Nebunkové a prokaryotické organizmy

Nebunkové a prokaryotické organizmy
 
11. Popíšte základnú stavbu vírusov a baktérií. Vysvetlite ich rozmnožovanie. Zatrieďte ich do systému.
 
VÍRUSY sú nebunkové organizmy. Ide o nukleoproteínové častice – skladajú sa z nukleových kyselín a bielkovín. Sú viditeľné len elektrónovým mikroskopom. Ich veľkosť sa pohybuje v rozmedzí 15 – 300 nm. Sú to  vnútrobunkové parazity. Ich život je viazaný na konkrétneho hostiteľa, pretože samy nie sú schopné zabezpečiť si všetky životné funkcie. Bez hostiteľskej bunky nie sú schopné rásť a deliť sa. Prvýkrát ich objavil ruský botanik Dmitrij Ivanovič Ivanovskij (1864-1920) ako pôvodcu ochorenia tabakovej mozaiky Veda zaoberajúca sa štúdiom vírusov sa nazýva virológia. 
Virión je stavebná častica vírusu (infekčná častica). Zásadne sa odlišuje od bunky. 
Obsahuje: 
1. jednu alebo viac molekúl nukleovej kyseliny. Na rozdiel od bunkových organizmov je to vždy  iba jeden druh nukleovej kyseliny, buď RNA alebo DNA molekula.
2. kapsid - bielkovinový obal chrániaci genetický materiál vírusu. (tvar mnohostena)
3. tukový obal - vytvorený len u niektorých vírusov napr. chrípky 
 Tvary vírusov:
-  guľovitý (vírus chrípky)
-  tyčinkovitý (vírus tabakovej mozaiky)
-  bakteriofág (vírus baktérií so špecifickou stavbou)
 
 Rozdelenie vírusov:
 Vírusy sa klasifikujú podľa viacerých kritérií.
A/ podľa typu nukleovej kyseliny:  DNA vírusy
  RNA vírusy
B/  podľa hostiteľa:
bakteriálne vírusy = bakteriofágy 
-  Z hlavičky vystupuje bičík vo vnútri s tenkým kanálikom, ktorým
  po infikovaní prechádza nukleová kyselina bakteriofágu do 
  baktérie. Bičík je zakončený doštičkou, z ktorej vyrastajú tŕne a 6
  príchytných vláken. Obidve štruktúry umožňujú adsorpciu
  bakteriofága na povrch bunky baktérie.
-  rozmnožovanie prebieha v bakteriálnych bunkách
-  fág ƛ - lamda
 
rastlinné vírusy = fytovírusy  - prevláda v nich DNA
- príznaky napadnutia: deformácia a odumieranie rastlinných orgánov
- často sa šíra hmyzom 
•  vírus zemiakovej mozaiky (najväčší)
•  vírus tabakovej mozaiky – tmavozelené škvrny na povrchu listov
 
živočíšne vírusy= zoovírusy 
•  vírus vtáčej chrípky H5N1
•  vírus moru hydiny
•  vírus kliešťovej encefalitídy – prenáša kliešť, poškodenie centrálnej nervovej sústavy
•  vírus besnoty – prenáša infikovaná šelma, so slinami zvieraťa prenikajú virióny do krvného obehu obete, poškodzujú centrálnu nervovú sústavu, bolesť hlavy, krku, slinenie, kŕče svalstva, prenosné na človeka. Mení sa správanie nakazeného zvieraťa, plaché voľne žijúce zvieratá sa stávajú krotkými a prichádzajú do blízkosti obydlí. Očkovaciu látku proti besnote pripravil L. Paster.
•  vírus krívačky
•  vírus slintačky – ochorenie hovädzieho dobytka a prasiat
 
BAKTÉRIE sú jednobunkové prokaryotické organizmy mikroskopických rozmerov od 1 - 10 μm. Obývajú rozličné biotopy, sú vo vzduchu, vo vode, v pôde, na povrchu i vo vnútri organizmov. Štúdiom baktérií sa zaoberá bakteriológia.  Za zakladateľov tohto odboru považujeme L. Pasteura a R. Kocha. R. Koch objavil pôvodcu tuberkulózy a L. Pasteur zaviedol do lekárskej praxe profylaxiu.  Je to ochranný zákrok v čase, keď ešte nehrozí riziko infekcie. V dnešnom ponímaní ide o očkovanie, ktoré má predchádzať infekčným ochoreniam. Súčasne je známy zavedením pasterizácie (rýchle zahriatie medziproduktov kvasenia na vysokú teplotu).

