Drobnoustroje saprofityczne: działanie + : -odpowiedzialne za obieg C, N, Si, Fe – podst. pierw. bud. żywe organizmy
-Rozkład i mineralizacja wszelkiej subst. org. – uwalniają do podłoża wiele prostych związków
-uczestniczą w tworzeniu i odnawianiu związków humusowych -dec. o wł. fiz., chem. i biol. gleby
-oczyszczają środowisko ze zw. toksycznych
-tworzą związki symbiotyczne z roślinami
-zwiększają dost. jonów amonowych dla rośliny
Działanie - : powodują psucie się żywności bogatej w węglowodany, białka i tłuszcze. Wywołują kwaśnienie mleka i psucie się żywności w puszkach. Atakują i wykorzystują papier, tkaniny, skórę, farby, węglowodory, oleje. Niszczą mat. bud., beton, szkło i metale.
Drobnoustroje chorobotwórcze:
Bacillus cereus(zatrucia), Clostridium botulinum( jad kiełb. zatrucia), C. perfringens(zgorzel gaz. zatrucia), Escherichia coli(zapalenie jelit), Salmonella enteritidis(salmonelloza), Borrelia burgdorferi(borelioza), Clostridium tetani(tężec), Helicobacter pylori(wrzody żoł.), Legionella pneumophila(legionelloza), Shigella dysenteriae(czerwonka), Treponema palidium(kiła).
Archeae i Bacteria:
nie mają typ. jądra kom., chloroplastów, mitochondriów, lizosomów, retikulum endoplazmatycznego i aparatu Golgiego.
MAJĄ: nukleoid(jak jądro-z DNA), rybosomy są małe. Ściana kom. z mureiną. Rozmn. bezpłciowe, przez podział kom. DNA dzieli się bez mitozy. U niektórych wyst. rzęski z helikalnej fibryli.
EUCARYA:
-podzielone sys. błon wew., które prznoszą inf. i prod. metabolizmu. Mają jądro(błona jądrowa+DNA w więcej niż 1 chromosomie), chloroplasty, mitochondria, lizosomy, peroksysomy, cytoszkielet. Kom. dzielą się przez mitozę. Wyst. rozmn. płciowe. Ściana kom. z chityną i celulozą.
Grzyby: org. heterotroficzne(cudzożywne). Wspólnie z bakteriami uczestniczą w degradacji mat. org. i obiegu pierw. Wyst. w glebie, wodzie, szczątkach roślinnych, szkle, metalu. Mogą rozwijać się w temp. 0-60ºC, w war. tl. i beztl., ph 2-8,5 - lubią kwaśny.
Niektóre są jednokom.(rozmn. się przez podział i pączkowanie). Podst. jednostką komórkową jest strzępka-rurkowata komórka lub zespół kom. otoczonych sztywną ściana kom. Nitkowata struktura grzybni powst. przez stopniowy wzrost i podział kom. wierzchołkowych. Tworzą się odgałęzienia układające się w gęstą sieć.
Ściana kom. grzybów jest sztywna i u utworzona przez warstwę częściowo krystalicznych włókiej chitynowych. U niższych z celulozy. W ścianach kom. wyst. ergosterol, białka, węglan wapnia pektoza, kalloza, poligalaktozamina i galaktan. Stabilizacja – cytoszkielet zbudowany z tubuliny. Wzmacnia, zapewnia ruch i podział jądra(komórki).
Błona cytoplazmatyczna – półprzepuszczalna, ma 8nm grubości i składa się z 3 warstw. Zew. i wew. z białek, środkowa z fosfolipidów. W bł. cyto. sa sys. tansport., które selektywnie import. subst. do komórki. Uczestniczy endo- i egzocytozie(pobieranie i wydalanie).
Protoplast kom. zawiera cytoplazmę i organelle: jądro, mitochondria, rybosomy...
Cytoplazma jest rozcieńczonym roztworem białek, cukrów i soli, w którym zawieszone są wszystkie organelle. Właściw. zolu-żelu. Wakuole(spiżarnia subst. zapasowych i odpadów). Subst. zapas.-węglowodany i lipidy. Dużo wody w wakuoli utrzymuje turgor na wys. poziomie.
Jądro kom. grzybów małe, otoczone błoną, ma więcej niż jeden chromosom w którym jest DNA(inf. genetyczna) otaczają białka histonowe. Przez pory, za pośrednictwem mRNA i rybosomów, jądro kontroluje komórkę. Wew. jądra jest jąderko(RNA).
