Otázka: Viry a prokaryotické organismy
Předmět: Biologie
Přidal(a): LV
Viry a prokaryotní organismy – zařaď viry do systému organismů, objasni základní průběh životního cyklu viru, uveď způsob rozmnožování viru v hostitelské buňce, popiš způsoby šíření virové nákazy, zabránění virové infekce, příklady virových onemocnění – prevence a způsob léčení. Popiš stavbu buňky, způsob rozmnožování bakterií a sinic, jejich význam, způsoby šíření bakteriální nákazy a prevenci. Uveď příklady bakteriálního onemocnění člověka.
Podbuněčné organismy:
1) Viry- nitrobuněční parazité
- lat. Zlá síla
Struktura viru se nachází na hranici mezi živým a neživým– nebuněčný org.
Viry se velmi liší velikostí- miniviry mají 800 nm, lze je spatřit světelným mikroskopem, až po částice okolo 20 nm, to je o velikosti rybozómu.
Některé viry jsou kromě obalového proteinu ještě obaleny polopropustnou membránou– například viry chřipky nebo HIV
Nejprimitivnější viry obsahují pouze svoji gen. Info ve formě DNA nebo RNA, které jsou uložené v kapsidě a několik málo proteinů tvořící virový obal.
Ty složitější mohou navíc obsahovat 1-2 obalové membrány pocházející z napadené buňky a enzymy, které jim mají usnadnit invazi (vnik) do buňky a expresi (rozšíření) DNA či RNA.
Viry nejsou schopny samostatné existence bez hostitelské buňky, tedy přesněji nejsou schopny bez hostitelské b. se reprodukovat. Buňka slouží jen jako pouze biologická továrna a sklad náhradních dílů potřebných pro vznik nových virů. Po tomto úkolu dochází k destrukci této b. a nové viry se šíří do okolí
Viry mají vlastní genom a jsou schopny reprodukce, vytvářejí vlastní proteiny a replikují vlastní DNA nebo RNA. Nic z toho však nedokážou bez hostit. Buňky, protože nemají vlastní metabolismus, žádný zdroj energie.
Funkční a infekční virus lze tak často složit pouhým smícháním jeho jednotlivých komponent.
- Viry napadající bakterie- Bakteriofágové
- viry napadající sinice- cyanofágové
- viry parazitující na rostlinách- rostlinné viry( např. Mozaikovité onemocnění tabáku, brambor, rajčat)
- viry parazitující na živoč. buňkách- živočišné viry(virus slintavky, kulhavky, vzteklina)
Některé viry napadají člověka a mohou způsobovat onemocnění. Žádné virové onemocnění nelze léčit antibiotiky, ale virostatiky.
Napadení buňky virem
Při infekci virem je důležité, aby se do buňky dostala NK viru. Takto se vytvoří celý nový virion, který buňku opouští. Tento proces může (ale nemusí) být provázen rozpadem buňky.
Virion
– jednotlivá částice viru schopná infikovat hostující buňku a namnožit se
– stavba: kapsid z kapsomér (obal), některé obsahují enzymy, které jsou potřebné k zahájení reprodukce, virové bílkoviny udělují viru antigenitu
Průběh virové infekce
- přilnutí viru na povrch hostitelské buňky
- ta musí
- mít specifické receptory = buňka je citlivá na virus ,
- být permisivní – schopná uskutečnit genetický program viru
- vniknutí viru do buňky – buď vniká jen NK ( u bakteriofágů) nebo celý virus (u živočišných buněk)
- Dle genetických informací v NK viru se v hostitelské buňce začnou syntetizovat enzymy
- virová NK se REPLIKUJE
- okolo každé NK se vytvoří ochranný kapsid
- hostitelská buňka praská a viriony se uvolní do prostředí
- NK virů se někdy včlení do NK (chromozomu) hostitelské buňky. Tento tzv. Virový chromozom je předáván dceřinným buňkám jako PROVIRUS
(Mimo buňky viry nevyvíjejí žádnou činnost,nemají metabolismus,nemůžou se rozmnožovat. Teprve když se dostanou buňky/buňku infikují/ začínají být aktivní)
Ničení virů:
proti virovým chorobám nejsou účinná antibiotika, používají se léky- antivirotika, dobrou ochranou je očkování, pitný režim, vitamíny atd.
Virová onemocnění člověka
Způsobují velké množství infekčních chorob.. Proti některým onemocněním je k dispozici účinná vakcína a proti některým virům byla vyvinuta léčiva specificky blokující virový enzym- virostatika.
