Prokaryotické organismy - maturitní otázka z biologie

Otázka: Prokaryotické organismy

Předmět: Biologie

Přidal(a): Filip Lukáš

PROKARYOTICKÉ ORGANISMY

bakterie
známá 3,5 mil. Let
je tvořena jediným membránové dál neděleným prostorem
velikost je o řád menší než eukaryota a větší než vir
má velký povrch (velký kontakt s okolím)
rychlý metabolismus (více než eukaryota) àrychlý růst a množení (8 hodin, v dobrých podmínkách až 30 minut)

STAVBA

plazmatická membrána – na povrchu, je jedná, přejímá funkce membránových organel eukaryotické buňky, vytváří vchlípeniny

MEZOZOMY: jeden nebo dva, jsou v analogii s eukaryotickým lysozomem (štěpení látek – enzymy)
CHROMATOFORY: u prokaryot schopných fotosyntézy, obsahují pigmenty (bakteriochlorofyl)

buněčná stěna – dodává pevnost, udává tvar (skelet), je z PEPTIDOGLYKANU (murein) – není u eukaryoty

GRAMPOZITIVNÍ: mohutná vrstva peptidoglykanu, dobře se barví gramovou metodou (krystalová violeť a luglový roztok I v KI) àmodrofialová barva, neodbarvují se organickými rozpouštědly
GRAMNEGATIVNÍ: tenká vrstva peptidoglykanu nad ní je vnější membrána à hůř proniká barva àsvětle růžová, odbarvují se, barvení se safarinemàčervená barva

pouzdro – může být nad buněčnou stěnou, amorfní organický polymer (bílkovina nebo polysacharid) àpevnost, pouzdro je různě tlusté
fimbrie (pilus) – jemná krátká vlákna vyčnívající z povrchu, mají různé funkce: přichycení na jinou buňku (adheze) – patogenní, někdy se proplétají a tvoří obal GLYKOKALYX (ochranná funkce), specializované (sexuální) pilusy F- fertilní, mají dutá vláknaàpřenos DNA na jinou buňku = KONJUGACE
bičík – bývá většinou jeden, 10x delší než tělo (20 mikrometrů), zakotven 2 kruhovitými destičkami v plazmatické membráně, pohyb je rotační
cytoplazma – vyplňuje vnitřek buňky, většinou chybí vakuoly
jádro (nukleoid) – 1 dvouřetězová DNA stočená do kruhuànestárne, je uprostřed, není ohraničená, zaujímá 20% buňky, je haploidní, 3500 genů,
plazminy – malé DNA, doplňková informace, do kruhu, buňka je může ztrácet, můžou přecházet z buňky do buňky (konjugace), některé plazmidy se včleňují do centrální (epizomální DNA)à reverzibilní proces
ribozomy – soustředěny v oblasti DNA,v klidu jich je několik set,při množení až 30000
zásobní látky – glykogen (polysacharid) ß hydroximáselná kyselina, volutin (ornitofosfát) = zásobní P a energie, S

FYZIOLOGIE

rozmanitá skupina
dělení podle zdroje energie: fototrofní – zdrojem energie je světlo (fotosyntéza), chemotrofní – redukovaná chemická látka, organická = chemoorganotrofní, anorganická = chemolytotrofní (H₂S – sirné bakterie, NH₄⁺ – dusíkaté
podle zdroje uhlíku: autotrofní – zdroj je CO₂, heterotrofní – zdroj je organická látka
podle vztahu ke kyslíku: aerobní – potřebují kyslík k životu, anaerobní – nepotřebují ho, fakultativně anaerobní – žijí v obou prostředích, obligátně anaerobní – kyslík je pro ně jedovatý, energii získávají kvašením

VÝSKYT

jsou všudypřítomné, žijí i tam kde jiné organismy nepřežívají, v extrémních prostředích (solná jezera, 9km pod dnem moře, v jedových žlázách hada)
1g půdy = 400 milionů bakterií, 1ml vody = 1 milion bakterií

TVAR

Kulaté = koky: diplokoky (po dvou), streptokoky (v řetízkách), stafylokoky (hrozny), starciny (balíčky)
Tyčinkovité = bacily: diplobacily, streptobacily, palisády, zakřivené: vibria, spirily, spirochéty (netvoří kolonie), vláknité, větvené – bakteriální mycelia – podhoubí (mykobakterie)

ROZMNOŽOVÁNÍ

Přímé dělení = amitóza: bez dělícího aparátu
Pučení
Homologie
Spóry = klidová stadia, slouží k přežití nepříznivých podmínek (var, radiace, desinfekce) KRYPTOBIÓZAàsporulující bakterie, stav trvá až několik let
Konjugace = pohlavní proces, fertilní pilusy, mění genetickou informaci pomocí plazmidu

VÝZNAM

patogenní druhy (choroby), potravinářský průmysl, kvasné procesy
symbiotické bakterie (žijí uvnitř těl) střevní – koli
dusíkaté – převádějí vzdušný dusík na dusičnany
rozklad odumřelých organismů

HISTORIE

poprvé pozoroval bakterie Antoni van Leeuwenhoek (1676)
Robert Koch, Louis Pasteur, Hans Christian Gram (rozdělení podle metody barvení – 1884)

SYSTÉM – založen na stavbě buněčné stěny a jejího barvení

oddělení: GRACILICUTES

tenká buněčná stěna gramnegativního typu, mají vnější membránu, netvoří spory

třída: SCOTOBACTERIA – indiferentní ke světlu (nereagují na něj), heterotrofní

Azobacter chroococum – půdní bakterie, schopnost vázat molekulový dusík umí ho převádět na jiné formy
Rhitobium radicicola – schopnost vázat molekulový dusík a převádět ho na soli, hlízkovité bakterie
Legionela pneumophila – působí těžké pneumonie u člověka
Neiseria gonorrhoea – původce kapavky (původce pohlavní choroby), hnisové záněty sliznic, pohlavních orgánů, jiných sliznic (konečník, hltan, oční spojivka) à neplodnost
Neiseria meningitidis – způsobuje meningitidu (zánět mozkových blan)
Acetobacter – octové bakterie, umožňují octové kvašení
Escherichia coli – ochrana mikroflory v lidském tlustém střevě, užíváním antibiotik se ztrácí, produkuje jed COLICIN – bakteriocidní účinky (zamezuje vzniku jiných bakterií), získává se při porodu
Salmonella typhi – v kachních vejcích, způsobuje průjmy (bolesti, perforace střev, vyčerpanost organismu)
Schigela dysenteriae – prudký patogen, způsobuje dysenterie, napadá střeva, křeče bolesti, stolice s krví a hlenem, protržení střev, dehydratace, 200 jedinců stačí k onemocnění
Yersinia pestis – morová bakterie (17., 18., stol. 14. století – podlehla polovina lidstva), žije v trávicím traktu blech (přenášeno zablešenými hlodavci), potlačuje imunitní reakce, hodně bakterií se zadrží v mízních uzlinách (zvětšení), dostane se do krve àzánětyàsepse organismu = dýmějový mor, bakterie napadá plíce = černý mor
Vibrio cholerae – způsobuje choleru, z pitné vody a ryb, křeče v břiše, zvracení, vodnatá stolice à 25l/den ztráta vody, rozhození iontové rovnováhy
Nitrifikační bakterie – obligátně anaerobní, energii získávají oxidací amonných solí, v půdě a v povrchové védě (nitrobacter, nitrococus, nitrosomonas)
Spirochety – tenké, dlouhé, ohebné, chemoorganotrofní, treponema pallidium: způsobuje syfilis (1.fáze – tvrdý vřed v místě vstupu bakterie do organismu, zánět mízních uzlin, trvá několik týdnů, 2.fáze – kožní, vyrážky, zapařeniny, bradavice, trvá 2 roky, mizí, 3.fáze – za 5-20 let, postihuje NS, CS, kosti, klouby, výdutě aorty, deformace nosní přepážky, perforace patra, deence, obrny svalů, paralýza), borellia burgdorferi – původce lymské boreliózy, přenos klíštětem, postihuje více orgánů (1.fáze – flíček s bledým středem v místě kousnutí, 2-3 týdny, podobné jako chřipka, 2.fáze – postižení NS,srdce,parézy svalů, 3.fáze – po měsících až letech, imunopatologické projevy, postihuje velké klouby)
Rikettsie prowazeki – tyčinky, koky, obligátně anaerobní, intracelulární parazité, skvrnitý tyfus – horečky, vyrážky (mimo obličej a dlaně), únava, zimnice, neléčený je smrtelný
Chlamydia psittaci – hraničí s virovým životem (závislé na hostitelské buňce), psitakóza= papouščí nemoc (zánět plic)
Chlamydia trachomatis – záněty močopohlavního ústrojí, vysychání sliznic (rohovatění rohovky)

třída: OXOPHOTOBACTERIA = CYANOBACTERIA (SINICE)

namodralá barva, vznikaly na zemi první, pozůstatky = stromatolity, fotosyntetizujíàkyslík, obsahují bakteriochlorofyl, ßkaroten,fykocyanin (modrá barva), fykoerytrin (červená barva), produkují cytotoxiny àkožní alergie, záněty sliznic, otrava, bronchitida, buněčná stěna vylučuje sliz àkolonie (drží je pohromadě), u některých umožňuje pohyb, plynné vakuoly (nadnášení), jsou fotolytororfní

