Dodaj do listy

Bakterie i wirusy

Bakterie zaliczamy do organizmów prokariotycznych. Są to organizmy, które nie posiadają w swojej komórce jądra komórkowego. Do tej grupy zaliczamy najmniejsze znane organizmy. Liczebność grupy szacuje się na około 1500 gatunków.

Wyróżniamy wśród tej grupy dwie linie rozwojowe.

Jedną z nich są Archaebakterie ( archeany), druga to Eubakterie.

Obie grupy różnią się od siebie pod względem budowy chemicznej. U Archaebakterii w ścianie komórkowej nie ma peptydoglikanu, lipidów. Ich komórki zawierają inne niż Eubakterie enzymy. Brak w tej grupie również rybosomów RNA.

Gatunki z tej grupy są bardzo wytrzymałe na działanie szkodliwych warunków środowiska. Obecnie zajmują bardzo ekstremalne środowiska, przypominające pod względem warunków, środowiska pierwotne, które występowały dawniej na Ziemi.

Do tej linii rozwojowej zaliczamy występujące obecnie trzy grupy bakterii:

I Halofile

Należą tu bakterie Bakterie organizmy jednokomórkowe niekiedy tworzące układy zbudowane z kilku luźno ze sobą związanych komórek. Zaliczane są do królestwa Monera. Wielkość bakterii wynosi od 0,2 do kilkudziesięciu µm.... Czytaj dalej Słownik biologiczny zasiedlające bardzo zasolone środowiska.

II. Metanogeny

Organizmy te występują w środowiskach beztlenowych. Żyją w ściekach, bagnach, bytują również w układzie pokarmowym człowieka i innych zwierząt. Potrafią wytwarzać metan z wodoru i dwutlenku węgla.

III.Termoacidofile

Organizmy te zajmują środowiska szkodliwe dla innych organizmów. Występują w gorących, kwaśnych i siarkowych źródłach.

Eubakterie stanowią większość spośród żyjących obecnie bakterii. W obrębie grupy występują organizmy o różnej morfologii i metabolizmie.

Pod względem kształtu organizmy te dzielimy na: pałeczki, ziarniaki, laseczki, przecinkowce, krętki, śrubowce i wiele innych. Pojedyncze komórki mogą się niekiedy grupować i tworzyć kolonie.

Sposób ułożenia kolonii jest w niektórych przypadkach cechą rozpoznawczą. Paciorkowce mogą tworzyć łańcuszki, pojedyncze bakterie mogą tworzyć dwoinki. Do charakterystycznych form kolonijnych należą pakietowce.

Mimo tak dużej różnorodności pod względem kształtu, budowa komórki bakteryjnej jest jednak u wszystkich bakterii podobna.

Wielkość ciała bakterii mieści się w granicach 0,2 do 80 μm. Cechą charakterystyczną komórki bakteryjnej jest brak jądra komórkowego. Zamiast jądra komórkowego występuje nukleoid, nazywany inaczej genoforem. Ma on postać kolistej cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego.

Struktura ta nie jest oddzielona od cytoplazmy żadną błoną. Genofor Genofor informacja genetyczna (DNA) w komórkach Procaryota - chromosom bakteryjny, kolista nić DNA nie połączona z białkami i nie oddzielona od cytoplazmy błoną jądrową.
Czytaj dalej Słownik biologiczny
przyrównuje się do chromosomu. Jego struktura znacznie się od chromosomu jednak różni.

Zawartość komórki otoczona jest podwójną błona komórkową., zbudowaną z lipidów i białek.

Ponieważ bakteria jest organizmem jednokomórkowym, pobieranie substancji następuje całą powierzchnią ciała, dlatego niezwykle istotna jest rola błony cytoplazmatycznej.

Synteza białek bakteryjnych możliwa jest dzięki strukturom zwanym rybosomami. Rybosom buduje kwas RNA oraz białka. Chociaż podobne struktury występują u innych organizmów, maja one jednak inną budowę chemiczną.

Elementem komórkowym odpowiedzialnym za procesy oddechowe jest mezonom. Jest to struktura powstała w wyniku wpuklenia wewnętrznej błony komórkowej.

U bakterii fotosyntetyzujących w obrębie komórki występują spłaszczone, woreczkowate struktury, w których znajdują się barwniki asymilacyjne. Są to tzw. tylakoidy albo chromatofory.

