Docstoc

Prokariota zelula

Document Sample
Prokariota zelula Powered By Docstoc
					Bakterioen morfologia eta fisiologia

          Analisia eta Kontrola
         Entseiu mikrobiologikoa

                                         Arizmendi Ikastola
                                          Lanbide Heziketa
                                               Juan Arbulu

                Analisia eta Kontrola
                                                       1
              Entseiu Mikrobiologiakoa
                          Eskema
•   Mikroorganismoak, zer dira?
•   Tamaina eta forma
•   Antolaketa zelular mota desberdinak
•   Pareta (gram +, gram-, Archaea)
•   Mintza
•   Zitoplasma eta genoma
•   Ohiko egiturak:
    – Finbriak, piliak, flageloak, endosporak, inklusio
      zitoplasmatikoak, kapsula.
• Bakteria, Archaea eta Eucarya-renm arteko
  desberdintasunak.


                            Analisia eta Kontrola
                                                          2
                          Entseiu Mikrobiologiakoa
     Zer dira mikroorganismoak?
• Begiz ikustezinak diren organismoak dira
• Zelula isolatu bezala bizi diren organismoak
  dira eta erreplkatzeko gai diren azido
  nukleikoa
• Aukak, onddoak, protozooak, bakterioak eta
  birusak



                    Analisia eta Kontrola
                                                 3
                  Entseiu Mikrobiologiakoa
      Mikrobiologiaren historia
• 1664, Robert Hooke, landare zelulak.

• 1673, Anton van Leeuwenhoek,
  mikroorganismoen deskribapena.

• 1877, Robert Koch, kultibo solidoen garapena.



                    Analisia eta Kontrola
                                                  4
                  Entseiu Mikrobiologiakoa
           Mikroskopioak


• Giza ikusmena 0.2mm.
• Mikroskopio optikoa, erresoluzio handiena
  0.2 mikra (1 mikra).
• Mikroskopio elektronikoa, erresoluzio
  handiena 0.5nm


                  Analisia eta Kontrola
                                              5
                Entseiu Mikrobiologiakoa
PROKARIOTAK




        Analisia eta Kontrola
                                 6
      Entseiu Mikrobiologiakoa
TAMAINOA: zelula eukariota versus zelula
            prokariota




                Analisia eta Kontrola
                                           7
              Entseiu Mikrobiologiakoa
Tamainak




  Analisia eta Kontrola
                           8
Entseiu Mikrobiologiakoa
Formak




  Analisia eta Kontrola
                           9
Entseiu Mikrobiologiakoa
         BAKTERIOEN FORMAK




kokoak             baziloak             espiriloak



               Analisia eta Kontrola
                                                     10
             Entseiu Mikrobiologiakoa
        Bakteria Erraldoia
(Epulopiscium fishelsoni - 80x600 µm)




              Analisia eta Kontrola
                                        11
            Entseiu Mikrobiologiakoa
Azalera vs. bolumena

                      Tamaina txikia elkartuke
                      korragoa, abiadura metaboliko
                      handiagoa bermatzen du




        Analisia eta Kontrola
                                                  12
      Entseiu Mikrobiologiakoa
Egitura zelularra




      Analisia eta Kontrola
                               13
    Entseiu Mikrobiologiakoa
              Pareta zelularra
• Bakteria:
  – Gram positiboa
  – Gram negatiboa
  – Paretarik gabe
• Archaea:
  – Egitura desberdinak
  – Paretarik gabe


                       Analisia eta Kontrola
                                                14
                     Entseiu Mikrobiologiakoa
            Paretaren funtzioak
•   Zurruntasuna (forma mantendu, lisia ekiditu).
•   Kanpo ingurunearekin komunikazioa.
•   Patogeneizitatean eduki dezake eragina (LPS)
•   Molekula batzurentzako hezia.
•   Espazio periplasmikoa (garraio entzimak,
    hidrolitikoak, etab.)



