3. letnik - prvi test Flashcards
Opredeli življenje.
Življenje je proces samoohranjanja živih bitji.
Naštej temeljne lastnosti živega.
Gibanje:
* je odraz zaznavanja značilnosti okolja (proti viru hrane, svetlobe, stran od škodljivih dejavnikov)
Občutljivost na dražljaje:
* je sposobnost odzivanja na spremembe v okolju in prilagajanja lastnega delovanja v smeri, ki povečuje verjetnost prenosa zapisa o lastnih lastnostih na potomstvo
Razmnoževanje:
* govorimo o sposobnost razmnoževanja, pri katerem se zapis o lastnih lastnostih deduje
* vsa živa bitja se razmnožujejo → spolno ali nespolno
* organizmi imajo sistem, ki si zapomni lastnosti in jih prenese na potomce (DNK)
* na potomce se prenesejo tudi vse spremembe, ki so se zgodile v temu sistemu za prenos dednih sporočil (mutacije)
* če so spremembe ugodne se bodo dedovale naprej → taki organizmi bodo zato bolj uspešni od ostalih, ki nimajo te nove lastnosti in so zato manj uspešni
* ker se zdi, da narava izbira te nove lastnosti ta izbor imenujemo naravni izbor
* nenehno izpopolnjevanje živih bitji, ki ga omogočajo mutacije in naravni izbor imenujemo evolucija živih bitji
Ločenost od okolja:
* sam naslov pove zadosti
Kopičenje in poraba energije:
* govorimo o sposobnost pridobivanja energije iz okolja in njene pretvorbe v obliko, primerno za pogon življenjskih procesov
* gre za sposobnost nadzorovane izmenjave snovi z okoljem
* za delovanje življenjskih procesov je potrebna ustrezna vrsta energije
* energija (in snov) mora vstopiti v organizem in je v organizmu jasno ločena od okolja
* organizmi na različne načine kopičijo energijo v telesu: s hranjenjem, pitjem, fotosintezo, kemosintezo
Metabolizem ali presnova:
* procesa potekata v celicah
* gre za biokemijske reakcije, ki v organizmu omogočajo pretvarjanje ene oblike energije v drugo (katabolizem, anabolizem)
Homeostaza ali vzdrževanje/uravnavanje notranjega okolja:
* ko se določena lastnost izkaže za uspešno, jo je potrebno ohraniti
* najpomembnejše je ohraniti optimalno presnovo, saj ne sme biti niti prepočasna, niti prehitra, zato je potrebno ohranjati tudi vse fizikalne in kemijske okoliščine, ki jo omogočajo
* poleg tega je potrebno zaznavati tudi zunanje spremembe in nanje reagirati tako, da ne ogrozijo delovanja presnove
* homeostaza je sposobnost organizmov, da svoje notranje okolje ohranjajo čim bolj nespremenjeno
* notranje okolje je dejansko dinamično stabilno – v mejah, ki še omogočajo življenje (referenčne vrednosti), pri tem sodeluje vse telo, od celic, tkiv, organov in organskih sistemov
* uravnavanje notranjega okolja poteka po principu negativne ali pozitivne povratne zaveze
*
Raloži trditev: Živi organizmi so kompleksno odprti sistemi.
Kompleksnost se nanaša na hierarhično ureditev gradbenih elementov. Pri tem se sistemi nižje ravni povežejo v sisteme višje organizacijske ravni. Nivoji se povezujejo med seboj tako, da je nižja raven odvisna od višje in obratno. Kompleksen sistem je odvisen od posameznih enot, ki se dopoljujejo med seboj; izguba enekag gradbenega elemeenta prizadene delovanje celotnega organizma.
Odprtost sistema pa se nanaša na to, da sistemi za to, da se med seboj hierarhično povezujejo potrebujejo energijo in so zato osprti za snov in energijo.
Kompleksni sistemi se ob pomoči snovi in energije samoorganizirajo tako, da v njih potekajo procesi optimalno.
Kaj so emergenčne lastnosti?
Emergenčne lastnosti so nove, nepredvidljive lastnosti, ki mastanejo zaradi organizacije in sodelovanja dveh podistemov.
S samoorganizacijo sistemov, ki sodelujejo med seboj, se pojavijo nove lastnosti, ki se povsem razlikujejo od prejšnjih, tak sistem preskoči na višjo organizacijsko raven → tako pride do razvoja hierarhične organizacije in kompleksnega sistema.
Višja raven ima drugačne lastnosti od nižje, ki pa v naprej niso predvidljive.
Razloži, kako se je kompleksnost živih bitji povečala s prehodom v mnogocelične organizme.
