9. Viry a bakterie Viry – nebuněčné formy organismů. Mnohem menší a jednoduší než buňka. Prokaryotické organismy – organismy, jejichž tělo tvoří prokaryotická buňka s jadernou hmotou volně uloženou v cytoplazmě bez jaderného obalu. Patří mezi nejstarší organismy na Zemi (stáří odhadováno na 3,5 miliard let)
Viry říše: Nebuněční (Subcellulata) • Nebuněčné částice o velikosti cca 15 – 390 nm. • Jejich rozmnožování je možné jedině v hostitelské buňce, nemají vlastní metabolismus – takzvaní nitrobuněční parazité. • Způsobují různá onemocnění u: člověka – spalničky, neštovice, příušnice, opary, bradavice, dětskou mozkovou obrnu, zánět mozkových blan, zarděnky, rýmu, chřipku, žloutenku, AIDS a některé zhoubné nádory zvířat – kulhavku, vzteklinu, slintavku, drůbeží mor rostlin – mozaikové onemocnění tabáku • Proti virovým onemocněním nejsou účinná antibiotika. U některých onemocnění může být ochranou očkování. Dělení virů Viry rozlišujeme podle: • typu nukleonové kyseliny (RNA viry – obsahují pouze RNA; DNA viry – pouze DNA; diplo-RNA viry – obsahují dvoušrobovici RNA) • hostitele (bakteriofágy – napadají bakterie, fytopatogenní – napadají rostliny, zoopatogenní – napadají živočichy a mykoviry – napadají houby • speciálním typem virů jsou retroviry – RNA viry, které donutí hostitelskou buňku přepsat svou RNA na DNA . Tato DNA se včlení do chromozomální DNA buňky, např. Virus HIV
Stavba viru • Jednotlivé virové částice se nazývají viriony. • Každý virion je složen jedné či více molekul nukleonové kyseliny nesoucí geny (vždy buď RNA nebo DNA); zevní tvar virionu může být geometricky pravidelný mnohostěn. • Nukleonová kyselina je uložena v bílkovinném plášti – kapsidě. Ta nukleonovou kyselinu chrání a případně zprostředkovává vazbu viru na buněčnou stěnu hostitelské buňky. Komplex nuk. kys. a kapsidy je nazýván nukleokapsid.
Rozmnožování viru Přenos virů – např.: vzduchem (kapénkovou infekcí, prachem), potravinami, vodou, hmyzem, přímým kontaktem s kůží nebo krví nemocného člověka, pohlavním stykem Rozmnožování, tedy virová infekce probíhá v několika fázích. • nejprve virion přilne na povrch buňky • dále buďto celý virion nebo pouze nukleonová kyselina pronikne do hostitelské buňky • Nukleonová kys. v buňce vyvolá podle svých genů syntézu bílkovin (enzymů), které jsou nutné pro pomnožení viru ( některé viry si přinášejí hotový enzym s sebou)
buňka poté na základě enzymu replikuje1 z vlastních zdrojů virovou nukleonovou kyselinu a syntetizuje2 bílkovinu kapsidy viru sestaví se nové viriony. Ty se z buňky uvolní a mohou napadnout další buňky. Viriony • mohou napadenou buňku opustit bez poškození, ale mohou také způsobit její zánik, tzv. - lýzu buňky
•
formy virové infekce: • persistence – stadium, při kterém vir pronikne do buňky a přetrvá v ní, aniž by se množil • latentní infekce – vir se množí pomalu, buňka jím v tomto stadiu není omezena • virogenie – virový genom se začlení do genomu buňky transformace – změna virového genomu • • virus rozplétá cytoplazmatickou membránu a napadá další buňky, vzniká nekrotické ložisko, které způsobí lavinové šíření choroby. Vir se že dostat do krevního oběhu a být roznesen po celém těle.
