Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Prokarióták Dr. Kredics László SZTE TTIK Mikrobiológiai Tanszék

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Prokarióták Dr. Kredics László SZTE TTIK Mikrobiológiai Tanszék"— Előadás másolata:

1 Prokarióták Dr. Kredics László SZTE TTIK Mikrobiológiai Tanszék

2 A prokarióták jelentősége  Valószínűleg a legősibb életforma képviselői  Alapkutatás fontos tárgyai  Ipari alkalmazások (biotechnológia, pl. inzulintermelés, bioremediáció)  Orvosi alkalmazások (antibiotikumok)  Mezőgazdasági jelentőség (nitrogénkötés)  Szerepet játszanak a szén, nitrogén és kén körforgásában (lebontó szervezet)  Növények, állatok és emberek kórokozói

3

4 Fő morfológiai típusok kokkusz bacillus vibrio Átlagméret: µm  µm spirillum

5 Mor fológia kokkuszpálcika, vagy bacilliformCsavart formák Diplokokkusz Neisseria: kávébab alak kokkobacillus Vibrio: csavart pálca Tetrádok (4 kokkusz) Sarcina: (8, 16, 32, 64 kokkusz) Mycobacterium coryneform Spirillum Streptococcus: füzérszerű Micrococcus és Staphylococcus Spóraképző pálcikák Streptomyces: gombaszerű Spirocheta

6 citoplazma- membrán tok pílusok flagellum riboszómák mezoszóma cito- plazma nukleoid zárványok SEJTFAL Baktériumsejt szerkezete

7 Baktérium sejtfal - külső, elasztikus váz - nincs minden baktériumnál (pl. Mycoplasma fajok) - változatos összetétel és szerkezet - Gram-festés (Hans Christian Gram, 1892) kétféle baktérium sejtfaltípus megkülönböztetésére alkalmas - Festés ibolyaszínű festékkel (kristályibolya + jódoldat), alkoholos mosás (etanol), majd kontrasztfestés piros festékkel (szafranin) - A festés kimutatja, hogy az adott baktérium Gram-pozitív (lila) vagy Gram-negatív (piros)

8 Gram-pozitív sejtfal Gram-negatív sejtfal sejtfal peptidoglukán plazmamembrán sejtfal periplazmatikus tér külső membrán peptidoglukán plazmamembrán

9 Gram-festés Gram-pozitív baktériumok: A membránban lévő peptidoglukán megköti a festéket. Magas peptidoglukán tartalom = sötétibolya szín Gram-negatív baktériumok: A külső membrán ellenáll a festésnek. A sejtek megkötik a kontrasztfestéket, rózsaszínek lesznek.

10 Gram-pozitív sejtfal szerkezete peptidoglukán (murein) plazmamembrán lipoteichonsav teichonsav periplazmatikustér Periplazmatikus tér (felületiantigének)

11 Gram-negatív sejtfal szerkezete Periplazmatikustér és peptidoglukán (murein) Külsőmembrán(védő szerep) Plazma-membrán Lipopoliszaharid(gyakran toxikus) Lipoprotein O-antigén(felismerés) Foszfolipid Transz-membránfehérje Peptidoglukán Porin

12 Gram-pozitív peptidoglükán háló keresztkötésekkel N-acetil-muraminsav N-acetil-glükózamin peptidlánc penicillin: gátolja a keresztkötések kialakulását pentaglicin híd

13 citoplazma- membrán TOK pílusok flagellum riboszómák mezoszóma cito- plazma nukleoid zárványok sejtfal Baktériumsejt szerkezete

14 - nincs minden baktériumnál - védelmi funkciót tölt be - leggyakrabban poliszacharid, néha polipeptid - kórokozóknál virulenciafaktor (megtapadás, fagocitózissal szembeni védelem) Néhány jellegzetes tokanyag: 1/ polipeptid - Bacillus anthracis (anthrax, lépfene): D-glutaminsavból álló homopolimer, rendkívül ellenálló 2/ dextrán (D-glükóz monomerek  (1-6) kötéssel) - infúziós készítmények alapoldata 3/ cellulóz (homopoliszacharid, D-glükóz monomerek β(1-4) kötéssel) - cellulóz membránok, pl. Sony 4/ keményítő (D-glükóz monomerek α(1-4) kötéssel) 5/ xantán (heteropoliszacharid) - Xanthomonas fajokban, fúrófejek kenőanyaga, ivólevek, krémek, gélek 6/ alginát (heteropoliszacharid) - enzim- és sejtrögzítésre alkalmazzák Tok