Komórkowe ciało bakterii otacza zazwyczaj otoczka śluzowa, chroniąca bakterię w czasie niekorzystnych warunków środowiska.

Bakterie to organizmy żywe i pomimo, iż posiadają tylko jedna komórkę, spełniają wszystkie procesy życiowe.

Do głównych funkcji życiowych bakterii należą : oddychanie, odżywianie, rozmnażanie.

Ze względu na sposób odżywiania bakterie dzielimy na organizmy samożywne, czyli autotroficzne, oraz na cudzożywne, nazywane inaczej heterotroficznymi.

Bakterie autotroficzne potrafią wytwarzać materię organiczną z prostych związków mineralnych.

Bakterie cudzożywne wydzielają natomiast do środowiska enzymy, które przeprowadzają rozkład materii organicznej. Związki, które powstały w czasie tych reakcji, są następnie pobierane na zasadzie osmozy przez błonę komórki bakteryjnej.

Organizmy heterotroficzne możemy podzielić na sposób uzyskiwania pokarmu. Ogólnie możemy je więc podzielić na pasożyty oraz saprofity.

Wśród bakterii autotroficznych, dokonuje się podziału ze względu na sposób uzyskiwania energii do przeprowadzania reakcji syntezy związków organicznych.

Wyróżniamy bakterie chemosyntetyzujące oraz fotosyntetyzujące.

Bakterie, które przeprowadzają fotosyntezę, wykorzystują energię światła słonecznego. W ich chromatoforach

znajdują się barwniki fotosyntetyczne, takie jak chlorofile, fikolbiliny, fikoerytryna.

Bakterie chemosyntetyzujące wykorzystują energię pochodzącą z przeprowadzania reakcji chemicznych.

Wykorzystują najczęściej związki organiczne takie jak amoniak, siarkowodór, związki żelaza czy związki azotu.

Energia, potrzebna do przeprowadzania reakcji życiowych, powstaje z procesów oddychania.

Ze względu na to kryterium bakterie możemy podzielić na tlenowe ( aeroby) oraz beztlenowe (anaeroby).

W wyniku oddychania tlenowego, energia pochodzi z rozkładu związków organicznych przez odpowiednie enzymy Enzymy białkowe biokatalizatory, zwiększające szybkość reakcji biochemicznych na drodze specyficznej aktywacji substratów. Enzymy obniżają energię aktywacji reakcji chemicznych i w efekcie zwiększają... Czytaj dalej Słownik biologiczny oddechowe w obecności tlenu.

W wyniku takich reakcji powstaje dwutlenek węgla oraz woda oraz zostaje uwolniona energia.

Drugi rodzaj procesów oddechowych przebiega bez udziału tlenu. Proces ten inaczej nazywany jest fermentacją . W wyniku takich przemian dochodzi do przekształcenia związków organicznych na prostsze związki. Wyróżniamy fermentacje mlekową i alkoholową.

Do głównych procesów życiowych należy także rozmnażanie.

Bakterie zasadniczo nie rozmnażają się płciowo. Występuje u nich podział komórki, którego częstość zależy od sprzyjających warunków środowiska.

Przed podziałem następuje podwojenie ilości cytoplazmy oraz podwaja się genofor.

Istnieją pewne gatunki bakterii, które maja zdolność do rozmnażania się poprzez pączkowanie.

Jeśli nastąpią niekorzystne warunki środowiska, wiele gatunków jest w stanie je przetrwać wytwarzając formy przetrwalne. Takie odwodnione twory, otoczone grubą ścianą są w stanie przetrwać nawet 30 lat.

Organizmy bakteryjne możemy, pod względem roli w środowisku, rozpatrywać na dwóch płaszczyznach.

Odgrywają negatywną rolę, gdyż powodują u człowieka, zwierząt i roślin, groźne choroby.

Bakterie chorobotwórcze to przede wszystkim organizmy pasożytnicze.

Atakując obcy organizm, wydzielają toksyny, które powodują występowanie wielu objawów i zaburzeń w funkcjonowaniu organizmu. Zjadliwość niektórych bakterii jest czasem tak duża, że może spowodować śmierć.

Walka z bakteriami chorobotwórczymi polega przede wszystkim na podawaniu specjalnych leków, zazwyczaj z grupy antybiotyków.

