Bakteriológia. 2. fejezet

Átírás

1 Bakteriológia 2. fejezet

2 Prokarióta sejtszerkezetű élőlényekkel foglalkozik Baktériumok Ősbaktériumok Prokarióta: nem rendelkezik valódi, magmembránnal határolt sejtmaggal, citoplazmájában nincsenek membránnal burkolt sejtszervecskék

3 A baktériumok morfológiája

4 A baktériumok alakja genetikailag meghatározott, osztályozásuk alapját képezi Elsősorban a sejtfal határozza meg, de befolyásolják a tenyésztési körülmények is Fiatal tenyészetek esetében, a növekedés logaritmikus szakaszában jellegzetes, a tenyészetek hanyatlása alatt, szokatlan sejtalakok jelenhetnek meg

5 Három fő alaktani típus: gömb coccus Clavibacter sp. pálca bacillus Pseudomonas sp. spirális Leptospira sp.

6 Coccusok Szabályos gömb alak Staphylococcus aureus vese forma Neisseria gonorrhoeae lándzsahegy alak S. pneumoniae ovális Enterococcus faecalis

7 Szabályos gömb alak - Staphylococcus aureus

8 vese forma Neisseria gonorrhoeae

9 Lándzsa hegy alak

10 ovális Enterococcus faecalis

11 Coccusok térbeli elrendeződés Több altípust különböztetünk meg, aszerint, hogy osztódás után a leánysejtek hogy csoportosulnak Micrococus: Micrococus luteus diplococcus Streptococcus pneumoniae lánc - Streptococcus lactis tetracoccus Gaffkya tetragena sarcina Sarcina flava szőlőfürt - Staphylococcus epidermidis

12

13 Egyessével: Micrococcus sp.

14 kettesével: Neisseria meninghitis

15 Lánc elrendeződés: Streptococcus sp.

16 doboz szerű elrendeződés: - Sarcina sp.

17 Szőlőfürt elrendezés: Staphyllococus aureus

18 Bacillusok egyenes pálca alak: Bacillus anthracis enyhén meghajlított Corynebacterium diphtheriae

19 Egyenes: Bacillus anthracis

20 Enyhén hajlított pálca: Corynebacterium diphtheriae

21 végek lekerekítettek Escherichia coli lemetszettek Bacillus anthracis kihegyezettek Fusobacterium nucleatum

22 Lekerekített vég: Escherichia coli

23 Lemetszett vég: Bacillus anthracis

24 Kihegyezet vég Fusobacterium nucleatum

25 A sejtek térbeli elrendeződése (csoportosulása) Kettessével: diplobacillus Klebsiella pneumoniae Lánc szerű: streptobacillus Bacillus anthracis betű szerű elrendeződés Mycobacterium sp. átmeneti formák coccobacillusok Yersinia pestis

26 egyessével Pseudomonas aeruginosa

27 diplobacillus Klebsiella pneumoniae

28 streptobacillus Bacillus anthracis

29 betű szerű elrendeződés Mycobacterium leprae

30 átmeneti formák coccobacillusok Yersinia pestis

31 Spirális baktériumok Csavarszerű hengeres test egy görbület Vibrio cholerae több síkban elhajló merev csavarulatok spirillumok (Spirillum volutans) hajlékony képletek - spirochaeták Treponema palidum Leptospira interrogans

32 egy görbület: Vibrio cholerae

33 Több görbület, merev sejtfal: Spirillum volutans

34 Több görbület, hajlékony sejtfal Treponema pallidum

35 Leptospira interrogans

36 Kocsányos baktériumok: a sejt ovális alakú, amelyhez egy kocsány csatlakozik, aminek a végén egy duzzanat van, amely segítségével a baktérium megtapad az aljzaton: Caulobacter sp.

37 Fonalas baktériumok: Begiatoa

38 Szokatlan alakú baktériumok Sulfolobus sp. Prosthecomicrobium

39 A baktériumok mérete Mikrométer nagyságrend (1 mikrométer = 10-6 ) Azonos fajok esetén is változó azonos körülmények között is! A nagy tömeghez viszonyított sejtfelszín miatt nagyon hatékony az anyagcseréjük

40 A baktériumok szerkezete

41 Prokarióták

42 Prokarióta Eukarióta Többsejtűek - + Maghártyás sejtmag - + DNS cirkuláris Lineáris Riboszóma mérete 70S 80S Intron - (általában) + Kompartimentáció - + Sejtváz Csak kezdetleges + Mitózis - +

43

44 A baktériumsejt szerkezete Nélkülözhetelen szerkezeti elemek maganyag citoplazma citoplazmahártya sejtfal Járulékos elemek tok csilló fimbria/pilus spóra