ROZMNOŽOVÁNÍ

jednobuněčné – dělení, mnohobuněčné – hormogonie= vlákna která se oddělují od mateřské buňky a dorůstají, akinety =klidové spory, tvoří se uvnitř buněk, heterocysty = buňky, které obsahují světlolomná granula (fixace N)

VÝSKYT

ve vodě, v půdě, přemnožení = souvislé povlaky (vodní květ)
chroococus = sinivka – vyhledává kyselé vody (rašeliniště)
mikrocystys – stojaté vody
oscilatoria = drkalka – stojaté vody, bobtnání slizu (trhavé pohyby)
nostoc = jednořadka – plankton sladkých stojatých vod
Albena flos aquae – vodní květ

oddělení: FIRMICUTES

pevná, tlustá buněčná stěna, grampozitivní, nefotosyntetizují
stafylococus aureus = zlatý stafylokok – shluky koků, fakultativné anaerobní, lidský patogen, hnisová onemocnění,střevní potíže,zápal plic,tvoří enterotoxiny
streptococus pyogenes – řetízky, angína spála
streptococus pneumoniae – záněty plic
streptococus facecalis – střevní potíže
streptococus lactis – mléčné kvašení, mlékoàkyselina mléčná
streptococcus termophylus – zkvašuje okurky
bacilus – anaerobní (fakultativně), chemoorganotrofní, v půdě, některé jsou patogenní, bacilus antracis – antrax (sněť slezinná), průběh závisí na místě vstupu prokaryoty do těla (plicní, střevní, kožní – černé boláky, nekrotické vředy – uhlák), bacilus subtilis – nepatogenní, modelový organismus
corynebacterium diphteriae – původce záškrtu, napadá hrtan, sliznici úst, mandle, záněty zneprůchodňují dýchací cesty, napadá srdce
corynebacterium acne – v kůži, napadá mazové žlázy, záněty, v půdě, ve vodě
mycobacterium tuberculosis – způsobuje tuberkulózu (souchotě), zánět plicní tkáně, rozpad, napadá kůži, střeva, páteř, v půdě, ve vodě
mycobacterium leprae – způsobuje lepru (malomocenství), podléhají jí osoby s nízkou imunitou, skvrny na kůži, postihuje nervyàzáněty, odumíráníàatrofie svalů, otevřené rány a vředyàspontánní amputace částí těla, ztrácení mrkacího reflexu (nemoc nebolí)
streptomycetes – buňky tvoří mycelia, patří mezi aktinomycety, v půdě, patogenní (některé), záněty, streptomycetes griseus – produkuje antibiotika

oddělení: MENDOSICUTES

atypická buněčná stěna

třída: ARCHAEBACTERIA

odlišují se stavbou plazmatické membrány a fyziologií, žijí v extrémních podmínkách, buněčná stěna je tvořena polypeptidy a polysacharidy, tyčinky, koky, mykoplazma, grampozitivní, netvoří spory, některé mají bičík, dělíme podle metabolismu

methanogenní – anaerobní, CO₂ akceptor elektronů, mění ho na CH₄, oxidují plynný H, oxidují alkoholy za vzniku kyselin (koloběh látek), využívají se při výrobě bioplynu, jsou v usazeninách povrchových vod, v odpadních vodách, v bachoru přežvýkavců (tvoří tam plyny)

methanobacterium – tyčinka
methanococus

halofytní – vyhledávají vyšší koncentrace solí (NaCl), aerobní, chemoorganotrofní, zdrojem C jsou aminokyseliny, sacharidy, bez soli nerostou (minimálně musí mít 8%), mořská voda, mořské ryby

halobacterium, halococus, natrobacterium, natrococus (natro – vyšší koncentrace)

termoacidofilní – vyhledávají teplé, kyselé prostředí (nízké pH), horké sirné prameny

sulfolobus – energii získává osidací S nebo H₂S, ideální pH je 2, ideální teplota 68-80°C
thermoplasma – bez buněčné stěny, pH=2, 55-60°C, izolovány z uhelné hlušiny
thermoprotheales – produkují H₂S syntézou S a H, pH=5, 100°C, horké prameny na Islandu