Chřipka
- Je nakažlivá nemoc způsobena RNA virem.(velikým cca 80nm)
- Rychle se šíří světem v sezonních epidemiích. Epidemie je při nakažení více lidí z určité oblasti(státu), pandemie- je nakaženo více lidí, přechází i přes hranice státu, oblasti.
Hlavní zásady chřipkové hygieny a prevence:
- Vyhněte se kontaktu s nemocnými lidmi.
- Myjte si ruce pravidelně a opakovaně.
- Zvyšte příjem vitamínů- jezte ovoce a zeleninu
- Nepůjčuje si od ostatních mobilní telefony, příbory u dětí hračky.
Další onemocnění u lidí: AIDS, spalničky, neštovice, klíšťová encefalidita, mononukleóza, ebola
Onemocnění u zvířat: kulhavka, slintavka, vzteklina, mor drůbeže, psinka
Onemocnění u rostlin: mozaikovité onemocnění brambor, tabáku a rajčat
2.Bakterie
Jednobuněčné organizmy neboli mikroorganizmy(Baktérie, sinice, některé řasy, jednobuněčné houby-kvasinky a prvoci.)
Podílejí se významným způsobem na koloběhu látek v přírodě(reducenti)
Jsou tvořeny prokaryotickou buňkou
- Nejrozšířenější skupina organismů
– v půdě, ovzduší, ve vodě
– jako symbionty uvnitř i na povrchu těla
mnohobuněčných organismů
– jsou mezi nimi druhy osídlující extrémní
prostředí – sopečná vřídla, led, nejvyšší vrstvy
atmosféry apod.
Mladší bakterie sou větší a silnější.
Studiem bakterií se zabývá bakteriologie,
- bakterie poprvé pozoroval r. 1676 přírodovědec Antoni va Leeuwenhoek
- první systémově použitelné antibiotikum = penicílín (plíseň rodu štětičkove), objevil r. 1928 Alexander Fleming
- významně tuto vědu rozvinuli Robert Koch a Louis Pasteur.
Stavba bakterií
– Pouzdro
– Buněčná stěna (může chybět)
– Cytoplazmatická membrána
– Cytoplazma
– Ribozomy
– Nukleoid
- Kruhovitá makromolekula DNA
– Plazmidy
- Malé molekuly DNA
– Bičík, fymbrie, pili
- Slouží k pohybu
Tvary barterií
- Kulovité-koky,podle uspořádání je dělíme na: Diplokoky,tetrakoky,stafilokoky,streptokok
- Tyčkovité-bacily
- Bakterie zakřivené – vibria,spirily,spirochety
- Vlákité bakterie – mají tvar dlouhých vláken.
Rozmnožování bakterií
- dělením – amitóza – příčné dělení
- buňka prodlouží na dvojnásobnou délku
- uprostřed vytvoří přehrádku
- buňka se rozdělí na dvě stejné části
- z každé pak vznikne jedna sesterská buňka
- pučením
- – zralá buňka začne na svém povrchu vytvářet
- novou buňky
- – Pokud dceřiná buňka doroste do dostatečné
- velikosti, je do ní vpuštěna DNA a buňka je
- odpojena
- i pohlavně – výměna části gen. materiálu mezi dvěma jedinci
Význam bakterií
Bakterie se nachází ve všech variabilních prostředích na planetě Zemi.
Využití v zemědělství
Na tvorbě půdní struktury tvorbou humusových složek,dále na mineralizaci biotických substrátů(organických zbytků rostlin a živočichů na živiny dostupné rostlinám) a na obohacení půdy dusíkem.
Využití v průmyslu
Bakterie, jako Lactobacillus, se (společně s kvasinkami a plísněmi) často již tisíce let používají k přípravě fermentovaných (kvašených) potravin,jako je sýr,sójová omáčka,nakládaná zelenina,kyselé zelí,ocet,víno a jogurt.
Enzymy získané z bakteríí==> prací prášky
Využití v ochraně životního prostředí
v zpracovávání odpadu i jiných způsobech bioremidace. V čistírnách odpadních vod i v různých domácích septicích.Jsou používány při čištění ropných skvrn, biologickém boji proti škůdcům,
Pomocí geneticky upravených bakterií se také vyrábí inzulin a další hormony,enzymy,růstové faktory či protilátky.
Povinné dětské očkování
Očkování proti nebezpečným nemocem u dětí se provádí téměř od prvního dne jejich narození.
Při každém očkování proti infekčních nemocem musí být dítě zdravé.
V 4R platí určitý řád v očkování- Očkovací kalendář. Ten stanovuje , proti jakým nemocem a kdy bude dítě očkováno.
