Nebuněčné a prokaryotické organismy

  1. Nebuněčné a prokaryotické organismy

Virus – definice, stavba, životní cyklus, dělení virů podle hostitele a podle typu nukleové kyseliny, virové nemoci.

Prokaryota – obecná charakteristika, stavba a tvar buňky, výživa prokaryot, význam bakterií v přírodě a v hospodářství, bakteriální nemoci.

Nebuněčné organismy

  • Různorodá skupina struktur nacházejících se na pomezí živých a neživých systémů
  • Viry, viroidy, virusoidy a priony
  • Vlastnosti:
    • Biotropní – schopnost rozmnožování pouze v hostitelských buňkách
    • Nitrobuněční (intracelulární) parazité
    • Nemají vlastní aparát pro syntézu bílkovin a ani vlastní metabolický aparát – nejsou citliví na antibiotika

Viry

  • Nesplňují známky života – mimo hostitelskou buňku jsou neživé
  • Nitrobuněční parazité (intracelulární)
  • Nebuněčné částice à virus není buňka
  • Velikost – 15-390 nm
  • Hostitel
    • Organismus, na jehož těle nebo uvnitř jehož těla cizopasí virus
    • Hostitelem mohou být buňky eukaryotické i prokaryotické
    • Využívají ho jako zdroj energie, zdroj stavebních bloků, zdroj enzymů pro vlastní životní cyklus, k množení
  • Virion
    • Jednotlivá částice viru schopna infikovat buňku a pomnožit se v ní
    • Sám o sobě nejeví žádné funkční vlastnosti života, neroste, nemá aktivní pohyb, nerozmnožuje se, v hostitelské buňce ožívá
  • Virová infekce
    • Vniknutí nukleové kyseliny viru do hostitelské buňky, kde vytvoří bílkovinný obal a z nukleové kyseliny a bílkoviny vznikne několik set dalších virionů, které se dostávají z buňky a infikují další buňky
    • Formy a důsledky:
      • Perzistence – virus nebo jeho genom přetrvávají v buňce bez replikace
      • Latentní infekce – virus koexistuje s buňkou, nepatrně se množí bez škodlivých důsledků pro buňku
      • Virogenie – virový genom se začlení do genomů buňky, může způsobit zásadní změnu buňky (transformace) – nejčastěji nádorová – při lysogenním cyklu
      • Lyze buňky – při lytickém cyklu, ale i na konci lysogenního, zánik buňky
    • Tělesná stavba
      • Viry nemají buněčnou stavbu
      • Jejich tělo se skládá z bílkoviny a nukleové kyseliny (výjimečně i z lipidu)
    • Dělení virů
      • Podle toho, jakou nukleovou kyselinu viry obsahují, je dělíme na:
        • DNA viry
        • RNA viry
      • Podle toho, jaké buňky jsou virům hostitelem, je dělíme na:
        • Bakteriální viry (bakteriofágy)
        • Rostlinné viry
        • Živočišné viry
        • Viry hub (mykoviry)
        • Viry sinic (cyanofágy)
      • Stavba viru
        • Viry se skládají pouze z bílkovin a nukleové kyseliny
        • Nukleová kyselina nese genetickou informaci a je někdy označována jako chromozom viru
        • Bílkoviny tvoří obal viru – kapsidu
        • Celek kapsidy a nukleové kyseliny se označuje jako nukleokapsida
        • Nukleová kyselina – nese veškeré geny viru, může být jednovláknitá nebo dvouvláknitá, DNA nebo RNA
        • Membránový obal živočišných virů – viriony některých velkých virů ukrývají nukleokapsid do membránového obalu odvozeného z biomembrány buňky, v níž virus dozrál (obvykle z plazmatické nebo jaderné membrány), objevují se ve fázi zrání (maturace)
      • Stavba bakteriofága
        • Hlavička, bičík, bičíková vlákna
        • Vnější vlákna bičíku jsou stažitelná, vnitřní ve formě trubičky (nekontraktilní)
      • Stavba rostlinného viru
      • Rostlinné viry nabírají nejčastěji spirálovitou strukturu
      • Nukleová kyselina je obalena kapsidou, která je tvořena dobře viditelnými kapsomerami – jednotlivé malé úseky kapsidy
      • Většinou jednořetězcová molekula RNA (mozaika květáku – dvouřetězcová DNA)
      • Stavba živočišného viru
      • Živočišné viry mají nejčastěji tvar kulovitý nebo oválný
      • Často jsou obalené
      • Často mají na povrchu hroty a kyjovité výběžky
      • Často obsahují více molekul nukleové kyseliny
      • DNA i RNA viry