Przeciw szczególnie groźnym chorobom bakteryjnym stosuje się szczepienia ochronne, które pozwalają obniżyć liczbę zachorowań.

Oprócz organizmów zwierzęcych, bakterie atakują również rośliny, powodując bakteriozy.

Dla człowieka występowanie bakterioz jest bardzo niekorzystnym zjawiskiem z powodu powodowania dużych strat w uprawach rolnych.

Straty w rolnictwie powodują także choroby bakteryjne, które atakują zwierzęta hodowlane.

Do najczęściej pojawiających się chorób bakteryjnych wśród zwierząt należą: nosówka, gruźlica, węglik.

Istnieja przypadki zakażeń tymi chorobami wśród ludzi ( choroby odzwierzęce).

Zakażenie może nastąpić w różny sposób. Najczęściej poprzez kontakt z chorym lub poprzez skażone rzeczy. Zdarzają się sytuacje zakażenia poprzez ukąszenie owada. Wiele chorób przenoszą karaluchy, pchły, pluskwy czy wszy.

Oprócz niekorzystnej roli niektóre bakterie mogą być korzystne.

Bardzo ważną role odgrywają bakterie, żyjące w symbiozie. Różne gatunki bakterii wchodzą w związki symbiotyczne zarówno z roślinami jak i ze zwierzętami.

Jako główny przykład podaje się współżycie bakterii brodawkowych z roślinami motylkowymi.

Bakterie te żyją w brodawkach, powstających na korzeniach roślin takich jak łubin , fasola czy groch.

Ich rola jest wiązanie azotu z powietrza w zamian pobierają z rośliny substancje odżywcze.

Bakterie symbiotyczne zasiedlają także układ pokarmowy człowieka i zwierząt. Rola ich jest rozkładanie niektórych nieprzyswajalnych pokarmów oraz dostarczanie witamin z grupy K i B.

Znaczenie bakterii w przyrodzie jest ogromne. Przeprowadzanie przez bakterie wielu reakcji , w których wykorzystują substancje organiczne sprawia, że możliwy jest obieg materii w przyrodzie.

Uwalniają duże ilości związków zmagazynowanych w martwej materii i szczątkach organicznych.

Bakterie rozkładają złożone substancje organiczne np. celulozę, błonnik, niektóre białka powodując ich włączenie do obiegu materii.

Same bakterie wykorzystują tylko niewielką część przetworzonych związków.

Czasami role bakterii określa się jako sanitarną. Posiadają umiejętność oczyszczania środowisk ze szkodliwych dla wielu organizmów substancji. W wyniku przemian takich substancji powstają nietoksyczne proste produkty.

Tę właściwość bakterii wykorzystuje się obecnie w oczyszczalniach ścieków.

W rolnictwie działalność korzystna bakterii znacznie przewyższa niekorzystne działanie, gdyż dzięki bakteriom możliwy jest rozkład kompostu i obornika, w wyniku którego powstają związki odżywcze łatwo przyswajalne przez rośliny.

Ich udziałem jest również tworzenie próchnicy, która poza tym, że zawiera wiele związków umożliwiających wzrost roślin, powoduje także lepsze przewietrzenie gleby.

Wiele gatunków bakterii wykorzystuje się w przemyśle spożywczym. Dzięki nim powstają kiszonki, kapusta kiszona, ogórki, kiszonki paszowe dla zwierząt.

Zdolność do przeprowadzania fermentacji wykorzystywana jest do produkcji alkoholu, kwasu mlekowego, octu czy zsiadłego mleka.

Przemysł farmaceutyczny bazuje w niektórych przypadkach na wytwarzanych przez bakterie substancjach do których należą witaminy oraz antybiotyki.

Charakterystyka wirusów:

Są to formy życia, które stawia się na granicy organizmów żywych. Nie są przez wielu badaczy zaliczane do organizmów żywych, ponieważ poza organizmem żywym, który atakują nie są w stanie się reprodukować. Wirusy nie prowadzą żadnych reakcji metabolicznych.

Wirusy nie mają także budowy komórkowej ani zdolności do aktywnego poruszania się.

We wnętrzu swojej struktury posiadają materiał genetyczny w postaci kwasu dezoksyrybonukleinowego albo rybonukleinowego.