Mitochondria z błony zew., przestrz. międzybłonowej, grzebieniowatej błony wew. oraz matriksu. Mają 2-3um dł. i 1um średnicy. Różna ich liczba w kom. Zawierają białka i małą cząst. DNA. Tworzą ośrodki oddychania i fosforylacji oksydatywnej. ATP powst. na błonie wew. a nast. transportowane jest na zewnątrz.
Rybosomy są b. drobne, skł. się z białka i RNA. Pojedyncze rybosomy łączą się z udziałem mRNA w większe agregaty i tworzą ośrodki syntezy białek, która odbywa się na pow. rybosomów do której docierają aminokwasy przenoszone przez tRNA.
Retikulum endoplazmatyczne jest 3-wymiarowym układem błoniastych kanalików i pęcherzyków, utworzonym z zew. warstwy błony jądrowej. Jeśli pokryte rybosomami – szorstkie. Na nim odbywa się translacja i modyfikowanie białek. Gładkie RE bierze udział w syntezie lipidów oraz transporcie białek i lipidów.
Aparat Golgiego składa się z jednej lub ze stosu cystern, otoczonych kompleksem rurkowatych przewodów i pęcherzyków. Rolą przygotowanie i przetwarzanie subst. do sekrecji do innych organelli lub na zewnątrz błony cytoplazm.
Lizosomy i peroksysomy powst. z aparatu Golgiego, otoczone pojedynczą błoną, zawierają enzymy potrzebne do trawienia wielu różnych makrocząsteczek. Odczyn 3,5-5 zapewnia optymalną pracę enzymów. Rozkładają toksyczny nadtlenek wodoru.
Wici są przedłużeniem komórki. Otacza je błona, a składają się z 9 par mikrotubul na peryferiach i jednej pary biegnącej środkiem. Umożliwiają ruch komórki.
Wzrost grzybni odbywa się na drodze fuzji pęcherzyków(zw. z błoną cytoplazm.) zawierających enzymy rozluźniające strukturę ściany, monomery wchodzące w skład ściany oraz enzymy polimeryzujące składniki ściany kom. Pęcherzyki te powst. na szczycie strzępki z aparatów Golgiego związanych z błoną cytoplazmatyczną. Ściana zostaje rozluźniona, rozciągnięta pod wpływem turgoru, a następnie usztywniona. U dikariotycznych podstawczaków tworzenie septy jest skoordynowane z podziałami jąder dwóch typów płciowych, utrzymujących stan dikariotyczny za pośrednictwem swoistego zespolenia, tzw. sprzążki.
Grzyby wyższe tworzą złożone i trwałe struktury takie jak owocniki, skleroty, sznury grzybniowe i podkładki stromatyczne. Ich podst. elem. jest strzępka splatająca się w plektenchymę.
Owocniki to utwory, w których pod pewną osłoną tworzą się zarodniki np. mięsiste, skórzaste owocniki kapeluszowe lub huby. Skleroty to zbite ciemne, wegetatywne formy przetrwalnikowe zawierające subst. zapasowe i znacznie obniżoną ilość wody dzięki czemu są odporne na niekorzystne warunki, zwłaszcza suszę. W korzystnych tworzą się na nich owocniki. Ryzomorfy(sznury grzybniowe) to wydłużone, ciemne skupienie strzępek służące do infekowania, oddychania, przenoszenia skł. odżywczych, mat. zapas., wody i odprowadzania metabolitów. W glebie, drewnie, murach.
Podkładki stromatyczne powstają na lub w porażonych organach roślin, często tworzą podłoże, w którym formują się owocniki lub zarodnikowanie.
Odżywiania grzybów: najczęściej heterotrofy, większość do saproptrofy(rozkładają mat. org.) lub pasożyty. Mogą być także symbiontami(mikoryzy).
Skł. pokarmowe pobierają całą pow. strzępek lub ssawkami. Także za pomocą dyfuzji. Trawienie na zewnątrz(egzoenzymy-celulazy, chitynazy, e. hemicelulolityczne, pektolityczne oraz ligninolityczne. Grzyby wykorzystują azotan, amoniak, niektóre aminokwasy. Peptydy i białka po uprzednim rozłożeniu przez proteazy.
