9. prokaryotická buňka

co sem patří, struktura, velikost

• Bakterie a Archea

• Velikost: cca 0,1–10 µm

• tvar: tvar: kulovitý (koky), tyčinkovitý (bacily), spirálovitý (spirily), vláknitý

• buněčná stěna - peptidoglykan

• plazmatická membrána

• cytoplazma

• Nukleoid - oblast s kruhovou DNA (genom) - 100-1000 genů

• ribozomy (70S)

• Plazmidy - malé kruhové DNA molekuly – doplňkové geny (např. rezistence)

• Bičíky, Fimbrie/pili - přichycení, přenos DNA mezi buňkami (konjugace)

• slizový obal (kapsula) - ochrana před imunitou hostitele (u patogenů)

plazmidy

tox - plazmidy - geny pro produkci toxinů

R-plazmidy - rezistence na ATB, těžké kovy

F-plazmidy - geny pro tvorbu sex-pilusu

genom

• 1 kruhová molekula DNA - 100-1000 genů

• neobsahuje introny ani histony (u bakterií)

• organizace genů v tzv. operonech – jednotky více genů přepisované společně

• promotor, operátor, strukturní geny

• regulace represory / aktivátory

příklad operonu

lac operon:

Reguluje syntézu enzymů štěpících laktózu

• laktóza přítomna - váže se na represor - vznikají enzymy pro štěpení glu

Gramovo barvení (bakterie)

• Diferenciace bakterií podle složení buněčné stěny

• gram pozitivní

  • modrofialová

  • tlustá vrstva peptidoglykanu, absence vnější membrány

  • streptococcus, staphylococcus

• gram negativní

  • růžová, červená

  • tenká vrstva peptidoglykanu + vnější membrána

  • nebezpečnější

  • E. coli, salmonella

průběh barvení

Nátěr bakterií na sklíčko → zasušení a fixace plamenem.

Krystalová violeť (1 min) → všechny buňky fialové.

Lugolův roztok (jód) (1 min) → vytvoří komplex s barvivem.

Odlouhování ethanolem (10–20 s) → gram-pozitivní zůstávají fialové, gram-negativní ztrácí barvu.

Kontrastní barvení safraninem (30–60 s) → gram-negativní se zbarví růžově.

význam bakterií pro člověka/život

Pozitivní role:

• Střevní mikrobiom – trávení, syntéza vitaminů (K, B12)

• rozklad organické hmoty, fixace dusíku (např. Rhizobium)

• biotechnologie – produkce enzymů, antibiotik, biopaliv

Negativní role:

• Patogeny – způsobují nemoci

• Producenti toxinů (např. botulotoxin, tetanospasmin)

plazmid a genové inženýrství

• plazmidy slouží jako nosiče (vektory) pro přenos cizí DNA do buněk – hlavní nástroj rekombinantní DNA technologie

  1. Izolace plazmidu z bakterií

  2. vložení genu (např. lidského) do plazmidu pomocí ligázy → vzniká rekombinantní plazmid

  3. vnesení plazmidu do bakterie (např. E. coli) – proces se nazývá transformace

  4. bakterie s plazmidem produkují daný protein (např. inzulín, růstový hormon)

bakteriální choroby včetně původců

tuberkulóza

• Mycobacterium tuberculosis

• Napadá především plíce, typickými příznaky jsou dlouhodobý kašel, horečky, únava

angína

• Streptococcus pyogenes

• zánět hltanu a mandlí, projevuje se bolestí v krku, horečkou, zarudnutím a bílými povlaky na mandlích

mor

• Yersinia pestis

lymská borrelióza

• Borrelia burgdorferi

• přenáší se klíšťaty. Prvním příznakem bývá červená skvrna s bledým středem

malomocenství

• mycobacterium leprae

• kožní skvrny

cholera(vibrio cholerae), tetanus (clostridium tetani), botulismus (Clostridium botulinum),

bakteriální enzymy v molekulární biologii

Restrikční endonukleázy – rozpoznávají specifické sekvence DNA a štěpí je → nástroj ke klonování

DNA ligáza – spojuje fragmenty DNA

Taq polymeráza – odolná polymeráza z Thermus aquaticus, klíčová pro PCR - rychlá amplifkace DNA

antibiotika - mechanismy účinku

• baktericidní - usmrcují

• bakteriostatické - brání množení

  • inhibují tvorbu buněčné stěny

  • inhibice syntézy DNA - útočí na ribozomy

  • inhibice metabolických drah - inhibují syntézu kyseliny listové - nezbytná pro syntézu DNA

tuberkulóza

angína

mor

lymská borrelióza

malomocenství

cholera

tetanus

botulismus

tuberkulóza - Mycobacterium tuberculosis

angína - Streptococcus pyogenes

mor - Yersinia pestis

lymská borrelióza - Borrelia burgdorferi

malomocenství - mycobacterium leprae

cholera(vibrio cholerae), tetanus (clostridium tetani), botulismus (Clostridium botulinum),