Големина на текста:
1 Предмет на МБ и връзката й с екологията и
опазване на околната среда
Предмет на МБ –самостоятелна биологична
наука. Изучава невидимите с просто око живи
организми. Наименованието микрос –означава
малък, биос –живот. МБ изучава три групи МО:
бактерии –първите обитатели (3млрд и 800хил),
те са прокариоти;
гъби (fungi) –едноклетъчни гъби –дрожди,
много клетъчни гъби –нишковидни плесени.
Гъбите са еукариоти
Вируси –до клетъчни живи същества, нямат
собствена обмяна на веществата, облигатни
паразити.
Разпространение на МО в природата –в
храната, водата и въздуха. В почвата, в устната
кухина и чревния тракт и в големи количества
се намират в труповете на мъртвите животни.
Разделение на МО –патогенни и а патогенни
(сапрофитни). Патогенните са много малка част,
но нанасят големи проблеми на хората и
животните.
Връзката с екологията и ООС –МО се
използват в екологията за: очистване на
отпадъчните води; оползотворяване на
боклуците под формата на био-газ; очистване на
отпадъците (bioremitation); очистване на
нефтените отпадъци (biougmetation –почистване
на нефтени отпадъци), фосфорните и азотни
торове са основни торове за почистване на
залежи от нефт; очистване от ксенобиотици –
препарати за борба с насекомите; кръговрата на
веществата в природата –попадат в почвата,
животинските отпадъци се разлагат на амоняк и
CO2, които се усвояват от други организми;
откриване на замърсители в ОС –био-сензори –
те откриват ксенобиотици или токсични
вещества:
а) при замърсяване на почвата –МО започват да
излъчват синьо –зелена светлина
б) от боите в почвата попада живак, а той се
определя от специфична група, която го
разгражда на живак и метан
МО участват в парниковия ефект при наличие
на CO2, CH4, H2O се образуват слоеве, които
задържат IR лъчи от земната повърхност.
Получава се парниковия ефект и температурата
на земята се повишава. CH4 задържа два пъти
по –силно излъчванията от земята (наличието
му се дължи на големия брой живи организми).
Метанотрофните бактерии оползотворяват CH4
от атмосферата.
Клонове на МБ –в зависимост от обекта, който
се изучава се разглеждат: медицинска патология
–изучава МО причиняващи болести;
ветеринарно –медицинска МБ –изучава
патогенните организми причиняващи болести
на животните и борбата с тях; техническа–
изучава МО като биологични обекти за
получаване на антибиотици, ензими, хормони;
екологична МБ –изучава ролята на МО в
природата. Очистване на природата от
замърсители; почвена МБ –изучава ролята на
МО в почвата и тяхната предпазна дейност;
водна МБ – изучава микробни популации във
водните басейни и възможността за получаване
на по –голямо количество рибна маса, въз
основа на регулиране на микрофлората във
водните площи; хранителна – изучава
способността за получаване и запазване на
хранителните продукти;
-вирусология –изучава само вирусите
-микология – изучава гъбите
-космическа МБ–изучава възможността за
използване на МО за създаване на подходяща
среда за космонавтите.
2 Историческо развитие на
микробиологиятаСхващане за МО в
древността –човека е използвал МО без да знае
за тяхното съществуване –вино, хляб, оцет,
бира, млечни продукти. Той е използвал
осоляване, опушване и изсушаване за сигурно
конвертиране на храните. Хипократ считал, че
от водните площи и почвата се отделят
изпарения съдържащи организми, които
предизвикват заболявания ако се поемат от
хората. Тукидит счита, че съществува някакво
невидимо същество, което нарича contogium
vivum. Варон счита, че изпаренията от водните
площи предизвикват заболявания.Схващане за
МО през средновековието –най –известен през
този период от време е Джироламо Фракаестро
–установява, че болестите се предават от човек
на човек, като приема, че те носят името
contogium vivum. Антониус ван Льовенхук
конструира микроскопа, той наблюдава
остатъци от храна в устната кухина, сено във
вода, извлек от почва и установява че са
изградени от много малки живи същества.
Тогава написва книгата ‘Тайните на природата
от Антониус ван Льовенхук’ 1676г. Този период
се нарича морфологичен период –изследване на
тези организми. Основател на съвременната МБ
е Луи Пастьор. Той открива млечно кисела,
маслена и алкохолна ферментация и ваксините –
бяс, антракс, холера при птиците. Той оборва
теорията за самозараждането в природата
(теорията за възникването на нови форми била
оборена). Периода от откриването на
ферментацията се нарича физиологичен. По
късно Роберт Кох –открива туберкулозата и
пръв въвежда твърдите хранителни среди.
Въвежда оцветяването на храни с багрила и
други заболявания при хората. Този период
носи името –етиологичен.Видни
микробиолозиМечников–теория за имунитета.
Проф. Виноградски основател на почвената МБ
–открива хемосинтезата и автотрофното
хранене на организмите. Бееринг открива азот
фиксиращата бактерия. Проф. Омелянски
целулолетични бактерии. Дмитрий Ивановски
вирусите. Александър Флеминг
антибиотиците.МБ в България –поставят
руски лекари –Окс, Ноймън, Хеоковски. Те
правят първата противо вариолна станция в
Разград. Стамен Григоров –открива причинител
за ферментацията на киселото мляко –
lactobacilus Bulgaricus. Основател на
медицинската МБ в България е проф. Марков –
поставя началото на използването на дрождите
за хляб и вино. Той открива летливите
антибиотици. Основател на ветеринарно –
медицинска МБ е проф. Ангелов.
3 Таксономия на микроорганизмите
Таксономията означава систематика на МО,
таксос –закон, номос –подреждане.
Таксономията е наука, която подрежда
организмите по определени признаци.Клонове
на таксономиятаИдентификация –определя вида
на ново изолиране или неизвестни
МОНоменклатура –наименува МО, това става
по международни приети правила. Имената са
на латински език и се състоят от две думи (род,
вид). Вида е сбор от МО, които имат еднакъв
геном. Видът се бележи с –species, подвид
subspecies (ssp / sub), биовариететиbiovar
(bv), щам –поколението на една бактериална
клетка. Видовете се обединяват в родове,
родовете в семейства, семействата в разред. Най
–голямата единица е домейн.Видове
таксономии: Класическа; молекулярна –в
нейната основа стои МБ.Класическа таксономия
–определя вида на МО въз основа на формата,
начина на хранене, физиологичните особености
на МО. В групата на морфологичните
особености се включват –форма, размер,
оцветяване за идентификация на МО. Използват
се 4 вещества. При едно от бактериите се
оцветяват във виолетово и те се наричат G+,
тези които се оцветяват в червено са G–, това са
първа група показатели. Втора група показатели
–подвижност, чрез флагело газови мехурчета,
реактивно движение и змиевидно движение.
Трета група показатели –начин на хранене и
физиологични особености. Четвърта група
показатели –чувствителност към антибиотици и
оцветяване на включения в клетката.
G+C/A+T+G+C-определяне на бактери. по
съдържанието им по ДНК. Бактериите могат да
имат едно и също ДНК, но могат да са различни
видове поради секленция –подреждане на
нуклеотидите в ДНК. И секвенцията определя
точно вида на МО, ето защо в последно време се
използва секвенцията на базата на
ДНК.Молекулярна таксономия –борави с
определянето на определени био-молекули в
състава на клетката. Молекулярната таксономия
си служи с три метода-ДНК, ДНК –
хибридизация –изключително точен, дава
представа за подреждането на базите в ДНК.
Това подреждане е специфично за всеки
вид.Риботипизиране –основна съставка на
всяка жива материя е белтъчната субстанция.
При бактериите синтезата на белтъчни вещества
става в рибозомна РНК –секвенция на базите –
секвенция на АК –тя определя секвенцията на
АК в белтъчните вещества. Тази секвенция
определя ензимната система на бактериалната
клетка, която обуславя всички физиологични
дейности.Състав на мастните киселини в
клетъчната стена –само при G– бактерии.
Поради специфичната структура на клетъчната
стена на бактериалната клетка, тя съдържа
различно количество и различни по вид мастни
киселини. Този набор от мастни киселини е
строго специфичен за всички МО от групата на
G– бактерии. Всички МО са описани в
определител на МО, в който са дадени всички
особености характеризиращи вида.
4 Таксономия на бактериите по 9-то издание
на определителя на вържи от 1994г.
Групиране на МО –групиране по Грам, по
наличие или отсъствие на клетъчна стена.
Бактериите се делят на две групи: еубактерии
(истински) и архебактерии (първите обитатели
на Земното кълбо). Съгласно този определител
бактериите се групират в 4 раздела:G–
еубактерии с клетъчна стена –в тази група
влизат прокариоти, чиято клетъчна стена се
състои от външна мембрана и тънък вътрешен
слой сложен полизахарид пептидоглика. Той
представлява полимер, който съдържа
мураминова киселина. В тази група влизат
пръчковидни и кълбовидни МО, някои
нишковидни –размножават се с просто
(бинарно) делене, може да има размножаване
чрез пъпкуване. В този раздел влизат
фототрофни и нефототрофни бактерии. Тези
бактерии могат да бъдат литотрофни и
хетеротрофни. В този раздел се срещат
бактерии с различен начин на дишане –аеробни
и анаеробни.G+ с клетъчна стена –влизат
кълбовидни, пръчковидни и нишковидни
форми. Нишковидните форми могат да бъдат с
разклонени и неразклонени нишки. Срещат се
видове, които се размножават с бинарно делене.
Срещат се МО, които образуват ендоспори или
образуват спори разположени на отделни нишки
хифи. В този раздел се отнасят само
нефотосинтезиращи бактерии. В тази група се
отнасят актиномицетите.Микоплазми
бактерии без клетъчна стена. В този раздел се
отнасят прокариоти, които нямат клетъчна
стена. Те се наричат микоплазми. Върху
повърхността на клетката има една много тънка
мембрана плазматическа мембрана. Основен
начин на размножаване е чрез пъпкуване. Могат
да се размножават и чрез бинарно делене.