                            

  • Životní cyklus viru
    • Lytický cyklus – cyklus virulentního fága (končí lyzí – smrtí a rozpadem buňky)
  1. fág se přichycuje na povrch buňky
  2. stažitelná část bičíku se stáhne a trubice bičíku pronikne do buňky
  3. přes trubici pronikne do buňky nukleová kyselina
  4. nukleová kyselina se pomnoží a začínají se tvořit nové viriony (částice viru)
  5. jakmile je nových virionů moc, dochází k lyzi buňky
    • Lysogenní cyklus – cyklus mírného fága – fág se začlení do genomu buňky a dělí se s ní
  6. Mírný fág se přichytí a jeho nukleová kyselina pronikne do buňky dutinou bičíku
  7. Nukleová kyselina se začlení do genomu buňky
  8. Je-li fágova nukleová kyselina začleněna do buňky, mluvíme o profágovi (provirus)
  9. Profág se dělí spolu s buňkou a dostává se tak do dceřiných buněk
  10. Při aktivaci dochází k přechodu lysogenního cyklu na lytický (k lyzi)
  • Viry – typy podle nukleové kyseliny
  1. DNA viry (jednovláknové nebo dvouvláknové, kruhové nebo lineární)
    1. Neobalené
      • Parvoviry – nádorové přeměny
      • Adenoviry – infekce dýchacích cest, virus Ebola
    2. Obalené
      • Herpesviry – opary
      • Poxviry (největší) – myxomatózy – onemocnění jater králíků
    3. RNA viry (jednovláknové nebo dvouvláknové, lineární)
      1. Neobalené
        • Pikornaviry – rýma, dětská obrna, slintavka
        • Reoviry – průjmy
      2. Obalené
        • Paramyxoviry – spalničky, zarděnky, příušnice, vzteklina, žlutá zimnice, encefalitida
        • Retroviry – HIV
  • Obrana proti virům
    • Virostatika – blokují virové enzymy
      • Při očkování rozlišujeme pasivní a aktivní imunizaci
      • Při pasivní imunizaci jsou do těla vpraveny hotové protilátky
      • Při aktivní imunizaci je do těla vpraven oslabený původce nemoci a tělo si protilátky vytvoří samo
      • První očkování
        • Provedl roku 1796 Eduard Jenner
        • Pomocí hnisu, který obsahoval virus kravských neštovic, „očkoval“ chlapce
        • Když se setkal po šesti týdnech s virem pravých neštovic, byl proti němu imunní
        • V 19. století Louis Paster = základy imunologie a mikrobiologie
      • Využití virů
        • Molekulární biologie
          • I přes jejich odlišnost lze viry využít jako modelový systém pro poznávání základních biologických procesů v buňce
          • Biologická léčba – napadnutí bakteriální buňky
        • Genetika
          • Objev reverzní transkriptázy změnil základní dogma genetiky
            • Základní mechanismy replikace DNA, transkripce, translace, přenos proteinů
            • Stavba genomu
          • Nemoci:
            • Mononukleóza
              • Způsobena DNA viry
              • Onemocnění jater
            • Hepatitida B
              • Způsobena DNA viry
              • Infekční zánět jater
            • Encefalitida
              • Způsobena RNA viry
              • Zánět mozkových blan
            • Chřipka
              • RNA viry
              • Prudké onemocnění horních dýchacích cest
              • Kapénková infekce
              • Inkubační doba – 24 až 27 hodin
              • Horečka, zimnice, bolest hlavy, svalů, kloubů, malátnost, kašel
              • Mutace viru – problém s očkováním
            • AIDS
              • Retroviry
              • Syndrom získaného selhání imunity
              • Dlouhá inkubační doba – 2-4 roky
              • Napadá lymfocyty, které zajišťují imunitu a tvoří protilátky, nemocný ztrácí imunitu
              • Projevy:
                • Úbytek hmotnosti, nechutenství, únava, opakovaná zvýšená teplota, kašel, průjmy, noční pocení, někdy kožní vyrážky
              • Přenos:
                • Pohlavní stykem, znečištěním injekční stříkačky, transfuzí
              • Pojmy:
                • Nekrotické ložisko – nové viriony napadají další buňky a lytický cyklus se lavinovitě šíří, vzniká nekrotické ložisko (ložisko tvořené mrtvými buňkami) à projevem virové infekční choroby
                • Receptor – molekulární struktura ve stěně buňky, na kterou se může vir navázat, každý virus má pouze úzký okruh buněk, které mu umožňují se navázat na molekulární strukturu ve své stěně

