2. Prokarionty – organizmy bezjądrowe

2. Prokarionty – organizmy bezjądrowe
•
•
•
•
•
•
Prokarionty to organizmy pozbawione jądra komórkowego.
Laseczki i niektóre maczugowce posiadają przetrwalniki (endospory).
Laseczki i pałeczki tworzą czasem różnego typu układy, m.in. proste lub rozgałęzione nici czy nieregularne
skupiska.
Błona komórkowa zbudowana jest z białka i lipidy.
Ściana komórkowa zbudowana jest z sieci włókiem mureinowych.
Mureina to substancja białkowo-cukrowa.
•
W skład komórki proteobakteryjnej wchodzą: mezosom (oddychanie), błona komórkowa (oddychanie),
ściana komórkowa, genofor w nukleoidzie (kulista cząsteczka DNA), rybosom (synteza białek).
•
W skład komórki sinicy wchodzą: tylakoidy z barwnikiem (oddychanie), nukleoid (DNA), ściana komórkowa,
błony, rybosom (synteza białek).
Otoczki śluzowe chronią przed wyschnięciem i wchłonięciem.
Fimbrie to narządy służące do utrzymania bakterii przy podłożu oraz zostają wykorzystane w trakcie koniugacji.
Plazmidy to mniejsza cząsteczka DNA(od genoforu), znajdująca się w cytoplazmie.
W cytoplazmie znajdują się ziarna materiału zapasowego czyli np. glikogenu.
Endospory powstają wewnątrz komórki przez obudowę genoforu wraz z małą ilością cytoplazmy oraz błoną
komórkowa i rybosomami, wielowarstwową ścianą złożoną z białek i cukrowców wysyconych tłuszczami.
•
•
•
•
•
•
Stan utajonego życia to anabioza.
Funkcje życiowe prokariontów
•
Bakterie cudzożywne to heterotrofy. Wchłaniały one związki organiczne przez błonę i ścianę komórkową. Zbyt
duże związki byłe trawione przez enzymy na zewnątrz.
•
Bakterie samożywne to autotrofy. Syntetyzowały one złożone związki organiczne z związków nieorganicznych.
Energia potrzebna do tych syntez pochodziła z egzoenergetycznych reakcji chemicznych, czyli procesu
zwanego chemosyntezą.
•
•
•
Obecnie chemosyntezy występują u bakterii nitryfikacyjnych (Nitcosomonas, Nitrobacter).
•
•
Bakteriochlorofil to podstawowy związek potrzebny do przeprowadzenie procesu fotosyntezy.
U sinic pojawił się inny typ chlorofilu: chlorofil a, który zwiększył efekty fotosyntezy.
Fotosynteza: 6H2O + 6CO2 + hv (energia świetlna) -> C6H12O6 + 6O2.
Fermentacja to proces oddychania beztlenowego. Proces ten polega na rozłożeniu cukrów co powoduje
wydzielanie się energii. Produktem rozkładu (oddychania beztlenowego) może być: etanol, kwas mlekowy, kwas
octowy itp. + CO2 + energia (Sarcina – etanol; Lactobacillus – kwas mlekowy).
Oddychanie wewnątrz komórkowo
•
•
Bakterie, które oddychają beztlenowo to anaeroby.
Aeroby to bakterie, które oddychają używając tlenu. Proces oddychania z udziałem tlenu jest kilkakrotnie
bardziej wydajny. Produktem takiej reakcji jest: CO2 + H2O + energia.
Wiązania azotu cząsteczkowego
Niektóre prokarionty potrafią przyswajać N2, są nimi: b.tlenowe: Azobacter, Rhizobium; beztlenowe:
Clostridium pasteurianum; oraz sinice.
Rozmnażanie się – podział komórek
•
•
Organizmy posiadające genofor (jedna cząsteczka DNA) nazywamy haploidalnymi.
•
Koniugacja polega na łączeniu się bakterii za pomocą fimbrii i wymianą części materiału genetycznego
najczęściej w postaci plazmidu, choć czasem też genoforu. Proces ten prowadzi do zwiększenia
różnorodności genetycznej bakterii.
Prokarionty rozmnażają się bezpłciowo 3 sposobami, są nimi: podział komórki(mitoza), fragmentacja oraz
koniugacja.
2.3. Systematyka prokariontów
•
•
•
•
Prokarionty są organizmami mało zróżnicowanymi, dlatego ich klasyfikowanie jest trudne.
Kształty komórek nie odzwierciedlają ich naturalnych linii filogenetycznych.