Всички са неподвижни, G– са. Срещат се
сапрофити, паразити и патогенни
форми.Архебактерии –отличават се от другите
бактерии, че те нямат в клетъчната си стена
пептидгликан. Тази група са почвени и водни
МО. В тази група влизат бактерии оцветени +
или – , в зависимост от устройството на
клетъчната стена. По форма могат да бъдат
сферични, спираловидни, пръчковидни,
пластинки. Много често се срещат под формата
на нишки. Размножават се чрез бинарно делене,
пъпкуване, фрагментиране. Синтезират
багрилно вещество, оцветено по различен
начин. Архебактериите се делят на: а)
металогенни, б) сулфат редуцираща, в)
екстремно халофилни, г) екстремно
термофилни, д) без клетъчна стена.
5 Таксономия на гъби и вируси
Таксономия на гъби (fungi) –еукариоти. Те са
хемо –хетеротрофни организми. Притежават
характерни черти на животните и растенията.
Признаци характерни за животните: всички са
хетеротрофи, има наличие на въглехидрати –
гликоген, нуждаят се от витамини, синтезират
хитин, има наличие на подвижни форми при по
–нисшите представители на плесените, не
синтезират органични вещества чрез фото
синтеза. Признаци свързани с растителния свят:
нарастват само на върха, имат напречни
прегради във вегетативното тяло. Таксономията
на плесените е изградена по начина на
размножаване и на морфологичното устройство.
Основния таксономичен белег е морфологията
на плодните тела. Всички плесени се сортират в
4 класа: а) клас bazidiomycetes –образуват по 4
спори, получени по полов начин, които се
намират на т.нар. база. Хифите на плесените са
септирани, б) клас ascomycetes –плесените
образуват сексуални спори, могат да образуват
и асексуални спори. Мицела е септиран. Към
този клас се отнасят и някои споро образуващи
дрожди, в) клас phycomycetes –има несептиран
мицел. Образува асексуални спори, които са
разположени в плодно тяло. Спорите се наричат
още ендоспори –образувани вътре в плодното
тяло. Тези три класа са съвършени плесени
(размножават се по полов и безполов път). г)
клас deuteromycetes –несъвършени плесени.
Влизат плесени без полово размножаване.
Образуват асексуални спори. Тук спадат хищни
гъби –санитари на почвата –унищожават
нематоди и ракообразни. Таксономия на
вирусите –уникални биологични обекти.
Техния генон (генетичен материал), се състои
само от 1 вид нуклеинова киселина ДНК или
РНК.ДНК вируси –двойно верижна и едно
верижнаРНК вируси - двойно верижна и едно
верижна. Последната класификация е изградена
на основата на генома на вируса и връзката с
РНК на вируса. Балтиморска класификация –
съгласно тази класификация вирусите са
систематизирани в 7 класа: а) двойно верижна
ДНК, б) едно верижна ДНК, в) двойно верижна
РНК, г) едно верижна РНК –тези вируси имат
една верига, която има същото значение както и
РНК, д) едно верижна РНК, чиято верига има
обратно значение на ... и РНК на вируса, е) едно
верижна РНК, която се реплицира чрез
междинния клас, както при д, ж) двойно
верижна РНК, която се реплицира междинно,
както при РНК.Kam6 белтъчни вещества,
въглехидрати, липиди, неорганични вещества и
генома на бактериалната клетка. Генома се
състои от кръгла ДНК (бактериална хромозома
+ нуклеотид). Освен този генетичен материал в
цитоплазмата се съдържат плазмидии –двойно
верижни молекули на ДНК, има и рибозоми
съставени от белтъчни вещества и РНК, в тях се
синтезират белтъчните вещества в бактериите.
В цитоплазмата се намират включения –
резервни хранителни вещества, когато се
състоят от фосфор се наричат
метахроматинови зърна. Могат да се намират
липидни и серни включения. Бактериите
обитаващи водните площи съдържат газови
вакуоли, с помощта на които те се издигат или
потапят във водната площ. Някои от бактериите
при изчерпване на хранителните вещества или
липса на Х2О образуват трайна форма
ендоспора. Тя има твърда обвивка и съдържа
дипиколинова киселина. Образуването на
спората продължава 24 часа, а прорастването 6 –
8 часа. Спори образуват само G+ бактерии.
6 Морфология на бактериите
Бактериите се състоят от една клетка и се
отнасят към прокариотите. Възникват преди
3млрд. и 800хил. години.Форма на бактериите –
*кълбовидни –коки, *пръчковидни, *извити. На
лице са нишковидни бактерии и бактерии със
здездовидна форма. Кълбовидните биват: моно
коки, дипло коки, стрепто коки, тетра коки,
сърцини, стафило коки. Пръчковидните са
характерни с краищата на бактериална клетка –
завити, право отрязани или заострени. Делят се
на два вида: *род bacillus, *род clostridium –при
неблагоприятни условия образуват трайна
форма ендоспора. Тя се унищожава при 120 ° за
20 минути. Тези, които образуват спори се
наричат споро образуващи. Бактериите от род
bacillus се развиват при аеробни условия, докато
род clostridium се развива при анаеробни
условия и има формата на вретено. Големината
на бактериалната клетка е 2 –8 µm, а ширината
0.2 –2 µm. Извита форма на бактериите
вибриониvibrio cholrue. Влизат спирали,
спирохети. Голяма част от тях са патогенни
бактерии.Основни съставки на
бактериалната клетка -*клетъчна стена,
*външни структури на клетъчната стена,
*структури под клетъчната стена.клетъчна
стена –тя я предпазва от спукване, когато
бактериалната клетка попадне в среда с високо
осмотично налягане. Съставена е от
пептодогликан –това е полизахарид, който се
състои от повтарящо се верига на монозахариди.
Тук влиза N ацетилглюкозамин и мораминова
киселина. Има странични полипептидни вериги.
Съдържат в тях D и L аминокиселини.
Клетъчната стена при G+ бактерии се състои от
много слоеве на пептидогликана. Дебела е и
има твърди страни. Съдържа тейхоеви
киселини. Тези киселини предават
антигенната структура на G+ бактерии.
Клетъчната стена при G– бактерии се състои от
един слой на пептидогликана има външна
мембрана, формирана на пептид. Външната
мембрана е изградена от липопротеини,
полизахариди и фосфолипиди. Не съдържа
тейхоеви киселини. Пространството между
пептидогликана и външната стена се нарича
периплазмено пространство. То съдържа в
голямо количество ензими. Във външната стена
се съдържа белтъчни вещества, които образуват
каналчета и се наричат порини. При G+ няма
периплазмено пространство. При
археобактериите съдържат атипична клетъчна
стена. Те не съдържат пептидогликан.
Съдържат полизахариди и протеини. На лице са
бактерии, които нямат клетъчна стена –
микоплазни, а при архебактериите –също се
намират бактерии без клетъчна стена.
външни структури към клетъчната стена
върху повърхността на клетъчната стена се
намира вискозна материя гликокаликс. Т се
състои от полизахариди или полипептиди.
Може да се състои и от двете едновременно.
Тази материя може да образува плътна покривка
–капсула. Някои от бактериите се движат а)
флагели –тънки космовидни израстъци и могат
да са разположени по няколко начина върху
бактериалната клетка. Когато имаме една
флагеламонотриха, когато имаме две флагели
лофотриха, по цялата повърхност –перитрихи.
G– бактерии се прикрепват към дадена площ с
фимбрии –те са разположени върху
повърхността на бактериалната клетка, върху
повърхността на G– бактерии се намират и
някои израстъци –пили, това са органели,
осъществяващи половия процес. Това са
тръбички, през които преминава генетичния
материал от една клетка в друга. Простеки
малки израстъци, при някои видове бактерии.
вътрешни структури под клетъчната стена
цитоплазмена мембрана –двуслойна, изградена
от фосфолипиди и белтъчни вещества.
Изпълнява следните функции –притежава
селективна пропускливият, съдържа ензими,
които разлагат хранителните вещества. Тук се
синтезира АТФ. При фото синтезиращите
бактерии в мембраната се съдържат органели
тилакоиди. В тях се намира хлорофила.
Съдържа ензими пренасящи хранителни
вещества –пермеази. В цитоплазмената
мембрана се съдържат мезозоми –взимат
участие при деленето на клетката. Под
цитоплазмената мембрана се намира
цитоплазмата, това е колоидна маса
съдържаща
7 Химичен състав на бактериите
Основни съставки на бактериалната клетка –
химичния състав на бактериалната клетка
зависи от възрастта на бактериалната клетка,
вида на бактерията, състава на хранителната
среда, в която бактериите се развиват.
Химичния състав на бактериалната клетка се
състои от вода и сухо вещество. Водата заема 75
–85% от състава на бактериалната клетка.
Сухото вещество е 15 –25%. Във водата
протичат всички биохимични процеси в
бактериалната клетка. При намалено
съдържание на водата метаболитните процеси в
бактериалната клетка се забавят. Чрез
отстраняване на водата от прод. се извършва
запазване на хранителните продукти за
определен период от време. Във водата се
разтварят хранителни вещества за
бактериалната клетка. Водата се намира под две
форми в бактериалната клетка: *свободна и
*свързана. Свързаната вода е в белтъчните
вещества, полизахаридите, липидите.
Бактериите могат да използват само свързана
вода в бактериалната клетка. Сухото вещество
се състои от органични и неорганични вещества.
Органичните вещества са представени от
белтъчни вещества, които заемат 50 –80% от
сухото вещество. Белтъчните вещества се
разделят на структурни белтъчни вещества и
ензимни белтъчни вещества, осигуряващи
транспорта на хранителните вещества.
Ензимните участват в смилането на
хранителните вещества в бактериалната клетка.
На лице са белтъчни вещества, които имат
отровно действие и се наричат токсини.
Белтъчните вещества са изградени от АК. При
сърцините се съдържа голямо количество лизин.
При вибрионите се съдържа повече триптофан.
При някои бактерии белтъчните вещества
служат като източник на енергия. Нуклеиновите
киселини представляват сложни полимери
изградени от моно нуклеотиди. Те съставляват
генетичния материал на бактериалната клетка.
Липидите се намират в свободно състояние или
в свързано състояние с белтъчните вещества.
