Úvod do mikrobiologie 1. Lidské infekční patogeny Subcelulární
Prokaryotické o.
Eukaryotické o.
Živočichové
Priony
Chlamydie
Houby
Červi
Rickettsie
Protozoa
Členovci
Viry
Mykoplasmata Klasické bakterie
2. Typy buněk 1. Prokaryotická buňka • pouze jednobuněčné organismy (+ kolonie) • haploidní DNA není oddělena membránou • nejsou buněčné organely vázané na membrány • velikost: 10× menší než eukaryotické buňky • není fagocytóza ani exocytóza • specifické vlastnosti: anaerobní metabolismus, vazba dusíku… • zpravidla pevná buněčná stěna
2. Eukaryotická buňka • jedno- i vícebuněčné organismy • DNA je v jádře odděleným jadernou membránou (+ jadérko) • organely odděleny membránou: mitochondrie (s vlastní DNA) • systémy membránových organel (Golgi, ER, lysosomy…) • (rostliny a houby mají buněčnou stěnu) • cytoskelet
Obr. 1: Velikosti mikroorganismů
1
Obr. 2: Prokaryotická a eukaryotická buňka
3. Bakterie, hlavní druhy 1. Klasické bakterie • množí se asexuálně binárním příčným štěpením • nemají jadernou membránu • mají rigidní stěnu
2. Chlamydie • intracelulární paraziti • elementární tělíska: infekční, ne-reproduktivní, malá (0,3 µm) • iniciální tělíska: ne-infekční, intracelulární, reproduktivní, velká (1 µm)
3. Rickettsie • intracelulární paraziti, 0,3 – 1 µm
4. Mykoplasmata • bakterie bez buněčné stěny, 0,3 – 0,8 µm
4. Bakterie 1. Jednobuněčný prokaryotický organismus 2. Velikost: 0,1 – 10 µm 3. Tvar • okrouhlý: koky • tyčkovitý: bacily • prohnutý • spirálovitý • vláknitý
4. Seskupení • stafylokokky: • streptokokky: • Streptococcus pneumoniae: diplokokky • Neisseria gonorrhae:
2
Obr. 3: Struktura bakteriální stěny
5. Struktura obalu bakterií 1. Cytoplasmatická membrána • obklopuje cytoplasmu • skládá se z proteinů a fosfolipidů • dýchání, sekrece, příjem živin… • membránové duplikatury: mesosomy
2. Buněčná stěna • G+ bakterie: silná stěna z proteoglykanů • G- bakterie: tenčí proteoglykanová vrstva a přídavná zevní membrána; poriny; lipopolysacharidy (endotoxiny) • mykobakterie: HMW lipidy (mastné kyseliny)
3. Pouzdro • zevní polysacharidová vrstva • chrání bakterie
4. Hlen • některé bakterie mají dodatečnou ochranou vrstvu volně vázanou na povrch
5. Bičík, flagella • jeden nebo víc • pohyb
6. Fimbrie (pili) • tenké, krátké • pomáhají při adhezi na buněčný povrch (vyšší virulence) • konjugační pili se uplatňují při přenosu plasmidové DNA
3
Obr. 4: Buněčná stěna G+ a G- bakterií
Obr. 5: Buněčná stěna G+ a G- bakterií
4
Obr. 6: Flagella, pili
6. Intracelulární struktury bakterií 1. Chromosomální nukleová kyselina • jedno cirkulární vlákno molekuly DNA
2. Plasmidy • další malé DNA molekuly (transfer; resistence)
3. Ribosomy • RNA+proteiny (proteosyntéza)
4. Endospory • Bacillus, Clostridium • tvoří se při nedostatku živin: sporulace • vysoce rezistentní neaktivní bakteriální formy • mohu rychle obnovit aktivní růst
7. Endospory 1. Termoresistentní • pára 120 ◦ C 20 minut • suché teplo 180 ◦ C 30 minut • formaldehyd 1 % 30 minut
2. Mohou persistovat velmi dlouho • desítky let (tetanus)
5
Obr. 7: Endospory
Obr. 8: Tvorba endospory
6
Obr. 9: Endospora, EM
Obr. 10: Typy endospor podle umístění
Obr. 11: Germinace
7
Obr. 12: Germinace
8. Reprodukce bakterií 1. Reprodukce • binární transverzální štěpení • čas: 20 minut – 24 hodin in vitro; logaritmicky v ideálním případě • in vivo: mnohem déle
2. Metabolismus • energie je získávána rozkladem organických výživných látek • katabolické reakce: trávení (exoenzymy), vstřebání: pasivní nebo aktivní, oxidace • anabolické reakce: výstavba buňky • lidské patogeny jsou vždy chemosyntetické a organotrofní (živí se organickými sloučeninami)
3. Kyslík • aeroby • fakultativní anaeroby • obligátní anaeroby • aerotolerantní anaeroby
9. Pěstování bakterií v kultuře 1. Výživné medium • organické zdroje energie • uhlík, dusík
2. Minerály a stopové prvky, pH, voda • síra, fosfor, kalcium, hořčík a stopové prvky
3. Typy medií • výživná (kapalná media nebo agar) • selektivní media • indikátorová media
8
Obr. 13: Normální bakteriální růst v kultuře
9