Grzyby rozmnażają się przede wszystkim za pomocą zarodników(charakt. ukształtowane kom. lub zespoły kom., które wyrastają w nowe osobniki po odłączeniu się od macierzy), które umożliwiają rozprzestrzenianie się gat. i przetrwanie niekorzystnych warunków. Zarodniki mogą powstawać na drodze płciowego i bezpłciowego. Na zewnątrz kom. zarodnikotwórczych(egzospory) i wewnątrz(endospory). Zarodniki propagacyjne – kiełkują zaraz po powstaniu(rozprzestrzenianie)sporangiospory, konidia. Z. przetrwalnikowe – kiełkujące po okresie spoczynku.
Rozmn. bezpłciowe: pączkowanie, fragmentacja strzępek grzybni(oidia, chlamydospory), zarodniki sporangialne i konidia.
Rozmn. płciowe: grzyby mogą być homotalliczne(jednoplechowe, męskie i żeńskie organy rozwijają się na tej samej plesze) lub heterotalliczne(różnoplechowe, męskie i żeńskie organy tworzą się na plechach różnych płciowo.
Zapłodnienie-połączenie 2 haploidalnych elem. płciowych, którymi mogą być gamety, gametangia lub kom. wegetatywne. 2 etapy: plazmogamia(łączenie plazm) i kariogamia(łączenie jąder). 4 rodzaje zapłodnienia: gametogamia, gametangiogamia, spermatyzację i somatogamię.
Gametogamia-poł. różnych płciowo haploidalnych gamet w diploidalną zygotę.
Gametangiogamia-zlanie się zawartości wielojądrowych gametangiów(lęgni i plemni). Polega na zanikaniu ścian poprzecznych pomiędzy gametangiami lub przelaniu się zawartości plemni do lęgni przez włostek. W wyniku połączenia powstaje zygospora(Zygomycota) i dikariony, a następnie worki(Ascomycota).
Spermatyzacja-wyst. tylko u rdzawnikowych. Zapłodnienie w wyniku poł. się spermacjum z receptorem, przez który jądro przedostaje się ze spermacjum do kom. macierzystej ecjospory. Rozp. fazy dikariotyczej, tworzą się ecjospory -> urediospory-> teliospory(w nich dochodzi do kariogamii), po czym następuje mejoza i mitoza, w wyniku której tworzą się 4 zarodniki podstawkowe.
Somatogamia-b. uproszczony proces płciowy, bez udziału wyodrębnionych organów, których funkcje pełnią 2 haploidalne zróżnicowane płciowo komórki grzybni(Basidiomycota).
Zarodnie i owocniki wyst. w stadium dosk. grzybów.
Worek(Ascomycota) ż. ascogonium+m, antheridium -> tworzy się dikariotyczne strzępki -> komórki workowe->w worku kariogamia->8 jąder->8 zarodników workowych(askospory).
Pseuthecium-podkładka workowa, apothecium-miseczka, cleistothecium - otocznia zamknięta, perithecium – otocznia otwarta.
Królestwo Chromista, gromada oomycota (lęgniowe) Obejmuje saprotrofy, oraz pasożyty roślin i zwierząt. Plecha zbudowana jest ze strzępek komórczakowych. Rozmnażanie płciowe – gametangiogamia, zarodniki płciowe: oospory.
Zarodniki bezpłciowe: pływkowe(zoospory) lub konidia. Pływkowe w warunkach wilg., konidia w suchym. Znaczenie fitopatolog. mają Peronosporales(mączniaki rzekome) i Pythiales(zgorzel siewek).
BAKTERIE- najprostsze org. jednokom. mające sztywną ścianę komórkową. Org. mikroskopijne, o wymiarach (0,15-) 1-2 (-20-40) um, o pow. ciała 0,8-7,0umkw. Liczba kom. bakteryjnych w 1g kolonii przekracza 200x całą populację ludzką. Prosta budowa, duży stosunek pow. do obj. Ściśle związane ze środowiskiem i intensywny metabolizm.
Kształt kulisty – ziarniaki(Coccus), kształt cylindryczny prosty – pałeczki(Bacterium), laseczki tlenowe(Bacillus), laseczki beztlenowe(Clostridium). Laseczki mogą wytwarzać endospory(przetrwalniki).
Cylindrycznie skręcony- przecinkowce(Vibrio) i śrubowce(Spirillum). Wrzecionowaty- osełkowiec(Fusobacterium). Maczugowaty(Corynebacterium).
