Növényrendszertan 2. előadás Dr. Bartha Dénes 2009. február 13.
Vírusok - Vira
A vírusok általános jellemzése • vírus = "méreg" = fertőző genetikai információ • a vírusok az élővilág legkisebb, általánosan elterjedt, túlnyomórészt betegségokozó szervezetei • élő szervezet-e a vírus? (LWOFF: a vírus az vírus) • obligát paraziták, önálló anyagcseréjük nincs • riboszómákkal nem rendelkeznek, ezért önálló fehérjeszintézisre képtelenek • nincs saját enzimrendszerük, működésükhöz a gazdasejt enzimrendszere szükséges • életjelenségeik: sokszorozódás, öröklékenység, változékonyság • örökítő rendszerük vagy RNS vagy DNS • az RNS vagy DNS lehet egyfonalú vagy kétfonalú • kristályosíthatók, fertőzőképességük így is megmarad (STANLEY, 1935) • a vírusokkal foglalkozó tudományág a virológia
A vírusok alaki és működési jellemzői • a vírusok megjelenési formája: - vegetatív vírus (funkcionáló vírus: „működik” - a sejtbe bejut, ott részeire esik, sokszorozódik, összerendeződik) - virion (nyugalmi „terjedő” vírus: jellemző nagysággal, struktúrával, formával, kémiai felépítéssel rendelkezik ← ez a megjelenési forma jellemezhető) • a virion mérete: 8-1250 nm (fénymikroszkóppal nem láthatók) • a virion felépítése: - vírusgenom (RNS v. DNS) - fehérjeburok (kapszid, függelék)
A vírusok alaki és működési jellemzői (folytatás) • a virionok csoportosítása: csigavonalú (helikális)
köbös (kubikális)
kettős (binális)
A vírusfertőzés lefolyása • • • •
a vírus megtapad a gazdasejt felületén a vírus bejut a sejtbe a vírusgenom (DNS v. RNS) szabaddá válik megindul a transzkripció: a vírusgenom és a vírusfehérjék sokszorozódnak és összerendeződnek • az új vírusok kijutnak a gazdasejtből • a fertőzés történhet közvetlenül, vagy közvetítők (vektorok) segítségével
A vírusok mesterséges rendszerezése 1. Bakteriofágok - Bacteriophagineae • baktériumokat, sugárgombákat és kékmoszatokat pusztító vírusok • a nagyobb bakteriofágok fejre és farokrészre különülnek • kimondottan fajspecifikusak
T4-fág
2. Növényi vírusok - Phytophagineae • • • • • •
csökkentik a sejtek klorofilltartalmát (mozaikbetegség) elpusztítják a plazmát (sejtelhalás) zavarják a tápanyagszállítást kóros anyagfelhalmozódást, torzulást okoznak többgazdásak is lehetnek vektorok: mag, vegetatív szaporítás, rovarok, fonálférgek
dohány mozaikvírus (TMV = Tobacco Mosaic Virus)
3. Állati és emberi vírusok - Zoophagineae • a növényi vírusoknál rendszerint nagyobbak • külön csoportba sorolják az ízeltlábúak és a gerincesek vírusait
HIV (Human Immunodeficiency Virus)
Fontosabb humán kórokozó vírusok • • • • • • • • • • • • • • • • •
feketehimlő vírusa (variola) herpesz vírusok (herpesz szimplex, övsömör, mononukleózis) bárányhimlő vírusa (varicella) papilloma vírus (→ szemölcs) daganatkeltő vírusok fültőmirigy-gyulladás vírusa (mumpsz) veszettség vírusa (rabies) agyvelőgyulladás vírusa (enkefalitisz) gyermekbénulás vírusa (poliomielitisz) HIV-vírus (AIDS) légúti betegségek vírusai (influenza = grippe, krupp, pharyngitis, laryngitis, tracheitis, bronchiolitis, bronchitis) szivacsos agyvelő-károsodás vírusa (Creuzfeldt-Jakobszindróma) Ebola-vírus májgyulladás vírusai (hepatitisz) kanyaró vírusa (morbilli) rózsahimlő vírusa (rubeola) sárgaláz vírusa
Baktériumok - Bacteria
A baktériumok általános jellemzése • mikroszkópikus méretű, többnyire magános, ritkábban csoportokba rendezett sejtek (1-200 µm) • örökítő anyaguk kétfonalú DNS, a kezdetleges kromoszómák (genofor) körül nincs maghártya • a genofor (→ diffúz sejtmag) mellett jellegzetes örökítő struktúráik a plazmidok (kisebb DNS gyűrűk) • van riboszóma, így saját fehérjét képesek szintetizálni • a sejtfal jódkálival eltérően festhető: Gram-pozitív és Gram-negatív fajok • a Föld legrégibb ismert élőlényei (3,4 milliárd évesek) • a baktériumokkal foglalkozó tudomány a bakteriológia
A baktériumok alaki és működési jellemzői • leggyakoribb alakok - gömb (kokkusz)
- pálcika (bacillus)
- csavar (vibrio, spirillum)
• egyes baktériumok kiszáradáskor betokozódnak (endospóra) • sejtfaluk van (kivétel a mikoplazmák), mely alatt sejthártya található • bizonyos fajok ostort (flagellum) vagy csillót (cilia) fejlesztenek, ezek helyzete lehet: - monotrich (a) - amfitrich (b) - amfilofotrich (c-d) - lofotrich (e) - peritrich (f)
• életmód alapján megkülönböztethető baktériumok: - aerob baktériumok (oxibionta) - anaerob baktériumok (anoxibionta) • a baktériumok táplálkozási formái - autrotróf baktériumok - fotoszintetizáló baktériumok (pl. kénbaktérium) - kemoszintetizáló baktériumok (pl. nitrifikáló baktériumok)
- heterotróf baktériumok (többségük) - szimbionta (pl. Fabaceae, Elaeagnaceae, Alnus, Juglans nigra fajokkal)
Frankia alni (Nocardia alni)
Rhizobium leguminosarum
- parazita (főleg fakultatív paraziták, kevés az obligát parazita) - szaprobionta
• megfelelő táptalajon rendszerint tenyészthetők (telepet képeznek) • a baktériumok a sejtek hasadásával, kettéosztódásával szaporodnak (20-60 percenként)
A baktériumok osztódása vázlatosan (SCHMELZER nyomán)
A baktériumok konjugációja (WOHLMAN és JACOB nyomán) (a „hím” baktériumból a „nőneműbe” jutnak át a gének) • életműködés alapján megkülönböztethető baktériumok - erjesztő (zimogén) - színanyagot termelő (kromogén) - világító (fotogén) - hőtermelő (termogén) - betegségokozó (patogén)
A baktériumok (BERGEY-féle mesterséges) rendszere 1. Pszeudomonaszok - Pseudomonadales - pálcika alakú, Gram-negatív szervezetek, endospóra-képzés nincs - vizekben élnek: kénbaktériumok (fotoszintetizálnak) talajokban élnek: nitrifikáló (Nitrosomonas, Nitrobacter) fajok kórokozók: Pseudomonas syringae
Nitrosomonas sp.
Pseudomonas syringae
2. Hüvelyes baktériumok - Chlamydobacteriales - sejtfonalaikat nyálkás hüvely veszi körül, amely mangán- vagy vasoxidokat tartalmaz - a geológiai korokban belőlük keletkezett a gyepvasérc (limonit)
Chlamydomonas sp.
3. Valódi baktériumok - Eubacteriales - pálcika vagy gömb alakú, merev sejtfalú, részben Gram-pozitív, részben Gram-negatív szervezetek - paraziták: emberi, állati, növényi kórokozók - talajokban élnek, a levegő szabad nitrogénjét kötik: - szabadon előfordulók: Azotobacter fajok - szimbionták: Rhizobium fajok
Azotobacter chroococcum
Rhizobium leguminosarum ssp. acaciae
Micrococcus roseus
Clostridium pasteurianum
4. Sugárgombák - Actinomycetales - fonalszerűek, elágazók, Gram-pozitívok, van endospóra-képzés - kórokozó fajaik is ismertek - talajlakó szimbionta fajok (Frankia spp.), nitrogénkötők (az Alnus, Myricaria, Elaeagnaceae, Juglans fajokon)
Frankia alni (Nocardia alni) Megj.: További csoportjaik: 5. Színtelen kénbaktériumok, 6. Nyálkabaktériumok, 7. Spirohéták, 8. Mikoplazmák, 9. Rickettsiák
A baktériumok ökológiai jelentősége 1. A talajokban lebontó tevékenységet folytatnak (cellulóz-, kitin-, fehérjeés részben lignin-lebontás). 2. A légköri, molekuláris nitrogént egyes fajok meg tudják kötni, mások az élőlények maradványait szervetlen N-vegyületekké alakítják. 3. A vízben élő baktériumok szennyezés hatására fölszaporodnak → indikátorok. 4. Élelmiszerek és takarmányok előállítására alkalmas néhány fajuk (pl. tejtermékek, savanyítás, silózás). 5. Gyógyszeripari termékek előállításánál hasznosíthatók (pl. antibiotikumtermelés)
A baktériumok ökológiai jelentősége (folytatás) 6. Mintegy 200 patogén faj (Corynebactericum, Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas spp.) növényi megbetegedéseket idéz elő, (pl. tumorképződés, hervadás, foltosság, sárgulás, száraz és nedves rothadás). 7. Állati és emberi megbetegedéseket, járványokat is okozhatnak. 8. Ipari felhasználás (pl. kőolajbaktériumok, szennyvíztisztítás). 9. Növényvédő szerek lebontása a talajban. 10.A biológiai védekezésben is fölhasználhatók (pl. Bacillus thuringiensis). 11.Kőzetek keletkezésében is részt vehetnek (pl. limonit). 12.A termőtalajok termőképességének fenntartása (1 g talajban 10-100 millió baktérium van).
Fontosabb humán kórokozó baktériumok I. Faj Bacillus anthracis Bordetella pertussis Borrelia burgdorferi Brucella spp. Clostridium botulinum Clostridium tetani Corynebacterium diphtheriae Escherichia coli Francisella tularensis Helicobacter pylori Mycobacterium leprae Mycobacterium tuberculosi Neisseria gonorrhoeae Neisseria meningitis
Betegség lépfene (anthrax) szamárköhögés (pertusszisz) Lyme-kór (borreliózis) máltai-láz (brucellózis) ételmérgezés (botulizmus) merevgörcs (tetanusz) torokgyík (diftéria) bélrendszeri betegségek (gasztroenteritisz) nyúlpestis (tularémia) gyomor- és bélhurut (gasztroenteritisz) lepra (Hansen-kór) tüdőbaj = gümőkór (tuberkulózis) kankó (gonorrhea) agyhártyagyulladás (meningitisz)
Fontosabb humán kórokozó baktériumok II. Faj Rickettsia prowazekii Salmonella spp. Salmonella typhi Shigella spp. Staphylococcus aureus Treponema pallidum Vibrio cholerae Yersinia pestis
Betegség kiütéses tífusz ételmérgezések (szalmonellózis) hastífusz vérhas (dizentéria) gennykeltés, tályogképzés vérbaj = luesz (szifilisz) kolera pestis (fekete halál)
„Filum Ariadneum botanices est systema, sine quo chaos est res herbaria.” Linné