45 sejtburok riboszóm a sejtfal Plazma membrán

46 Citoplazma Protoplazma nagy viszkozitású folyadék, kb. 80% vizet tartalmaz Különböző tápanyagok oldatban (cukrok, aminosavak, nukleotidok, ionok) Bioszintézis, energiaszolgáltató folyamatok bakteriális sejtorganellumok helye: maganyag, riboszómák, mezoszóma, valamint vakuolumok, granulumok, zárványok Hiányzik a mikrotubulus és mikrofilamentum rendszer (sejtváz), endoplazmatikus retikulum, mitokondriumok, Golgi készülék

47 Maganyag A prokarióták nem tartalmaznak membránnal elhatárolt sejtmagot, ezért a transzkripció és a transzláció térben és időben nem különül el egymástól A genetikai anyag kettősszálú DNS. Általában cirkuláris, de ismertek lineáris DNS genomot tartalmazó baktériumok is Streptomyces spp., Borrelia burgdorferi A bakteriális genom mindig haploid.

48

49 A bakteriális genom a citoszólban szuperhelixet képezve erősen feltekeredett állapotban helyezkedik el Mezoszómák sejtosztódáskor megkettőződött genom szétválasztása A gének általában nem tartalmaznak intronokat

50 Extrakromoszomális genetikai elemek Autonóm fázis = szabadon a citoplazmában Integrált fázis = együtt a kromoszómával Plazmidok Col faktor (baktériumok közti antagonitásért felel) R faktor (pl. antibiotikum rezisztencia) csak autonóm fázis a kromoszomális DNS molekulától függetlenül replikálódnak Episzómák F szexfaktor Mind autonóm mind integrált fázis (ilyenkor a DNSel együtt replikálódnak

51 Riboszómák A baktériumok citoplazmájában Számuk a sejtek fiziológiai állapotától függ Fehérjeszintézis ribonukleoproteinek Eukarióta sejtek riboszómáitól eltérnek rrns és fehérjék száma, mérete az alegységek mérete 70S (50S, 30S) S = Svedberg szedimentációs állandó rrns - 16S, 23S, 5S filogenetikai bélyeg

52

53 Speciális prokarióta organellumok szerkezete és funkciói Fehérjékből álló, egyrétegű membránnal határolt organellumok Gáz vakuolumok Orsó alakú, üreges, fehérjékből felépülő szerkezetek Vízben élő baktériumoknál denzitás szabályozása a baktériumsejt optimális környezeti feltételeket biztosító rétegben tartása Kloroszóma Fotoszintetizáló zöld baktériumokban, fényenergia hasznosítása Sejtmembrán alatt közvetlenül, a sejtmembránból jönnek létre Karboxiszóma Cyanobaktériumoknál a szén-dioxid fixálás Rubisco enzimet tartalmazzák Magnetoszóma Térben való orientálódás, vízben élő baktériumoknál optimális vízréteg

54 magnetoszómák gázvakuólumok

55 Tápanyagok felhalmozása a citoplazmában - zárványok (granulumok) Tápanyagban gazdag periódusban Lipdtartalmú membrán által határolt tartaléktápanyagot tartalmazó zárványok Nitrogént nem tartalmazó zárványok C és energiaforrás Poliszaharid Glikogén bakteriális keményítő Zsír zárványok: poli hidoxi butirát (PHB)

56 Nitrogén tartalmú tartalék tápanyag zárványok Cyanobaktériumoknál aminósav zárványok (cianofil granulumok) Polifoszfát zárványok (volutin szemcsék) Foszfát forrás nukleinsav és fehérje szintéziskor Metakromatikus rögök a megfestett szerkezet más színre festődik mint a festék színe Kéntartalmú zárványok Fehérje burokkal körbevett Autotrof, energiaforrásként vagy elektrondonorként ként hasznosító baktériumfajoknál Fehérje tartalmú zárványok: Bacillus thuringiensis

57

58 Citoplazmahártya A sejtfal alatt helyezkedik el 7-8 nm vastagságú flexibilis réteg Szerkezete hasonló mint az eukarióták plazmamembránja Kettős lipoprotein réteg Foszfolipidek % Fehérjék 60-70%

59

60 Mezoszóma a citoplazmamembrán betüremkedése Főleg Gram-pozitív baktériumoknál Membrán felületének növelése A sejtfal bioszintézisében való részvétel Sejtosztódáskor a genetikai anyag eljuttatása az utódsejtekbe (ide kötődik a DNS)

61 Citoplazmahártya szerepe Transzportfolyamatok szabályozása Tápanyag felvétel Metabolikus termékek leadása Bioszintetikus folyamatok sejtfelszíni szerkezetekbe beépülő makromolekulák, energiaszolgáltató rendszer enzimei