Mogą rozdzielać się bezpośrednio po podziale i wyst. w postaci ziarniaków(Micrococcus) lub pozostawać w układach. W związku z potomnymi: dwoinki troinki, czwórczaki, sześcianki. Liczne bakterie mogą tworzyć formy L, które powstają w niekorzystnych warunkach(brak pokarmu, obecność toksyn) – nie mają ścian kom., ale zdolne do wzrostu i rozmn., pleomorficzne(bez kształtu). Tworzą kolonie stabilne i niestab.
Komórka bakteryjna: otoczka, rzęski i fimbrie, ściana komórkowa, błona cytoplazm, nukleoid, cytoplazma(w niej rybosomy, ciała chromatoforowe, plazmidy, wtręta subst. zapasowych).
Otoczka- zew. silnie uwodniona warstwa otaczająca komórkę. Ma charakter śluzu. Może być gruba i cienka(niewidoczna pod mikroskopem-stwierdza się ją serologicznie-przeciwciała). Może być węglowodanowa, polipeptydowa(gram+) i mieszana.
Otoczka chroni kom. przed niekorzystnym wpływem srodowiska(wysychanie, wahania pH. Jest uczestnikiem w wymianie gazowej, wydalaniu, pobieraniu jonów. Ułatwia adhezję – przywieranie do podłoża i chroni kom. przed fagocytozą(pożeraniem przez pierwotniaki i makrofagi).
Rzęski – organelle ruchu. Długością 6-8 krotnie przerasta wielkość kom. Zbudowane ze spiralnie skręconych włókien flagelliny zakotwiczonej w błonie cytoplazmatycznej. 3 części: nić(98% długości), haczyk(górna, zagięta część o innej budowie i składzie chem.) oraz ciałko podstawkowe(tuż przy błonie cytoplazm. silnik elekt. umożliwiający poruszanie). Wyst. tylko u bakterii o kształcie cylindrycznym: pałeczek, laseczek, przecinkowców i śrubowców. Liczba i rozmieszcz. rzęsek jest charkt. dla gatunku. Białko rzęsek ma wł. antygenowe. Bakterie mogą tracić rzęski po wpływem szoku temp. lub chem. Umożliwiają poruszanie się w środowisku płynnym, 60um/sek.
Krętki nie tworzą rzęsek, poruszają się w śr. płynnym ruchem wężowy.
Fimbrie- wypustki cytoplazmatyczne(białka-piliny). Wspomagają adhezję i wspomagają koniugację.
Ściana kom.- sztywna i elastyczna osłona o kształcie woreczka. Chroni kom. bakt. przed czynnikami zew.
U gram+ ma grubość 15-20nm, zew. warstwa zbud. z mureiny(60-70% masy), pod nią warstwa plast. z kwasów tejchojowych.
U gram- ma grubość 2-10nm, pomiędzy błoną cytoplazm, a błoną zew. jest przestrzeń peryplazmatyczna. Mureina(25%), fosfolipidy(15%), lipopolisacharydy(30) i lipoproteiny(30).
Ścianę kom. b. gram+ można usunąć lizozymem(we łzach). Ściana kom. jest organoidem- nie jest niezbędna. Kom. bez ściany kom. to protoplast(gram+) lub sferoplast(gram-).
Błona cytoplazmatyczna jest organoidem. Ma grubość 8-10nm, w 50-75% z białek i lipidów(20-35).
2 warstwy fosfolipidowe- wnętrze dwuwarstwy hydrofobowe(nie lubi wody), na zewnątrz warstw hydrofilowa(lubi wodę)
Białka pełnią różne funkcje: transport, biorą udział w metabolizmie energetycznym, rozpoznają i reagują na bodźce chem.
Białka mogą być w strefie przypowierzchniowej (peryferyjne) lub zagłębione w strefie hydrofobowej(integralne).
Z błony wyrastają mezosomy - koncentrycznie nałożone na siebie twory o budowie blaszkowej, rurkowatej lub pecherzykowatej, stanowią centrum procesów oddychania(zamiast mitochondrium) i są miejscem lokalizacji: przenośników elektronów cyklu oddechowego, enzymów energetycznych oraz syntezy kwasów tłuszczowych. Stanowią integralna część niezbędną do życia – organ.
Nukleoid – genofor. Pełni rolę analogiczna do jądra, zbudowany z DNA jest nośnikiem inf. genetycznej. Długość 250-1400um, wielokrotnie przekracza długość kom. bakteryjnej, zwinięta w spiralę. Często łączy się z mezosomem tworząc genofor. W kom. wyst tylko jedne nukleoid. E. coli ma 3mln par nukleotydów.
Plazmid- zbudowany z podwójnej helisy DNA, niewielkie, superzwinięte struktury koliste o długości ok. 30um. Zawierają od kilka do kilkudziesięciu tysięcy par nukleotydów. Najczęściej autonomiczne w liczbie od kilku do kilkudziesięciu, rzadziej kilkuset kopii jednego rodzaju w jednej komórce. Plazmidy zdolne do integracji z nukleoidem komórki to episomy. Niektóre plazmidy wyst. naturalnie, metodami inż genetycznej zostały przekształcone w wektory DNA z kom. dawcy do kom. biorcy.
Dwa różne typy plazmidów po znalezieniu się w jednej komórce bakteryjnej mogą zgodnie współistnieć lub wzajemnie się wykluczać i eliminować w trakcie kolejnych podziałów kom. Plazmidy zawierają gen odporności na antybiotyki.
Cytoplazma
Składa się głównie z cystolu(koloidalny roztwór wodny zawierający rozp. składniki mat. kom.) i zawieszonych w nim elem. nierozp. – białek i koenzymów. Strukturę cytoplazmy utrzymują wiązania van der Waalsa.
Rybosomy – ziarniste struktury zbudowane z RNA(40-60%) i białka(60-40%), o wymiarach 14-38nm. Wyst. w nich ok. 30 różnych białek. Dzięki obecności enzymów, które uczestniczą w syntezie aminokwasów, są centrami syntezy białek.
Subst. zapasowymi w cytoplazmie są białka, tłuszcze, glikogen, granuloza, wolutyna. Mogą wyst. wtręty – drobiny różnych subst. np. węglan wapnia.Bakterie żyjące w wodzie mogą mieć pęcherzyki gazu, a u starych i zdegenerowanych mogą wyst. wodniczki.
Ciała chromatoforowe- występują u bakterii fotosyntezujących. Kuliste lub owalne twory o średnicy 50-100nm, charakt. się konstrukcją warstwową. Zawierają białka i lipidy niezbędne do fotosyntezy.
Przetrwalniki(endospory) powstają wewnątrz komórek wegetatywnych głównie laseczek tlen. i beztlen.(Bacillus, Clostridium). B. anthracis(wąglik), C. botulinum(jad kiełbasiany).
Proces powstawania endospory, należy to najbardziej złożonych w rozwoju bakterii, obejmuje zmiany fizjologiczne, metaboliczne i morfologiczne. Zaczyna się szeregiem wew. przemian nukleoidu, cytoplazmy i mezosomów. Towarzyszy im replikacja nukleoidu. Cytoplazma traci wodę, zagęszcza się. Protoplazma w presporę. Nast. powst. wiele warstw ochronnych: ściana kom, szeroka bezpostaciowa osłona, tzw. korteks, zew. i wew. płaszcz endospory. W czasie tworzenia endospory zostaje zachowana część dotychczasowych funkcji kom. wegetatywnej, np. synteza ATP. Po utworzeniu endospory – dojrzewanie. Kwas dipikolinowy nie występujący u wegetatywnych jest charakterystycznym skł. przetrwalników, wraz z odwodnieniem subst. białkowej nadaje przetrwalnikowi odporność na wysychanie, promieniowanie UV i temp.
Mimo wszystkich zabezp., endospory nie są całk. odizolowane od środowiska. Podwyższona temp., subst. chem., pobudzają je do kiełkowania i przechodzenia w formę wegetatywną.
Biotech. znaczenie bakterii przetrwalnikowych:
Bacillus-synteza antybiotyków i insektycydów.
Clostridium-prod. acetonu, butanolu, izopropanolu, witamin, fermentacja skrobii.
Domena Archea – archebakterie.
Żyją w ekstremalnych warunkach. W odróżnieniu od bakterii właściwych ich ściana komórkowa nie ma kwasu muraminowego, są metanogenne, często w przewodzie pokarmowym ssaków. Niektóre są: termofilne: (żyją do 113ºC w źródłach term.), psychrofilne: (0-25ºC-zimne wody, pod śniegiem),
halofilne:(duża koncentracja soli).
