Doména: Bakterie (Bacteria) Milan Dundr

Transkript

1 Doména: Bakterie (Bacteria) Milan Dundr

2 Bakteriální buňka (prokaryotická)

3 Bakteriální buňka (prokaryotická) je malá (μm) nukleoid (jaderná hmota) 1 molekula DNA dvojšroubovice stočená do kruhu na bílkovinném nosiči = jeden chromozóm

4 Nukleoid

5 Bakteriální buňka (prokaryotická) ribozómy tělíska v cytoplazmě na nich tvorba bílkovin podle genetického kódu složeny ze 2 podjednotek obě jsou menší než u eukaryot

6 Ribozómy odlišujeme je podle sedimentačního koeficientu, tedy veličiny, která udává čas, za který proběhne v ultracentrifuze sedimentace ribozomu jednotka: Svedberg (S) = čas sekundy

7 Ribozómy prokaryot malá podjednotka 30S velká podjednotka 50S celý ribozóm 70S eukaryot malá podjednotka 40S velká podjednotka 60S celý ribozóm 80S

8 Ribozómy složení: 2/3 r RNA 1/3 proteiny funkce: řadí se na něm AK do peptidu či bílkoviny

9 (Cyto)plazmatická membrána

10 Fosfolipidy fluidní mozaika

11 Cytoplazma vyplňuje prostor buňky viskózní koncentrovaný roztok

12 Buněčná stěna tuhý obal mechanická ochrana buňky

13 Slizové pouzdro

14 Bakteriální bičíky

15 Bakteriální bičíky

16 Fimbrie

17 Chemické látky bakterií peptidoglykan = základní složka buněčné stěny bakterií Gramovo barvení: G+ (grampozitivní) až 90% peptidoglykanu v BS G- (gramnegativní) do 20% peptidoglykanu v BS

18 Chemické látky bakterií Zásobní látky: glykogen kyselina poly-βhydroxymáselná

19 Výživa bakterií dle vztahu ke zdroji uhlíku: heterotrofní (= organotrofní) většina zdroj uhlíku = organické látky dle způsobu získávání energie je lze rozdělit: fotoheterotrofní zdroj energie = sluneční záření chemoheterotrofní zdroj energie = chemické reakce (oxidace organických látek) zdroj dusíku: bílkoviny

20 Výživa bakterií dle vztahu ke zdroji uhlíku: autotrofní (litotrofní) je jich méně zdroj uhlíku = CO 2 dle způsobu získávání energie je lze rozdělit: fotoautotrofní (fotolitotrofní) zdroj energie = sluneční záření chemoautotrofní (chemolitotrofní) zdroj energie = chemické reakce (oxidace anorganických látek) zdroj dusíku: amonné soli, dusitany, dusičnany

21 Výživa bakterií dle vztahu ke zdroji uhlíku: fotoautotrofní sinice 6H 2 O + 6CO 2 + energie C 6 H 12 O 6 + 6O 2 purpurové sirné bakterie místo H 2 O využívají H 2 S produktem je S, SO 2 apod.

22 Spory za nepříznivých podmínek: ztratí část vody vytvoří ochranné vrstvy odolávají teplotám 100ºC či -190ºC za příznivých podmínek ožívají

23 Tvary bakterií

24 Tvary bakterií

25 Rozmnožování bakterií nepohlavní dělení 1 x za cca 20 minut!! Úkol: Spočítejte, kolik buněk vznikne z jedné bakterie za 24 hodin?

26 Řešení: Rozmnožování bakterií nepohlavní 1 buňka za 20 minut 2 buňky = 1 2 za 40 minut 4 buňky = 2 2 za 60 minut 8 buněk = za 24 hodin 2 72 = 4,

27 Rozmnožování bakterií nepohlavní Pokračování příkladu: Za jak dlouho by hmotnost bakterií předčila hmotnost Země? hmotnost 1 bakterie = kg hmotnost Země = kg

28 Rozmnožování bakterií nepohlavní Řešení: za 1 den 4, = 2, / 2, = 2,12 dne

29 pučení Rozmnožování bakterií nepohlavní (na obrázku je pučení kvasinek, ale u bakterií je to podobné)

30 Rozmnožování bakterií pohlavní konjugace a rekombinace

31 malé kousky DNA v cytoplazmě bakterií Plazmidy

32 Rozmnožování bakterií pohlavní

33 Vztah bakterií ke kyslíku aerobní potřebují kyslík anaerobní nežijí v kyslíkatém prostředí striktně anaerobní kyslík je zabije fakultativně anaerobní v přítomnosti kyslíku ho dýchají v nepřítomnosti kyslíku metabolizují jinak

34 Význam bakterií žijí prakticky všude (krom sterilního prostředí) podíl na mineralizaci půdy rozkládají organické zbytky na anorganické látky

35 Bakterie v půdě nitratační + nitritační = nitrifikační denitrifikační amonizační

36 Hlízkovité bakterie bobovitých Rhizobium

40 Aktinomycety (Frankia) olše hlízy na kořenech

41 Kvasné a hnilobné bakterie žijící ve střevech živočichů a člověka: Escherichia /Bacterium/ coli tyčka při přemnožení může být nebezpečná vyskytne-li se v pitné vodě nepitná geneticky nejprozkoumanější organismus