15 Negatív festés kolloid tussal Tok

16 citoplazma- membrán tok pílusok FLAGELLUM riboszómák mezoszóma cito- plazma nukleoid zárványok sejtfal Baktériumsejt szerkezete

17 - Fontos mikromorfológiai bélyeg - Folyadékban a baktériumsejt mozgását biztosítja - kémiai ingerek hatására 360º-os szögben forog az óramutató járásával ellentétesen - a baktérium az óramutató járásával egyező irányban forogva halad előre a flagellum irányába Flagellum

18 A flagellum elhelyezkedése monotrich amphitrich lophotrich peritrich

19 filament kampó L gyűrű külső membrán peptidoglukán réteg periplaz- matikus tér plazma- membrán P gyűrű S gyűrű M gyűrű Gram-negatív (4 gyűrű) Gram-pozitív (2 gyűrű) pálca Gram-negatív és Gram-pozitív flagellum

20 citoplazma- membrán tok PÍLUSOK flagellum riboszómák mezoszóma cito- plazma nukleoid zárványok sejtfal Baktériumsejt szerkezete

21 F+ típusú baktérium által képzett szexpílus Közönséges pílusok F- F+ Pílus (fimbria) Fehérjéből felépülő sejfelszíni csőszerű képlet, nem mozog F-pílus (szexpílus): DNS-átvitelt tesz lehetővé egy másik sejtbe (konjugáció)

22 CITOPLAZMA- MEMBRÁN tok pílusok flagellum riboszómák mezoszóma cito- plazma nukleoid zárványok sejtfal Baktériumsejt szerkezete

23 A prokarióták citoplazmamembrán-szerkezete glikolipidoligoszaccharid foszfolipid felszíni fehérje integráns fehérje integ- ráns fehérje hidrofób  -hélix hopanoid - Foszfolipid-kettősréteg: hidrofil felszín, hidrofób belső részek. - Szterolok nincsenek, helyette hopanoidok

24 Hopanoidok: szterol analóg triterpén származékok A prokarióták citoplazmamembrán-szerkezete Koleszterol (szteroid) Bakteriohopántetrol (hopanoid)

25 Valódi baktériumok (Bacteria) lipid- szerkezete Ősbaktériumok (Archaea) lipid- szerkezete Normális lipid glicerolészterkötés sztearinsav Archea glicerolipid éterkötés phytanol phytanilglicerol-diéter dibiphytanilglicerol-tetraéter tetraéter bipentaciklikus C 40 biphytanil láncokkal

26 citoplazma- membrán tok pílusok flagellum riboszómák mezoszóma CITO- PLAZMA nukleoid zárványok sejtfal Baktériumsejt szerkezete

27 Baktériumok citoplazmája - Nincsenek belső membránok, csak a citoplazmamembrán betűrődései, felületükön zajlanak az élettani folyamatok baktérium (Nitrosomonas) intracelluláris membránbetűrődései

28 citoplazma- membrán tok pílusok flagellum RIBOSZÓMÁK mezoszóma cito- plazma nukleoid zárványok sejtfal Baktériumsejt szerkezete

29 Riboszómák - Számuk: 5-50 ezer - Az összRNS kb %-a rRNS. - Poliszóma (poliriboszóma): mRNS-hez kapcsolódva, fehérjeszintézis már a transzkripció alatt megkezdődik

30 citoplazma- membrán tok pílusok flagellum riboszómák mezoszóma cito- plazma NUKLEOID zárványok sejtfal Baktériumsejt szerkezete

31 A baktériumok örökítőanyaga  Prokarióták: nincs körülhatárolt sejtmag, nukleoid régió (80% DNS, 10% RNS, 10% fehérje).  Örökítőanyag: mindig kettősszálú DNS  Genom: nem tagolt, egyetlen óriásmolekula (kromoszóma)  Erősen felcsavarodott állapot  Gyakran cirkuláris, néha lineáris (pl. Borrelia burgdorferi)  Egyéb genetikai elemek: plazmidok (a genomnál kisebb cirkuláris DNS-molekulák), szerep: antibiotikumrezisztencia, ritkán előforduló tápanyagok hasznosítása, konjugáció