Viroidy

  • Ještě jednodušší než viry
  • Nemají bílkovinný obal
  • Jedná se jen o parazitickou nukleovou kyselinu
  • Parazité rostlinných buněk
  • Nemohou napadnout člověka
  • Způsobují zakrslost, epinastie – horní strana roste rychleji než spodní, žluté skvrny na listech

Priony

  • Nejjednodušší částice
  • Nelze hovořit o organismu
  • Jedná se o parazitickou bílkovinu
  • Ukládá se v mozku savců
  • Způsobuje Creuetzweldt-Jacobovu chorobu (nemoc šílených krav)

 

 

 

Prokaryotické organismy

  • Prokaryotická
    • Předbuněčná, předjaderná
    • Pro (před), karyon (jádro)
  • Zástupci:
    • Bakterie, sinice
    • Aktinomycety – půdní
    • Mykoplazmata – nejjednodušší
    • Rickettsie – buněční parazité
    • Chlamydie
  • Velikost – buňky velmi malé (1-2 µm)
  • Tvar – kulovitý (koky), tyčinkovitý (bacily)
  • Podstatně jednodušší než eukaryotické buňky
  • Metabolismus:
    • velký povrch à rychlý metabolismus
    • rychlejší komunikace s prostředím, rychlejší metabolismus (např. 100x rychlejší spotřeba kyslíku než srdeční sval)
    • absence rozdělujících membrán
  • výživa:
    • chemotrofie – zisk energie rozkladem organických látek
    • fototrofie – zdrojem je světlo
  • rozmnožování – dělením
  • kosmopolitní rozšíření
  • přečkají teploty v rozmezí -190 až +100 stupňů celsia
  • v nepříznivém období tvoří spory (endospory), zmenšují obsah vody
  • stavba:
  •  
    1. DNA – nukleoid
    2. Tylakoid
    3. Pouzdro
    4. Buněčná stěna
    5. Plazmatická membrána
    6. Ribozómy
    7. Mesozóm
    8. Fimbrie
    9. Glykokalyx
    10. Bičík
  • Jaderná hmota
    • Nukleoid
    • 1 bakteriální chromozóm, 1 DNA, haploidní buňka = 1 sada genů
    • Volně v plazmě
    • 1000x delší DNA než sama buňka
    • 20% objemu buňky
    • Nese genetickou informaci (asi 3500 genů)
  • Buněčná stěna
    • U většiny prokaryot
    • Tvořena lipoproteinem a fospolipidy
    • Je pórovitá = propustná (permeabilní)
    • Ochrana mechanická a chemická
    • Udržuje vnitřní prostředí a tvar
    • Kompenzuje vysoký osmotický přetlak uvnitř buňky
    • Typickou látkou buněčné stěny je peptidoglykan (murein, pseudomurein, peptidy, bílkoviny, polysacharidy)
    • Grampozitivní (buněčná stěna silná) x gramnegativní (buněčná stěna tenká a na vnější straně je vnější lipoproteinová membrána)
  • Cytoplazmatická membrána
    • Jediný membránový útvar u bakterií je povrchová membrána
    • Stavba – 2 vrstvy fosfolipidů, bílkoviny, sacharidy (model tekuté mozaiky)
    • Stálost vnitřního prostředí
    • Semipermeabilní (reguluje transport)
    • Místo metabolických pochodů
    • Je plastická (její část se může odděit, včlenit)
    • Podílí se na reakci rostlinné buňky na podněty prostředí (světlo, dotyk,…)
  • Základní cytoplazma
    • Neutrální vodní roztok, který vyplňuje prostor buňky
    • Funkce: vytváří prostředí pro metabolické děje, v ní obsaženy organely
  • Plazmidy
    • Malé cyklické molekuly DNA v cytoplazmě
    • Charakteristická pro bakterie
    • Funkce: nese doplňkové geny (např. rezistence vůči antibiotikům)
    • Využití: genové inženýrství
  • Ribozómy
    • Volné či přisedlé zevnitř k povrchové membráně
    • Počet dle metabolické aktivity (sta až tisíce)
    • Funkce: syntéza nových polypeptidů (bílkovin)
  • Slizový obal (pouzdro) = kapsula
    • Nad buněčnou stěnou
    • Stavba
      • Vrstva polysacharidů, bílkovin, lipidů a jiné
    • Funkce: zvyšuje odolnost
  • Glykokalyx (další vnější obal)
    • Plsťovitě propletená vlákna polysacharidů
    • Fuknce: umožňuje buňkám na základě působení elektrostatických sil ulpívat na různých předmětech nebo se přichytnout na povrch sliznice
  • Bičík (vlákno delší než obal)
    • Molekuly bílkovin (flagelinů) podobných myozinu tvoří duté vlákno stočené do šroubovice, v cytoplazmě zakotven bazálním tělískem
    • Funkce: pohyb – šroubový pohyb, zřeďuje prostředí před buňkou, okolní prostředí tlačí vpřed, bičík táhne buňku
  • Thylakoidy
    • Váčkovité vchlípeniny cytoplazmatické membrány
    • Obsahují fotosyntetická barviva (bakteriochlorofyl, karotenoidy, chlorofyl a)
    • Na povrchu thylakoidů přichycená zrníčka (fykobilizomy) obsahující modré a červené pigmenty

