2. Bakteriológia

3. Bakteriológia • Valódi sejtmagjuk nincs • A baktériumok egysejtű, általában hasadással szaporodó, mikroszkóppal tanulmányozható, önálló anyagcserével rendelkező, természetes és mesterséges táptalajon is tenyészthető, ellenálló, nagy tűrőképességű, általánosan elterjedt, nagy számban előforduló szervezetek • Baktériumok, cianobaktériumok, mikoplazmák, rikettsiák • Bacteria és Archaea domén

4. A prokarióta sejt általános jellemzése

5. A prokarióta mikroorganizmusok a legegyszerűbb sejtes szerveződésű élőlények. Sejtjeik szerveződésére az jellemző, hogy nem rendelkeznek valódi, magmembránnal körülhatárolt sejtmaggal, szemben az összes többi sejtes szerveződésű élőlénnyel (eukarióták), melyeknek sejtmagját a citoplazmától magmembrán határolja el. Egyszerűbbek továbbá azért is, mert sejtjeikből hiányoznak az eukariótákra jellemző, különböző funkciók ellátására differenciálódott sejtalkotók (mitokondrium, kloroplaszt, endoplazmatikus retikulum, Golgi-hálózat, lizoszómák stb.).

6. Az Eukariotákés a Prokarioták közötti különbségek Prokariota sejt Eukariota sejt 10m Valódi méret

8. A baktériumsejtek mérete, és fénymikroszkópos morfológiája • A baktériumok mérete általában a,um-es mérettartományba esik. • Általában egysejtűek, bár a sejtek gyakran összetapadnak, s különböző alakú csoportosulásokat hoznak létre. Ekkor is igaz azonban az, hogy minden egyes sejt rendelkezik az alapvető életfunkciókkal, mint a szaporodás és önálló metabolizmus képessége.

9. Baktériumok morfológiája • Alakjuk rendkívül változatos • Alapvetően azonban a következő alakokat lehet elkülöníteni: • Gömb alak – kokkusz • Pálcika alak – bacilus • Csavar v. spirális alakú • Fonalas-hüvelyes • Elágazó fonál alakúak • Pleomorf v. involúciós alakok

10. Alakjuk • Alakjukat a sejtfal határozza meg. Alak szerint két fő csoportba oszthatók. A gömbölyded sejteket kokkuszoknak (coccus), míg a hosszúkás hengerszerű sejteket pálca alakúaknak (bacillus) nevezzük. • Ha a pálca rövid, kokkobacillusnak, ha pedig görbült vibrionak nevezzük. A hosszabb merev, dugóhúzószerű formát spirillumnak, a hasonló formájú, de hajlékonyabb, inkább rugóra emlékeztető formákat spirochaetanak hívjuk.

11. Baktériumok morfológiája

12. Baktériumok morfológiája Vannak pleomorf baktériumok is,melyeknek változatos a megjelenése (pl.., Corynebacterium).

13. Egyes fajok alakja az élőhelytől, illetve a tenyésztési körülmé­nyektől függően változik. Ezt hívjuk pleomorfizmusnak. így a Corynebacterium diphteriae a pálca alak mellett bunkós pálca, vibrio, kokkusz és fonalas formát is felvehet. Hasonló extremitás jellemző a sejtfal nélküli Mycoplasma-sejtek alakjára is.

15. A baktériumok elrendeződése sztreptokokkusz szarcina sztafilokokkusz

16. A baktériumok alaki változatai

18. A táptalajon kinőtt telepek megjelenése

19. A táptalajon kinőtt telepek megjelenése

20. A prokarióták méretének összehasonlítása: • A sejtek többségének ~0.5 -2 μM az átmérője * SAR11:even smaller! (Madigan et al., Fig.4.13)

21. Felület-térfogat aránya fontos: • A méret növekedésével, növekedik az S/V arány • A méret meghatározza a sejtmembránon keresztüli anyagfelvétel és leadás hatékonyságát • Kisebb méret →hatékonyabb anyagcsere (Madigan et al., Fig.4.14)

22. Mycoplasma genitalium 0.4 µm Haemophilus influenza 1.0 µm Staphylococcus aureus 0.9 µm Escherichia coli 1.5µm Bacillus megaterium 4 µm Vörösvértest 8 µm Az alak és méret változatossága a baktériumoknál:

23. Baktérium-okkal körülvett emberi sejt 10mM

24. Thiomargaritanamibiensis (A) A fehér nyíl aThiomargarita sejtjére mutat, 0,5 mm az átmérője, a felhalmozott kén-szemcsék miatt fehéren ragyog. (B) A Thiomargarita-ák láncokká rendeződnek (C) Két üres héj, középen pedig egy osztódóThiomargaritalátható. (D) Konfokális lézer szkenning mikroszkópos felvétel:a citoplazma zölden világíta kén gömbök fehéren. A nagy központi vakuolum miatt a sejt nagy része üresnek látszik. (E) Transzmissziós elektronmikroszkóposfelvétel a sejtfalról [kinagyított rész (D)] látható a citoplazma vékony rétege (C), a vakuolum (V), és a héj (S) „Namibia kén gyöngyei" Schulz et al. 1999. Science 284: 493 - 495