- mnogocelični organizmi so torej na višji organizacijski ravni (imajo več ravni) in so bolj kompleksni od enoceličarjev
- večja kompleksnost jim omogoča boljše reševanje problemov, predvsem pri prehranjevanju z večjimi kosi hrane
- kljub temu pa ta lastnost ni bila tako prednostna, da bi vsi enoceličarji izginila, ti so še vedno uspešni v raztopinah hranilnih molekul
- s pojavom mnogoličnosti se celice razvijejo v različne smeri → se diferencirajo
- diferenciacija je proces, v katerem postanejo nediferencirane celice vedno bolj specializirane
- ker imajo vse celice istega organizma enak genom, se v enih specializiranih celicah izrazijo samo določene skupine genov, v drugih pa druge (nekateri geni pa ostanejo blokirani oz. zaprti)
- kateri geni se bodo izrazili je odvisno od tega, kje se celice nahajajo
aminokisline →
monosaharidi →
glicerol in maščobne kisline →
nukleotidi →
aminokisline → polipeptisi (beljakovine)
monosaharidi → polisaharidi
glicerol in maščobne kisline → lipidi
nukleotidi → nukleinske kisline
Kaj so prioni?
Prioni so beljakovine, ki se lahko razmnožujejo in povzročajo bolezni, ki prizadenejo živčni sisitem pri nekaterih živalih in človeku.
Kaj je razlika med normalno beljakovino in prionom?
Da nastane normalna beljakovina, ki pravilno deluje se morajo v polipeptidno verigo vezati prave aminokisline, poleg tega pa mora imeti beljakovina tudi pravilno prostorsko zgradbo.
Prion je beljakovina zgarjena iz pravilnih aminokislin, a ima napačno prostorsko zgradbo.
Ali se s prionom okužimo? Kaj se zgodi, če imamo prione?
- z njimi se lahko okužimo, lahko pa pride do mutacije v genu, za sicer normalno prisotno beljakovino v celični membrani (PrP)
- vstop priona v telo povzroči spremembo normalno prisotnih beljakovin (PrP) v prionsko obliko → novo nastali prioni povzročajo spremembe normalnih beljakovin in zato se okužba hitro širi po živčevju
- živčne celice s prionskimi beljakovinami propadejo
- prioni za razliko od drugih bolezenskih/patogenih dejavnikov ne vsebujejo nobene od nukleinskih kislin
Katere bolezni povzročijo prioni in zakaj so problematični?
- prioni povzročajo degenerativne bolezni živčnega sistema, ki jih s skupnim imenom imenujemo prenosljive spongiformne encefalopatije
- za prionske bolezni ne poznamo zdravil, zato se vedno končajo s smrtjo
- odkrili so jih pri nekaterih sesalcih in tudi človeku
- prioni se prenašajo z uživanjem okuženega mesa ali s kirurškimi instrumenti, saj so prioni odporni proti sterilizaciji, saj so prioni dokaj termostabilni in jih je težko uničiti (ne uničimo jih niti s kuhanjem, niti s pečenjem)
- ovce → praskavec
- krave → bolezen norih krav
- človek → Creutzfeldt-Jakobova bolezen ali kuru
Razloži proces razširjanja prionskega proteina.
1) infekcijski protein (prion) z neobičajno obliko se lahko veže na protein normalne oblike
2) normalni (neškodljivi) protein se spremeni v infekcijsko prionsko obliko proteina
3) originalni in novo nastali prion se vežeta na normalne proteinske molekule, ki se spremenijo v prionsko obliko
4) te molekule nato spreminjajo še druge molekule normalnih proteinov → tako se količina prionskih molekul nevarno povečuje
Ali viruse uvrščamo med živa bitja? Zakaj?
Ne.
* niso zgrajeni iz celic
* nimajo lastne presnove
* se ne razmnožujejo samostojno (izven gostiteljske celice)
* ↪ ko je virus zunaj gostiteljske celice ne vrši nobenih procesov, šele ko virus vstopi v celico zaživi, saj izkorišča gostiteljsko celico, da se razmnožuje → pri tem gostitelju dela škodo, torej so vsi virusi zajedavci
* ↪ različni virusi zajedajo različne celice, tako prokariontske, kot evkariontske
Opiši zgradbo virusov.
