Viry, bakterie, sinice

Oddělení: Viry (Vira)
Jsou nebuněčné organismy schopné rozmnožování pouze v hostitelských buňkách. Viry jsou nitrobuněční parazité. Nemají vlastní aparát pro syntézu bílkovin (ribozómy a tRNA) a ani vlastní metbolický aparát.

Virus je holý genetický program a bývá také označován jako infekční nukleová kyselina, jejíž biologické chování je úzce spjato s biologií hostitelské buňky. Viry bakterií se nazývají bakteriofágy. Jednotlivá částice viru schopná infikovat buňku a množit se v ní se nazývá virion.

Velikost virionů je 20 - 300 nm. Uvnitř virionu se nachází nukleová kyselina (buď RNA, nebo DNA). Podle toho rozlišujeme RNA - viry (většinou rostlinných virů) a DNA - viry (živočišné viry). Okolo  nukleové kyseliny je bílkovinný obal  (kapsid), sestávající z makromolekul bílkovin (kapsomer). Struktura kapsidu je geometricky pravidelná. Některé viriony mají uvnitř kapsidu kromě nukleové kyseliny ještě jeden nebo několik enzymů, potřebných k zahájení své reprodukce uvnitř hostitelské b. . Některé viriony mají okolo kapsidu ještě membránový obal tvořený bílkovinami a fosfolipidy. Virové bílkoviny jsou vždy specifické a udělují viru antigenicitu.
 
Rozmnožování viru
Virus prochází základním životním cyklem:
 
- jakok klidová forma mimo hostitelskou b. v neživém prostředí (virion),
- infikuje hostitelskou buňku a rozmnožuje se v ní,
- opět jako virion (zmnožen) je po rozpadu (lýzi) b. uvolňován do prostředí.
 
Průběh virové infekce
a) Přilnutí viru na povrchu buňky je specifický proces. Aby se virus mohl přichytit, musí mít hostitelská buňka na svém povrchu specifické receptory (b. je citlivá na virus). U viru je nositelem specifity (antigenicity) membránový obal a u virů bez obal kapsid. Některé viry, převážně rostlinné, pronikají do b. i nespecificky (mechanicky). Kromě citlivosti buňky k viru rozlišujeme ještě permisivitu buňky (schopnost buňky uskutečnit genetický program nukleové kyseliny viru poté, kdy vnikla do buňky).

b)  Vniknutí viru do buňky. Buď vniká jen nukleová kyselina (u bakteriofágů), nebo celý virus (u živočišných buněk). V tomto případě je jeho membránový obal a kapsid rozložen hydrolytickými enzymy b.

c) Podle genetických informací obsažených v nukleové kyselině viru se v hostitelské b. začnou syntetizovat enzymy, z nichž jeden způsobí rozpad chromozomu hostitelské buňky. Virová nukleová kyselina se replikuje (100 - 1000 jednotek). Okolo každé nekleové kyseliny se vytvoří ochranný kapsid. Hostitelská b. praskne (lyzuje) a viriony se uvolní do prostředí.
d) Nukleové kyseliny virů se někdy včleňují do nukleové kyseliny (chromozomu) hostitelské buňky, stanou se její součástí. Tento tzv. virový chromozom je předáván dceřiným buňkám jako tzv. provirus. Za určitých podmínek (chemických, fyzikálních) může provirus udělit hostitelské buňce nové vlastnosti - buňka se stává nejčastěji buňkou nádorovou.
 
Příklady virových onemocnění
U rostlin: mozaiková onemocnění tabáku, brambor, rajčat.
U zvířat: kulhavka a slintavka hovězího dobytka, vzteklina, myxamatóza u králíků, mor u drůbeže.
U člověka: dětská obrna, rýma, chřipka, spalničky, příušnice, zarděnky, klíšťatová encefalitida, opar, pásový opar, plané neštovice, bradavice, infekční žloutenka aj.
Studiem virů se zabývá virologie.
 
Oddělení: Bakterie (Bacteria)
Jsou heterotrofní (jako zdroj uhlíku přijímají organické látky) i autotrofní (dovedou syntetizovat organické látky z oxidu uhličitého) organismy. Některé mají schopnost fotosyntézy (fotosyntetizující bakterie). Kromě DNA, tvořící jádro, obsahují v cytoplazmě malé, do kruhu uzavřené molekuly DNA, nazývané plazmidy. V buňce může být jeden i více druhů plazmidů v jedné nebo více kopiích. Plazmidy mají schopnost pronikat z buňky do buňky, mohou existovat nejen samostatně v cytoplazmě, ale i včleněné do centrální DNA. Základní složkou buněčné stěny je peptidoglykan. Zásobními látkami přítomnými v cytoplazmě jsou glykogen a kyselina poly-ß-hydroxy-máselná. Jsou zdrojem uhlíku a energie.

Nad b. stěnou může být pouzdro, tvořené bílkovinou nebo polysacharidem. Uděluje bakterii odolnost. U některých druhů bakterií vyčnívají nepohyblivé fimbrie, u jiných druhů pohyblivé bičíky. Fotosyntetizující bakterie mají cytoplazmatickou membránu na některých místech vchlípenou. Vytvářejí váčky obsahující bakteriochlorofyl, umožňující přeměnu světelné energie slunečního záření na energii chemickou. Za určitých podmínek ztratí bakteriální b. část vody, cytoplazma se zahustí, vytvoří další vrstvy chránící buňku. B. se změní na sporu, která se nemnoží. Spory jsou velmi odolné, odolávají teplotám 100 °C a podchlazení - 190 °C. Za příznivých podmínek spora přijme vodu a změní se na buňku s plnou životaschopností.
U tvaru těla bakterií rozlišujeme dva základní typy:
 
a) tvar kulatý - koky (Coccus) - kok, diplokok, streptokok, stafylokok, sarcina.
b) tvar tyčinkovitý, může mít mnoho variací - vibrio, spirila, spirocheta.
Důležitým taxonomatickým kritériem pro klasifikaci bakterií je počet a uspořádání bičíků. Rozlišujeme: monotricha, peritricha, lofotricha, amfitricha.
 