32 Endospóra - Viszonylag kevés faj képez pl. Bacillus, Clostridium - Kitartó képlet egy kópia genetikai állománnyal - Képződés indukciója: pl. C-, N-források kimerülése - Általában a tartaléktápanyagok terhére képződik - Ellenálló a környezeti hatásokkal (magas hőmérséklet, sugárzás, kiszáradás, vegyszerek) szemben

33 endospóra mag spóraköpeny kortex

34 citoplazma- membrán tok pílusok flagellum riboszómák mezoszóma cito- plazma nukleoid ZÁRVÁNYOK sejtfal Baktériumsejt szerkezete

35 Prokarióták anyagcseréje - fototróf: a fényből nyeri az energiát - kemotróf: kémiai vegyületek átalakításából nyeri az energiát - autotróf: szervetlen CO 2 -ot igényel szénforrásként - heterotróf: szerves anyagra (pl. glükóz) van szüksége saját szerves anyagai felépítéséhez 4 fő csoport: - Fotoautotróf (Cyanobacteria) - Kemoautotróf (energianyerés: szervetlen anyagok, pl. H 2 S, NH 3, Fe 2+ oxidálása) - Fotoheterotróf (bizonyos tengeri prokarióták) - Kemoheterotróf (leggyakoribb)

36 Oxigénhez és nitrogénhez való viszony Oxigénhez való viszony: - obligát aerob: szüksége van oxigénre, nélküle nem képes fennmaradni - fakultatív anaerob: oxigént használ, de anaerob környezetben is képes fennmaradni (erjesztés) - obligát anaerob: oxigén jelenlétében elpusztul, az elektrontranszportránc elektronakceptora nem O2, hanem pl. NO 3-, SO 4 2- Nitrogénhez való viszony: - Esszenciális elem (aminosavak, nukleinsavak) - nitrogénkötés: N 2 átalakítása NH 3 -á (Cyanobacteria, pl. Anabaena)

37 Baktériumok mesterséges rendszere (Bergey) Főbb osztályozási szempontok:  Morfológia alapján  kokkusz  pálca  csavart  Sejtfal típusa alapján  Gram-pozitív  Gram-negatív  Oxigénigény alapján  obligát aerob  fakultatív anaerob  obligát anaerob  Energianyerés alapján  autrotróf  fotoautotróf  kemoautotróf  Heterotróf  fotoheterotróf  kemoheterotróf  Életmód alapján  mozgás (van/nincs)  szaprofita/sejtparazita  endospóra (van/nincs)

38 A baktériumok filogenetikai rendszere a riboszómális kis aegység RNS-ét kódoló gén szekvenciája alapján (Woese)

39 Bacteria: Proteobacteria: Alpha Proteobacteria - A mitokondriumok ősei (endoszimbiózis) Ti plazmid T-DNS kromoszóma kromoszómális DNS T-DNS tumor transzformált növényi sejt Agrobacterium tumefaciens - A T-DNS belép a növényi sejtbe, integrálódik a növény DNS-ébe, növényi hormonok túltermelése, tumorok - Opinok (pl. nopalin, oktopin) termelése, tápanyag a baktériumnak Agrobacterium

40 Bacteria: Proteobacteria: Alpha Proteobacteria borsó gyökér gümők gyökér- szőrök rhizobiumok megtapadás infekciós fonál infekciós fonál képződik, melyen át a baktériumok bejutnak a gyökérsejtekbe baktériumok bakteroiddá alakulnak megnagyobbodott gyökérsejtek gümőt képeznek bakteroidok Rhizobium

41 Bacteria: Proteobacteria Beta Proteobacteria - Nitrosomonas: talajbaktérium, az ammóniumot nitritté oxidálja Gamma Proteobacteria - Chromatium: fotoszintézis, energianyerés a kénhidrogén oxidálása útján - Legionella: légiós betegség - Salmonella: ételmérgezések (endotoxin) - Vibrio cholerae: kolera (exotoxin) - Escherichia coli: bélmikrobióta tagja Nitrosomonas Chromatium Legionella Salmonella Vibrio Escherichia coli