Očkování odborně vakcinace je proces, při kterém je podáván antigen s cílem navodit stav imunizace org. Účelem očkování je zabránit rozvoji řady infekčních nemocí a propuknutí epidemií. Vakcína sama onemocnění způsobit nemůže, protože obsahuje jen neživé nebo oslabené mikroorganismy.
Příklady nemocí, proti kterým se děti povinně očkují:
- Tuberkulóza– bakteriální infekce plic
- Záškrt– bakter. Infekční onemocnění krku
- Tetanus– bakteriální onemocnění
- Dávivý(černý) kašel
- Přenosná dětská obrna- virus
- Příušnice- virový zánět slinných žláz
- Zarděnky– vir. onem.
- Virová hepatitida B– závažné infekční onemocnění
- Spalničky– virové onemocnění
Sinice
- prokaryotní organismy
- obsahuje tylakoidy- organela s barvivy ( chlorophyl, karoteny, fykoerytrin,fykocyanin)
- a škrob = zásobní látka
- dělení
- jednoduché- gleokapsa, sinivka, anabena, oscilatoria
- vláknité
- rozmnožování
- buněčným dělením = amitóza
- homogonií – část vlákna se oddělí a dorůstá
- výskyt
- vodní prostředí, vlhké prostředí – mokřady, kůra stromů
- vytváří vodní květ na hladině – v létě
- Rudé moře je právě zabarveno sinicemi, proto je rudé)
Prochlorofyty = příbuzné sinicím
- součástí fytoplanktonu oceánů a moří
- obsah chlorofylu A a B + karotenoidy
- transport látek přes buněčnou membránu
Proces šíření nákazy
1) Zdroj nákazy
2) Cesta přenosu
3) Vnímavý jedinec
Zdroj nákazy
Zdroj: člověk, zvíře, vnější prostředí se saprofyty
člověk: klinicky nemocný manifestní formou onemocnění
nosič: bez klinických projevů onemocnění, vylučuje agens
nosičství:
inkubační doba (virové hepatitidy, spalničky…)
rekonvalescence (salmonelózy,…)
inaparentní forma – asymptomatický nosič (meningokoky, streptokoky,….)
perzistující infekce – chronický nosič (herpes simplex)
zvíře jako zdroj: nemocné zvíře -> antropozoonózy
Rezervoár nákazy: prostředí, ve kterém agens přežívá, případně se množí.
Cesta přenosu nákazy
Způsob, jakým se agens dostává od zdroje k vnímavému jedinci.
Faktory ovlivňující přenos nákazy:
– způsob vylučování etiologického agens ze zdroje
– rezistence agens na podmínky prostředí
– brána vstupu do vnímavého jedince
Nákaza – typický přenos, některé nákazy více způsoby
Přenos přímý:
– Kontaktem – přímý styk kožního či slizničního povrchu
– Kapénkami – z HCD zdroje přímo do HCD vnímavé osoby
– Perinatálně – novorozenec při průchodu porodní kanálem
– Transplacentárně – přes placentu z matky na plod
Přenos nepřímý
– Zprostředkovaný kontaminovanými předměty
– Inokulací
– Vzdušnou cestou
– Alimentární cestou
-Půdou
-Přenašečem
Vzdušnou cestou: dle velikosti kapének a rezistenci
nad 100 μm k zemi – kontaminovaný prach
pod 100 μm vznášejí se různě dlouho ve vzduchu
Alimentární cestou: brána vstupu GIT – vehikulum
– přenos vodou
– přenos kontaminovanými potravinami
Pomocí vektorů
– mechanický: povrch těla a zažívací systém hmyzu
– biologický: původce se v přenašeči množí či v něm probíhá část jeho vývojového cyklu
Nákazy s přírodní ohniskovostí – v určitých oblastech rezervoárová zvířata, přenašeči, člověk jen náhodným článkem
Vnímavý jedinec
Vnímavost nebo imunita vůči určitému agens – řada faktorů
Etiologické agens: virulence, velikost infekční dávky, rezistence
Člověk – individuální vnímavost:
a) věk a pohlaví
b) povaha a stupeň imunitní odpovědi g) psychické faktory
c) genetické faktory imunitní odpovědi
d) výživový stav
e) současná další onemocnění
f) životní styl
Obrana organismu
– nespecifická rezistence: vrozená (mechanické bariéry, biochemické, buněčné…)
– nespecifická imunita: fagocytóza, komplementový systém…
– specifická imunita: protilátková, buněčná
- pasivní: novorozenec od matky, podáním protilátek
- aktivní:
- a) protilátky po styku s agens (infekce) – imunita přirozená
- b) po aplikaci očkovacích látek – imunita získaná