Stavba  baktérií 
Povrch baktérií je chránený bunkovou stenou, ktorá obsahuje  peptidoglykan.
Pod BS sa nachádza cytoplazmatická membrána,
Vnútorný priestor vypĺňa cytoplazma.
V cytoplazme je prítomné jadro - bakteriálny chromozóm (kruhový chromozóm = 1 DNA) bez jadrovej membrány. Doplnkovú genetickú výbavu nesú plazmidy. Sú to cyklické molekuly DNA, ktoré sa môžu ľahko včleniť do jadra. Niekedy obsahujú gény, ktoré zodpovedajú za rezistentnosť baktérií voči antibiotikám.
V cytoplazme je veľké množstvo ribozómov.
Niektoré baktérie tvoria puzdro, niektoré sa pohybujú  pomocou jedného alebo viacerých bičíkov.
 
 Tvar baktérií
•  koky – baktérie guľovitého tvaru, po rozdelení bunky môžu zostať novovzniknuté koky spolu a vytvárať.
  dvojice - diplokoky
  retiazky – streptokoky
  strapcovité útvary – stafylokoky   
•  bacily – tyčinkovité baktérie
•  spirily – zvlnené tyčinkovité baktérie
•  spirochéty – špirálovito stočené baktérie
•  aktinomycéty – rozvetvené, vláknité štruktúry
 
Rozdelenie baktérií
1. podľa spôsobu získavania uhlíka
autotrofné druhy – zdrojom uhlíka je CO2, organické látky si tvoria fotosyntézou
heterotrofné druhy – zdrojom uhlíka sú organické látky.
 
1. podľa závislosti na kyslíku
aeróbne druhy – pre svoju existenciu potrebujú O2
anaeróbne druhy – dokážu žiť v prostredí bez O2
fakultatívne anaeróbne druhy – prispôsobia sa životu za prítomnosti, aj neprítomnosti O2
 
1. podľa spôsobu získavania energie
fototrofné – zdrojom energie je svetelná energia, ide o fotosyntetizujúce prokaryota, podobne ako rastliny aj oni majú chlorofyly (bakteriochlorofyl)
chemotrofné – zdrojom energie je chemická energia, získavaná oxidáciou alebo kvasením
 
Rozmnožovanie vírusov: má štyri fázy
1. Prichytenie vírusu na povrchu bunky
2. Preniknutie celého vírusu do bunky alebo vstreknutie iba jeho nukleovej kyseliny. Najčastejším vstupom do tela sú sliznice dýchacej a tráviacej sústavy a porušená pokožka. Vstup vírusu do organizmu a jeho následné poškodenie sa nazýva viróza. V mieste napadnutia vírusu vzniká ložisko infekcie, odtiaľ sa nákaza šíri ďalej (cievnymi zväzkami rastlín, krvou, lymfou a tiež pozdĺž nervových dráh). Známe vírusové infekcie sa šíria kvapôčkovou infekciou.
3. Namnoženie viriónov
  Niekedy vírus pretrváva v bunke bez toho, aby sa množil. Naopak ak sa vírusová  
    genetická informácia včlení do chromozómu hostiteľskej bunky, pri každom delení  
bunky je následne odovzdávaná do dcérskych buniek.
4. Uvoľnenie viriónov – najčastejšie s rozpadom  hostiteľskej bunky.
 
Rozmnožovanie baktérií
Rozmnožovanie baktérií sa deje priečnym delením bunky. Časové trvanie delenia je asi 15 – 30 minút. Predchádza mu zdvojenie (replikácia) bakteriálneho jadra, oddelenie nových jadier a následné rozdelenie bunky. Pri niektorých druhoch je známe aj pučanie. Niektoré druhy baktérií napr. bacily majú schopnosť vytvárať spóry odolné voči nepriaznivým podmienkam (napr. nepriaznivé teploty, chemikálie).  Niektoré vláknité baktérie sa rozmnožujú aj rozpadom svojich vláken.

12. Zhodnoťte pozitívny a negatívny význam baktérií a vírusov v prírode a pre človeka.
Uveďte najbežnejšie ochorenia spôsobené vírusmi a baktériami a možnosti prevencie.
 
Hoci mnohé druhy baktérií boli a sú pôvodcami nebezpečných ochorení živočíchov, človeka (cholera, mor) i rastlín ich význam v prirodzených ekosystémoch je nezastupiteľný.
Plnia dôležitú úlohu dekompozitorov (reducentov), rozkladajú odumretú hmotu organizmov a mineralizujú ju.
Ich úloha sa využíva aj pri samočistení vodných tokov a v súčasnosti aj pri fungovaní biologických čistiarní odpadových vôd.
V poľnohospodárstve sa používajú mikrobiálne insekticídy  – proti húseniciam mlynárika kapustového. Okrem toho využívajú poľnohospodári vo svoj prospech aj symbiózu hľúzkových baktérií s koreňmi bôbovitých rastlín (napr. ďatelina). 
V mliekarenstve sa šľachtené druhy baktérií využívajú v kvasných procesoch na prípravu kefírov, jogurtov a kyslých mliek. Farmácia využíva ich produkciu antibiotík a vitamínov. V tele človeka žijú symbiotické baktérie, ktoré napr. napomáhajú tráviacim procesom.
 