Najmniejszy org. rozpracowany w 100% - Nanoarchaeota equitans – 500tyś nukleotydów.
Domena Bacteria – bakterie właściwe
Gromada Actinobacteria – promieniowce
Produkują antybiotyki, enzymy lityczne i inhibitory enzymów. W glebie mineralizują subst. organiczną, dostarczają składników do próchnicy.
Rodzaje: Streptomyces-patogeny roślin, parch ziemniaka, Nocardia-rozkład zw. próchnicznych, Frankia-żyje w symbiozie z korzeniami olszy.
Przypominają bakterie: budową i składem chem. ściany kom. podobnej do ściany gram+, obecnością nukleoidu, spełniającego wszystkie funkcje jądra właściwego, duża podatność na infekcję ze strony fagów, brakiem rozmn. generatywnego.
Przypominają grzyby: sposobem wzrostu(kolonie), tworzeniem pseudomycelium(grzybnia powietrzna), rozmnażaniem się za pomocą zarodników wegetatywnych(artro- i sporangiospory),
Wzrost strzępek odbywa się w podszczytowych regionach. Wrażliwe na temp.- po 10 min w 70ºC giną. Dojrzałe i wysuszone mogą przetrwać, ale tylko w stanie głębokiego uśpienia. Wyst. w glebie, kompoście, mule, oborniku. Stosunek bakterii do promieniowców wynosi 6:4.
Gromada Clamydiae
Bakterie nitkowate, gram- pałeczki. Nitki są czasem otoczone śluzowatą pochewką, dzięki której przytwierdzają się do podłoża. Po wyczerpaniu się subst. pokarmowych nitki rozpadają się na pojedyncze komórki. Leptothrix, Crenothrix żyją w wodzie, Caryophanon latum – w odchodach krów.
Gromada Cyanobacterie – sinice
Kuliste lub owalne, tworzące czasem nitki lub innego kształtu kolonie, otoczone śluzowatą osłonką. Organizmy jedno- lub wielokomórkowe. Ściana zawiera mureinę, obecne są barwniki(chlorofil, karotenoidy). Rozmnażają się przez podział i nie obserwuje się u nich płciowego. Bezwzględnie fototroficzne(fotosynteza, asymilacja CO2). Korzystają z azoty atmosferycznego, są najmniej wymagającymi org. Są przyczyną eutrofizacji(wykorzystują tlen z wody). Wyst. głównie w wodzie, najchętniej przy dostępie światła, także w glebie(zwłaszcza żyznej), na pow. roślin(epifity), na skałach(litotrofy).
Gromada Firmicutes, rząd Mycoplasmatales.
Mikoplazmy. Chorobotwórcze dla człowieka – niszczą płuca. Saprotroficzne, patogeniczne. Ziarenkowate, okrągłe, nitkowate. Wykazują pleomorfizm(wielokształtność). 125-300nm. W cytoplazmie grudki protoplazmy, podobne do rybosomów, oraz siatka nitek DNA. W błonie cytoplazmatycznej cholesterol. Wrażliwe na antybiotyki z grupy tetracyklin. Potrzebują tłuszczy, aminokwasów, puryn witami. Tlenowe, rozmnażają się przez pączkowanie.
Gromada Proteobacterie, Rząd Rickettsiales
Riketsje. Stały, pałeczkowaty kształt. 3-warstwowa ściana kom. Wewnątrz rybosomy i siatka nici DNA. Termofilne(optimum 32-35ºC). Uproszczony metabolizm. Rozmnażają się przez podział kom. Są obligatoryjnymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi ssaków. Powodują tyfus plamisty, dur plamisty.
Gromada Spirochates
Krętki. Bakterie o długich, cienkich i elastycznych, spiralnie skręconych komórkach. Wyst. w glebie, pasożyty o niedokładnie poznanym metabolizmie, chorobotwórcze dla człowieka(Treponema-krętek kiły, Borrelia(boreliozy).
VIRALES – wirusy
Wirusy są wewnątrzkomórkowymi bezwzględnymi pasożytami bakterii, roślin i zwierząt. Nie mają własnej przemiany materii. Mogą żyć i namnażać się tylko w żywej komórce. Zakaźne cząstki nukleoproteinowe namnażające się kosztem subst. żywych kom., które ulegają przez to dezorganizacji.