- vse viruse obdaja beljakovinska ovojnica ali kapsida → pri nekaterih virusih je kapsida prekrita še z dodatno ovojnico iz lipidov, proteinov in ogljikovih hidratov → ovojnica ščiti virus pred nukleaznimi encimi v telesnih tekočinah gostitelja
- bakteriofagi imajo nitaste izrastke, ki služijo prepoznavanju receptorskih mest na gostiteljski celici in pritrjevanju na gostiteljsko celico
- v notranjosti je dedni material, DNA ali RNA, ki nosi zapis za izgradnjo virusa (vedno imamo samo eno nukleinsko kislino, nikoli nimamo obeh skupaj → ker pomeni, da virus ne more prepisati informacij za beljakovine in mora zato vse delo opraviti gostiteljska celica)
- nekateri virusi vsebujejo tudi encime → virusi z RNA vsebujejo tudi encim za reverzno transkriptazo, ki v gostiteljski celici prepiše RNA v DNA
- nekatere viruse, ki zajedajo evkarionte obdaja tudi celična membrana, ki pa so jo virusi prevzeli gostiteljski celici, ki so jo zapustili z eksocitozo (torej celična membrana ni njihova) + poleg tega imajo še glikoproteine, s katerimi lahko prepoznajo celico, ki jo želijo napasti in se nanjo pritrdijo
- viruse, ki zajedajo bakterije imenujemo bakteriofagi
Opiši litični cikel.
- virus tu začne uporabljati metabolične procese gostiteljske celice za izdelavo novih virusov
- litični cikel se konča z lizo celice in njeno smrtjo
1) fag (virus) se pritrdi na določeno gostiteljsko celico, njegova nukleinska kislina in nekateri encimi vstopijo v bakterijsko celico
2) virusna DNA se poveže v krog in vstopi v litični cikel (ali lizogeni cikel)
3) v gostiteljski celici se sintetizirajo sestavine virusa in se povežejo v posamezne viruse
4) gostiteljska celica poči, fagi se sprostijo in okužijo nove celice
Opiši lizogeni cikel.
- tu se virusna nukleinska kislina vgradi v bakterijsko DNA in se spremeni v provirus ali profag
- virusna DNA se vključi v bakterijsko DNA, zato se lastnosti bakterij lahko spremenijo (virusna DNA se vgradi v bakterijski kromosom, tako se lastnosti, ki jih kodira virusna DNA, prenesejo na bakterijsko celico → to je pomembno tudi za človeka, saj virusni geni lahko nosijo zapis za odpornost, zmožnost povzročanja bolezni ali nastajanje toksinov → na ta način bakterije pridobivajo nove, človeku škodljive lastnosti)
- v tem ciklu virus ne uniči bakterijske celice, ampak jo izkoristi za lastno podvojevanje, ki poteka ob vsaki delitvi bakterijske celice
- v tem času je virus v celici nedejaven, skrit, ko se znova aktivira, pa lahko preide v litični cikel
1) fag (virus) se pritrdi na določeno gostiteljsko celico, njegova nukleinska kislina in nekateri encimi vstopijo v bakterijsko celico
2) virusna DNA se poveže v krog in vstopi v lizogeni cikel (ali litični cikel)
3) ko se virusna DNA vključi v bakterijsko DNA, nastane profag (fagni geni, ki določajo sintezo novih fagov, niso aktivni)
4) lizogena bakterija se normalno deli
5) profag se v določenih pogojih (npr. zaradi mutagenov) izreže iz bakterijske DNA in virus lahko takrat vstopi v litični cikel
Opiši virusne bolezni.
- virusi so zajedavci v različnih organizmih (od bakterij, praživali in gliv do rastlin in živali, vključno s človekom)
- povzročajo številne bolezni pri človeku, domačih živalih in kulturnih rastlinah
- protivirusna zdravila je težko izdelati, saj morajo uničiti virus v celici, ne da bi pi tem uničila bakterijsko celico
- zunaj celice so virusi neaktivni
- protivirusna zdravila delujejo predvsem tako, da virusom preprečijo vdor v gostiteljsko celico ali pa ovirajo njihovo razmnoževanje
- najučinkovitejši ukrep proti virusnim obolenjem je še vedno cepljenje, čeprav običajno ne zagotavlja imunosti za vse življenje, ker z mutacijami stalno nastajajo novi virusni sevi, ker pa se zaradi mutacij spremenijo proteini na površini virusa, imunski sistem ne prepozna več mutiranih virusov
- HIV
- virusi hepatitisa
- koronavirusi
- rinovirusi
- virusi influence
- filovirusi
- papilomavirus
- herpesvirusi
- Lyssavirus
Kako se začne bolezen pri virusih?
- bolezen se začne zato, ker virus, ki vdre v celico
- moti ali prekine delovanje gostiteljske celice
- sproži imunski odgovor, ker povroči bolezenske znake okužbe (npr. povišano telesno temperaturo)
- vpliva na gostiteljeve kromosme in povzroči rakavo obolenje (npr. rak materničnega vratu, katerega povzročitelj je papiloma virus) (lahko poškodujejo gene, ki nadzirajo izražanje drugih genov, in sprožijo nenadzorovane delitve celic, kar povzroči raka)
- zmanjša celično pogojen odgovor imunskega sistema (npr. HIV uniči celice in oslabi imunski sistem)
Opiši življenjski krog virusov.