Липидите могат да се намират свързани с
фосфорната киселина под формата на
фосфолипиди. Липидите изпълняват определена
роля –като запасни хранителни вещества.
Участват в структурата на клетъчната стена и
цитоплазмената мембрана, участват в
енергийния обмен на бактериалната клетка.
Въглехидратите са 10 –30% от сухото вещество.
Основна част от въглехидратите се състои от
полизахариди. Много често те участват като
резервни вещества в бактериалната клетка.
Минерални вещества 1 –3% от сухото вещество.
Вземат участие при активиране на ензимните
реакции, регулират осмотичното налягане в
бактериалната клетка, участват във формиране
на pH в бактериалната клетка. В голямо
количество се намира фосфора. Причина за
това, е че той влиза като съставка на ХК, ФЛ,
АТФ. Те вземат участие и при пренасяне на
захарите в бактериалната клетка. В
бактериалната клетка се съдържат химични
вещества в извънредно малки количества –
микроелементи, като микроелементите са: Fe, S,
Cu, Zn йони. Те вземат участие главно при
ензимо –химичните реакции.
8 Актиномицети
Това са нишковидни G+ бактерии с високо
съдържание на G и C в ДНК. Те са изградени от
тънки нишки наречени хифи. Всички хифи
образуват сложна мрежа от преплетени нишки,
която се нарича мицел. По образуването на
мицела актиномицетите приличат на
нишковидните гъби –плесени, но разликата е в
това, че хифите при актиномицетите са
изградени от прокариотни клетки, а хифите
при плесените от еукариотни клетки. Освен
това хифите при актиномицетите са със размер
до 1µ, а при плесените от 10 –30µ.
Актиномицетите образуват два вида мицел:
*мицел в хранителните вещества –субстратен,
с него актиномицетите черпят хранителни
вещества от хранителната среда. Мицелът на
повърхността на хранителната среда се нарича
въздушен мицел, като на него се образуват
размножителни спори. Спорите са не полови
(образувани по не полов начин и са асексуални).
Актиномицетите са почвени МО, развиват се
при по –ниско съдържание на вода от
останалите бактерии.Род Streptomyces –най –
характерна биологична особеност от
представителите на рода е синтезирането на
антибиотици. От този род са синтезирани над
600 антибиотици, 60 от тях се използват за
хуманната и ветеринарна медицина. Характерна
черта в морфологията на рода е липсата на
напречни стени във вегетативните форми. Рода
е обагрен в различни цветове, като особено
често са обагрени спорите на
стрептомицетите, начините за образуване на
спорите са характерни белези при
класифицирането на рода.физиологични
особености облигатни аероби, техния
естествен хабитос е почвата. Те са
хемохетеротрофни МО. Оптималната
температура на развитие е 25 –35°, а
оптималното pH е 6 –8. в най –голямо
количество в почвата се намират при неутрална
реакция. Като източник на C ... захари,
органични киселини и АК. Синтезират в голямо
количество извънклетъчни ензими, това им дава
възможност да използват различни белтъчни
вещества полизахариди и други сложни
органични вещества, които се намират в
почвата, като източници на азот, използват най
–добре K2NO3. колоните имат праховидна
структура. Антибиотиците, които синтезират
могат да бъдат тясно свързани и широко
спектърни, които действат на голям брой.
Основните представители на рода са
Streptomyces griseus -синтезира Streptomycin,
Streptomyces veneruelas –синтезира
хлоранфеникол, Streptomyces noursei – синтезира
нистатин, той единствен действа на
еукариотите. Актиномицетите вземат участие в
кръговрата на веществата в природата.
9 Вируси и вируси по
бактериите/бактериофаги/
Вируси –уникални биологични обекти,
характеризират се със следните особености:
*нямат клетъчен строеж *вътрешно клетъчни
паразити на генетично ниво *нямат собствена
обмяна на веществата *съдържат само 1вид НК
–ДНК, РНК.устройство –вирусите са устроени
чрез обвиване на генетичен материал с белтъчна
обвивка –капсид –съставена е от белтъчни
молекули –капсомери. Капсида + генетичния
материал = нуклеокапсид. При някои вируси,
върху повърхността на вируса има множество
шипове, зрелите вирусни частици се наричат
вириони.химичен състав–характеризират се
със следните особености: белтъчните вещества,
които изграждат капсида са глобулини, в тях
преобладават моноаминодикарбонови АК
(глутаминова). Белтъците са устойчиви към
протеолитичните ензими. При някои вируси
освен белтъчни вещества и нуклеинови
киселини се съдържат липиди и въглехидрати.
Зрелите вирусни частици могат да бъдат
пръчковидни, многоъгълни, със сложна
структура.размножаване на вирусите
прикрепване на вируса към клетката;
разграждане на клетъчната стена; проникване в
клетката; еклипс фаза–синтезират се самите
вирусни частици. Първо се синтезира капсида. В
капсида влиза генетичния материал.
Навлизането му в капсида се нарича узряване на
вируса, след узряването му, вирусните частици
лизират (разграждат) клетката и инфектира нови
клетки в организма. Поколението, което се
получава е от 30 –300 вирусни частици. След
навлизане на вируса в клетката, генетичния
материал на вируса се свързва с генетичния
материал на клетката и клетката започва да
синтезира всички съставки на вируса. Високата
температура инактивира вируса (убива го). UV
светлина също убива вируса. Вирусите са
резистентни спрямо антибиотици. Ефикасни
антибиотици са тези, които преустановяват
синтезата на ДНК или РНК. Вирусите се
намират навсякъде в природата. Те причиняват
80% от заболяванията на хората има и вируси
нападащи бактериите.Вируси по бактериите
бактериофаги–имат формата на сперматозоид–
главичка, шийка, опашка. Опашката се състои
от три шипа, с които бактериофагите се
прикрепват към бактериалната клетка.
Бактериофагите съдържат белтъчни вещества и
НК. НК се намира в главичката на
фага.размножаване на фагите–не се различава
от това на вирусите–след адсорбцията на фага,
той отделя ензима лизозим, който разгражда
клетъчната стена. През отвора фага вкарва
своята ДНК или РНК върху повърхността на
бактериалната клетка остава белтъчна обвивка
на фага. Фаговата ДНК навлиза в клетката и се
свързва с генетичния материал на бактериалната
клетка и тази клетка синтезира всички съставки
на фаговата клетка. След сглобяване на фага се
получават зрели частици –лизиращи
бактериални клетки.видове фаги –лизиращите
фаги се наричат виролентни. Налице са фаги,
които не лизират бактериалната клетка –
умерени фаги. Умерените фаги след навлизане в
бактериалната клетка се свързват с ДНК на
бактериалната клетка и образуват репресор
(белтъчно вещество). Това белтъчно вещество
пречи за синтезирането на капсида. Фага се
размножава с бактериалната клетка. Този
процес се нарича lizogeniq. Умерените фаги се
използват в генното инженерство, като
преносители на генен материал –вектори.
Лизогенията се счита като основа онкогенните
вируси. В определени моменти под действие на
външен фактор, репресора се превръща във
вирулентен фаг.
10 Нишковидни гъби –плесени
Морфология и ултра структура –плесените са
нишковидни гъби –отнасят се към еукариотите
–не извършват фотосинтеза затова се наричат
нефототрофни еукариоти. Изградени са от
тънки нишки –хифи –образуват мрежа –мицел.
Този мицел, който се намира в хранителната
сред се нарича вегетативен, над него се издига
мицел с помощта, на който плесените се
размножават, той се нарича размножителен.
Хифите са изградени от микрофибрили. Освен
белтъчни вещества в клетъчната стена се
съдържат фосфолипиди, въглехидрати и
стероли, липсва пептидогликат. Хифите могат
да бъдат септирани (начленени) и несептирани.
При септираните хифи в средата на преградата
има отвор, който осигурява цитоплазмата да
бъде във всички членчета на
плесента.Физиологични особености–аеробни
МО, развиват се само при наличие на кислород.
Синтезират хитин, който се съдържа в
клетъчната стена. Температурата на растеж е 25
–35°, развиват се при ниско pH 5.5 –6.5. могат
да се развиват при pH 2 –11. характеризират се с
вторичен метаболизъм –за него е характерно:
наблюдава се само при клетки завършили
растежа си; вторичните метаболити се
синтезират от строго определени щамове.
Вторичните метаболити са строго специфични
за даден вид
Размножаване на плесените става чрез спори.
Спорите се образуват по полов и без полов
начин.образуваните спори по полов начин се
наричат сексуални, а по без полов начин
асексуални. Асексуалните спори се образуват в
голямо количество Q и на са издръжливи към
външната среда, докато сексуалните са силно
издръжливи. Всички плесени образуващи само
асексуални спори се наричат несъвършени
плесени. Асексуалните спори се образуват по
няколко начина: *спорангиоспори –образуват се
вътре в тялото –ендоспори. *артроспори –
образуват се чрез нарязване на хифите.
*хламидоспори –образуват се в мицела, чрез
изпускане на значително количество вода
*конидии –външни спори. Сексуалните спори се
образуват чрез сливане на две клетки, при което
двете им ядра се сливат, чрез сложно делене –
митоза се получават сексуалните спори. Те
биват: аскоспори; зигоспори; ооспори;
базидиспори. След узряване на спорите под
действието на въздушни течения те се
разпръскват в ОС. При попадане в хранителната
среда те прораствт и дават началото на нова
плесен. Спорите на плесените обикновено са
оцветени. Спорите синтезират голямо
количество ензим, който разгражда
растителните и животински остатъци във
външната среда. От екологична гледна точка те
участват в кръговрата на веществата. Те могат
да разграждат нефтените отпадъци. Между тях
се съдържат патогенни видове, които
предизвикват заболявания, които се наричат
микози. Повърхностните микози засягат кожата,
ноктите, косата. Дълбоките микози засягат
далак, бели дробове, верен дроб. Срещу
микозите има много малко антибиотици, тъй
като ... в клетъчната стена инактивират
антибиотиците.
Класификация:Съвършени гъби –плесени –
