Prokaryotické organizmy – vírusy, baktérie, archeóny

Prokaryotické organizmy – vírusy, baktérie, archeóny
 
Úvod
Pri rozhodovaní, ktorú tému si vybrať, som nemala veľký problém. Keďže o prokaryotických organizmoch sme sa už učili v prvom ročníku, rozhodla som sa, že si oprášim a hlavne doplním moje vedomosti, ktoré sú podľa mňa v dnešnej dobe vzhľadom na všetko, čo sa deje okolo nás, dôležité.
 
1 Vírusy
Slovo virus má pôvod v latinčine a znamená jed. Patria do ríše nebunkových organizmov, ktoré nemajú vlastný metabolizmus, energiu získavajú od hostiteľa a ich veľkosť je približne 15 – 390 nm. Spôsobujú rôzne ochorenia človeku, zvieratám aj rastlinám.

1.1 Stavba
  Jednotlivé vírusové častice nazývame virióny, každý je zložený z:
· Jednej molekuly nukleovej kyseliny (DNA/RNA), ktorá nesie gény
· Bielkovinového obalu – kapsidy, ktoré nukleovú kyselinu chráni, prípadne zabezpečuje väzbu vírusu na bunkovú stenu hostiteľskej bunky
Komplex nukleovej kyseliny a kapsidy sa nazýva nukleokapsida.
Špecifickú morfológiu majú niektoré vírusy prokaryotických buniek nazývané bakteriofágy. Ich virión pozostáva z proteínovej hlavičky, ktorá obaľuje nukleovú kyselinu. Z hlavičky vychádza bičík, ktorý nemá pohybovú funkciu a na konci ktorého sú bičíkaté vlákna, ktorými bakteriofág priľne na povrch hostiteľskej bunky. Do bunky vstupuje len nukleová kyselina, ktorá je vstreknutá kontrakciou bičíka

1.2 Priebeh infekcie
-  virión sa prichytí na povrch bunky,
-  celý virión alebo len nukleová kyselina prenikne dovnútra hostiteľskej bunky
- nukelová kyselina  prinúti enzýmy hostiteľskej bunky vyrábať nové nukleové kyseliny vírusu – virióny
- vírusová DNA sa zreplikuje a nasyntetizujú sa všetky komponenty viriónu
- bunka sa naplní viriónmi, praskne a 100vky viriónov sa šíria ďalej
Prenos vírusov sa uskutočňuje napr. vzduchom, prachom, potravinami, hmyzom, priamym kontaktom s kožou alebo krvou chorého človeka a pohlavným stykom.

1.3 Rozdelenie
a)  podľa typu nukleovej kyseliny, ktorú obsahujú
a. DNA vírusy – obsahujú iba DNA
b.  RNA vírusy – obsahujú iba RNA
c. diplo-RNA vírusy – obsahujú dvojvláknovú molekulu RNA
b)  podľa hostiteľa
a. baktériofágy – napádajú baktérie (obr. č.1)
b.  fytopatogénne vírusy – napádajú rastliny
c. zoopatogénne vírusy – napádajú živočíchy
d.  mykovírusy – napádajú huby

1.4 Ochorenia človeka spôsobené vírusmi
1.4.1 DNA vírusy
1.4.1.1 Herpes
Jednoduchý opar alebo herpes  je skupina infekčných chorôb kože a slizníc. U väčšiny ľudí sa po prvej infekcii vytvorí dostatočná imunitná obrana. Ochorenie je spôsobené infekciou organizmu ľudským vírusom jednoduchého oparu (HSV, = herpes simplex virus). Jediným nositeľom a prenášačom vírusu je človek. K prenosu dochádza kontaktom (bozk, pohlavný styk), slinami alebo kvapôčkovou infekciou.

1.4.1.2 Ovčie kiahne
Ovčie kiahne je detské vírusové, silne nákazlivé ochorenie. Ochorenie je spôsobené DNA-vírusom VZV (Varicella Zoster Virus), ktorý sa prenáša z chorých osôb priamym kontaktom a vzdušnou cestou. Inkubačná doba je cca 14 dní. Nákazlivosť začína posledným dňom inkubačnej doby (t. j. ešte počas obdobia bez príznakov) a končí premenou poslednej vyrážky na chrastu.

1.4.1.3 Pravé kiahne
Pravé kiahne alebo sú vysoko nákazlivá smrteľná choroba. Ide o infekčné vírusové ochorenie s inkubačnou dobou 8 až 12 dní, prenášané kvapôčkovou infekciou. Ochorenie bolo vďaka vakcinačnému programu WHO zneškodnené v roku 1979. Pri ťažkých klasických formách ochorenia bola úmrtnosť často až 25 %. Vírusy pravých kiahní boli v minulosti používané ako biologická zbraň, napríklad Američania predávali Indiánom prikrývky nimi infikované.