42 Escherichia coli

43 Přečtený genom E. coli

44 Přečtený genom E. coli

45 Bakterie mléčného a octového Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris smetana, biokys, máslo kvašení Lactobacillus tyčka jogurty

46 Treponema pallidum způsobuje příjici (lues, syfilis) pohlavní choroba spirochéta

47 Příjice (syfilis, lues) 1. období inkubační doba 3 týdny bez příznaků ale už může nakazit jiné lidi

48 Příjice (syfilis, lues) 2. období nevelký nebolestivý vřed na pohlavních orgánech, nesvědí zduří uzliny ve tříslech (slabinách), ale nebolí trvá asi 6 týdnů

49 Příjice (syfilis, lues) 3. období (sekundární syfilis) vřed se zahojí -může zůstat jizvička ve tvaru hvězdičky bakterie proniknou do krve a tudy do celého organismu vyrážky nejč. na krku, hrudníku, obličeji a šíji několik týdnů až několik let léčbou lze zabránit pokračování, ale poškozené tkáně už se nevyléčí

50 Příjice (syfilis, lues) 4. období (terciární syfilis; orgánová příjice) není-li dosud pacient léčen poškození různých orgánů mrzák či ohrožen na životě CNS totální (progresivní) paralýza postižena šedá kůra mozková aorta

51 Příjice (syfilis, lues) Významnější pacienti: K. Gottwald výduť aorty na Stalinově pohřbu se nakazil virózou a aorta mu pak při horečkách praskla B. Smetana ohluchl nejspíš na základě progresivní paralýzy

52 Příjice (syfilis, lues) L. v. Beethoven vrozená syfilitida po matce V. I. Lenin zemřel na progresivní paralýzu

53 Příjice (syfilis, lues) Schiller, Goethe, Heine, Mysliveček

54 Příjice (syfilis, lues) Čechy: 1951 vyšetřeno lidí 130 nemocných žádný čerstvý případ 1963 Ústí nad Labem od námořníků z uličky lásky v Hamburku Krkonoše výpomoc od ruských servírek tehdy syfilis velmi rozšířena v SSSR a Polsku 1992 oproti 1991 vzrostl počet čerstvých případů o 500 % (!) hodně 13 ti a 14-tiletých pacientek nejvíce okresy Most a Teplice přenos i líbáním či olizováním jedné lžičky

55 Příjice (syfilis, lues) Čechy: 2001: u nás 818 případů u cizinců (!) 2006: 511 nových případů; nejvíce na Ústecku a v Praze 2007: 850 případů (551 mužů, 299 žen)

56 Kapavka (gonorrhoea) Neisseria gonorrhoae nákaza: přímo (pohlavní styk) nepřímo (ručník, prádlo) za několik dnů: bolestivý hnisavý výtok z močové trubice

57 Kapavka (gonorrhoea) u mužů se šíří i po pohlavním ústrojí až neplodnost (podobně i u žen, ale trvá to déle) později zachvátí celý organismus nakazí-li se žena vtěhotenství nakazí se dítě většinou až při porodu oči (slepota)

58 Borrelia burgdorferi přenášena klíšťaty (Ixodes ricinus) Lymská nemoc (Lymská borelióza) existovala od nepaměti ale až 1975: městečko Old Lyme (USA, stát Connecticut) mnoho dětí kloubní onemocnění 1982 dr. Burgdorfer objevil spirochétu vklíšťatech

59 Lymská nemoc (Lymská borelióza) infikované klíště saje krev borelie z jeho střevního epitelu do slinných žláz po zvrácení nedostatečně strávené krve slinami do rány v kůži hostitele musí být dlouho přisáto čím déle, tím větší pravděpodobnost přenosu množí se v organismech obratlovců = rezervoár nákazy

60 Lymská nemoc (Lymská borelióza) projevy: 3 30 dnů po přisátí zarudnutí kůže ostře ohraničené, postupně se rozšiřuje, uprostřed světlé bolesti hlavy zvýšená teplota) u 1/3 postižených chybí kožní projevy! několik týdnů až měsíců: poruchy činnosti CNS i periferní NS postiženo pohybové ústrojí, kůže, srdce (!) po několika letech: zánětlivé onemocnění mozku a míchy trvalé poškození kloubů, kůže

61 Lymská nemoc v ČR (Lymská borelióza)

62 Cholera Vibrio cholerae prohnutá tyčka = vibrio objevil 1883 Robert Koch

63 Tuberkulóza (TBC ) nejčastěji Mycobacterium tuberculosis tyčky slabě zakřivené až rovné Kochův bacil objeven 1882

64 Tuberkulóza (TBC ) zvláštní forma zánětu plic: tvorba tuberkulózních uzlíků nekróza (odumírání) vznik dutiny v plicích do ní se později ukládají vápenaté soli (kalcifikace)

65 Tuberkulóza (TBC ) vykašlávání krve, teploty, pocení, malátnost, hubnutí postihuje mnoho orgánů přenos: vzduchem, přímo dnes odolné kmeny bakterií proti antibiotikům

66 Tuberkulóza (TBC )

67 Angíny Streptococcus ID: 1 3 dny (max. 7 dní) přenos vzduchem, přímo i nepřímo (předměty) příznaky: náhle vysoké teploty (často s třesavkou) bolesti hlavy a v krku(brání polykání i řeči) bílé skvrny až povlaky na mandlích, na jazyku zápach z úst zduří lymfatické uzliny antibiotika (penicilín)

68 Angíny

69 Tetanus (strnutí šíje) Clostridium tetanii tyčka ID: 1 3 týdny i déle přenos z půdy: poranění, trn, tříska, popáleniny apod.

70 Tetanus (strnutí šíje) nejprve křeče žvýkacích svalů stažení mimického svalstva sardonický úsměv strnutí šíje napínání svalstva břicha, zad a končetin křeče za plného vědomí teplota stoupá smrt udušením křeče dýchacích svalů a bránice při záchvatech často zlomeniny očkování vždy po 10 letech

71 Botulismus Clostridium botulinum tyčka v trávicím ústrojí zvířat (včetně ryb a lidí) stolicí do vody a půdy botulin (botulotoxin) = prudký jed za nepřístupu vzduchu a při nedostatečném tepelném zpracování

72 Botulismus otravy konzervami vypouklé víčko změna barvy a vůně ID: 6 72 hodin (max. několik dnů)

73 Botulismus bez horečky sucho v ústech, chraptění, potíže s polykáním, dvojité vidění obrna měkkého patra, zástava stolice i močení ochrnutí dýchacích svalů pak buď přežije nebo zemře

74 Botox

75 Aby to nedopadlo takhle:

76 Botulotoxin botulus = lat. klobása botulotoxin A x až x toxičtější než sarin smrtící dávka pro člověka je asi 1 μg

77 Mor Yersinia pestis 1894 Hongkong bacil (tyčka s bičíky) přenášejí ho krysí blechy mezi lidmi se přenáší kašláním a kýcháním

78 Mor

79 Mor vysoké horečky zduření a hnisání mízních uzlin postižení plic, mozkových plen celkový zánět

80 Mor 2. morová vlna vevropě 2. polovina 13. století odhad: zemřela ¼ obyvatel Evropy zabil v Evropě 75 milionů lidí

81 Mor

82 Lepra (malomocenství) Mycobacterium leprae lepra = řec. vyrážka, prašivina tyčky slabě zakřivené až rovné 1847 objevil Hansen převážně tropy

83 Lepra (malomocenství) vyvíjí se velmi dlouho kůže ztrácí citlivost, na ní skvrny vředovatí, hojí se jizvami ztráty článků prstů a jiná poškození těla léčba trvá mnoho let

84 Lepra (malomocenství)

85 Spála streptokok skupiny A ID: 2 7 dnů přenos vzduchem, přímo i nepřímo

86 Spála horečka, bolesti v krku, nevolnost den vyrážka vnitřní strana stehen, spodek břicha, třísla, loketní a podpažní jamky zarudlý obličej a krk červený malinový jazyk

87 Úplavice Shigelly (japonský lékař Kiyoshi Shiga) tyčka ID: 1 7 dní

88 Úplavice přenos: špinavýma rukam přímým kontaktem znečištěnými potravinami vodou mouchami (usedají na lidské výkaly)

89 Úplavice příznaky: náhle třesavka, horečka, bolesti břicha průjem brzy vodnatý s krví a hleny hrozí dehydratace (!)

90 Břišní tyfus Salmonella typhi tyčka s bičíky ID: 5 24 dnů (nejč. 14 dnů) přenos: znečištěnou vodou mouchy na nožičkách

91 Břišní tyfus pozvolna stoupá teplota, bolesti hlavy, nucení na zvracení ve 2. a 3. týdnu trvale 39 C *** o něco mírněji vypadá paratyf B

92 Břišní tyfus

93 Salmonelózy Salmonella tyčka s bičíky ID: běžně 8 10 hodin přenos: potravinami (nakaženými, špatně tepelně zpracovanými)

94 Salmonelózy rychle nastoupí průjem (připomíná choleru) někdy se podobá spíše tyfu výjimečně se projeví jako zánět kosti

95 Zánět (zápal) plic Streptococcus pneumoniae ID: event. i jiní původci několik hodin - 3 dny přenos: vzduchem, přímo stykem s bacilonosičem (!)

96 Zánět (zápal) plic prudce třesavka, teploty, zrychlený dech pak bolest v hrudníku s kašlem (narůžovělé až hnědorezavé chrchle) dušnost, opary

97 Důležití badatelé Louis Pasteur Francouz ochranná očkování předem, pěstování na živných půdách

98 Důležití badatelé Robert Koch Němec objevil původce tuberkulózy a cholery 1905 Nobelova cena za práce o TBC