размножават се чрез асексуални и сексуални
спори (клас Phycomycetes)Несъвършени гъби –
размножават се само чрез асексуални спори
(Deuteromycetes)Клас Phycomycetes имат
несептиран мицел, размножават се чрез
спорангеоспори. Сексуалните спори се наричат
зигоспори. Тук влиза род
Mucor, род Rhizopus –образува кореновиден
мицел –ризоноиди. Rh. Microsporus –синтезира
отровни вещества.Несъвършени гъби –клас
Deuteromycetes. Тук спадат род Aspergillus –това
са плесени образуващи отровни вещества, Asp.
Travus, Asp. Parasiticus, Asp. nomius –тези три
плесена синтезират токсини. Род Penicillium –P.
Verucosum, P. veridicatum –синтезират
микотоксин. А род Alternazia –зеле и домати –
синтезира микотоксини. Род Fosarium –житни,
зърнени и фуражни култури, синтезира
микотоксини.
11 Микотоксини синтезирани от плесени
Определение –мт са метаболити на плесените.
Те са хетероциклични съставки с
нискомолекулно тегло. Могат да се намират в
хранителните продукти или фуражите когато са
плесенясали. От фуражите мт преминават в
млякото. Характеризират се с две неща:
*химическа структура *сили на биологично
действие, то се изразява в канцерогенност,
невротоксичност, хепатотоксичност –утравяне
на черния дроб. Плесените синтезиращи мт се
наричат токсигенни плесени.
Токсигенни плесени –род Aspergillus,
Penicillium, Alternaria, FusariumМикотоксини
синтезирани от плесените от род Aspergillus
спадат три вида: Asp. Flavus, Asp. Parasiticus,
Asp. Nominus –синтезира токсини –най –
силните концентрирани вещества. Притежават
комулативно действие. Афлатоксините се
синтезират от аверуфин, глюкоза и антрахинон.
При засушаване (понижаване на водното
съдържание) количеството на синтезирания
афлатоксин силно нараства. Афлатоксина се
разгражда от млечно кисели бактерии.
Проионовата киселина, ненаситени мастни
киселини и йоните на цинка стимулират афла
токсините. Asp. Flavus и Asp. Parasiticus се
развиват по орехите, фъстъците.
Микотоксини синтезирани от род Penicillium–
бързо се развиват и обилно споролират.
Плесените от рода са: P. expansum –синтезира
пеницилинова киселина и патулин, P. verucosum
и P. viridicatum–синтезира цитрин,
невротоксичен, охратоксин. Мт от род
Penicillium изискват АК триптофан и пролин и
две изопренови ядра.
Микотпксините синтезирани от плесените–от
род Alternaria–плесените от този род за
развитието си изискват по –високо съдържание
на вода, развоват се по плодовете и зеленчуците,
както и по цитрусовите плодове. Най–добре се
развиват върху доматите. Основния микотоксин
е тетрааминова киселина. Синтезира още
аминокиселините: алтеротоксините,
алтернариол. Оптималната температура за
развитие е 20, в най–голямо количество се
синтезират в тъмна среда. Основната
структурна еденица е дибензопирел. Главния
представител е Al. tenuis.
Микотоксини синтезирани от род Fusarium –
мт се наричат трикоцетени. Основни мт са Т2,
ниваленол, деоксиниваленол. Тези мт силно
угнетяват имунната система. Плесените от този
род когато се развиват по царевицата
синтезират зеаленон. Плесените от този род се
развиват по ечемика и житните растения. Най –
сигурното средство за предпазване от плесни и
синтезата на мт е силно намаляване на
относителната влажност в средата.
12 Едноклетъчни гъби дрожди
Морфологично устройство и ултра структура –
дрождите са едноклетъчни гъби, отнасят се към
еукариотите. Клетъчната стена е изградена от
манан, глюкан, белтъчни вещества и мазнини.
При някои има хитин. Цитоплазмената
мембрана съдържа въглехидрати и стероли.
Цитоплазмената мембрана притежава
селективна пропускливост. В цитоплазмата има
цитоскелет. Тук се намира ендоплазмен,
митохондрии, ядро с ядрена мембрана,
центрозоми, центриоли. Ядрото сърържа
линейна ДНК.
Физиологични особености–дрождите са
хемохетеротрофни МО, набавят си въглерод от
зхари, органични киселини и висши алкохоли.
Азот си набавят от органични и неорганични
вещества. При анаеробни условия предизвикват
алкохолна ферментация. При аеробни условия
разграждат захарите до CO
2
, H
2
O. При аеробни
условия натрупват голямо количество биомаса.
Развиват се при кисела реакция на средата. pH
5.5 –6. оптималната им температура е 20–30°.
Размножаване на дрождите –полов и безполов
начин. По полов начин образуват аскоспори.
При безполовия начин размножаване чрез
пъпкуване (главен начин за размножаване),
биполярно пъпкуване –пъпките се образуват в
двата края на дрождената клетка,
мултиполарно–по цялата повърхност на
дрождената клетка. Дрождите могат да бъдат
кръгли, овални и продълговати.
Класфикация–аскоспорогени и аспорогенни–
размножават се по безполов начин.
Аскоспорогени–род Sacharomyces–S. cerevisia,
род Klaugveromyces–бета галактози.
Аспорогенни род Candida –C. albicans –
диморфизъм, при 37° образува дрождеви
клетки. При 25° расте като плесен, C. utilis
синтезиране на белтък от нефтени отпадъци.
Род Rhodotorula –дрождите в този род
синтезират каротеноидни пигменти, някои от
тях се използват за синтезиране на белтъчни
вещества от нефтени отпадъци.
13 Бактериална генетика–физикохимичен
строеж на ДНК и РНК. Реплициране на ДНК.
Физикохимичен строеж на ДНК и РНК –те са
биологични макромолекули. ДНК обуславя
наследствените белези при бактериите. Тя е
носител на наследствената информация при
прокариоти и еукариоти. РНК е носител на
наследствените белези при вирусите. При
прокариоти и еукариоти участва в синтеза на
белтъчни вещества. Нуклеиновите киселини са
изградени от моноеденици наречени
нуклеотиди. Нуклеотидите се състоят от три
съставки: азотни бази, захарпентоза остатък и
фосфатен остатък. Азотните бази са съставки на
две ароматни хетероциклични съединения
пурин и пиримидин. Към пуриновите азотни
бази се отнасят аденин и гуанин (А и Е). Към
пиримидиновите –ДНК съдържа дезоксирибоза
и 1–фосфатен остатък. ДНК –двойно верижна
структура, съставена от две комплиментарни
вериги. Тези вериги са навити около ое –модел
на Watson & Krick. Двете вериги се свързват с
водородни връзки. Нуклеотидите са
разположени така, че винаги следи А –стои Т, G
–C. Водородните връзки между А = Т са двойни,
а между G?C тройни. Подреждането на базите
(секвенция от едната верига отговаря напълно
на секвенция на базите от другата верига). РНК
едноверижна молекула. Вместо дезоксирибоза
съдържа рибоза. Вместо Т съдържа U (урацил).
Имаме три вид РНК: T, U, P. информационата
РНК (матрична) –подрежда АК в белтъчната
молекула. Този процес на подреждане се нарича
транслация. Транспортната РНК АК в
цитоплазмата на бактериалната клетка и РНК се
синтезира на една от веригите на ДНК. Този
процес се нарича транскрипция. Видове ДНК –
когато загреем ДНК до 100 двете
комплиметарни вериги се разделят ДНК се
превръща в едноверижна комплиментарна
верига –денаторирана. При понижаване на
температурата вдете вериги се събират отново и
се получава ренаторирана РНК. Когато двете
вериги са от различни МО се нарича хибридна
ренаторирана ДНК. Когато ДНК се изгражда от
различни участъци на различни МО получената
ДНК се нарича рекомбинантна. Основната
морфологична еденица, която предава
наследствените белези е ген. Той представлява
участък от ДНК, който съдържа информация за
биосинтеза на една белтъчна полипептидна
верига. За да се предадат наследствените белези
в поколението е необходимо преди деленето на
клетката да се получи удвояване на веригата на
ДНК, които да преминат в новото поколение.
Това удвояване се нарича реплициране на ДНК.
Реплициране на ДНК–реплицирането се
извършва по полуконсервативния метод. При
този метод двойната спирала на ДНК се разделя
и към всяка комплиментарна верига се изгражда
нова верига, върху старата ДНК. Старата верига
се нарича бащина, а новата дъщерна. Новата
врига е точно копие на бащината.
Реплицирането започва от определена точка, в
която започва разделянето на комплиментарната
верига. Тази точка се нарича реплинационна
вилка. Двете вериги в бащината ДНК се
разделят под действие на специални ензими –
хеликази. Самото разделяне на веригата става на
три етапа: инициация, елонгация, терминация.
Точката в края на хромозома, където започва
разделянето на веригата се нарича ориджин.
14 организация на генетичния материал при
бактериите
Основна генетична структура е хромозомата. Тя
представлява гигантска, двойно верижна ДНК.
Намира се под формата на кръг в бактериалната
клетка върху хромозомата са разположени
гените. Схемите, които показват
разположението на гените върху хромозомата се
наричат генетични карти
Плазмиди –извън хромозомни части на ДНК.
Те са разположени в цитоплазмата на
бактериалната клетка и не са задължителна
съставка на бактериалната клетка. Те не са
свързани с растежа на бактерията. Могат да се
придобият или загубят по време на развитието
на клетката. В бактериалната клетка могат да се
намират в две състояния: свързани с
хромозомата, извън хромозомата в автономно
състояние. Когато са свързани с хромозомата се
получава еписон. Когато се намира в автономно
състояние плазмида се дели самостоятелно, но
под контрола на хромозомата. Съвкупността от
всички гени в даден организъм се нарича геном
(генотип). При развитието си не всички
заложени признаци в бактериалната клетка се
появяват в дадената хранителна среда. Сборът
от реализираните индивидуални признаци на
дадения организъм представлява неговия
фенотип. В зависимост от условията, при които
се развива един и същи МО може да се прояви в
два различни фенотипа. Фенотипни особености
–не се предават по наследство. Плазмидите
обуславят следните особености при бактериите:
резистентност към антибиотиците–R фактор.
Този фактор създава големи трудности при
лечение на хората с антибиотици, плазмидите
предават синтезата на токсични вещества от
бактерии. В екологията чрез плазмидите се
придават свпйства на бактериите–придават
свойството да разграждат определени
замърсители въввъншната среда. Попаднал в
почвата живак се превръща в метилиран живак
под действие ма МО. Род Pseudomonas –
разгражда метилирания живак набезвредни
живачни йони.
Транспозони Tn –това са участъци от ДНК,
които съдържат само 1 ген. Този ген синтезира
само 1 ензим. Транспозоните могат да
преминават от един плазмид в друг, и затова се
наричат скачащи гени. Измененията пеи
бактериите са наследствени, не наследствени.
Наследствените могат да се получат по 2
начина: чрез промяна на генетичния материал в
бактериалната клетка, чрез внасяне на
генетичен материал от друга бактериална
клетка. Измененията биват няколко вида.Kam16
бактериална клетка. Този процес се нарича
генетично картиране.
Трансфекция –биологично явление, при което
генетичния материал в клетката репициент се
предава от генома на фага. Този процес се
нарича конверсия. В определени случаи чрез
предаване на генетичен материал от фаги в
бактериалната клетка настъпват изменения,
които са свързани с патогенните свойства на
клетката. Corynobacterium dipgteriael –без фаг е
апатогенна, а при наличие на фаг става
патогенна. С помощта на тези 4 начина се
извършва рзмяната на генетичен материал от
една бактериална клетка в друга. При
извършване на процеса трансформация не
всички бактериални клетки могат да приемат
чужда ДНК. Необходими са специални
рецептори. Тези бактериални клетки, които
могат да приемат чужда ДНК се наричат
компетентни клетки. Ако такива клетки липсват
в микробната популация трансформация не
може да е осъществи.
15 мутации при бактериите
Мутацията като биологично явление –това е
явление, при което настъпват структурни
промени в строежа на генетичния материал в
самата клетка. Мутацията е промяна в
подреждането на базите в ДНК. Появява се нов
признак, който се предава по наследство.
Мутацията може да засегне различна големина
от генома на бактериалната клетка. В
зависимост от това се получават различни
видове мутации.
Видове мутации –когато мутацията засяга само
част от гена се нарича вътрегенни мутации
основната единица за мутацията е
мононуклеотидния чифт и се нарича мутон.
моносаитова мутация –засяга се само 1
нуклеотиден чифт
Полисаитова мутация –засягат се няколко
нуклеотидни чифта
причини за точковите мутации са следните_
*отпадане на една моно нуклеотидна двойка от
полинуклеотидната верига –делеция.
*включване на нов моно нуклеотиден чифт
инсерция. *замяна на 1 двойка нуклеотиди с
друга. Когато мутацията не се манифестира в
момента това показва, че не са настъпили
функционални изменения. Тя се нарича
мълчаща или спяща мутация. Когато мутацията
възвръща получения вид към изходния тип –див
тип. Мутацията се нарича обратна. Мутацията,
при която се възстановява изходния фенотип се
нарича супресорна. Когато причините за
мутациите не са известни те се наричат
спонтанни мутации. Те възникват внезапно в
природата. Когато са известни факторите за
мутация се наричат индуцирани мутации.
Факторите, които ги предизвикват се наричат
мутагенни фактори. Те се делят на:химически,
физически, биологически. Химическите –
представляват химически вещества, които
променят състава на ДНК, в резултат на
променения състав на ДНК се получават грешки
при реплицирането на ДНК. Химическите
мутагени са азотистата киселина, алкилиращите
вещества, акрединовите багрила, бензипирена.
Азотистата киселина дезаминирааденина
(отнема амино групата), по същия начин
действа на G, C, A–се превръща в хипосектин,
той не се свързва с Т, а с цитозина. В резултат
на това се появяват двойки А=Т, а А?С. В
резултат на това се променя химичната
структура на ДНК и се получава нов признак.
Физически фактори –рентгеновите, гама, UV
лъчите. UV се поглъщат от пуриновите и
пиридиновите бази на НК. Под влияние на UV в
молекулата на ДНК се получават димери на
Тимина, освен това тези лъчи разкъсват
водородните връзки. Ундуцираните мутации
предизвикани от биологични фактори са
резултат получен от метаболитните продукти
при развитието на МО. Биологични фактори–
афлатоксините синтезирани от плесените
предизвикват мутации при бактериите, които се
развиват в такава среда. Индуцираните мутации
играят изключително важна роля при
създването на нови фактори и бактерии за
разграждането на ксенобиотиците в почвата.
Ксенобиотиците представляват химически
вещества, които се използват в селското
стопанство за борба с вредителите по
растенията. Тези химически вещества са
създадени по пътя на химическия, те не се
срещат в природата и не се разграждат от МО в
почвата. С помощта на генното инженерство и
мутациите се създават бактерии, при които се
изгражда ензимна система, която разгражда
ксенобиотиците. В промишлената МБ
мутагенните се използват повишаване на
синтеза на антибиотици от отделни МО.
16 Обмяна на генетичен материал при
бактериите
Начини за обмяна на генетичен материал при
бактериите –тази обмяна се извършва по 4
начина: 1) трансформация, 2) трансдукция 3)
конюгация, 4) трансфекция
Трансформация –тя е биологично явление, при
което настъпва генетично изменение в клетката
под влияние на погълната от средата свободна
ДНК. Източник на свободна ДНК могат да
бъдат убити бактерии или извлечена от
бактериите чиста ДНК. Трансформацията
протича на 2 етапа: а) в клетката репициент
прониква чистата ДНК, която се нарича
трансформиращо начало. Преди навлезе ДНК в
клетката репициент, двете вериги на ДНК се
разделят и в клетката влиза само една верига.
Върху навлязлата верига с изгражда нова ДНК,
която се състои от две вериги на ДНК от
различни бактериални клетки. След
формирането на новата ДНК тя се реплицира и
по този начин се предава наследствената
информация в следващите поколения.
Признаците, които се предават чрез
трансформацията си: образуване на капсула,
реистентна към антибиотици, способност за
синтезиране на амино киселини.
Трансдукция –биологичен метод, при който се
пренася генетичен материал от една
бактериална клетка в друга с помощта на
бактериофаги. В процеса участва клетката
донор, от която се взима генетичен материал.
Клетката репициент, в която се вкарва
генетичния материал умерен фаг, който
неутрализира бактериалната клетка. При
трансдукцията се пренасят много малки части
от ДНК. Видове трансдукция:
-специфична –фага пренася само определе ген
-не специфична –фага пренася различни по вид
гени, коит обуславят различни свойства в
бактериалната клетка
-абортивна –при нея внесения участък от ДНК
остава в цитоплазмата, от клетката донор не се
свързва с генетичния материал на клетката
репициент. Внесения участък от ДНК остава в
цитоплазмата на клетката репициенти се
разгражда. Пренасянето на генетичния материал
от клетката донор в клетката репициент става от
мерения фаг, който залавя определения участък
ДНК на бактерийната клетка. Чрез
трансдукцията могат да се пренасят участъци от
отделни плазмиди.
Конюгация –биологично явление, при което се
пренася генетичен материал от една
бактериална клетка в друга чрез пряк контакт
между клетките. Генетичния метериал се състои
от 2 различни по пол бактериални клетки. В
една от клетките донори се съдържа полов
фактор F+ -фертилити –плодовитост (мъжка
клетка), фактор F– -женска клетка, приемат
материал от мъжките, за да се придадат
наследствени белези F+ фактора трябва да бъде
свързан с хромозома. В това състояние се
образува hfr –high freguenci recombination –само
в това състояние клетката предава генетичен
материал. За да се извърши обмяната на
генетичен материал са необходими следните
условия: наличие на плазмид, който съединява
двете бактериални клетки –конюгативен.
Секспили, по които преминава генетичния
материал. Бактериалната клетка с F+ фактор,
който да е свързан с хромозомата. Репициентна
клетка –първия полов процес в природата.
Първо двете клетки се съединяват една с друга
при G– със секспили, а при G+ бактерии
свързването става с желеобразни вещества. След
свързването на бактериалната клетка ДНК в
донорната клетка се разделя на 2 вериги. В
репициентната клетка навлиза само една от
веригите, която се съединява с една от веригите
на клетката репициент. Получава се нова клека,
чийто ДНК се състои от 2 различни вериги на
ДНК и получената бактерия се нарича
мерозигота. Навлизането на генетичния
материал от клетката донор в клетката
репициент става строго последователно. В
зависимост от времето, през което двете клетки
са свързани една с друга зависи количеството на
преминалия генетичен материал. Във всеки
даден момент се знае каква част от генетичния
материал е преминала в другата бактериална
клетка. Това показва и кои признаци са
предадени на новата
17 Модификации при бактериите
Причини за модификациите: А) промени в
състава на хранителната среда; Б) промени в t на
инкубиране; В) наличие на антибиотици те
носят временен характер.
Признаците изменящи се при модификацията: а)
големина на бактериалната клетка; б)
подвижност на бактериалната клетка; в) форма
и големина на колониите; г) цвят и структура на
колониите; Пример Lactobacillus plantarum.
При pH=4,5 на средата бактериалните клетки са
дълги, а при pH=6?7 те са извънредно къси.
Азотфиксиращата бактерия (Аzotobacter
chrococum) при култивиране на хранителната
среда с pH= 6,5?7 образуват колонии, които са
оцветени в кафяв цвят, а при култивиране в
среда с pH=4,5 образуват безцветни колони.
Видове колонии: S- колони – идва от smoot –
гладък; R- колони – Roph – груб; М – мукозни
колони; Бактериите които дават S колони
размътват равномерно течната хранителна
среда. Бактериите които дават груби колонии с
нерязани краища образуват утайка по стените на
съда. Обикновено гладките колони при
патогенните бактерии показват силно
вирулентно действие. М-колоните са влачешки
(слизести) колони. Колоните могат да
преминават от 1 ф-ма в друга, този п-с се нарича
дисоциация. Бактериите развиващи се във
външна среда се нагаждат към условията на тази
среда. Това нагаждане се нарича физиологична
адаптация.
Физиологична адаптация тя се изразява в
индуциране на ензими, които трябва да
разграждат определени съставки, когато се
съдържат в хранителната среда. Пример:
Escherichia coli синтезираа ензима ?-
галактозидаза, който разпада млечната захар на
глюкоза и галактоза. Този ензим синтезира
бактерията само когато в хранителната среда се
съдържа млечна захар. След премахване на
причините за модификацията,
модификационните изменения се отсраняват. Те
имат само временен характер.Kam19
фотохетеротрофни – използват сл. светлина, но
немогат да използват CО
2
. Те си набавят
въглерод от органични източници. Алкохоли,
мастните к-ни и въглехидратите също се
развиват при анаеробни условия при каквито се
развиват серните бактерии. Тук влизат зелени
серни несерни бактерии, които се отнасят в род
Chloflexus и пурпурни несерни бактерии
отнасящи се към род Rhodopseudomonas.
хемоавтотрофни в тази група влизат
бактериите, които използват CО
2
за синтеза на
органични в-ва и си набавят енергия от
окислението на H2S, на NH3, на нитритни йони
на S или на H2. Kъм тази група спадат
нитрифициращите бактерии.
хемохетеротрофни използват енид и същи
източник за набавяне на енергия и въглерод
Типове хранене в зависимост от източниците на
Е, C и H
2
като редуциращ агент
фотолитотрофни набавят си енергия от сл.
светлина, въглерод от CО
2
и използват
водорода за редуциране на CО
2.
Водордът
произлиза от неорганични източници.
фотоорганотрофни редуцира CО
2
с водород
от органичните съединения, използват сл.
светлина като енергия, в тази група влизат
несерните пурпурни и зелени бактерии.
хемолитотрофни използват CО
2
като
източник на C атоми и използват хим. енергия.
Влизат нитрифициращите бактерии и
водородните бактерии.
хемоорганотрофни – използват хим. енергия и
C от органичните съединения. Орг. съед. им
служат като източници на C. Тази група МО е
найголямата м/у бактериите.
18 Генно инженерство
Същност представлява сбор от техники с
помоща на които предаваме на бактериите
несвойствените за тях признаци. Генното
инженерство е средство за вмешателство в
генома на бактеиалнта клетка, то се нарича още
молекулно клониране. С негова помощ се
получават нови форми бактерии с нови
свойства, а не се получават нови видове.
Генното инженерство се състои в извличане на
гени, пренасяне на гени и включването им в
нови бактериални клетки. В природата са
налице голям брой бариери, които пречат за
обмяна на гени м/у бактериалните клетки и
именно генното инженерство ги премахва, при
което се създават бактериални клетки с нови
свойства. Основни етапи в генното инженерство
– 3 етапа:
Получавване на чиста ДНК, от която ще се
вземат гените. След получаването на чисто ДНК
се нарязва на отделни фргменти. Това нарязване
става с ензим наречен рестриктаза. Те нарязват
ДНК на точно определени места в
полинуклеотидната верига. При нарязването се
получават 2 случая: 1) фрагменти с тъпи
краища; фрагменти с лепливи краища
Присъединяването на получената ДНК към
определени вектори-пеносители. Преносителите
могат да бъдат плазмиди или умерени фаги.
Приъединяването на получената нова ДНК към
плазмените и умерени фаги се извършва с
помощ на специфични ензими наречени лигази.
Тези ензими свързват ДНК с вектора на ДНК.
Внасяне на получената рекомбинантна ДНК
в клетка реципиент, внасянето става по следния
начин: 1) чрез трансформация, когато имаме
като вектор плазмид; 2) трансфекция, когато
имаме като вектор умерен фаг; 3) чрез
електропорообразуване. Този метод се състои в
следното с помоща на ензими се отстраява
клетъчната стена на бактериалната клетка.
Получената клетка без клетъчна стена се нарича
протопласт. В средата се пуска ел. ток,
образуват се пори в протопласта, през който
преминват фрагментитена ДНК, която сме
получили. При навлизане на ДНК в протоласта,
в клетката се извършва рекомбинация на гени.
Получават се МО с нови с-ва, като новата
микробна популация се нарича клон, за да се
потвърди включването на нови гени. В ДНК се
извършва куллтивиране на МО, при което
култивиране се установява новия признак. Този
метод се нарича експресия на гените.
Значение на генното инженерство – генното
инженерство е голямо постижение на науката,
намира шикоро приложение в медицината и
екологията. В медицината се получават форми
от бактериите с помоща на които се синтезират
ензими, които се използват в лечебната
практика. По този начин се получава инсулина,
интерферона за борба с вирусите,
сомтостатин за увеличаване ръста при децата.
В екологията се получават бактерии, които
разграждат хим. в-ва в почвата. Освен това в
екологията се създават форми, наречени
биосензори с помоща на които се установяват
определени замърсители във външната среда. С
помоща на генното инженерство в екологията се
създават бактерии, които усвояват N от
атмосферата. Тези бактерии единствено в
природата превръщат свободния N в белтъчна
маса. По този начин се осъществява т.нар.
зелена революция в природата. При генното
инженерство съществува т.нар. биологичен
риск, той се изразява във възможността за
получаване на патогенни МО с особено силни
виролентни с-ва, които могат да се използват за
т.нар. биологичен тероризъм. Ето защо
лабораториите, които работят в областа на
генното инженерство са под строг м/ународен
контрол.
19 Метаболизъм при МО – хранене на МО
Под метаболизъм разбираме промените, които
настъпват с в-вата в микроорганизма.
Хранителните в-ва от външната среда постъпват
в бактериалната клетка през цялата и
повърхност. За да постъпят в клетката те трябва
да бъдат разтворени във водната фаза на
бактериалната клетка. Постъпването им в
клетката става, чрез разграждането й във
външна среда под действието на ектоензимите и
навлизането на хранителните в-ва в
бактериалната клетка. Навлизането се извършва
по следните начини: 1) чрез пасивна дифузия -
в този случай постъпването на хранителните в-
ва става в резултат на различията на
осмотичното налягане м/у външната среда и
бактериалната клетка. Възможни са 3 случая: А)
осмотичното налягане във външната среда е по
високо от осмотич. Налягане в бактериалната
клетка. Разтворът във въшната среда се нарича
хипертоничен. В този случай водното
съдържание в клетката се свързва с
хипертоничния р-р. Цитоплазмата се свива и
бак. клетката се инактивира. Чрез използване на
хипертонични р-ри се извършва консервиране
на хранителни продукти. Този п-с е известен
като плазмолиза, т.е. когато осмотичното
налягане в бактериалната клетка е по-високо от
това в ОС. В този случай навлиза вода от
външната среда в бакт. клетка и тя се пука. Този
п-с се нарича плазмоптиза. Р-ра във външната
среда се нарича изотоничен. Най-добре се
развиват бактериите, когато осмотич. налягане в
бактер. клетка е равно на осмот. налягане във
външната среда. В този случай се говори за
изотоничен р-р, той се получава при 0,5 NaCl.
Освен чрез дифузия хранителните в-ва се
пренасят от специфични ензими наречени
пермеази. Те се ссвързват с хранителните в-ва
от външната среда и ги пренасят в
бактериалната клетка. 2) облекчена дифузия
хранителните в-ва се пренасят от по-високо
концентрирани към по-ниско. Пренасянето
става с пермеази, без да се използва енергия. 3)
активен транспорт – пренася се от по-ниско
коцентрирани към по-високо. В този случай се
използва енергия под фомата на АТP.
Хранителните в-ва които навлизат в
бактериалната клетка се използват по няколко
начина: * като източник на енергия служат
въглехидрати, алкохоли и аминок-ни.
Навлезлите хранителни в-ва се използват за
изграждането на цитоплазмата в клетката.
Налице са в-ва в природата, които изпълняват и
двете ф-ции, към тях се отнасят глюкозата и
аминок-ните.
Типове хранене първи начин – взема се
предвид енергията, кято използват и
източника на въглерод. втори начин
взема се вида на енергията, източника
на въглерод и източника на водородни
катйони. Типове хранене в зависимост
от източника на енергия и източника
на въглерод
източник на енергия слънчевата светлина
всички бактерии използващи сл. ссветлина се
наричат фототрофни. Всички бактерии
използващи енергията получена от
разграждането на неорганичните и орг. в-ва се
наричат хемотрофни. Източник на въглерод –
едни от бактериите използват CO
2
атмосферата. За синтезиране на органични в-ва
(главно захари) те се наричат автотрофни.
Всички които използват орг. Източник на
въглерод се наричат хетеротрофни. В
зависимост от тези източници имаме 4 типа
хранене:фотоавтотрофни – те използват сл.
Светлина за енергия и CO
2
за синтез на
органично в-во. Тук спадат цианобактериите,
пурпурно серни бактерии и зелени серни
бактерии. Цианобатериите се рзвиват само при
аеробни условия. Те приемат CO
2
+ H
2
O и се
получава мравчен алфехид (CH
2
O + O
2
)първата
органична субстанция в природата. Този начин
на хранене се нарича оксигенен фотосинтез.
При пурпурните се използва CO
2
за източник на
органично в-во, но не се използва H
2
O като
агент, а H
2
S. Не се получава кислород и този тип
на хранене се нарича аноксигенен фотосинтез.
2
+ 2H
2
S ? CH
2
O + 2S + H
2
O
20 Катаболитни п-си при бактериите
Същност–катаболитните п-сиса п-си, които
доставят енергия на бактериалната клетка. Тази
енергия е необходима за пренасянето на хр. В-
ва в клеткатаза синтезиране на орг. В-во и за
движението на клетката. Като източници на
енергия от хим. в-ва служат производните на
фосфатната к-на. Тук влизат ATP, УТP,
производни на карбоновите к-ни, АСО-А.
Получаването на АТP става чрез
фосфорелиранена АДP. ATP се явява главнията
иточник на енергия в бактериалната клетка. Той
се състои от 1 азотна база аденин, от 1 пентоза–
рибоза и от 3 фосфатни групи. Получаването на
ATP става чрез фосфорелиране, което може да
се осъществвви по 3 начина: 1) фосфорелиране
при дишане – наречено окислително
фосфорелиране; 2) фосфорелиране при
протичане на п-са ферментация, този начин на
фосфорелиране се нарича субстратно
фосфорелиране; 3) чрез слънчевата енергия
фотосинтечтично фосфорелиране. То се
осъществява при фототрофните бактерии.
Бактериите могат да се получават чрез
окисление на орг. в-ва. Най-честотова са
въглехидрати, липиди и аминок-ни. Начини за
получаване на енергия: А) чрез окисление на
органични в-ва – NH
3
, HS, H
2
, нитрити; Б) чрез
използване на сл. енергия. Главният начин за
получаване на енергия от МО е чрез
разграждане на въглехидр. Начини за
разграждане на въглехидратите
-фруктозодифосфатен–този начин се нарича
гликолиза (Ембден–Мерхов–Парнас[ЕМП])
-пентозофосфатен път – нарича се още
хексозофсфатен-използва се само при G-
бактерии и се нарича метод на Ентнер Дудоров
ЕМПСхема на глюкозо-6-фосфат.
Притъкмяването на фосфатната фрупа става под
действието на ензима хексокеназа. Под
действието на изомераза се превръща във
фруктозо-6-фосфат. Получава се съединението
под действието на ензима фруктокеназа.
Приема още една фосфатна група на първия C
атом и се получава 1,6-фруктозо дифосфат.
След прибавянето на 2 фосфатни групи, под
действието на ензима алдолаза съединението се
разцепва на 2. Получава се глицероалдехид-3
фосфат и дехидрокси ацетон фосфат. Тези две
съединения чрез серия от реакции се превръща
в пируват – CH
3
COCOOH. Освен тези 2
съединения се получават 2 молекули ATP и 2
НАДН
2
. При този начин на разграждане на C се
получава най-много енергия.
Пентозофосфатен път – той протича заедно с
гликолизата. Така се разграждат разпадат
пентозите, които приемат МО. Получава се само
1 молекула АТР от молекулата на глюкозата.
При този метод се получават важни съставки,
които служат за синтезата на нуклеиновите к-
ни(НК), въглехидрати от CO
2
и се получава
НАДPH
2
. Основни междинни продукти –
глицералдехид-3-фосфат и рибоза-5-фосфат,
като той служи за основна единица за синтезата
на НК. При този начин се получават 2 пъти по-
малко енергия, в сравнение с гликолизата.
Път на Ентнер Дудоров – тук п-са протича на
няколко етапа. Глюкозата се фосфорелира на 6
въглеродни атома и се получава глюкозо-6-
фосфат. От получената глюкозо-6-фосфат се
отнемат 2 водородни атома. Чрез отнемането на
2 H атома и на 1 молекула H
2
O се получава
съставка наречена 2 кето-3 дезокси-6-
фосфглюконова к-на. Последната дава пируват
и флицероалдехид 3-фосфат, като той се
разпадана пируват и подлежи на окисление и
редукция, при което се получават различни
продукти. При окислението се получават CО
2
и
H2O като крайни продукти, а при редуцирането
протича ферментация. При нейното протичане
се извършва субстратно фосфорелиране
Видове метаболизми 1)анаболизъм–синтезира
орг. в-ва; 2) катаболизъм – получава се енергия;
Метаболизма бива първичен и вторичен.
Първичният е свързан с растежа на батериите, а
вторичния не. Метаболизмите биват
окислителен, при който се
21 Дишане при бактериите
Енергия в бактериите се отделя при 2 п-са:
дишане и ферментация. При бактериите имаме
аеробно, анаеробно(без O
2
) и факултативно
дишане.
Аеробно дишане–3 етапа: 1)гликолиза; 2)цикъл
на Кребс; 3) електронотранспортна верига
Гликолизата е п-с, при който се разгражда
глюкозата. При гликолизата се синтезира ATP и
се отделя НАДН2. В резултат на протеклата
гликолиза се получава пируват. Получения
пируват съдържа 3 атома C, поради което не
може да продължи разграждането , а за да
продължи трябва да премине в 2C.
разграждането на карбоксилната група и
отделянето под формата на CO2, този п-с се
нарича декарбоксилиране. Отделя се първият
краен продукт CH3CO, той се съединява с CoA
и се получава ацетилCoA и се включва в цикъла
на Кребс (цикъл на лимонената к-на).
Получената лимнена к-на е ключово съединение
при аеробното дишане.
Цикъл на Кребс H
2
от НАДН
2
и Н
2
от
гликолизата трябва да се свърже с О
2
от в-ха. H
2
от НАДН
2
, за да се свърже с О
2
от атмосферата
преминава в електронна транспортна верига.
Електронно транспортната верига - има за
задача да пренесе H
2
от коензима НАД до О
2
във
атмосферата. Тази верига се състои от няколко
групи, които предават H
2
от една на друга група.
1) ФАД(H
2
) флавин аденин динуклеотид, като
това съединение съдържа витамин B
2
и жълтото
багрило флавин. Този H
2
от ФАД(H
2
)се приема
от втората група ензими наречени 2) цитохроми.
Те съдържат Fe и представляват порфирини. Fe
преминава от Fe
2+
?Fe
3+
и така се предава H
2.
3)
От цитохромите H
2
се предава на убихинона,
това са небелтъчни в-ва, които пренасят H
2
. 4)
Този H
2
се свързва с О
2
от атмосферата и се
получава H
2
O. Химически свързан този п-с
изглежда по следния начин: C
6
H
12
O
6
? 6CO
2
+
6H
2
O + 3721KJ По нататъшното разграждане не
може да се направи и при този п-с имаме пълно
окисление, също и непълно. С етанола имаме
непълно C
2
H
5
OH + O
2
? CH
3
COOH + H
2
O +
117KJ
Анаеробно дишане – протича при липса на О
2
от атмосферата. H
2
който се носи от коензима
НАД(H
2
) се свързва с О
2
от неорганичните
съединения, това са: нитратен йон - NO
3
; H
2
от
НАД(H
2
) се свързва с O
2
и се получава окислен
НАД + H
2
O; нитратния йон – NO
3
преминава в
нитритен – NO
2
, който преминава в азотен окис
- NO, той в свободен - N
2
, който се отделя в
атмосферата. Това означава че от NO
3
може да
се отделят 3O
2.
Аеробното дишане още се
нарича нитратно. Бактериите развиващи се в
анаеробни условия от род Desulfovibre отдават
H
2
от НАД(H
2
) на сулфатната група и тя се
превръща в сероводород, т.е. SO
4
? H
2
S. Това
дишане се нарича сулфатно, като се получава
H
2
O + H
2
S. при анаеробното дишане се отделя
сравнително малко енергия, тъй като О
2
не се
взема от приодата, а от хим. групировки. Освен
това не протича изцяло цикъла на Кребс. В
резултат на тези 2 п-са при анаеробното дишане
се отделя малко енергия. За да се получи
необходимото количество енергия се разгражда
голямо количество в-во.
3. Факултативно анаеробно(аеробно) – при този
начин на дишане то може да се осъществи при
аеробни условия, когато се свързва с О
2
от
атмосферата или анаеробно, когато Н
2
се
свързва с О
2
от нитратната или сулфатната
група. При аеробното дишане се отделя
всичката енергия в органичното в-во, при
анаеробното се отделя само част от енергията.
Kam20
получават крайни продукти CO
2
+ H
2
O и
ферментативен, при който се получават
продукти, които запазват в себе си определен
количество енергия. Тези п-си се наричат
ферментации.
22 Анаболитни п-си при бактериите
Анаболитните п-си са свързани с изграждането
на органично в-во в бактериалната клетка. При
изграждането се използва енергия получена при
дишане. Около 45% от енергията се отделя във
външната среда като топлина, а останалата като
АТP, се използва за синтезиране на орг. в-ва.
Синтезиране на въглефидрати – п-са става по
2 различни начина при автотрофните и
хетеротрофните МО
автотрофни МО – тук МО синтезират
въглеxидрати от CO
2
, 2 случая: А) при аеробни
условия CO
2
+ H
2
O ? (CH
2
O) + O
2
окислителен фотосинтез; CH
2
O – мравчен
алдехид, основна единица при въглехидратите.
Такъв синтез съществува при цианобактериите.
Б) при анаеробни условия CO
2
+ H
2
S ? CH
2
O +
2S + H
2
O – анокситенен фотосинтез, осъщестява
се при зелени серни бактерии и пурпурни серни
бактерии.
хетеротрофни МО – изграждат въглехидратите
от C получен от орг. съединение, най-често като
орг. съед. служи пирувата. Той се свързва с CO
2
и се получава оксалацетат, които се включва във
веригата на Калвин и се получават
въглехидрати. Въглехидрати могат да се
синтезират и от енолпирувата, който се
получава при катаболитните п-си. От
получените монозахариди се синтезират
полизахариди. Те могат да бъдат изградени от
един вид остатъци на монозахариди и се
наричат хомополизахариди. Полизахаридите
могат да са изградени от различни остатъци и се
наричат хетерополизахариди.
Синтезиране на нуклеинови к-ни ДНК и
РНКНК са изградени от от повтарящи се
единици от нуклеотиди. Нуклеотидите са
изградени от една азотна база(пурин или
пиримидин) една пентоза и един фосфатен
остатък. Пентозата се получава при
пентозофосфатния път на катаболизма или при
пътя на Ентнер-Дудоров. Изграждането на
пуринови и пиримидинови бази се осъществява
от някои аминок-ни като асарагиновата, глицин
и глутминова. Тези аминок-ни се синтезират в
цикъла на Кребс. Фосфатната група се взима от
АТP. Изградената ДНК притежава цялата
генетична информация на собствената
бактериална клетка.
Синтезиране на аминок-ни въглеродната
верига на аминок-ните се взема от продуктите,
които се получават при цикъла на Кребс. Това
са главно к-ни, които съдържат кетонна група.
Аминирането на к-ните става чрез амоняк или
чрез амино група взета от друга аминок-на.
Когато аминирането на кето киселините става
чрез амоняк имаме пряко аминиране. Когато
аминирането е чрез аминогрупа от друга
аминок-на имаме транс аминиране. При
протичане на пентозофосфатния цикъл и на
Ентнер-Дудоров се аминират, при което се
синтезират новите аминок-ни. СХЕМИ.
Синтезиране на белтъчни в-ва–синтезата се
извършва в рибозомите. Самата синтеза се
осъществява на 4 етапа: свързване на аминок-
ната с тРНК (при това свързване се извършва
активиране на аминок-ната). След свързването
на тРНК аминок-ната се пренася в
бактериалната клетка. Под действието на иРНК
аминок-ните се подреждат в определен ред и
настъпва транслация на аминок-ните.
Изградените пептидни връзки се свързват в
полипептидни вериги и се синтезират
белтъчните в-ва. Синтезата се извършва под
действието на ДНК и РНК, като на едната ДНК
се синтезира иРНК. Този п-с се нарича
транскрипция. Получената иРНК подрежда

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Пищови по микробиология

Помощни материали за изпита по Микробиология в Химическия Университет....
Изпратен от:
Николай Йончев
на 2013-04-19
Добавен в:
Общи материали
по Микробиология
Статистика:
251 сваляния
виж още
 
Подобни материали
 

Химичен състав на прокариотната клетка. Физикохимични свойства

27 яну 2010
·
78
·
9
·
2,591
·
84

Задължително условие за изучаване на физиологичните и биохимичните особености на бактериите е познаването на химичния състав на микробната клетка. Последният може да се определя като се използват цели клетки, добре промити от хранителната среда...
 

Плесенови гъби

14 дек 2011
·
212
·
13
·
1,480
·
299

Плесените са обединени в царство Fungi. Представителите им са обширна група еукариотни хетеротрофи, едноклетчни и многоклетъчни с мицеларен строеж. Делят се на макро- и микромицети...
 

Спори и спорообразуване

24 яну 2012
·
69
·
2
·
528
·
144

При определени условия на съществуване някой бактерии образуват трайни вътрешни образувания в цитоплазмата – ендоспори. Те придават устойчивост на клетката при...
 
Онлайн тестове по Микробиология
Тест по микробиология за 11-ти клас
изпитен тест по Микробиология за Ученици от 11 клас
Тестът е на тема "Микробиологични процеси при производството на хранително-вкусови продукти". 10 въпроса, всеки само с един верен отговор.
(Лесен)
10
24
1
2 мин
25.07.2013
Основи на промишлената микробиология
изпитен тест по Микробиология за Студенти от 4 курс
Тест за проверка на знанията преди изпита по избираемия курс "Основи на промишлената микробиология", Биологически факултет на СУ. Всички въпроси са само с един верен отговор.
(За отличници)
60
09.08.2019
» виж всички онлайн тестове по микробиология

Пищови по микробиология

Материал № 987581, от 19 апр 2013
Свален: 251 пъти
Прегледан: 300 пъти
Предмет: Микробиология, Биология
Тип: Общ материал
Брой страници: 7
Брой думи: 18,755
Брой символи: 116,238

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Пищови по микробиология"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Последно видяха материала
Сродни търсения