42 Bacteria: Proteobacteria Delta Proteobacteria - Myxobaktériumok: kedvezőtlen körülmények között termőtestet képeznek spórákkal - Bdellovibrio: ragadozó baktériumok Chondromyces crocatus gazdasejt (zsákmány) sejtfal plazma- membrán Bdellovibrio

43 Helicobacter pylori mukózus réteg epitélium alap- membrán kötő- szöve t neutrofil plazmasejt limfocita kitágult fekély hajszálér nyáktermelő sejt vörösvértest hajszálér gyulladásra adott celluláris válasz gyomorsav elpusztítja az epitéliumot Bacteria: Proteobacteria Epsilon Proteobacteria - Campylobacter: bélgyulladás - Helicobacter pylori: gyomorfekély Campylobacter Helicobacter pylori

44 Bacteria: Chlamidiák Intracelluláris paraziták C. trachomatis - szemgyulladás (trachoma) - a vakság egyik leggyakoribb okozója - az ókor óta ismert kontakt úton terjed - Észak-Afrika Chlamydia

45 Bacteria: Spirochaeták - Treponema pallidum: szifilisz (vérbaj), nemi betegség - Borrelia burgdorferi: Lyme-kór (kullancs terjeszti) Treponema pallidum Borrelia burgdorferi szifiliszLyme-kór

46 Bacteria: Gram-pozitív baktériumok - Streptomyces: talajlakó, antibiotikumok forrása - Bacillus anthracis: lépfene (bioterrorizmus) - Clostridium botulinum: botulizmus (exotoxin) - Staphylococcus - Streptococcus: skarlát - Mycoplasma: nincs sejtfal Streptomyces Bacillus anthracis Clostridium botulinumStreptococcus Staphylococcus

47 Bacteria: Cyanobacteria - fotoautotrófok - a kloroplasztisz feltételezett ősei (endoszimbiózis) - Oscillatoria - Anabaena (nitrogénkötés) Oscillatoria fajok Anabaena

48  Extrém termofilek  Extrém halofilek  Metanogének Archaea

49  az élet kialakulása idején létezett körülményekhez hasonló, extrém viszonyokhoz alkalmazkodtak  optimális hőmérséklet 80 0 C felett  nagy hőstabilitású enzimeiket gyakorlati célokra alkalmazzák  mosodai detergensek (hőstabil lipázok, proteázok)  DNS-polimerázok molekuláris technikákhoz (pl. PCR) Archaea Extrém termofilek Pyrolobus fumarii (élőhely: mélytengeri hidrotermális hasadék, növekedési optimum: 105 ºC)

50 Extrém termofil Archaeák élőhelyei Neutrális pH-jú hőforrás (Yellowstone Nemzeti Park) Kénben gazdag hőforrás – Sulfolobus acidocaldarius Szolfatára (kénes gázfeltörés), Yellowstone Nemzeti Park, hidrogén-szulfidban gazdag gáz, magas hőmérséklet, savas környezet

51  Extrém termofilek  Extrém halofilek  Metanogének Archaea

52  Magas sótartalmú környezet  előfordulás: Nagy Sós- tó, Holt-tenger, természetes sólepárlók  élénk színűek (bíbor pigment: bakteriorodopszin) Archaea Extrém halofilek Halobacterium Haloferax Haloarcula

53 Extrém halofil Archeák élőhelyei Nagy Sóstó, Utah. A tengervíznél 10X nagyobb sótartalom. Pigmentált haloalkalofil baktériumok virágzása (Hamara-tó, Wadi El Natroun, Egyiptom, pH 10), Na 2 CO 3 lerakódások

54  Extrém halofilek  Metanogének  Hipertermofilek Archaea

55 - CO 2 -dal oxidálják a H2-t, mely metánfelszabadulással jár: 4 H 2 + CO 2  CH H 2 O - obligát anaerobok, az oxigén megmérgezi őket Archaea Metanogének Methanococcus jannischiiwas (élőhely: óceán mélye (2600 m) 50-86ºC-os hőmérséklettartomány Methanopyus kandlerii (élőhely: mélytengeri hidrotermális hasadék, növekedési optimum: 100ºC) Methanosarcina Methanobacterium


Letölteni ppt "Prokarióták Dr. Kredics László SZTE TTIK Mikrobiológiai Tanszék"

Hasonló előadás


Google Hirdetések