1) pritrditev → ko pride virus v stik z zunanjo površino gostiteljske celice, se pritrdi na receptorsko mesto na plazmalemi
2) vdor v celico → ko se virus pritrdi na membrano, se plazmalema uviha in virus z endocitozo vstopi v notranjost celice, to je običajen odgovor celice na prisotnost tujka
3) odstranitev proteinske ovojnice (kapside) → ko encimi razgradijo kapsido, se virusna DNA sproti in se v jedru gostiteljske celice ob pomoči virusnih encimov lahko podvojuje, virusni proteini (za ovojnico) se sintetizirajo v citoplazmi ob pomoči encimov gostiteljske celice → začne se sinteza novih virusov, ko dozorijo zapustijo celico in lahko okužijo nove celice
Kaj je virus HIV?
- gre za virus človeške imunske pomanjkljivosti, ki selektivno napada celice T pomagalke (limfocite T4) in močno oslabi imunski sistem
- retrovirus HIV (virus RNA, ne DNA) lahko svoje gene vključi v kromosom gostiteljske celice
- cepiva danes še ne poznamo
- bolezen je prerasla v pandemijo, saj se je razširila po vsem svetu
- danes vemo, da je virus HIV nastal z rekombinacijo dveh opičjih virusov (verjetno je bil v nekaterih predelih osrednje Afrike že več let endemičen, saj so ga v krvi Afričanov našli že leta 1959, prvi primer obolelosti za AIDSOM pa so opisali šele leta 1981 v Los Angelesu)
Kakšna je zgradba virusa HIV?
- virus obdaja kapisida
- kapisdo pa obdaja dodatna lipidna membrana, ki je nastala ic celične membrane gostiteljske celice
- na lipidni membrani so še površinski proteini, s katerimi se pritrdi na receptorje na površini gostiteljske celice
- v kapsidi sta zaščiteni dve molekuli RNA
- poleg tega imamo v virusu še encim reverzno transkriptazo, ki v gostiteljski celici molekulo RNA spremenita v molekulo DNA
Kako se prenaša virus HIV?
- virus HIV se prenaša s krvjo, vaginalnimi izločki, semensko tekočino, materinim mlekom in prek placente
- v razvitih državah se HIV ne prenaša več s transfuzijo, saj kri za transfuzijo pred odvzemom pregledajo, ali so prisotna protitelesa proti virusu HIV
- v razvitih državah se je v preteklosti virus HIV prenašal predvsem z intravenskim uživanjem drog in s homoseksualno aktivnostjo, v zadnjem času pa narašča tudi prenos virusa HIV s heteroseksualnimi odnosi
- v Aziji in Afriki je najpogostejši način prenosa virusa HIV heteroseksualna aktivnost
Opiši življenjski krog virusa HIV.
1) receptorji CD4 na površini celice T pomagalke privlačijo virus HIV
2) virus HIV se zlije z membrano celice T pomagalke in encimi razgradijo kapsido
3) reverzna transkriptaza prepiše RNA v DNA
4) nastane še komplementarna veriga dvojne vijačnice DNA
5) dvojna vijačnica DNA se vključi v kromosom gostiteljske celice; virusno DNA zdaj imenujemo provirus, lahko se podvojuje skopaj z gostiteljevo DNA in ostane neaktiven (v bistvu se virusna DNA na ta način skrije)
6) virusni geni se prepišejo v molekulo mRNA
7) del virusne mRNA se prevede v HIV proteine, del mRNA pa predstavlja genom za naslednjo generacijo virusov
8) okoli virusnih genomov se oblikuje kapsida
9) s površine gostiteljske celice brstijo novi virusi
Opiši faze okužbe z virusom HIV.
- HIV pozitivna je oseba, pri kateri so v krvi ugotovili prisotnost HIV, čeprav ni nujno, da se pri njej že kažejo simptomi bolezni
- kmalu po okužbi z virusom se v krvi pojavijo protitelesa za HIV, nato sledijo tri klinične faze
- faza A: HIV pozitivni brez simptomov ali z malo simptomi
- faza B: malo simptomov, število celic T pomagalk je znižano
- faza C: pojavijo se klinični simptomi AIDSA
- ↪ AIDS je zadnja faza okužbe z virusom HIV
Kaj je AIDS?