Pochodzenie wirusów: 1. prymitywne istoty żywe, 2. uproszczone formy pasożytnicze, 3. fragment genoforu gospodarza.
Najmniejszy wirus pryszczycy i paraliżu dziecięcego.
5 kształtów, roślinne i zwierzęce najczęście: kulisty(bud. ikosaedralna), pałeczkowaty(proste i sztywne), nitkowate. Nie mają budowy komórkowej, uporządkowana, zorganizowana struktura. Podst. budulcem kwas nukleinowy, który stanowi genom wirusa, posiada kod genetyczny=inf. gen. dotyczące struktury wirusa, białek kapsydu oraz specyficznych enzymów tzw. replikaz(niezbędnych do odtworzenia wirusa). Otoczony jest kapsydem(płaszczem białkowym z wielu kapsomerów zbudowanych z protomerów), chroni kwas nukleinowy i rozpoznaje właściwego gospodarza.
Budowa wirusa mozaiki tytoniu(WMT): wirion o symetrii helikalnej. Kwas RNA(lub DNA) spiralnie biegnie wewnątrz kapsydu – 6400 nukleotydów. Na każdy kapsomer przypadają 3 nukleotydy.
Przenoszenie i przemieszczanie się wirusów.
Tylko w sposób bierny – przez drobne rany, uszkodzenia, -przeniesienie wirusa z pyłkiem, - w glebie przez owady, korzenie, nicienie, grzyby. Przez wektory: owady z kłująco-ssącym aparatem gębowym(mszyce), owady z gryzącym ag(pluskwy, chrząszcze). Przeniesienie może mieć nietrwały charakter(infekowana tylko jedna roślina) lub trwały gdy infekowanych jest wiele roślin w wyniku przedostania się wirusa do ciała wektora. Wirusy krążeniowe namnażają się w ciele wektora. Wirusy przenikają na zewnątrz do sąsiednich komórek, tkanek, organów przez błony kom., plasmodesmy i kom. sitowe.
Objawy chorób wirusowych: zahamowanie wzrostu, zmniejszenie masy rośliny, przebarwienia, deformacje, redukcja liści, karłowatość.
Replikacja wirusów: 1. rozpoznanie właściwego gospodarza(kapsyd), 2. wniknięcie wirusa do środka, 3. po wniknięciu rozkład kapsydu, 4. na RNA tworzy sie DNA, 5. DNA uwolniony wnika do jądra kom. i łączy się z DNA gospodarza, 6. Na matrycy DNA transkrypcja, 7. mRNA udziela przez translacje inf. o budowie kapsydu, 8. łączenie się RNA i białka – nowe wiriony, 9. opuszczenie komórki gospodarza.
Zmienność wirusów: Wiriony jednego gatunku mogą różnić się genetycznie, poszczególne szczepy powstają głównie przez mutacje oraz w wyniku rekombinacji genetycznej czy pseudorekombinacji. Mutacja zachodzi wskutek zmian w strukturze kwasu nukleinowego w wyniku braku jednego lub więcej nukleotydów, a także różnic w budowie nukleotydów.
Zmiany w budowie kwasu nukleinowego mogą prowadzić m.in. do zmian w budowie kapsydu decydującego o wł. antygenowych, fizycznych, mobilności elektroforetycznej.
Metody wykrywania i identyfikacji wirusów.
Wirus, a szczególnie jego białko, ma właściwości antygenowe i po wprowadzeniu do krwi zwierząt stałocieplnych stymuluje tworzenie specyficznych białek – przeciwciał. Odzyskuje się je z surowicy krwi i używa do testów serologicznych. Specyficzna reakcja przeciwciał z określonym wirusem jest wynikiem połączenia białka z białkiem otoczki wirusa. Połączenie przeciwciał z nie oczyszczonym sokiem zawirusowanej rośliny daje reakcje aglutynacji. W reakcji precypitacji powstaje zmętnienie, będące wynikiem łączenia się białek przeciwciał z czystym białkiem wirusa.
Test Elisa – najbardziej czuły test serologiczny.