Bakteriálne ochorenia
- v minulosti:  šarlach,  škvrnitý týfus,  záškrt
- súčasné:
•  salmonelóza – spôsobuje ju 120 typov patogénnej baktérie Salmonella alebo Schigella. 
Ich prítomnosť v tráviacom systéme človeka sa prejaví do 48 hodín hnačkami, horúčkami a žalúdočnými problémami. Vhodným prostredím na ich namnoženie sú mliečne výrobky majonézy, zmrzlina, plody mora, mäsové a vaječné výrobky.
•  listerióza – spôsobuje ju patogénna baktéria Listeria monocytogenes. Napáda bunky imunitného systému, čo sa prejavuje vysokým horúčkami alebo zdurením lymfatických uzlín. Prevenciou je dodržiavanie tepelnej úpravy a hygieny jedál (jedlo je potrebné zahriať na 70°C, uskladňovať pod 5°C).
•  botulizmus – pôvodcom je  baktéria produkujúca neurotoxín – najjedovatejšiu látku (vydrží aj 4 - 5 hodinový var). Prvé príznaky sa objavujú až po 18 - 96 hodinách s prejavmi poruchami videnia, straty reči, neschopnosti prehĺtať.
•  syfilis –Je to chronické, pomaly prebiehajúce ochorenie prvotne postihujúce pohlavné orgány tvorbou vredov.
•  kvapavka - Ochorenie sa ľahko lieči penicilínom. 
•  tuberkulóza - pôvodca: Mycobacterium tuberculosis (Kochov bacil). V minulosti závažne pľúcne ochorenie. Ochorenie je opäť na vzostupe. Baktérii sa dobre darí vo vlhkom a teplom prostredí.
•  zápal pľúc - pôvodca: Streptococcus pneumoniae. (streptokoky – spôsobujú hnisavé zápaly – hnisavá angína, zápal stredného ucha, zápal pohrudnice...)
 
Liečba bakteriálnych ochorení 
Bakteriálne ochorenia sa liečia antibiotikami. Prvé antibiotikum – penicilín – bolo objavené A. Flemingom, ktorý získal za tento objav Nobelovu cenu. Časté a nesprávne užívanie antibiotík môže viesť k rezistencii (odolnosti) baktérií. Rezistentné baktérie obsahujú gén pre bielkoviny, ktoré ich chránia pred účinkom antibiotík. Náhradou za liečenie antibiotikami môžu byť probiotiká, symbiotické, telu prospešné baktérie.
 
Vírusové ochorenia človeka
Ak sa vírusové ochorenie rozšíri v určitej oblasti hovoríme o epidémii, ak prekročí svetadiely hovoríme o pandémii. Vírusové ochorenie sa nelieči antibiotikami, ale antivirotikami.  Po prekonaní niektorých vírusových infekcií zostáva človeku doživotná imunita. Mnohé vírusové ochorenia vyžadujú izoláciu pacienta pre obmedzenie šírenia nákazy. Proti niektorým infekčný vírusovým ochoreniam je povinné zákonné očkovanie (napr.: záškrt, tetanus, čierny kašeľ, detská obrna).
•  chrípka ( typ A, B, C)® akútne infekčné ochorenie dýchacích ciest
•  detská obrna – akútne zasiahnutie centrálnej nervovej sústavy, ochrnutie, najmenší vírus
•  rubeola – vyrážky, horúčka, zdurenie lymfatických uzlín
•  mumps (zápal príušných žliaz) – vírusové postihnutie príušných žliaz, môžu byť napadnuté aj ostatné žľazy s vnútornou sekréciou, vysoké teploty, doživotná imunita
•  osýpky – svrbiace vyrážky na koži, doživotná imunita
•  AIDS (syndróm zlyhania imunity) – vírus HIV ničí T – lymfocyty, strata imunity
•  herpes simplex (opar)- mokvavé mechúriky na koži, najčastejšie pery, vírus zostáva v tele ako provírus
•  ovčie kiahne – horúčkovité ochorenie, typické pľuzgieriky
•  bradavice – kožné výrastky
•  hepatitída B – infekčný zápal pečene = žltačka
•  · rhinovírusy sú pôvodcom známeho ochorenia z nachladnutia – nádchy
•  onkovírusy – spôsobujú vznik nádorových ochorení – napr – papilo vírusy – kŕček maternice