1.1.2 RNA vírusy
1.1.2.1 Vírusy kliešťovej encefalitídy
Predstavujú komplex flavivírusov, ktorý sa v Európe objavuje na jar a je príčinou encefalitídy spôsobenej kliešťami, ktoré sa infikujú z drobných hlodavcov. Na prenose sa môže podieľať aj mlieko a z neho mliečne výrobky, a to od kráv, oviec, kôz, pretože aj tieto zvieratá môžu byť vírusom nakazené.

1.1.2.2 Chrípka
Chrípka alebo influenza je infekčné ochorenie spôsobené RNA vírusom z rodu Orthomyxoviridae. Genetické zmeny vírusu chrípky spôsobili v 20. storočí tri epidémie resp. až pandémie, pri ktorých zomreli milióny ľudí. Proti chrípke existuje očkovanie, ale pre vysokú schopnosť mutácie vírusu sú jednotlivé vakcíny účinné len približne jeden rok. Svetová zdravotnícka organizácia určuje zloženie vakcíny každý rok tak, aby obsahovala najpravdepodobnejšie kmene vírusu.

1.1.2.3 HIV
HIV (Human Immunodeficiency Virus) spôsobuje u ľudí syndróm získanej nedostatočnej imunity (Acquired Immuno Deficiency Syndrome - AIDS). Pacient zomiera predovšetkým pre komplikácie súvisiace so zlyhajúcou imunitou, ako sú rôzne druhy rakoviny alebo inak neškodné infekcie mikroskopickými hubami alebo parazitmi.

1.1.2.4 Hepatitída
Vírusy hepatitídy sú viacerých typov a zaraďujú sa do odlišných čeľadí. Patria do rôznych skupín DNA a RNA vírusov a majú rôzne cesty prenosu. Všeobecne je to skupina ochorení, ktorých dôsledkom je zápal pečene. Tento môže nastať aj po nadmernej konzumácii liekov, alkoholu, jedovatých húb, lenže v takomto prípade to nie je infekčné vírusové ochorenie.
 
2 Baktérie
Baktérie sú jednobunkové prokaryotické organizmy patriace do ríše prvobunkových organizmov, ktoré nemajú vlastné jadro a ich veľkosť je cca 0,3-2 μm. Sú významnými dekompozítormi – odbúravajú odpadové produkty a mŕtve telá organizmov. Pomáhajú tiež absorbovať vitamíny a živiny, niektoré druhy sa používajú v priemysle pri kvasení alebo pri výrobe rôznych látok. Niektoré sú patogénne a napádajú tkanivá alebo vylučujú toxíny. Osídľujú zem, vodu aj vzduch, nenachádzajú sa v krvi zdravého človeka. Ich množstvo záleží od pH a vonkajších podmienok. Spolu s hubami sa podieľajú na rozkladaní organických látok na anorganické, sú užitočné pri čistení vôd a bránia množeniu choroboplodných zárodkov.

2.1 Stavba
Má všeobecnú stavbu prokaryotickej bunky, ktorá obsahuje bunkovú stenu, cytoplazmatickú membránu, cytoplazmu a jadrovú hmotu, ktorú v prípade baktérií tvorí jediní do kruhu stočená molekula DNA. Na povrchu sa často nachádza slizovité puzdro a niekedy aj bičíky umožňujúce pohyb.
Existujú rôzne tvary baktérií: (obr. č. 2)
· guľovité – koky; tvoria dvojice (dikoky), štvorice (tetrakoky), retiazky (streptokoky), alebo strapcové útvary (stafylokoky)
· tyčinkovité – bacily
· zakrivené – mierne zakrivené (vibriá), zvlnené (spirily), špirálovité (spirochéty)

2.2 Rozmnožovanie
Väčšinou sa rozmnožujú nepohlavne priečnym delením – chromozóm sa zdvojí, bunka sa predĺži a obidve molekuly DNA putujú k jej opačným pólom. Uprostred sa vytvorí priehradka a bunka sa rozdelí. Po rozdelení však  môžu baktérie zostať spojené a vytvárajú charakteristické zoskupenia. Môžu sa tiež rozmnožovať pučaním alebo konjugáciou.
 
