Wirusy i bakterie

Alternatywny zapis:

czyli wirusów atakujących komórki bakterii. Wiron bakteriofaga zbudowany jest z wielościennej główki, helikalnego ogonka i białkowego włókna. Forma kulista →→ występuje u wirusów zawierających lipoproteinową osłonkę np. wirusa grypy. Kapsyd tego wirusa ma formę helikalną. PRZEBIEG INFEKCJI WIRUSOWEJ Infekcja wirusowa to wniknięcie wirusa do komórki gospodarza, a następnie jego namnożenie się. W zależności od przebiegu infekcji wirusowej wyróżniamy dwa podstawowe cykle infekcyjne wirusów: ☐Cykl lityczny →zachodzi u baktreiofagów złośliwych. W tym cyklu geny wirusa przejmują kontrolę nad metabolizmem komórki gospodarza, co prowadzi do wytwarzania nowych wirionów. Opuszczają one komórkę, powodując jej rozpad. 1. Adsorpcja - bakteriofag przyłącza się do receptorów na powierzchni komórki gospodarza i wstrzykuje genom do jej wnętrza. 2. Wnikanie - bakteriofag wstrzykuje do komórki bakterii wyłącznie swój genom, a kapsyd pozostawia na zewnątrz. 3. Replikacja - replikacja DNA, w efekcie powstają genomy potomne oraz białka kapsydu. 4. Składanie - wytworzone elementy łączą się w wirusy potomne. 5. Uwalnianie - wirusy opuszczają komórkę, co powoduje jej lizę (rozpad). ☐ Cykl lizogeniczny → zachodzi u bakteriofagów łagodnych. W tym cyklu genom wirusa integruje się z genomem gospodarza. Staje się wtedy prowirusem, który nie wywołuje objawów choroby. Przy zmianie warunków prowius może się uaktywnić i wejść w cykl lityczny. 1. Adsorpcja - bakteriofag przyłącza się do receptorów na powierzchni komórki gospodarza i wstrzykuje genom do jej wnętrza. 2. Wnikanie - bakteriofag wstrzykuje do komórki bakterii wyłącznie swój genom, a kapsyd pozostawia na zewnątrz. 3. Integracja - genom fagowy integruje się z genomem gospodarza, co prowadzi do powstania profaga. 4. Replikacja - replikacja genomu komórki wraz z wbudowanymi genami faga. Wirusy nie nie niszczą komórki, bakterie żyją i rozmnażają się normalnie, podczas gdy materiał genetyczny w profagu jest następnie przekazywany do komórek potomnych bakterii. CYKLE INFEKCYJNE WIRUSÓW ZWIERZĘCYCH Różnica między cyklami wirusów zwierzęcych a bakteriofagów polega na tym, że bakterifagi wstrzykują do komórki gospodarza kwas nukleinowy i pozostawiają kapsyd na zewnątrz, natomiast większość wirusów zwierzęcych wnika do wnętrza komórki w całości. Cykl infekcyjny wirusa DNA 1. Adsorpcja - glikoproteiny wirusa rozpoznają receptory znajdujące się na powierzchni infekowanej komórki i wiążą się z nimi. 2. Wnikanie - kapsyd wirusa wraz z materiałem genetycznym przechodzi do cytoplazmy komórki. Kapsyd rozpada się, uwalniając materiał genetyczny wirusa. 3. Replikacja DNA - zachodzi powielanie genomu wirusa DNA komórki. 4. Transkrypcja - "przepisanie" materiału genetycznego z DNA na RNA. 5. Translacja - synteza białek wirusowych na rybosomach komórki gospodarza. 6. Składanie - z elementów składowych powstają kopie wirusa. 7. Uwolnienie - wirus opuszcza zainfekowaną komórkę, co zwykle powoduje jej lizę. ☐Cykl infekcyjny retrowirusa - grupa wirusów RNA, które przeprowadzają proces odwrotnej transkrypcji, czyli syntezy DNA na matrycy RNA. Genom retrowirusa składa się z dwóch ● ● identycznych kopii jednoniciowego RNA i koduje enzym, który umożliwia przepisywanie informacji z RNA na DNA. 1. Adsorpcja - glikoproteiny wirusa rozpoznają receptory znajdujące się na powierzchni infekowanej komórki odporościowej i wiążą się z nimi. Osłonka wirusa zlewa się z błoną komórkową komórki gospodarza. 2. Wnikanie - kapsyd wirusa wraz z materiałem genetycznym przechodzi do cytoplazmy komórki. Kapsyd rozpada się, uwalniając materiał genetyczny wirusa. 3. Odwrotna transkrypcja - na podstawie RNA wirusa odwrotna transkrypcja syntetyzuje DNA odpowiadający pełnemu genomi wirusowemu. DNA przemieszcza się do jądra komórkowego. 4. Integracja -zsyntetyzowany DNA zostaje wbudowany do DNA komórki gospodarza. 5. Transkrypcja - zachodzi synteza wirusowego RNA na matrycy zintegrowanego DNA. Dzięki temu wytwarzane są nowe genomy wirusa, które jednocześnie stanowią matrycę do syntezy białek wirusowych. Translacja - zachodzi synteza białek wirusowych na rybosomach komórki gospodarza. 6. 7. Składanie - z elementów składowych powstają kopie wirusa 8. Uwolnienie - wirus opuszcza zainfekowaną komórkę Jest otoczony osłonką powstałą Z błony komórkowej gospodarza. Komórka nie ulega lizie, ale wytwarza nowe wiriony, które mogą atakować kolejne komórki. wścieklizna AIDS HIV choroba Heinego-Medina brodawki rak szyjki macicy grypa odra CHOROBY WIRUSOWE ● ospa wietrzna • różyczka świnka wirusowe zapalenie wątroby WIROIDY I PRIONY Czynniki infekcyjne, które nie mają budowy komórkowej i nie przeżywają samodzielnej aktywności metabolicznej. Ich namnażanie się może zachodzić tylko w komórkach organizmu gospodarza. Są one pojedynczymi cząsteczkami związków chemicznych RNA (wiroidy) i białka (prionów) Wiroidy -czynniki zakaźne zbudowanymi wyłącznie z kwasu nukleinowego - RNA- bez otoczki białkowej. Cząsteczki RNA wiroidów są jednoniciowe, zamknięte, zbudowane z kilkuset nukleotydów. Występują w nich fragmenty dwuniciowe, powstałe na skutek łączenia się komplementarnych nukleotydów jednej nici. Priony - składają się wyłącznie z białka. Białka prionowe wywołują szereg chorób ośrodka układu nerwowego. Budowa ● nie mają jądra komórkowego ● posiadają błonę komórkową, która jest barierą ochronną i umożliwia wymianę substancji między komórkami a otoczeniem błonę komórkowę otacza ściana komórkowa BAKTERIE ● na zewnętrznej powierzchni komórek występują często warstwy śluzowe albo otoczki - umożliwiają przyczepność bakterii do podłoża lub pełnią funkcję ochronną. posiadają fimbrie - krótkie białkowe włokna, ktore umożliwiają przyczepianie się komórek do podłoża. ● posiadają pilusy - dłuższe białkowe włókna, które uczestniczą w procesach płciowych. posiadają rzęski dzięki, którym bakteria zdolność aktywnego ruchu. wewnątrz komórki jest cytozol, w którym znajduje się; chromosom bakteryjny, plazmidy, rybosomy i tylakoidy. niektóre bakterie mają jeszcze błonę zewnętrzną, która stanowi dodatkową barierę ochronną ● Budowa ściany komórkowej bakterii głównym składnikiem jest mureina. Może ona różnić się grubością. ze względu na budowę ściany komórkowej wyróżniamy dwa typy bakterii; Gram-dodatni i Gram-ujemny. Ściana komórkowa bakterii Gam-dodatnich zbudowana jest z kliku warstw mureiny i kwasów tejchojowych. Ściana komórkowa Gram-ujemnych jest zbudowana z jednej warstwy mureiny i nie zawiera kwasów tejchojowych, ale jest okrywa dodatkową błoną zewnętrzną. Barwienie Grama - szybka metoda pozwalająca odróżnić bakterie Gram-dodatnie od bakterii Gram-ujemnych. 1. Barwienie fioletem krystalicznym - podczas którego wybarwiają się zarówno bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne. Barwnik zostaje jednak trwale związany wyłącznie w grubej warstwie mureiny bakterii Gram-dodatnich. 2. Utrwalenie preparatu za pomocą Lugoli 3. Usuwanie niezwiązanego barwnika akoholem albo acetonem. 4. Barwienie czerwoną safraniną - barwnik ten jest pochłaniany przez bakterie Gram-ujemne, przez co uzyskują one czerwony kolor. Odżywianie 1. Bakterie heterotroficzne - odżywiają się osmotroficznie czyli wydzielają do środowiska enzymy hydrolityczne, które rozkładają złożone związki organiczne do związków prostszych, rozpuszczalnych w wodzie. Produkty trawienia są następnie wchłaniane przez komórkę. ● ● ● ● 2. Bakterie autotroficzne - odżywiają się fotoautotroficznie na drodze fotosyntezy lub chemoautotroficznie na drodze chemosyntezy Fotoautotrofy - wytwarzają związki organiczne ze związków nieorganicznych przy udziale energii świetlnej. Chemoautotrofy - wytwarzają związki organiczne ze związków nieorganicznych przy udziale energii chemicznej. Oddychanie bakterii Pasożyty - odżywiają się związkami organicznymi wytworzonymi przez inne organizmy (oni czerpią korzyści a ich żywiciele szkody) Symbionty - odżywiają się związkami organicznymi wytwarzanymi przez inne organizmy (obie strony czerpią korzyści) Saprobionty - odżywiają się martwą materią 1. Uzyskanie energii w wyniku procesu tlenowym; utlenienie związków organicznych w cytozolu lub w błonie komórkowej. 2. Uzyskanie energii w wyniku procesu beztlenowego a) przeprowadzają oddychanie beztlenowe - elektrony pochodzące z utlenienia zredukowanych przenośników elektronów są odbuerane przez akceptor inny niż tlen. b) przeprowadzają fermentację, która zachodzi wyłącznie w cytozolu. Rozmnażanie - bakterie rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo przez podział komórki, pączkowanie lub fragmentację nitek kolonii. Procesy płciowe bakterii - np. koniugacja, transformacja i transdukcja. Procesy te nie prowadzą do zwiększania się liczby komórek bakterii, ale zapewniają rekombinację materiału genetycznego Koniugacja - polega na okresowym połączeniu się dwóch komórek bakterii za pomocą długich białkowych włókien (pilusów), a następnie dochodzi do przeniesienia jednej nici DNA plazmidu z komórki dawcy do komórki biorcy. W obu komórkach zachodzi synteza brakującej nici plazmidu. Po zakończeniu koniugacji komórki rozłączają się i każda z nich zawiera plazmid. Znaczenie bakterii 1. W przyrodzie ● powodują rozkład szczątków roślinnych i zwierzęcych, dzięki czemu powierzchnia Ziemi nie jest pokryta warstwą martwych roślin czy zwierząt ● bez bakterii w glebie nie byłoby soli mineralnych, ponieważ bakterie mineralizują glebę. Bakterie żyjące w żołądkach zwierząt roślinożernych pomagają zwierzętom trawić celulozę. Bakterie przyczyniają się do oczyszczania wody. ● Bakterie stanowią pokarm dla innych organizmów np. drobnych skorupiaków czy protistów. ● ● 2. W życiu człowieka ● Bakterie są wykorzystywane do produkcji kefirów, jogurtów, serów i alkoholu. Używa się ich do produkcji szczepionek, antybiotyków, a także witamin ● ● Choroby bakteryjne ● ● Bakterie przyczyniają się do procesów fermentacji, czyli kiszenia np.kapusty. Bakterie używa się również w rolnictwie jako organizmy bakteriobójcze. Gruźlica Tężec Borelioza Salmonella Kila Rzeżączka