je-li ho moc bloku-
je první reakce
c) vliv kvality substrátu
d) vliv koncentr. substr.
Pasterův efekt-u fak. anaer.-přepíná mezi metab.
RÚST A MNOŽENÍ MIKROORGANISMÚ
Životní cyklus b.-obd. mezi 2 děleními(Generační doba), Autoreprodukce gen. materiálu-fáze:G1-kli-dová, S-replikace, G2-klidová, M-mitóza(E.coli-20minut)
Růstová křivka-popisuje změny v popul. b.
a)Vsádková kultivace-množení b. v uzavřeném prostř.
I-lag fáze-přizpůsobení, ovlivněna stářím b. a kvali-
tou prostř.
II-fáze fiziolog. mládí-počet b. mírně roste, kultura citlivá na vn. prostř.
III-f. logaritmická-rychlý nárůst, nejkratší generač. doba, největší produkce primárních metabol. a spo-třeba živ., nejméně citlivé
IV-f. stacionární-přírůstek=úbytek(vyčerpání živin, nahromadění metabolitů), produkce sekund. metab.
V-f. stáří-klesá počet b. v generaci
Stanovení počtu b. v populaci: N=N0.2t/(
t-doba kultivace, (-generační doba
Růstové křivky
1. kontinuální-regul. živin, snaha udržení v expo-nenciální fázi, lepší využití fermentoru
2. diauxie- mikrob má k dizpozici 2 substráty, nej-
dřív využívá lehce přístupnou a pak hůře
PROMĚNLIVOST BAKTERIÍ
Fenotypická-velikost b., délka u tyčinek, příto-
mnost bičíku, adaptivních enzymů, disociace kolon.
Genotypická pr.
1. mutace-zařazení, stracení nebo přehození bází
-spontální-neznámá příčina
-indukovaná-UV-záření, (-zář.
-vl.: spontální, dědičné
2. sexuální procesy-až u eukaryontních b.
3. parasex. procesy-
a)konjugace-gen. odlišnost, přítomnost sextylu
b)transdukce-gen. inf. z donor. na akceptor zabe-zpečuje vektor(virus,plasmid,kosmid-umělí)
c)transformace-b. přijímá omylem fragment
DNA z vnějš. prostř., málo pravděpodobný
4. extrachromozomální přenos genů-podílí se především plasmidy, které se replikují nezávisle na
b.. B. může pl. ztrácet. Pl. snadno přestupují při konjugaci a mají schopnost zabudovávat se do chro-mozómů(možný