Bakterie říše: Prvobuněční (protocellulata) • jednobuněčné prokaryotické organismy o velikosti 0,3-2µm (mikrometr – 1 milióntina metru) • bakterie jsou významnými dekompozitory – odbourávají odpadní produkty a mrtvá těla organismů • některé bakterie jsou využívání v průmyslu při výrobě různých látek – např.: kyseliny octové, citronové, aminokyselin, antibiotik atd.); některé druhy jsou používány při klasické kvasné výrobě sýrů, octa, kysaného zelí atd. • bakterie střevní mikroflóry napomáhají při vstřebávání živin a vitamínů z potravy (u býložravců pomáhají rozkládat buničinu) • některé bakterie jsou patogenní. Napadají a rozšiřují tkáně, vylučují jedovaté látky, tzv. toxiny – do organismu se dostávají například trávicí soustavou, dýchací s., ranami v kůži, pohlavním stykem. • Toxiny způsobují např.: střevní onemocnění – cholera, tyfus, salmonelóza onemocnění dýchací soustavy – angína, spála, zánět plic (streptokoky), tubrkulóza pohlavní nemoci – kapavka, syfilis hnisání ran – způsobeno především stafylokoky boreliózu přenášená klíšťaty tetanus • bakteriální onemocnění se léčí nejčastěji antibiotiky3 Dělení bakterií • Bakterie rozlišujeme podle základního metabolismu, dále podle potřeby kyslíku a také podle vztahu k dusíku a jeho sloučeninám - př.: Podle potřeby kyslíku dělíme bakterie na: aerobní – k životu nutně potřebují kyslík; anaerobní – kyslík nepotřebují, někdy je pro ně i jedem; fakultativně aerobní – kyslík využívají, když je k dispozici, ale nepotřebují ho
1
Replikace - obnovení, opětovné uvedení, zmnožení, zdvojení
2
Proces spojování dvou nebo více částí do jednoho celku Antibiotika = přírodní látky produkované některými houbami nebo bakteriemi, které slouží k omezení růstu nebo zničení jiných druhů mikroorganismů
3
Stavba bakterie • Povrch bakterie je často tvořen slizovým pouzdrem, někdy i bičíky (jedním nebo více), umožňující pohyb • za nepříznivých podmínek se vytváří endospóry – klidové formy převážně tyčinkovitých bakterií vznikající zahuštěním jejich protoplazmy (metabolicky aktivní živá hmota vyplňující vnitřní část buňky). Jsou velmi odolné vůči vysokým teplotám, extrémním hodnotám pH atd. Za příznivých podmínek jsou schopny se opět změnit v aktivní vegetativní stadium a pomnožovat se. • Tvary bakterii - kulovité – takzvané koky, které mohou tvořit dvojice (diplokoky), čtveřice (tetrakoky), řetízky (streptokoky) nebo hroznovité útvary (stafylokoky) - tyčinkovité – takzvané bacily - zakřivené – lehce zakřivené (vibria), zvlněné (spirily), nebo šroubovicové (spirochety) • podle stavby buněčných stěn (ta ovlivňuje jejich barvitelnost) rozlišujeme bakterie: gramopozitivní – jejich buněčná stěna je tvořena silnou vrstvou peptidoglykanu (murein), je barvitelná (zadržuje speciální barvivo) a neodbarvuje se organickými rozpouštědly gramnegativní – nad tenkou vrstvou peptidoglykanu mají vnější membránu tvořenou proteiny, lipopolysacharidy a lipoproteiny; barvivo se z buněčné stěny vymývá
Rozmnožování bakterií • Bakterie se rozmnožují většinou příčným dělením • chromozom se zdvojí, buňka se protáhne a obě molekuly DNA putují k opačným pólům buňky, uprostřed se vytvoří přehrádka a buňka se rozdělí – po rozdělení mohou bakterie zůstat spojeny a vytvářet tak charakteristická uskupení
Dodatečné info k bakteriím • Autotrofní bakterie obsahují bakteriochlorofyl, který podobně jako chlorofyl absorbuje sluneční záření • Bakterie žijí také na povrchu i uvnitř těla živočichů i rostlin; například bakterie Escherichia coli se nachází ve střevech člověka • Některé bakterie mohou oxidovat uhlovodíky, jsou tedy schopny odstraňovat důsledky ropných havárií • Geneticky upravené bakterie jsou využívány k výrobě některých látek, například hormonů (inzulinu)
stavba
virionu
Virová infekce
Stavba bakterie