Rozmnožování bakterií
Nejtypičtější způsob je dělení. Molekula DNA se zdvojí (replikuje), čímž vzniknou chromozomy dva. Každý přejde opačnému pólu buňky. Mezitím roste buňka do délky. Uprostřed mateřské b. se utvoří přehrádka, tvořená plazmatickou membránou a buněčnou stěnou. Tím se buňka rozdělí na dvě dceřiné b. . V příznivých podmínkách se akt dělení může uskutečnit přibližně každých 20 minut. Bakterie se rozmnožují také pohlavně. Při pohlavním rozmnožování si vyměňují dva jedinci část genetického materiálu (chromozomu).

Některé bakterie potřebují kyslík (aerobní bakterie), jiné nemohou v přítomnosti syslíku existovat (anaerobní bakterie). Existují také bakterie fakultativně anaerobní (v přítomnosti kyslíku ho dýchají, v jeho nepřítomnosti dýchají jiné látky, např. dusičnany, nebo organickou látku zkvašují - fermentují).
 
Význam bakterií
Bakterie jsou všudypřítomné. Žijí především v půdě, kde mají nezastupitelný význam. Některé rozkládají odumřelé zbytky odpoadní látky těl živočichů a rostlin na neústrojné, ve vodě rozpustné látky, které mohou být jako živiny přijímány kořeny vyšších rostlin. Tomuto rozkladu říkáme mineralizace.
Některé aerobní bakterie přeměňují amoniak na dusičnany, tzv. nitrifikační bakterie; jiné anaerobní bakterie redukují dusičnany na plynný dusík nebo na amoniak unikající z půdy, tzv. denitrifikační bakterie. (Význam provzdušňování půdy např. okopáváním).

Hlízkovité bakterie žijící na kořenech bobovitých rostlin dovedou vázat přím vzdušný dusík a měnit ho na organickou formu, tzv. vazači dusíku. Některé druhy žijí ve střevech (kvasné a hnilobné bakterie). Jiné bakterie využívá člověk při přípravě potravin (bakterie mléčného a octového kvašení). Některé druhy způsobují vážná a přenosná onemocnění člověka a zvířat (patogenní bakterie), např.
 
pneumokoky - zápal plic
streptokoky - angíny, spála
stafylokoky - nežity
salmonely - tyfus
vibria - cholera
mykobakteria - TBC
 
Odolnost proti těmto onemocněním se získává ochranným očkováním (vakcinací). Nemoci se léčí sulfonamidy nebo antibiotiky.
 
Oddělení: Sinice (Cyanophyta)
Jsou prokariotní, autotrofní organismy. Vchlípením a odškrcením a odškrcením od cytoplazmatické membrány vznikl systém tylakoidů s chlorofylem a, volně, ale víceméně koncentricky uspořádaných okolo jaderné hmoty. Kromě chlorofylu obsahují sinice další asimilační barviva, ß-karoten a proteidová barviva, z nichž jsou nejvýznamnější: modrý fykocyan a červený fykoeritrin. Množství barviv se u jednotlivých druhů sinic liší a tak vzniká jejich kombinací zbarvení žlutozelené, zelené, modré, hnědočervené až červené. Zásobní látkou je sinicový škrob. Buňky jsou uloženy ve slizové pochvě. Jednobuněčné sinice, které jsou vývojově starší, zůstávají po dělení často pohromadě, spojené vrstvami slizových obalů.

U vláknitých sinic, vývojově mladších, je vyvinuta pochva, v níž jsou uloženy buňky za sebou. Některé druhy (např. rodu Anabena) mají vmezeřené heterocysty (tvarově odlišené buňky schopné vázat vzdušný dusík). V rýžovištích obohacují substrát o dusíkaté látky.

Jednobuněčné sinice se rozmnožují dělením, vláknité pomocí hormogonií, což jsou několikabuněčná vlákna, která se oddělují od mateřského vlákna a dorůstá v nová. Kromě toho vytvářejí klidové spory - akinety, které vzniknou spojením několika vegetativních buněk a vytvořením tlusté buněčné stěny. Akinety klíčí tak, že se jejich obsah přemění v homogonii, která protrhne stěnu.

Sinice rostou ve vodě, na vlhké půdě, na skalách, na kůře stromů. V rybnících a jezerech se někdy v parném létě tak pomnoží, že hladinu vody zbarvují a tvoří tzv. " vodní květ ". Také barvu Rudého moře podmiňuje Trichodesmium erythraeum. Zástupci rodu jednořadka (Nostoc) tvoří s houbovými vlákny stélky lišejníků. Jsou první vegetací osídlující holé skály a připravující podmínky pro pozdější uchycení jiných organismů. Na Zemi se vyskytovaly již před 3 miliardami let a podíleli se na sycení praatmosféry kyslíkem.
Zástupci: Anabeana, Lyngbia, Oscillatoria.