Nie ma tu jednak żadnych elementów, które biorą udział w syntezie białek. Dopiero po wtargnięciu do komórki wirusy 'rusza cała maszyna' syntezy białka.

Wirusy można nazwać jednoznacznie formami pasożytniczymi.

Klasyfikacja wirusów sprawia wiele trudności. Obecnie nie wliczamy ich do ani do królestwa zwierząt ani roślin.

Podstawą ich klasyfikacji stała się obecność osłonki białkowej a także kształt i wielkość oraz przede wszystkim rodzaj posiadanego kwasu nukleinowego.

Budowa wirusa:

Wielkość pojedynczego wirusa jest bardzo mała, a średnica winionu rzadko przekracza 0,25um.

Jest to mała cząsteczka, którą tworzy kwas nukleinowy otoczony przez białkowy płaszcz, nazywany także kapsydem. Kwas nukleinowy, będący materiałem genetycznym niesie informacje na temat budowy białek wirusa. Wielkość genomu wirusowego jest bardzo różna, może wahać się od pięciu do kilku tysięcy genów.

Kapsyd, otaczający wirusa może mieć różne ułożenie białek. Powoduje ono powstawanie bardzo wyszukanych kształtów wirusa. Wyróżniamy wirusy pałeczkowate, kuliste i wielościenne.

Oczyszczenie wirusów powoduje ujawnienie się określonego wzoru symetrycznego. Forma krystaliczna wirusa po wprowadzeniu do komórek gospodarza powoduje objawy chorobowe.

Specyficzną forma wirusów jest bakteriofag, który atakuje komórki bakteryjne.

Główka bakteriofaga jest wielościenna, a w jej wnętrzu znajduje się zwinięty spiralnie kwas nukleinowy.

Większość bakteriofagów zawiera DNA. U niektórych , od główki odchodzi ogonek, który ułatwia infekcje bakterii.

Dany rodzaj bakteriofaga atakuje ściśle określony rodzaj bakterii. W wielu laboratoriach wirusy bakteryjne hoduje się wewnątrz komórek bakterii.

Działanie wirusów w czasie infekcji może przebiegać na dwóch drogach. W zależności od stopnia zjadliwości wyróżniamy cykl lityczny i lizogeniczny w działaniu wirusa.

W czasie cyklu lizogenicznego, komórka, mimo, iż jest wykorzystywana nie ulega zniszczeniu.

Cykl lityczny wirusa powoduje uśmiercenie komórki.

Po infekcji materiał genetyczny wirusa zostaje wbudowany do materiału genetycznego komórki i wraz z nim jest transkrybowany i powielany.

W przebiegu infekcji możemy wyróżnić kilka etapów:

Pierwszy etap polega na wniknięciu winionu do komórki.

Kolejny etap to faza eklisy, w czasie której ma miejsce uwolnienie kwasu nukleinowego wirusa.

Następnie dochodzi do podporządkowania metabolizmu komórkowego do syntezy białek wirusa i jego materiału genetycznego.

Ostatni proces to składanie nowych wirionów wirusa z powstałych elementów i uwolnienie nowych na zewnątrz. Etap ten wiąże się w przypadku cyklu litycznego ze śmiercią komórki.

Powstałe wiriony są w stanie atakować inne komórki.

Dostanie się wirusowi do wnętrz komórki umożliwiają odpowiednie enzymy lub owady.

Struktura aktywna wirusa jest DNA lub RNA.

Osłona kapsydu w niektórych przypadkach nie wnika do wnętrza komórki.

Wirusy to pasożyty całkowite, co oznacza że poza komórką nie wykazują żadnych cech życia.

Aby wymienić jakieś pozytywne znaczenie wirusów, trzeba dobrze się nagłowić. Do dziś nie udało się podać choćby jednej korzystnej cechy wirusów.

Formy te powodują choroby ludzi, zwierząt i roślin.

Choroby wywoływane przez wirusy mogą powodować u roślin marszczenie liści, usychanie, karłowatość, powstawanie guzów. Do wymienianych najczęściej wirusów roślin należy wirus mozaiki tytoniowej, składający się głównie z rdzenia w postaci RNA, otoczonego białkiem kapsydu.

Wirusy w roślinie mogą się rozprzestrzeniać głównie poprzez plazmodesmy i przestrzenie międzykomórkowe.