Ogólne funkcje życiowe także nie pozwalają na naturalną klasyfikacje bakterii.
Hans Gram stworzył jedną z pierwszych metod klasyfikacji bakterii, która polegała na zabarwieniu bakterii, a
następnie zaobserwowania które bakterie barwią się na niebiesko, a które na czerwono. Metodę tę nazywa się
metodą Grama.
•
Bakterie które zabarwiają się na niebiesko określa się jako: Grama-dodatnie (G+), a na czerwono jako:
Grama-ujemne (G-).
•
Jak zauważono bakterie należące do grupy Grama-dodatnie (czyli barwiące się na niebiesko), mają grubą
ścianę mureinową, natomiast bakterie z grupy Grama-ujemne (barwiące się na czerwono) mają cienką
ścianę i dwie błony komórkowe (zewnętrzną i wewnętrzną).
2.4. Występowanie i znaczenie prokariontów
•
•
•
Organizmy prokariotyczne występują w zasadzie wszędzie.
Bakterie spełniają ważne funkcje biologiczne i gospodarcze.
W 1g żyznej gleby może żyć nawet 700mln bakterii, a w 1g mułu dennego 100mln są to najczęściej saprofity.
•
•
•
Bakterie zajmują poziom troficzny reducentów m.in. liczne grupy promieniowców (f.rozgałęzione)
•
Prokarionty symbiotyczne charakteryzują się tym, że ich relacje między organizmem, w którym żyją, są
obustronnie korzystne. Przykłady: Bacteroides (bakteria trawiąca celulozę) żyje w żwaczu przeżuwaczu np.
owcy; Pillotina w jelicie termitów; Rhizobium (przyswaja N2) z roślinami motylkowymi (groch, fasola, łubin,
wyka).
•
Prokarionty komensaliczne to bakterie, które korzystają z dostarczonego przez organizm - w którym żyją pokarmu i schronienia. Same jednak nic do tego współżycia nie wnoszą. Przykład: Escherichia coli (pałeczka
okrężnicy) z człowiekiem (żyje w końcowej części przewodu pokarmowego).
•
Pasożyty natomiast szkodzą swojemu żywicielowi. Niszczą tkankę i wytwarzają substancje toksyczne, które
zatruwają organizm, co wywołuje choroby.
Powszechne choroby bakteryjne człowieka:
•
Saprofity te są pożywienie dla protistów (organizmy eukariotyczne).
Bakterie (heterotroficzne), które żyją wewnątrz innych organizmów wielokomórkowych, mogą być:
symbiontami, komensalami lub pasożytami.
Nazwa choroby:
Bakteria:
Dolegliwości:
Dur brzuszny (tyfus)
Salmonella typhi
Gorączka, wyczerpanie, ból brzucha.
Gruźlica
Mycobacterium tuberculosis
Wilgotny kaszel, osłabienie, chudnięcie,
brak apetytu, gorączka, krwioplucia.
Zapalenie płuc
Diplococcus pneumoniae
Suchy kaszel, mała gorączka, ból
gardła.
Kiła
Treponema pallidium
Opryszczka, zapalenia, bolesność.
Rzeżączka
Neisseria gonorrhoeae
Ropny wyciek z cewki moczowej,
pieczenie i ból przy oddawaniu moczu
lub zaburzenia cyklu miesiączkowego.
Inne choroby: błonica, tężec (skurcze mięśni), czerwonka bakteryjna (krwiste wymioty, luźne
stolce), trąd(utrata czucia i tkanki), cholera (biegunka, wymioty), dżuma (wysoka gorączka, dreszcze,
rozszerzenie żył).
•
•
•
Dawniej organizmy prokariotyczne brały udział w tworzeniu się złóż ropy naftowej, siarki, rud żelaza, złóż
saletry potasowej.
Człowiek wykorzystuje bakterie prokariotyczne do: produkcji: alkoholi, kwasów organicznych, antybiotyków ,
hormonów, enzymów, witamin, aminokwasów; używa ich do: kiszenia kapusty, ogórków, oliwek, zsiadania się
mleka; sinice stosuje jako nawozy; biogaz powstający podczas oddychania beztlenowego używany jest do
ogrzewania pomieszczeń i napędzania pojazdów; bakterie stosuje się także do oczyszczania ścieków. Człowiek
nauczył się zmieniać bakterie genetycznie, dzięki czemu takie bakterie mogą: wytwarzać ludzką insulinę,
hormon wzrostu czy czynniki krzepliwości krwi.
Bakterie wywołują choroby u ludzi, niszczą żywność oraz drewno.