- osebe, ki se okužijo z virusom HIV, pogosto nimajo nobenih simptomov bolezni, zdravniški pregled pa lahko odkrije otečene bezgavke
- pri nekaterih se ob okužbi pojavi kratkotrajna bolezen, podobna infekcijski mononukleozi (povečanje števila levkocitov v krvi)
- ob napredovanju bolezni pa se izrazijo raznoliki simptomi, ki jih NE POVZROČA VIRUS HIV NEPOSREDNO, ampak številne drugotne okužbe, ki so posledica oslabljenega delovanja imunskega sistema zaradi zmanjšanega števila celic T pomagalk
- običajno so to redke okužbe z glivicami, virusi in bakterijami, pride pa lahko tudi do razvoja rakavega obolenja
Kaj so simptomi AIDSA?
- povišana telesna temperatura
- limfom → rak krvnih celic
- možganska toksoplazmoza
- demenca
- očesne okužbe (citomegalovirus)
- kožna vnetja (dermatitis), prdvsem na obrazu
- sor (Candida albicans) v požiralniku, sapnicah in pljučih
- različne infekcije: kronični Herpes simplex, tuberkuloza, pneumocitozna pljučnica, šen, šigeloza in salmolenoza
- diareja zaradi okužbe z Isosporo ali Cryptosporidiumum
- različno avtoimunske bolezni, predvsem uničenje trombocitov
- izrazito hujšanje
- Kaposijev sarkom → nevaren kožni tumor v obliki modro-rdečih vozličev, ki se običajno najprej pojavijo na stopalih in gležnjih, kasneje pa se razširijo po vsem telesu, tudi v dihala in prebavila
Kako poteka zdravljenje in kakšna je preventiva za okužbo z virusoom HIV?
- okužbo z virusom HIV je težko zdraviti, saj virus uničuje celice človeškega imunskega sistema in se v njih skrije
- raziskovalci preučujejo različne načine zdravljenja
- zdravilo AZT zavira delovanje reverzne transkriptaze
- veliko zdravil pa inhibira proteaze → če je proteaza inhibirana, se kopije virusa HIV spremenjene in ne morejo okužiti drugih celic
- pri novejši tehniki boja proti virusu HIV znanstveniki skušajo zvabiti virus na površino okužene celice, tam bi človekov lastni imunski sistem uničil virus HIV, imunski sistem bolnika bi okrepili s posebnim cepivom
- druga skupina znanstvenikov raziskuje možnost zdravljenja z gensko terapijo
- še vedno pa vsi opozarjajo, da je najpomembnejša preventiva
Kaj so koronavirusi?
- naravni rezervoar koronavirusov so predvsem netopirji, ki so se koevolucijsko prilagodili na te viruse, zato jim ne povzročajo težav
- koronavirusi so zajedavci različnih živali, na njih pa povzročajo različne simptome
- večina človeških koronavirusov povzroča prehladna obolenja oz. napadajo zgornja dihala
- za koronaviruse je značilno, da osebe po preboleli bolezni nimajo neke dolgotrajnejše zaščite, zato za prehladi zbolevamo vedno na novo
Naštej različne koronaviruse.
Različni koronavirusi:
SARS-CoV-1:
* virus SARS CoV-1 se je pojavil na Kitajskem v obliki kratke epidemije leta 2003
* smrtnost pri tej okužbi je bila veliko večja (⁓9%, starejši od 60 let → več kot 50%), kot pri sedanjem SARS-CoV-2
* leta 2005 so sporočili, da so to okužbo iztrebili
MERS-CoV:
* leta 2012 se je v Savdski Arabiji pojavil virus MERS-CoV, okužba je preskočila s kamele na človeka in se razširila po svetu
* preskok tega virusa s človeka na človeka se je zgodil le v enem primeru
SARS-CoV-2
* koronavirus SARS-CoV-2 se je pojavil novembra 2019 v Vuhanu na Kitajskem
* po zgradbi je najbolj podoben SARS-CoV-1
* neposreden izvor tega virusa ni poznan, krožijo različne hipoteze, vendar nobena ni potrjena
* smrtnost zaradi COVIDA 19 je bila na začetku pandemije okoli 2%
Opiši zgradbo koronavirusa.
- ta virus ima na površini različne beljakovine, S, N, M in E
- v notranjosti kapside ima enoverižno RNA
- pri vstopu virusa SARS-CoV-2 v celico se glikoprotein S (spike) veže ne receptorje ACE2
- ACE2 receptorji so značilni predvsem za celice v pljučnih mehurčkih, arterijah, gladkih mišicah, tankem črevesu in ledvicah
- pri vstopu virusa v celico sodelujejo še druge molekule na površini celic (furinske proteaze → furin se veže na virus, TMPRSS2 → povzroči, da se znotraj sprosti nukleinska kislina)
Opiši prokarionte.
- so najstarejši organizmi na Zemlji
- zaradi svoje dolge evolucijske zgodovine so med seboj zelo različni, tako po svoji kemijski zgradbi, kot po presnovi
- vse danes živeče in izumrle prokarionte uvrščamo v dve domeni:
- evbakterije/bakterije
- arheje → živijo v ekstremnih življenjskih razmerah (v toplih vrelcih, v ekstremno slanih vodah, v močvirjih brez kisika), predpostavljamo, da so bolj sorodne evkariontom, kot evbakterijam (zaradi zgradbe celične membrane in po organiziranosti DNA)
- prokarionti potrebujejo vodno okolje, da opravljajo svoje življenjske funkcije, vendar pa lahko neugodne pogoje preživijo popolnoma izsušeni, kot spore/endospore
Opiši zgradbo prokariontske celice.
Krožna DNA → nosi informacije o zgradbi in delovanju celice.
Plazmidi → so nekakšna dodatna krožna DNA, ki nosi informacije, ki omogočajo preživetje v določenih razmerah. Celice si lahkoplazmide podajajo, saj se podvojijo neodvisno od delitve celice.
Ribosomi → so manjši kot pri evkariontih, zgrajeni iz beljakovin in rRNA, potrebni pa so za sintezo beljakovin.
Citoplazma/citosol → v njem so raztopljene različne organske in anorganske molkule.
Celična membrana → je setavljena iz dveh plasti fosfolipidov in beljakovin.
Uvihki celične membrane → na njih lahko poteka fotosinteza ali celično dihanje.
Celična stena → daje celici obliko in zaščito.
Kapsula → je želatinast ovoj, njena vloga je pritrditev in preživetje v neugodnih razmerah. V njej so lahko fimbriji.
Fimbriji → služijo pritrditvi.
Prokariontski biček → služi premikanju.
Spolni pilus nastane, če se dve celici prepoznata med sabo in izvedeta konjugacijo.
Opiši oblike bakterij.
- razlikovanje bakterij po obliki ne izraža njihove sorodnosti, vendar ima pa praktični pomen, saj omogoča lažjo mikroskopsko identifikacij
- pri tem se običajno uporablja še barvanje po Gramu z metil vijoličnim barvilom
- Gram pozitivne bakterije imajo samo celično steno iz peptidoglikana in ostanejo po barvanju temno vijolične ali temno modre, saj celična stena prepusti barvilo
- Gram negativne bakterije pa imajo na zunanji strani celične stene še lipoproteinsko plast (ki otežuje prehajanje barvila), zato se z Gramovim barvilom slabo obarvajo in ostanejo po barvanju svetlo rožnate
- koki → okrogli
- diplokoki → dva okrogla skupaj
- stafilokoki → grozdaste oblike
- streptokoki → vrvice
- bacili → paličasti
- spirile → vijugasti
Kako poteka nespolno razmnoževanje/cepitev bakterij?
1) najprej se podvoji krožna DNA/kromosom
2) kromosoma se nato ločita
3) med celicama prihaja tudi do delitve citoplazme
4) celica se je delila, dobimo dve celici, vsaka pa ima svoj kromosom
Kaj je paspolno razmnoževnje in kako poteka?
- zgodi se lahko med istovrstnimi in tudi raznovrstnimi bakterijami
- pri tem procesu si bakterije med seboj izmenjajo majhne plazmide (majhne koščke krožne DNA), na katerih je nekaj genov, ki jim lahko omogočajo boljše preživetje v spremenjenih pogojih
1) bakterijski celici se prepoznata in nastane spolni pilus
2) v celici dajalki se ena polinukleotidna veriga loči od plazmida in lahko potuje po votlem spolnem pilusu do celice dajalke
3) na vsaki enojni polinukleotidni verigi, ki nam je ostala (tako na tisti, ki je ostala v celici dajalki, tako na tisti, ki je zdaj v celici sprejemnici) se bodo dodali ustrezni nukleotidi in spet bomo v plazmidu imeli dve polinukleotidni verigi
Opiši presnovo bakterij - pridobivanje energije.
- avtotrofne bakterije same izdelajo organsko snov iz anorganske; poznamo:
· fotoavtotrofi vršijo fotosintezo → kot vir energije uporabljajo svetlobo, večina izrablja vodo kot vir vodika (cianobakterije), nekatere pa dobijo vodik iz drugih molekul npr. H2S (škrlatne in žveplove)
· kemoavtotrofne → dobijo energijo z oksidacijo anorganskih spojin (npr. H2S, NH4+) (take bakterije vsebujejo encime za razgradnjo določene snovi, ob oksidaciji se tako sprosti energija) - heterotrofne bakterije se prehranjujejo z organsko snovjo; delimo jih na:
· gniloživke, ki razgrajujejo mrtvo organsko snov v anorgansko, ki je na razpolago rastlinam, zato so izredno pomembne za kroženje snovi v naravi
· zajedavci se prehranjujejo z živimi organizmi in povzročajo številne bakterijske okužbe pri različnih evkariontih
· simbiotske bakterije živijo v sožitju z nekaterimi evkariontskimi organizmi (npr. simbiotske bakterije v gomoljčkih nekaterih rastlin (predvsem stročnic), ki vežejo zračni dušik in druge nitrate; simbiotske bakterije v vampu prežvekovalcev, ki razgrajujejo celulozo)
Opiši metabolizem bakterij.
- aerobi so odvisni od kisika in vršijo celično dihanje
- neobvezni aerobi, kisik, če je ta prisoten uporabljajo pri celičnem dihanju, lahko pa živijo tudi brez njega in vršijo vrenje
- obvezni anaerobi, živijo samo na področjih brez kisika, v prisotnosti kisika namreč propadejo
Kaj so patogene bakterije?
- patogene bakterije so bakterije, ki povzročajo bolezni
- organizmu škodijo tako, da mu odvzemajo hranilne snovi in/ali da izločajo strupe
- bakterije gostitelja okužijo zato, da lahko njegova tkiva izkoriščajo kot vir hrane, pri tem v gostiteljevem tkivu naredijo škodo in povzročijo obolenje, a to bakterijam ni v korist, saj je zdrav gostitelj vseeno boljši od bolnega
- če bakterije izdelujejo strupe in jih izločajo govorimo o eksotoksinih (npr. botulizem)
- če se strupi sprostijo šele po razpadu celice, govorimo o endotoksinih (npr. salmonela)
Zapiši štiri vrste prilagoditev, ki bakterijam olajšajo okužbo gostitelja, pri okužbi se potem pojavijo tudi bolezenski znaki.
I. bakterije sproščajo encime, ki razgradijo vezivno tkivo gostitelja in s tem olajšajo širjenje infekcije
II. bakterija izloča encime, ki razgrajujejo fibrin, s tem se olajša širjenje bakterij (fibrin je nitast protein; pri strjevanju krvi nastanejo skupki, ki ovirajo širjenje patogenih bakterij v okuženem območju
III. bakterija lahko izloča tudi snovi, ki uničujejo fagocite (fagocit spada v skupino belih krvnih celic, ki učinkovito prepozna in uničuje tuje celice, kakršne so lahko tudi patogene bakterije)
IV. fibrije so tanki, nitasti izrastki iz površine bakterijske celice, s katerimi se bakterija pritrdi na površino sluznice; omogočajo zbiranje bakterij na enem mestu in učinkovitejši napad na tkivo gostitelja
Zapiši značilnosti eksotoksinov.
- če bakterije izdelujejo strupe in jih izločajo govorimo o eksotoksinih
- eksotoksini so proteini, ki jih kot produkt rasti in metabolizma izdelujejo in izločajo gram-pozitivne bakterije
- eksotokisni so med najbolj strupenimi znanimi snovmi
- ker so dobro topni, lahko pronicajo v krvni obtok, ki jih potem raznese povsod po telesu
- so nestabilni in jih običajno (vendar ne vedno) lahko uničimo s toploto
- kljub temu so zelo učinkoviti in že majhne doze povzročajo znake bolezni pri okuženi osebi
- bolezni: plinska gangrena, tetanus, botulizem, davica, škrlatinka, različne stafilokokne infekcije
Zapiši značilnosti endotoksinov.
- če se strupi sprostijo šele po razpadu celice, govorimo o endotoksinih
- endotoksini so del celične stene gram-negativnih bakterij
- so predvsem lipidne molekule (v nasprotju z eksotoksini, ki so proteini)
- učinek endotoksina se pokaže šele potem, ko bakterija odmre
- endotoksini so sicer manj strupeni od eksotoksinov, so pa toplotno obstojni in zdržijo avtoklaviranje (120° eno uro)
- simptomi se pokažejo šele pri razmeroma visoki dozi, imunski sistem pa nima antitoksinov, s katreimi bi jih nevtraliziral
- bolezni: tifus, infekcije sečil, meningokoni meningitis, zastrupitev s salmonelo okuženo hrano
Kaj so antibiotiki?
- antibiotiki so snovi/zdravila, ki preprečujejo rast in razmnoževanje bakterij
- pridobivajo jih predvsem iz bakterij in gliv, lahko pa so presnovni produkti tudi drugih organizmov
- antibiotiki učinkujejo na različne procese v bakterijah
- ker se bakterije lahko hitro genetsko spreminjajo (mutacije, plazmidi,…) postajajo bakterije rezistentne/odporne na te antibiotike → velik problem v zdravstvu predstavljajo bakterijski sevi z odpornostjo proti različnim antibiotikom (multipla odpornost)
- okužbe s sevi, ki so odporni proti več antibiotikom, otežujejo zdravljenje in povečujejo umrljivost zaradi bakterijskih infekcij, obenem pa se zdravljenje precej podraži
- ker se odpornost med bakterijskimi sevi širi, so nova zdravila učinkovita le krajši čas
Kako bakterije pridobijo odpornost proti antibiotikom?