Choroby wirusowe z rośliny na roślin, przenoszone są przede wszystkim przez owady. Często roślina jest zakażona już w czasie wzrostu, gdyż wirus został przeniesiony w tkankach nasiona. Nową roślinę, powstałą w czasie rozmnażania wegetatywnego może zaatakować wirus , który infekował roślinę macierzystą.

Wirusy takie bardzo trudno zwalczyć. Nie ma skutecznego sposobu niszczenia chorób wirusowych i dlatego chore rośliny zwykle się spala. Biotechnologia Biotechnologia nauka o manipulacji organizmami żywymi, prowadzącej do nadania im pewnych pożądanych cech. Np. wszczepianie bakteriom genu na insulinę i otrzymywanie z nich czystej, ludzkiej insuliny. W różnych... Czytaj dalej Słownik biologiczny roślin, stara się na różnych drogach wytworzyć takie gatunki roślin, które byłyby odporne na infekcje wirusowe.

Wirusy atakujące organizmy zwierzęce, zaopatrzone są niekiedy w struktury ułatwiające im przyczepienie się do odpowiednich receptorów w komórce. Takie wirusy, jak np. wirus odry jest w stanie zakażać wiele różnych komórek, gdyż posiada receptory, które łączą się z różnymi receptorowymi miejscami na dowolnej komórce. Wirus polio ( dziecięcego porażenia), może tylko atakować niektóre tkanki, gdyż jego receptory rozpoznają tylko jeden rodzaj komórek.

Wirusy mogą wnikać do komórek zwierzęcych na różnych drogach. Jedna z nich jest endocytoza Endocytoza proces pobierania przez komórkę eukariotyczną z otaczającego środowiska niewielkich porcji płynu zawierającego rozpuszczone w nim substancje lub różnego typu makrocząsteczki, a także bakterie lub... Czytaj dalej Słownik biologiczny oraz inwaginacja błony komórkowej. Polega ona na wytworzeniu pęcherzyka, wewnątrz którego zostaje zamknięty wirus. Najczęściej spotykany sposób wnikania do komórki polega na zlaniu się osłonek wirusa z błona komórkową , co pozwala na wylanie zawartości wirusa do wnętrza komórki.

Materiałem genetycznym wirusów zwierzęcych są albo DNA albo RNA.

Chorobami wirusowymi atakującymi zwierzęta są nosówka psów, zapalenie płuc u świń, cholera Cholera choroba bakteryjna wywoływana przez przecinkowca cholery (Vibrio cholerae). Jest groźną chorobą o dużej zakaźności. Prowadzi do szybkiego i niebezpiecznego dla organizmu odwodnienia. Przenosi się... Czytaj dalej Słownik biologiczny świń i wiele innych.

Do ludzkich chorób wirusowych zaliczamy ospę wietrzną, grypę, różyczkę, świnkę, paraliż dziecięcy.

Wynikiem działania niektórych wirusów jest występowanie nowotworów.

Do najgroźniejszych wirusów, których człowiek nadal nie umie zwalczać a koszącym olbrzymie żniwo wśród wszystkich grup ludzi jest wirus HIV. Należy on do grupy retrowirusów, tzn. jego materiał genetyczny( RNA) po wniknięciu do komórki musi zostać przepisany dzięki odwrotnej transkryptazie na DNA.

Wirus ten w dużym stężeniu znajduje się w spermie, wydzielinie pochwowej oraz we krwi.

Wirus ten atakuje komórki układu limfatycznego, głownie limfocyty T.

Organizm umiera najczęściej na skutek zakażeń wywołanych przez inne drobnoustroje, gdyż wirus HIV powoduje znaczny spadek odporności.

Wirusa HIV i AIDS, które on powoduje, można uniknąć, stosując właściwe środki ostrożności.

Większości chorób wirusowych roślinnych i zwierzęcych, można zapobiec, stosując profilaktykę. Najczęściej izoluje się chore osobniki, likwiduje się zakażone osobniki.

W przypadku ludzkich chorób wirusowych ważne jest stosowanie szczepionek. Sposób ten jest obecnie najskuteczniejszy. Dzięki szczepieniom udało się całkowicie wyeliminować niektóre groźne choroby. Przykładem takiej choroby jest ospa. Niemniej jednak zagrożenie ze strony wirusa ospy nadal istnieje.