1 / 55

Prokarióták

Prokarióták. Dr. Kredics László SZTE TTIK Mikrobiológiai Tanszék kredics@bio.u-szeged.hu. Valószínűleg a legősibb életforma képviselői Alapkutatás fontos tárgyai Ipari alkalmazások (biotechnológia, pl. inzulintermelés, bioremediáció) Orvosi alkalmazások ( antibiotikumok )

johnna
Download Presentation

Prokarióták

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Prokarióták Dr. Kredics László SZTE TTIK Mikrobiológiai Tanszék kredics@bio.u-szeged.hu

  2. 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 A prokarióták jelentősége

  3. bacillus Fő morfológiai típusok kokkusz vibrio spirillum Átlagméret: 0.2 -1.0 µm  2 - 8 µm

  4. Morfológia kokkusz pálcika, vagy bacilliform Csavart formák Neisseria: kávébab alak Diplokokkusz Vibrio: csavart pálca kokkobacillus Sarcina: (8, 16, 32, 64 kokkusz) Tetrádok (4 kokkusz) Mycobacterium coryneform Spirillum Micrococcus és Staphylococcus Streptococcus: füzérszerű Spóraképző pálcikák Streptomyces: gombaszerű Spirocheta

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

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

  7. Gram-pozitív sejtfal Gram-negatív sejtfal sejtfal peptidoglukán plazmamembrán külső membrán peptidoglukán plazmamembrán sejtfal periplazmatikus tér

  8. 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.

  9. Gram-pozitívsejtfal szerkezete teichonsav lipoteichonsav peptidoglukán (murein) (felületi antigének) periplazmatikus tér Periplazmatikus tér plazmamembrán

  10. Gram-negatívsejtfal szerkezete Porin Lipoprotein O-antigén (felismerés) Lipopoliszaharid (gyakran toxikus) Külső membrán (védő szerep) Periplazmatikus tér és peptidoglukán (murein) Plazma- membrán Peptidoglukán Foszfolipid Transz- membrán fehérje

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

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

  13. Tok • 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

  14. Tok Negatív festés kolloid tussal

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

  16. Flagellum • 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

  17. A flagellum elhelyezkedése monotrich amphitrich lophotrich peritrich

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

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

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

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

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

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

  24. Normális lipid glicerol észterkötés sztearinsav Valódi baktériumok (Bacteria) lipid-szerkezete Archea glicerolipid éterkötés phytanol Ősbaktériumok (Archaea) lipid-szerkezete phytanilglicerol-diéter dibiphytanilglicerol-tetraéter tetraéter bipentaciklikus C40 biphytanil láncokkal

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

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

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

  28. Számuk: 5-50 ezer • Az összRNS kb. 80-85%-a rRNS. • Poliszóma (poliriboszóma): mRNS-hez kapcsolódva, fehérjeszintézis már a transzkripció alattmegkezdődik Riboszómák

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

  30. 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

  31. 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

  32. endospóra mag kortex spóraköpeny

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

  34. Prokarióták anyagcseréje • fototróf: a fényből nyeri az energiát • kemotróf: kémiai vegyületek átalakításából nyeri az energiát • autotróf: szervetlen CO2-ot igényel szénforrásként • heterotróf: szerves anyagra (pl. glükóz) van szüksége saját szerves anyagai felépítéséhez • 4 fő csoport: • Fotoautotróf (Cyanobacteria) • Kemoautotróf (energianyerés: szervetlen anyagok, pl. H2S, NH3, Fe2+ oxidálása) • Fotoheterotróf (bizonyos tengeri prokarióták) • Kemoheterotróf (leggyakoribb)

  35. 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. NO3-, SO42- • Nitrogénhez való viszony: • - Esszenciális elem (aminosavak, nukleinsavak) • - nitrogénkötés: N2 átalakítása NH3-á (Cyanobacteria, pl. Anabaena)

  36. 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)

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

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

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

  40. 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 Escherichia coli Vibrio Salmonella

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

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

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

  44. Bacteria: Spirochaeták • Treponema pallidum: szifilisz (vérbaj), nemi betegség • Borrelia burgdorferi: Lyme-kór (kullancs terjeszti) Treponema pallidum Borrelia burgdorferi Lyme-kór szifilisz

  45. 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 Staphylococcus Streptococcus Clostridium botulinum

  46. Bacteria: Cyanobacteria • fotoautotrófok • a kloroplasztisz feltételezett ősei (endoszimbiózis) • Oscillatoria • Anabaena (nitrogénkötés) Oscillatoria fajok Anabaena

  47. Archaea • Extrém termofilek • Extrém halofilek • Metanogének

  48. ArchaeaExtrém termofilek • az élet kialakulása idején létezett körülményekhez hasonló, extrém viszonyokhoz alkalmazkodtak • optimális hőmérséklet 800C felett • nagy hőstabilitású enzimeiket gyakorlati célokra alkalmazzák • mosodai detergensek (hőstabil lipázok, proteázok) • DNS-polimerázok molekuláris technikákhoz (pl. PCR) Pyrolobus fumarii (élőhely: mélytengeri hidrotermális hasadék, növekedési optimum:105 ºC)

  49. 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

More Related