2.3 Delenie
1)  podľa základného metabolizmu
a)  autotrofné – získavajú uhlík z CO2; fotoautotrofné získavajú energiu zo slnečného žiarenia; chemoautotrofné oxidáciou anorganických látok
b)  heterotrofné – zdrojom uhlíka a energie sú organické látky; živia sa buď saprofyticky – odumretými telami organizmov; alebo paraziticky – energiu získavajú od živých organizmov
2)  podľa potreby kyslíka
a)  aeróbne – kyslík potrebujú nevyhnutne
b)  anaeróbne – kyslík nepotrebujú, niekedy môže byť pre nich jedom
c)  fakultatívne aeróbne – kyslík využívaú, keď je k dispozícii; inak ho nepotrebujú
3)  podľa vzťahu k dusíku
a)  nitrogénne – viažu dusík z pôdy a premieňajú ho na organické látky
b)  nitrifikačné – aeróbne; premieňajú amoniak na dusičnany
c)  denitrifikačné – anaeróbne; redukujú dusičnany na plynný dusík alebo amoniak

2.4 Ochorenia
2.4.1 Salmonelová enteritída
Zdrojom infekcie sú najmä domáce zvieratá – ošípané, hovädzí dobytok, kačice, a ich produkty (mlieko, mäso a vajcia). Človek sa nakazí priamo chorým zvieraťom – konzumáciou jeho nedostatočne tepelne upraveného mäsa alebo vajec; alebo môže dôjsť ku kontaminácii potravín sekundárne, napríklad počas skladovania alebo prepravy. Inkubačná doba sa pohybuje len od 6 – 36 hodín. Spôsobuje ju baktéria salmonella enterica.

2.4.2 Syfilis
Pôvodcom celosvetovo známej pohlavne prenosnej choroby je Treponema pallidum. Spomedzi pohlavných chorôb je syfilis na treťom mieste vo výskyte. Je to chronické, pomaly prebiehajúce ochorenie prvotne postihujúce pohlavné orgány tvorbou vredov. V neskoršom štádiu, ak je neliečený, nastupujú chrípke podobné príznaky so sekundárnymi léziami na rôznych miestach tela. V poslednej fáze postihuje centrálny nervový systém.

2.4.3 Kvapavka
Pôvodcom druhej najčastejšie sa vyskytujúcej pohlavne prenosnej choroby je Neisseria gonorrhoeae. Pôvodcovia osídľujú sliznice, hlavne urogenitálneho traktu a u novorodencov infikovaných matiek aj spojovku oka (pri pôrode). U dospelých spôsobuje gonorea hlavne ťažkosti na pohlavných orgánoch. Neliečená kvapavka vedie k artritíde, dermatitíde a u žien môže spôsobiť neplodnosť.

3 Archeóny
  Archeóny sú jednobunkové prokaryotické organizmy, ktoré patria do samostatnej vývojovej línie. Archeóny sú neobvyklé organizmy, ktoré žijú v extrémnych podmienkach ako je bezkyslíkaté prostredie, odpadové vody, tráviaca sústava prežúvavcov, prostredie s vysokou koncentráciou solí a vysoké teploty. Podľa týchto charakteristík sa delia na tri skupiny:
·  metanoarcheóny - obligátne anaeróby produkujúce metán redukciou CO2 pomocou H2
· haloarcheóny - môžu žiť len v koncentrovaných roztokoch solí (nad 2 M NaCl)
· termoacidoarcheóny - obývajú prostredie kyslých horúcich prameňov (asi 90°C a pH < 2
Archeóny majú pre svoje unikátne vlastnosti veľký význam v biotechnológiách. Anaeróbne formy nám pomáhajú pri čistení odpadových a priemyselných vôd, pričom produkujú bioplyn (60-70% metán, 40-30% oxid uhličitý, zvyšok sulfán, dusík...), ktorý sa spätne využije na energetické pokrytie čističky. Niektoré haloarcheóny sú schopné rozkladať aromatické uhľovodíky a produkujú látky, ktoré sa používajú pri výrobe novej generácie ekologicky neškodných plastických látok. Archeóny sa môžu využívať na ťažbu kovov založenej na využití ich metabolickej aktivity - biometalurgia. Žiadne archeóny nie sú pôvodcom ochorenia ľudí.
 
Záver
Písanie práce našťastie nebolo náročné, keďže som si mohla pomôcť mojimi vlastnými poznámkami. Mala som tiež perfektnú knihu, z ktorej som čerpala, síce na začiatku bolo ťažké sa v nej zorientovať, keďže je veľmi rozsiahla. Zopakovala som si takmer všetko ale zistila som, že si pamätám málo detailov, čiže bude pre mňa asi trošku náročné zvládnuť sa naučiť všetko na maturity. Cieľom práce však možno bolo nás trochu odbremeniť a myslím, že o rok pri vypracovávaní otázok budem spokojná, že jednu tému mám už hotovú.