1. Substrat(sok z rośliny) umieszcza się w zagłębieniach płytek polistyrenowych z zaadsorbowanymi przeciwciałami. 2. Jeżeli w substracie jest wirus, to jego cząstki(antygeny) są wiązane przez przeciwciała. 3. W zagłębieniach płytek umieszcza się koniugat, czyli przeciwciała związane z alkaliczną fosfatazą. 4. Gdy wirus jest obecny, zatrzymuje na płytce przeciwciała z konuigatu. Gdy wirusa nie ma, przeciwciała są wypłukiwane z konigatu. 5. W zagłębieniach płytek umieszcza się tzw. wywoływacz fosfatazy, który w obecności fosfatazy ulega przekształceniu do p-nitro-fenolu. Żółte zabarwienie reakcji świadczy o obecności wirusa w badanej próbie. 6. Reakcja serologiczna może być pośrednio odczytywana przez pomiar stopnia zmiany przepuszczalności środowiska dla fali o określonej długości z użyciem odpowiednio czułego fotometru.
Przemiany azotu. Żywa masa biosfery zawiera ok. 13x10(do9) t azotu w postaci związków org. Na 1ha 8(do10)ton azotu. Azot w przyrodzie: zw. org.(białko, mocznik, kwasy nukleinowe, zasady organiczne, kwas hipurowy), zw. min.(azotany i sole amonowe).
Proteoliza-rozkład białka z udziałem enzymów proteolitycznych. Proteinazy są egzoenzymami, hydrolazami rozkładającymi połączenie CO-NH. Powstają peptony, polipeptydy, peptydy i aminokwasy. Często proteinazy są enzymami indukcyjnymi, produkowanymi w sytuacji braku w środowisku prostych form azotu. Pseudomonas i Bacillus.
Amonifikacja-odłączenie z aminokwasów grupy aminowej(NH2)(dezaminacja). Powstaje amoniak(pobierany przez rośliny). Amoniak może być uwolniony z mocznika i z chityny. Procesowi mogą towarzyszyć inne przemiany (utlenianie, redukcja lub dekarboksylacja aminokwasów; powstaje amin, alkohole, kwasy organiczne i gaz). Amonifikację przeprowadząją: Bacillus, Pseudomonas, Clostridium, Escherichia coli, Enterobacter. Rozkład mocznika przeprowadzają Urobacillus, Sercina, Micrococcus.
Nitryfikacja-utlenianie amoniaku przez azotany (III) do azotanów (V). Proces przeprowadzają glebowe hemolitotrofy, które asymilują CO2 kosztem en.chem. uzyskiwanej w czasie utleniania połączeń azotu. Nitryfikacja heterotroficzna zachodzi w środowisku bardziej kwaśnym, w wyniku działalności bakterii i grzybów. 2 etapy:
-I: amoniak utleniany do azotanów (III), sole amonowe utleniane do kwasu azotowego (III), który neutralizowany przez zasady przekształca się w azotany (III), toksyczne jony azotanowe są usuwane z komórki w sposób aktywny. Nitroso
-II: powstałe azotany (III) utleniane są do kwasu azotowego (V), który neutralizowany przez zasady tworzy azotany. Nitro
Nitryfikacja udostępnia roślinom dodatkowy pokarm azotowy. Azotany nie są wykorzystywane przez większość mikroorganizmów (brak reduktazy azotanowej). Procesom nitryf. Sprzyjają zabiego agrotechn., wapnowanie gleb kwaśnych, unikanie przesuszania gleb, utrzymywanie gleb w dobrej kondycji. Jeden z najbardziej czułych wskaźników zanieczyszczenia gl. subst. Toks.
Denitryfikacja to redukcja azotanów(V) do azotanów(III), amoniaku lub azotu cząsteczkowego. Warunki beztlenowe.
-1.d.asymilacyjna – w komórkach, poprzedza wbudowanie azotu do aminokwasów. Azotan (V) zredukowany do formy amonowej o wart.3-.
2.d.dysymilacyjna – w glebie, wykorzystanie przez bakterie beztlenowe azotanów (V) jako akceptora elektornów w procesie oddychania azotanowego. Azotany (V) zostają zredukowane do N2O, H2O, N2. d. Jest zjawiskiem wybitnie niekorzystnym (zmniejszenie zawartości azotu w glebie.
Wiązanie azotu atmosferycznego-zdolność do wykorzystania jego ogromnych zasobów mają jedynie niektóre bakterie. Są to asymilatory współżyjące z roślinami i uczestniczące w symbiotycznym wiązaniu azotu oraz wolno żyjące w środowisku naturalnym i biorące udział w niesymbiotycznym wiązaniu azotu.
beataanka1