Bakterie

  • Typy
  • Kvasné – alkoholové kvašení – víno, pivo, mléčné kvašení – zákys, jogurt, kyška
  • Hnilobné – rozklad organických zbytků (probíhá i ve střevech)
  • Humus obsahuje saprofytické (mineralizační) bakterie à obsahují organické zbytky na anorganické látky
  • Nitrifikační bakterie – amoniak a dusitany přeměňují na dusičnany
  • Denitrifikační bakterie – opak
  • Hlízkovité bakterie – dokážou vázat vzdušný dusík a přeměnit ho na dusičnany, žijí v symbióze na kořenech bobovitých rostlin
  • Patogenní:
    • Angína
      • Bílé povlaky na mandlích a v dutině ústní
      • Bolesti v krku, zvýšená teplota
      • Při komplikacích bakteriální postižení ledvin, srdce, kloubů
    • TBC = tuberkulóza
      • Souchotiny
      • Chronický kašel s krvavým sputem (hemophoe)
      • Horečka, noční pocení
      • Ztráta tělesné hmotnosti
      • Infekce dalších orgánů
    • Pneumonie = zápal plic
      • Kašel, bolesti na prsou
      • Horečka a obtíže při dýchání
      • Častá příčina smrti (rozvojové země, starší lidé, ležáci, kojenci)
    • Tyfus, salmonelóza
      • Způsobují bakterie salmonela
      • Tyfus – horečky, bolesti břicha, nechutenství, ospalost, krvácivá stolice
      • Salmonelóza – průjmy, dehydratace
    • Spála
    • Zubní kaz
    • Cholera – průjmovité onemocnění, ztráty vody až 26 litrů za den
    • Tetanus – strnutí šíje – křeče a ztráta koordinace svalových pohybů, blokování svalového stahu
    • Kapavka – nejběžnější pohlavně přenosná infekce, hnisavý zánět sliznic vylučovacích a pohlavních orgánů
    • Syfilis
      • Pohlavně přenosná infekce
      • Spirochéta Pallidum
      • Má 4 stádia:
        • Primární – měkký vřed
        • Sekundární – vyrážky na kůži a sliznicích, klidové stádium – 5-15 let
        • Terciární – postih nervové soustavy (demence), postižení kardiovaskulárního systému nebo tvorba měkkých nádorů kdekoliv na těle

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *