Stavba Význam v přírodě a pro člověka BAKTERIE Stavba Význam v přírodě a pro člověka

CO JE TO TA BAKTERIE? Prokaryotní organismus Samostatná funkční biologická jednotka, nejjednodušší buňka schopná samostatné existence Zlý patogen, původce nemocí Užitečný pomocník člověka Významný faktor pro udržení biologické rovnováhy v přírodě Nejstarší žijící organismus na planetě, objevila se před 3,5 mld. let

Definice mikroorganismů Mikroorganismy jsou velká a rozrůzněná skupina organismů žijících samostatně jako jednotlivé buňky nebo shluky nediferencovaných buněk.

Charakteristika prokaryotních organismů : ORGANIZACE BUNĚČNÉHO JÁDRA Jádro prokaryotní (bakteriální) buňky není odděleno od okolní cytoplazmy membránou a je tvořeno jedinou, do kruhu uzavřenou (cyklickou) dvouřetězcovou molekulou DNA.

Charakteristika prokaryotních organismů : NEPŘÍTOMNOST BUNĚČNÝCH ORGANEL V prokaryotní buňce nejsou mitochondrie, chloroplasty, endoplazmatické retikulum ani žádné jiné membránou oddělené prostory. To znamená, že prokaryotní buňka je jediným, dále již membránami neděleným prostorem.

Charakteristika prokaryotních organismů : VLASTNOSTI RIBOZOMŮ Ribozomy prokaryotních buněk se liší od ribozomů eukaryotních buněk v celé řadě dílčích funkčních a stavebních vlastnostech, mimo jiné i ve velikosti a hmotnosti

BAKTERIÁLNÍ BUŇKA

Postavení bakterií mezi živými organismy

…a ještě jeden trošku přehlednější

STROM ŽIVOTA

EUKARYOTNÍ BUŇKA

PROKARYOTNÍ BUŇKA

JEDNOTLIVÉ KOMPARTMENTY BAKTERIÁLNÍ BUŇKY

JÁDRO Jádro prokaryot není odděleno od cytoplazmy membránou, nemá stálý tvar a tvoří jej jediná cyklická molekula DNA. Jádro zaujímá asi 15% objemu buňky. Jádro prokaryot neobsahuje histony. Zajímavost: u bakterie Escherichia coli by rozvinutá a natažená DNA měřila cca 1,4 mm (asi 1000x více než je velikost samotné buňky)

PLASMIDY Kromě jaderné DNA mohou bakterie obsahovat ještě další, přídatnou DNA ve formě kruhovitých molekul, které jsou asi 100x menší než chromozom – plasmidy. Buňka je mít může, ale nemusí, nejsou pro ni životně důležité. Kódují některé i významné fyziologické funkce bakterií. Kódují i různé rezistence, např. na těžké kovy či antibiotika.

PLASMIDY KÓDUJÍCÍ RESISTENCE str: resistence (streptomycin) cml: resistence (chloramfenikol) mer: resistence (rtuť) sul: resistence (sulfonamidy) tet: resistence (tetracyklin)

PLASMID V BAKTERII

RIBOSOMY Ribosomy slouží k výrobě proteinů (proteosyntéza). Jsou to malá tělíska, která se skládají ze 3 molekul RNA a 55 molekul bílkovin Ribosomy v eukaryotních a prokaryotních buňkách jsou rozdílné !

CYTOPLASMATICKÁ MEMBRÁNA Stavba cytoplasmatické membrány bakterie je shodná se stavbou ostatních biologických membrán. Je tvořena dvojitou vrstvou fosfolipidů, které jsou tekuté. Odděluje cytoplasmu od okolního prostředí. Živiny skrze membránu pronikají pomocí speciálních transportních proteinů.

CYTOPLASMATICKÁ MEMBRÁNA

STĚNA BAKTERIÁLNÍ BUŇKY Je to jediný pevný útvar v bakteriální buňce, tvoří vnější buněčný skelet Za pevnost a odolnost je zodpovědný peptidoglykan, který je specifický pro prokaryota. Jsou dva základní typy buněčných stěn bakterií: 1) gramnegativní (G-) – buněčná stěna je složitější, křehčí, ale chemicky odolnější. 2) grampzitivní (G+) – buněčná stěna je tvořena mohutným valem z peptidoglykanu.

BUNĚČNÁ STĚNA G+ bakterie

BUNĚČNÁ STĚNA G- bakterie

BUNĚČNÁ STĚNA G+ bakterie - schéma

BUNĚČNÁ STĚNA G- bakterie - schéma

Gramovo diferenciální barvení

GLYKOKALYX Hraje klíčovou úlohu v přichycení bakterie k různým povrchům (kameny, zubní sklovina, jiné buňky, atd.). Je tvořený jednotlivými dlouhými polysacharidovými vlákny. Přichycení se bakterií k povrchu jiných buněk je důležité hlavně pro parazitické druhy.

GLYKOKALYX

POUZDRO Má antigenní vlastnosti. U patogenních bakterií podstatně přispívá k jejich virulenci a invasivitě (opouzdřené buňky jsou chráněny před protilátkami napadeného organismu). Opouzdřené bakterie jsou odolné i vůči fagocytóze.

FIMBRIE (PILI) Jsou to četná, poměrně krátká rovná vlákna trčící všemi směry ven z povrchu bakterie. Jsou velmi křehké a snadno se odlamují. Některé fimbrie (pili) udělují bakterii schopnost specifického přichycení k hostiteli. Tzv. „sex fimbrie“ umožňují předávání plasmidové DNA mezi jedinci. Tomuto jevu se říká konjugace.

Konjugace bakterií

SCHÉMA KONJUGACE

Tvary bakterií tyčinky hyfy koky spirochety vlákna apod.

Tvary koků

Velikosti bakterií

VYUŽITÍ BAKTERIÍ V BIOTECHNOLOGIÍCH Výroba mléčných výrobků: Lactobacillus acidophilus Výroba octa: rod Acetobacter Přenos cizích genů do rostlin: Agrobacterium tumefaciens

Přenos cizorodých genů do rostliny pomocí bakterie Agrobacterium tumefaciens

BAKTERIE V PŘÍRODĚ Jsou všudypřítomné. Dokážou kolonizovat místa, kde jiné organismy nedokážou přežít (např. vývěry podmořských sopek apod.). Půdní bakterie – dokáží vázat vzdušný dusík – symbióza s rostlinami. Např. hlízkové bakterie jsou symbionti rostlin z čeledi bobovitých (fabaceae). Různí saprofité a destruenti – rozkládají organický materiál a umožňují jeho návrat do látkového koloběhu.

BAKTERIE V PŘÍRODĚ

KOLOBĚH DUSÍKU – BEZ BAKTERIÍ TO ASI NEJDE

Bakterie jako původci nemocí: Zápal plic – Klebsiella pneumoniae Angína – Streptococcus pyogenes …a další Obrana? ANTIBIOTIKA

…A TO JE VŠE DĚKUJI ZA POZORNOST