                      Analisia eta Kontrola
                                                    15
                    Entseiu Mikrobiologiakoa
           Protoplastoen formakuntza


Soluto tzentrazio
txikia



Soluto
kontzentrazio
handia




                    Lisozima – Peptidoglikanoan 1-4 lotura
                                 apurtzen
                    glikosidikoa Analisia eta Kontrola duen proteina
                                                                       16
                                  Entseiu Mikrobiologiakoa
        ZELULAREN ESTALKIA
GRAM POSITIBOA                GRAM NEGATIBOA




               Analisia eta Kontrola
                                               17
             Entseiu Mikrobiologiakoa
Gram +
         Bakteria                   Gram-




           Analisia eta Kontrola
                                       18
         Entseiu Mikrobiologiakoa
MUREINA EDO PÉPTIDO-GLIKANOA




             Analisia eta Kontrola
                                      19
           Entseiu Mikrobiologiakoa
Peptidoglikanoaren egitura




          Analisia eta Kontrola
                                   20
        Entseiu Mikrobiologiakoa
  Analisia eta Kontrola
                           21
Entseiu Mikrobiologiakoa
  Analisia eta Kontrola
                           22
Entseiu Mikrobiologiakoa
Pareta Zelularra
Gram Positiboa




     Analisia eta Kontrola
                              23
   Entseiu Mikrobiologiakoa
                       Azido Teikoikoak

 Gram positiboen
paretaren
polisakarido azidoak
Peptidoglikanoari
kobalenteki lotuta
(NAMeko C6-ko
OHa)


   Pareta zeharkatzen dute eta bakterioaren gainazalera heltzen dira
   Mintz zelularrarekin lotura hidrofobikoa

                                  Analisia eta Kontrola
                                                                       24
                                Entseiu Mikrobiologiakoa
     Gram + paretako beste osagai batzuk

• Azido teikuronikoak

• Azido mikolikoak




                       Analisia eta Kontrola
                                                25
                     Entseiu Mikrobiologiakoa
      Gram – kanpo mintza




Porinak – mintzean zeharreko molekula txikien
komunikazioa bideratzen duten proteinak
         -- espezifikoak eta ez-espezifikoak
                Analisia eta Kontrola
                                                26
              Entseiu Mikrobiologiakoa
Lipopolisakaridoak (LPS)




   Gram – diren bakterioetan bakarrik
   Kanpo mintzetik ateratzen da
           Analisia eta Kontrola
                                        27
          Entseiu Mikrobiologiakoa
                             LPS




Lotura glikosidikoa:
C2 KDO - C6 LipA


                         Analisia eta Kontrola
                                                  28
                       Entseiu Mikrobiologiakoa
  Analisia eta Kontrola
                           29
Entseiu Mikrobiologiakoa
           Lipopolisakaridoak (LPS)
• A lipidoa (NAG-P + azilo taldeak)
• Polisakaridoaren nukleoa
   – KDO (zetodesoxioktonatoa) eta beste karbohidratoak ditu
      (ramnosa, azido galakturonikoa)
   – Espeziekiko espezifikoa
• O-antigenoa
   – Errepikapen aldakorrak
   – Karbohidratoak ere baditu
   – Zeparekiko espezifikoak
• Sarritan animalientzako toxikoa- endotoxina
• Gainazal hidrofilikoak sortzen ditu


                          Analisia eta Kontrola
                                                               30
                        Entseiu Mikrobiologiakoa
             E. Coli-ren Periplasma
E.coli-ren periplasmaren proteinak.
Lotura proteinak
aminoazidoentzako (adb., histadina, arginina)
azukreentzako (adb, glukosa, maltosa)
bitaminentzako (adb., thiamina, bitamina B12)
ioientzako (adb., fosfatoa, sulfatoa)
Biosintesi entzimak
mureinaren elkarketa
finbrien erakuntza
Polimeroen degradazio entzimak
fosfatasak
proteasak
Entzima detoxifikatzaileak
Beta-laktamasak (adb., penicillinasa)
aminoglikosidoen fosforilazioa
                              Analisia eta Kontrola
                                                       31
                            Entseiu Mikrobiologiakoa
• Bakterio batzuk ez dute paretarik

   • Mycoplasma

   • Mintz zelular sendoagoa. Esterolak eta
     lipoglikanoak eduki dezakete.

   • Pleiomorfikoak


                    Analisia eta Kontrola
                                             32
                  Entseiu Mikrobiologiakoa
     Archaearen pareta zelularra
• Ez du peptidoglikanoreik
• Osakera izan daiteke
  – pseudopeptidoglikanoa (pseudomureina) G+ tindatzen du
  – pseudomureina proteinaz estalita, G+ tindatzen du
  – Proteinazko gainazleko geruza bakarra edo glikoproteina,
    pseudomureinarik gabe (alg halofiloak,
    alg.metanogenikoak eta termoazidofiloak) G- tindatzen du
• Paretarik gabeko Archaeak badaude


                        Analisia eta Kontrola
                                                           33
                      Entseiu Mikrobiologiakoa
Archaearen pseudopeptidoglikanoak




              Analisia eta Kontrola
                                       34
            Entseiu Mikrobiologiakoa
            Paretaren funtzioak
• Zurruntasuna eta erresistentzi osmotikoa (forma
  mantendu, lisia ekiditu).
• Kanpo ingurunearekin komunikazioa.
• Patogeneizitatean parte hartu dezake (LPS)
• Molekula batzurentzako hezia (porinak gram
  negatiboetan).
• Espazio periplasmikoa (garraio entzimak,
  hidroltikoak, etab.)



                       Analisia eta Kontrola
                                                    35
                     Entseiu Mikrobiologiakoa
      Peptidoglikanoaren sintesia




•Baktoprenola (C55 alkohol isoprenoidea) – zitoplasmatik periplasmara
disakarido pentapeptidoa garraiatzen duen “carrier” lipidikoa da,
hazkuntzan dagoen paretan txertatuz
•Transpeptidazioa penizilinak inhibitzen du
                           Analisia eta Kontrola
                                                                        36
                         Entseiu Mikrobiologiakoa
              Transpeptidazioa




G penizilinak inhibitzen du. Kontrola
                      Analisia eta
                                                  37
                       Entseiu Mikrobiologiakoa
    Peptidoglikanoaren sintesia: transpeptidazioa


G penizilinak inhibitzen du. Kontrola
                      Analisia eta
                                                    38
                       Entseiu Mikrobiologiakoa
            Pareta zelularraren sintesia




Pareta zelularra autolisinen eraginez zabaldu egiten da eta
peptidoglikano berria depositatuz.

                              Analisia eta Kontrola
                                                              39
                            Entseiu Mikrobiologiakoa
         Mintz zelularra
Egitura:
• Proteinak txertatuta dituen bikapa
  fosfolipidikoa; kolesterolaren antzeko
  egiturak ere eduki dezake.

• Archaean, alkohol isoprenoideen esterrak,
  batzuk geruza bakarrak eratzen dituzte.



                  Analisia eta Kontrola
                                              40
                Entseiu Mikrobiologiakoa
Mintz zitoplasmatikoaren egitura




             Analisia eta Kontrola
                                      41
           Entseiu Mikrobiologiakoa
Bicapa fosfolipídica




       Analisia eta Kontrola
                                42
     Entseiu Mikrobiologiakoa
Bakteria eta Archaea-n dauden lipidoak lotura
          kimiko desberdinak dituzte

           Ester - Bakteria                   Eter - Archea




                     Analisia eta Kontrola
                                                              43
                   Entseiu Mikrobiologiakoa
  Analisia eta Kontrola
                           44
Entseiu Mikrobiologiakoa
            Garraio mota desberdinak




•Kontzentrazio gradiantearen aurkako solutoen gehikuntza
•Espezifizitatea
                            Analisia eta Kontrola
                                                           45
                          Entseiu Mikrobiologiakoa
  Analisia eta Kontrola
                           46
Entseiu Mikrobiologiakoa
Mintz zitoplasmatikoaren funtzioak
• Iragazkortasunaren hezia
   – Molekula txikiak, karga gabekoak eta hidrofobikoak
      zeharka dezakete mintza difusioz.
• Proteinen finkapena
   – Garraioa, energia ekoizpena, kimiotaxia
• Fototrofoetan: aparatu fotosintetikoa bereganatzen du
  (besikulak, tubuloak, tilakoide erakoak)
• Pareta eta zelula kanpoko egituren sintesia.




                          Analisia eta Kontrola
                                                          47
                        Entseiu Mikrobiologiakoa
                           E.coli-ren mintz
                           zitoplasmatikoa




  Analisia eta Kontrola
                                              48
Entseiu Mikrobiologiakoa
            Prokariota zelulen egitura - ADN
• Ez dute nukleorik. ADNa zitoplasman dago:
  “nukleoidea” : ADNak okupatzen duen zonaldea.

• Haploidea da. Genoma: kate bikoitzeko AND molekula bakarra eta
  zirkularra.

•   Genoma 1 - 6 x 106 base bikotez dago osatua (bp) bizi libreko
    prokariotoetan; 1000-5000 gene.

• Ez dute histonarik.

• Biziarentzako beharrezkoak ez diren beste elementu gentikoak
  eduki dezakete: plasmidoak eta genoma fagikoak.


                                Analisia eta Kontrola
                                                                    49
                              Entseiu Mikrobiologiakoa
                  Prokariotak
• Ez dute mintz nuklearrik.

  – ARNm-aren prozesaketarik ez dago

  – Transkripzioa itzulpenari lotuta dago.




                       Analisia eta Kontrola
                                                50
                     Entseiu Mikrobiologiakoa
Genomaren tamaina




       Analisia eta Kontrola
                                51
     Entseiu Mikrobiologiakoa
Kromosometako ADNa




       Analisia eta Kontrola
                                52
     Entseiu Mikrobiologiakoa
                    Zitoplasma
• Proteinak (entzimak, konplexu entzimatikoak,
  egiturazkoak)
• Erribosomak (70S: 55 proteinak, rRNA 5S, 16S, 23S)-
  polisomak
• mRNA, tRNA
• Beste makromolekulak, solutoak
• Mikroskopioz ikus daitezken egiturarik gabe.
• Ez dute zitoeskeletorik.



                         Analisia eta Kontrola
                                                        53
                       Entseiu Mikrobiologiakoa
           Egitura esanguratsuenak
• Funtzio espezifikoak dituzten egiturak.
• Mikroorganismo guztiak ez dituzte.
• Genero eta espeziearekiko ezaugarriak dira
  (taxonomia).
• Adibideak:
     – finbriak, flageloa, pilia, endosporak, kapsula,
       inklusio zitoplasmatikoak



                          Analisia eta Kontrola
04/09/01                                                 54
                        Entseiu Mikrobiologiakoa
                   Finbriak - Piliak
• Finbria – proteinazko zuntz
  motza, gainazaletan itsasteko
  funtzioetan parte hartzen da.

• Ile sexuala – konjugazioan zelula
  hartzailearekin bat egiten du.




                            Analisia eta Kontrola
                                                     55
                          Entseiu Mikrobiologiakoa
Flageloak




  Analisia eta Kontrola
                           56
Entseiu Mikrobiologiakoa
           Flageloa




                                                1000 H+ / revolución



                                      > 40 gene parte hartzen dute
             Analisia eta Kontrola
04/09/01                                                        57
           Entseiu Mikrobiologiakoa
                  Flageloak
Tindaketa berezi bidez antzematen dira




                    Analisia eta Kontrola
                                             58
                  Entseiu Mikrobiologiakoa
Anaerobaculum mobile sp. nov.
Aldameneko flageloa




 Marrak 0,5 mikra




              Analisia eta Kontrola
                                       59
            Entseiu Mikrobiologiakoa
        Flageloaren ekintzaren mekanismoa


• Oinarrizko gorputzean ematen den
  eraztunen errotazioa H+ -en
  gradienteagatik zuzenduta egongo zen -
  ATPa ez .
• Ordulariaren aurkako errotazioak
  aurreruntz mugiarazten du.
• Ordulariaren aldeko errotazioak
  aurreruntzko mugimendua geldiarazten
  du




                           Analisia eta Kontrola
                                                    60
                         Entseiu Mikrobiologiakoa
    Endosporak

• Beroarekiko, irradiazioarekiko eta lehortzearekiko
  erresistentzia.
• Bacillus eta Clostridium generokoak produzitzen dituzten
  gehienbat.
• Egokiak ez diren inguruetan bizi irautea bermatzen dute.
• Azido dipikolinikoak eta proteinak ADNa babesten dute
• Stressaren eraginez aktibatzen direnean, nutrienteak izanez
  gero ernalketa eta hazkuntza bizi hasten da.
• Endosporaren kokapena zelulan identifikatzeko erizpide bezala
  erabili daiteke.

                           Analisia eta Kontrola
                                                            61
                         Entseiu Mikrobiologiakoa
           Esporaren egitura




                 Analisia eta Kontrola
04/09/01                                  62
               Entseiu Mikrobiologiakoa
Azido Dipikolinikoa




     Endosporen ezaugarria

       Analisia eta Kontrola
                                63
     Entseiu Mikrobiologiakoa
              Endosporen formazioa



A- ADNa bikoiztu eta erdiguneko ardatzaren (zuntz axiala) inguruan
    kiribiltzen da
B- Bi kromosometatik bat mintz plasmatikoz inguratzen da.
C- Ama zelulak protoplastoa inguratzen du.
D- Esporaren gainazalak sintetizatzen dira.
E- Ura galdu egiten du eta beroarekiko erresistentea den egitura bat
    sortzen da.
F- Ama zelularen lisiaren ondorioz espora askatu egiten da.
B. Subtilis-en 6-7 ordu, 50 gene.

                                  Analisia eta Kontrola
                                                                       64
                                Entseiu Mikrobiologiakoa
         Inklusio zitoplasmatikoa

• Bakterio batzuk barne egiturak dituzte
   – Biltegi granuloak - polifosfatoa,azufrea,
     polihidroxibutiratoa (PHBak)
   – Gas besikulak – flotazioa
   – Karboxisomak, klorosomak.




                           Analisia eta Kontrola
                                                    65
                         Entseiu Mikrobiologiakoa
    Inklusio      Zer bizidunetan dauden                    Osagaia              Funtzioa
zitoplasmatiko.
   Glikogenoa       Hainbat bakterioetan                    poliglukosa       C eta energiaren
                          (E. coli)                                               biltegia


   Polihidroxi      Hainbat bakterioetan           Dihidroxibutirato-aren     C eta energiaren
   Butiratoa           (Pseudomonas)                     polimeroa                biltegia


  Polifosfatoa      Hainbat bakterioetan           Fosfatoaren polimeroak    Fosfato erreserba
                     (Corinebacterium)


  S granuloak         Saren fototrofoak                 S elementala            S erreserba
                      Saren litotrofoak

 Gas besikulak        Bakterio urtarrak               Egitura proteikoa           Flotazioa
 Magnetosomak      Bakterio urtar batzutan            Magnetita Fe3O4        Kanpo magnetikoan
                                                                                orientazioa


 Karboxisomak      Bakterio autotrofikoetan      CO2aren finkapen entzimak   CO2aren finkapena


  Klorosomak         Bakteria berdeetan              Lipidoak, proteinak     Argiaren hartzailea
                                                      bakterioklorofila

                                   Analisia eta Kontrola
                                                                                              66
                                 Entseiu Mikrobiologiakoa
Poly-ß-hydroxybutyrate (PHB)




          Analisia eta Kontrola
                                   67
        Entseiu Mikrobiologiakoa
Poly-ß-hydroxybutyrate (PHB)




          Analisia eta Kontrola
                                   68
        Entseiu Mikrobiologiakoa
  Analisia eta Kontrola
                           69
Entseiu Mikrobiologiakoa
    Zelulaz kanpoko beste polisakarido
                 batzuk
• Glikokalixa: Pareta zelularraren kanpoaldean kokatzen
  da
   – Kapsulak – zelularen gainazalean ageri den materiala
   – Geruza muzilaginosoak – ahulago itsatsita dagoen materiala
   – S geruza: Azpiunitate proteiko edo glikoproteikoak. G+, G- eta
     Archaea. Partea era dezakete
• Funtzioak
   –   Defentsarekiko babesa (fagozitosia)
   –   Desekazioarekiko babesa
   –   Birus eta toxinarekiko babesa
   –   Gainazlaei itsastea (zelulak, bizigabeak)


                              Analisia eta Kontrola
                                                                      70
                            Entseiu Mikrobiologiakoa
Glikokalixa


                            Tindaketa
                            negatiboa




                            Mikroskopio
                            elektronikoa



   Analisia eta Kontrola
                                        71
 Entseiu Mikrobiologiakoa
         Tindaketa negatiboa
  Analisia eta Kontrola
                               72
Entseiu Mikrobiologiakoa
  Analisia eta Kontrola
                           73
Entseiu Mikrobiologiakoa
Archaea




  Analisia eta Kontrola
                           74
Entseiu Mikrobiologiakoa
            Halofilo muturrekoak
• Gatz kontzentrazio handia behar dute
• Kimioorganotrofoak, aerobio derrigorrezkoak
• Halobacterium
• Sodio ioiak glikoproteinazko partea egonkotu egiten du
• Potasio ioia – konpatiblea den solutoa
• Zitoplasmako proteinak potasio ioien kontzentrazio handia
  behar dute
• Batzu ATPa sortzeko argia erabili dezakete, bakteriorhodopsin
  erabiliz



                          Analisia eta Kontrola
                                                              75
                        Entseiu Mikrobiologiakoa
            Metanogenikoak
• Anaerobio derrigorrezkoak, orokorrean
  mesofiloak
• Dibertsitate handia
• Habitats
• Sustratoak metanon bilakatzen dira




                    Analisia eta Kontrola
                                             76
                  Entseiu Mikrobiologiakoa
          Thermoplasmatalak
• Termofilikoak (hobezina 55ºC), azididofilikoak,
  kimiorganotrofoak, fakultatiboak
• Thermoplasma pareta zelularrik gabe
• Picrophilus pH 0 baino bajuagoetan haz
  daitezke, hobezina pH 0.7




                     Analisia eta Kontrola
                                                77
                   Entseiu Mikrobiologiakoa
               Thermokokkalak
• Hipertermofiloak (hobezina >80ºC)
   – Thermococcus 70-95ºC
   – Pyrococcus 70-106ºC
• Kimiorganotrofo anaerobio derrigorrezkoak
• S-a erabiltzen dute elektroien azken hartzaile gisa
• Mugikorrak flagelo multzo bidez




                        Analisia eta Kontrola
                                                        78
                      Entseiu Mikrobiologiakoa
 Bakteria, Arkhaea eta Eukarya-ren arteko
         desberdintasun zelularrak
  Propietateak         Bakteria                 Eukarya       Arkhaea
 Mintz nuklearra          EZ                       BAI          EZ
   Organuloak             EZ                       BAI          EZ
  Erribosomaren          70S                       80S          80S
     tamaina
    Paretan              BAI                           EZ       EZ
 peptidoglikanoa
Mintzean esterolak        EZ                       BAI          BAI
                     (hopanoideak)
Mintzeko lipidoak     Glizerolari            Glizerolari       Eterra,
                       lotutako          lotutako esterrak   adarkatuak
                       esterrak



                              Analisia eta Kontrola
                                                                          79
                            Entseiu Mikrobiologiakoa
http://www.arizmendipro.eu
    juarbulu@gmail.com
         @jarbulu




         Analisia eta Kontrola
                                  80
       Entseiu Mikrobiologiakoa

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Tags: prokariota
Stats:
views:32
posted:10/27/2012
language:Basque
pages:80