25. Epulopiscium fishelsoni • A trópusi doktorhalak gyomrában él • A Clostridium-ok rokona • Nem tenyészthető Papucsállatka Paramecium (protozoa) (Madigan et al., Fig.4.12)

26. A baktérium sejt belső felépítése • Vitális alkotórészek: • Sejtfal • citoplazmahártya (CM) • Citoplazma • Magállomány • Avitális (járulékos) alkotórészek: • tok, ostor, csilló, spórák, fimbriák, vakuólák • Ezek rendszerint nem fordulnak elő minden baktérium sejtben

27. Egy átlagos prokarióta

28. Egy átlagos prokarióta

30. Sejt membrán Plazmid Flagellum Tok Sejt fal Pilusok Maganyag A baktérium sejt felépítésének vázlata

31. A sejtfal • Szilárd támasz nyújt, megszabja a sejt alakját • Véd a káros hatásoktól • Befolyásolja a táplálék felvételét • A szaporodásban is fontos szerepe van • Véd az ozmotikus lízistől • Az O antigéneket tartalmazza • Endotoxinokat is tartalmazhat

32. Baktérium sejtfal típusok: (Madigan et al., Fig.4.28) • apeptidogükáncsak a Bacteria doménban található

33. A sejtfal • Christian GRAM összetett festési eljárás révén két csoportot tudott a baktériumok között elkülöníteni • A jódpararozanilin festék alkohollal kimosható – Gram negatív baktériumok • A festékkomplex nem mosható le – Gram pozitív baktériumok

34. Hans Christian Gram

35. Baktériumok festése mikroszkópos vizsgálatokhoz: (Madigan et al., Fig. 4.3)

36. AGram-festés • Az eljárás során egymást követően kristályibolya, és kálium jodidos jódoldattal történő festés, alkoholos mosás, majd szafraninnal történő festés követi egymást. • A kristályibolya minden egyes sejtet egyformán fest. • Az alkoholos mosás pedig a külső membrán lipidjeinek kioldása után a vékony peptidoglükán rétegből könnyebben kioldja a festéket. • Mivel ezután a lépés után a G- sejtek színtelenek, szafraninnal festjük meg őket, s így a festés után a G+ sejtek bíborvörösek, a G- sejtek pirosak lesznek.

37. Gram festés menete gram negatív gram pozitív (Madigan et al., Fig.4.4)

38. A Gram pozitív sejtfal • A sejtfal a plazmamembránon kívüli 20-80 nm vastag, homogén peptidoglükán rétegből áll • Nagymennyiségű teikosavat is tartalmaz • Kovalens kötéssel kapcsolódik a mureinhez v. a plazmamembránhoz - lipoteikosav

39. gram pozitívsejtfal: (Madigan et al., Fig. 4.32b)

40. Gram+ sejtfal

41. Gram negatív sejtfal • A peptidoglükán réteg csak 1-3 nm, amelyet egy 7-8 nm-es külső membrán vesz körül • Teikosavak nincsenek jelen a Gram negatív sejtfalban • A külső membrán és a plazmamembrán között van a periplazmatikus tér

42. gram negatívsejtfal: (Madigan et al., Fig. 4.36) Porin fehérjék: a membránon keresztül érő csatornafehérjék

43. Gram-Negatívsejtfal endotoxin sejtfal

44. Gram-Negatív sejtfal LPS: véd az antibiotikumok ellenpl. penicillin + a mérgek ellen is. Periplazmatikus tér:a tápanyagok elő emésztése.

45. A peptidoglükán felépítése • A peptidoglükán (murein) komplex összetételű polimer • A polimer vázat váltakozva N-acetilmuraminsav (NAM) és N-acetil glükózamin (NAG) egységek+polipeptidek alkotják • A NAM-NAG a hosszanti szálakat adja, amiket peptid hidak kötnek össze

46. peptidoglükánszerkezete: Glükán váz - G - M - G - M - G – M - - G - M - G - M - G – M - - G - M - G - M - G – M - peptid keresztkötések (Madigan et al., Fig. 4.30)

47. (Madigan et al., Fig. 4.31) • A peptidoglükán óriásmolekula egy részlete • A peptid hidak szerkezete a G+ és G- baktériumokban

48. A sejtfal • Gram pozitív sejtfal: peptidoglükán, teikosav, lipoteikosav • Gram negatív sejtfal: kívül liposzaharid-lipoprotein (LPS-LP) réteg – 80-90%-a a sejtfalnak, ez alatt vékony peptidoglükán réteg, melyet periplazmatikus tér választ el a CM-től

49. Teiko savak: (Madigan et al., Fig. 4.32a) • savas poliszaharidokat agram pozitívsejtfalbantalálhatunk

50. lipopoliszaharid (LPS): (Madigan et al., Fig. 4.35) • Csak agram negatívbaktériumokban • akülső membrán (OM) része • véd a környezet hatásaitól • endotoxin természetű (a toxikus A lipid miatt); pl. Salmonella