Spontano pridobljena odpornost:
* spontana mutacija zaradi sevanja ali delovanja kemičnih snovi ter napak v prepisovanju DNA
* mutirani gen tako nosi zapis za odpornost proti antibiotiku
Od tu naprej gre za horizontalen prenos genov – imamo tri primere:
Konjugacija:
* imamo plazmid v celici dajalki, ki je odporen na antibiotik 1
* v celici sprejemnici pa imamo plazmid, ki zagotavlja odpornost proti antibiotiku 2
* plazmid se prenese iz ene bakterijske celice v drugo (z dajalke na sprejemnico)
* zdaj je sprejemnica, torej druga bakterija odporna proti antibiotikoma 1 in 2
Transdukcija:
* virus je bakterijski celici vnesel bakterijski gen za odpornost proti antibiotiku
* bakterijska DNA iz virusa se vgradi v DNA druge bakterijske celice in zagotovi odpornost proti antibiotiku
Transformacija:
* v bakterijo pride prosta molekula DNA, ki vsebuje gen za odpornost proti antibiotiku
* prosta molekula DNA se vgradi v bakterijsko DNA in zagotovi odpornost proti antibiotiku
Kateri mehanizmi sodelujejo pri delovanju odpornosti?
Inaktivacija:
* mutirani encim, ki ga proizvaja bakterija, uniči molekulo antibiotika
* mnoge bakterije, odporne proti penicilinu vsebujejo encim peniciliazo, ki katalizira razpad vezi v molekuli penicilina → tako preprečijo delovanje penicilina
Sprememba na ključnem mestu:
* nekateri antibiotiki zavirajo (npr. streptomicin) sintezo proteinov na ribosomih bakterijske celice
* odpornost proti streptomicinu se lahko pojavi, če se spremeni samo ena od aminokislin na dveh ključnih položajih v ribosomu
- nekateri antibiotiki (npr. penicilin) vplivajo na sintezo proteinov bakterijske celične stene
- mutacija v genih za proteine celične stene lahko povzroči odpornost proti antibiotikom
Sprememba prepustnosti:
* antibiotiki lahko učinkujejo, če pridejo v notranjost bakterijske celice, kjer vplivajo na celične procese
* bakterijska celica lahko postane odporna proti antibiotikom, če se upočasni ali prepreči vstop antibiotika v celico
- v bakteriji se lahko pojavijo proteini, ki molekule antibiotika hitreje črpajo iz celice kot te vanjo vstopajo
Kako se prokarionte uporablja v znanosti in tehnologiji?
- tradicionalna biotehnologija: izdelava, jogurta, sira, kislega mleka, kislega zelja, kisa
- farmacija: antibiotiki, aminokisline, encimi, vitamini, hormoni
- bioremediacija: čiščenje tal, vode (pri razlitju nafte) in zraka
Kaj so cianobakterije/modrozelene bakterije? Kakšna je njihova povezava s cvetenjem jezer?
- pogosto živijo v simbiozi z drugimi organizmi (z nekaterimi spužvami, amebami, praživalmi, algami, mahovi in višjimi rastlinami)
- cvetenje jezer:
· v jezerih z veliko hranilnimi snovmi (nitrati, fosfati) se pretirano namnožijo alge in modrozelene bakterije
· ker so avtotrofi, se nahajajo tik pod gladino, kjer je še na voljo sončna svetloba
· v ugodnih pogojih (hrana, svetloba in toplota) se namnožijo, zato začnejo ovirati osvetlitev spodnjih plasti vode
· zaradi pomankanja svetlobe v spodnjih plasteh vode pride do odmiranja alg in modrozelenih cepljivk razkroj odmrlih organizmov poteka najprej aerobno (celično dihanje)
· ko zmanjka kisika, se začne anaeroben razkroj, pri čemer nastanejo tudi škodljive spojine, ki zastrupljajo vodo oz. organizme v njej
Naštej nekaj splošnih značilnosti gliv.
- glive so evkariontski heterotrofni organizmi
- prehranjujejo se z organsko hrano
- organizacijo telesa tkiv imenujemo steljka (zato jih uvrščamo med steljčnice), ker še ni diferenciacije celic v prava tkiva
- so lahko enoceličarji ali mnogoceličarji
Opiši zgradbo gliv.
- mnogoceličarji so zgrajeni iz podolgovatih celic, ki se povezujejo v dolge in razvejane nitke – hife
- hife se prepletajo v podgobje ali micelij
- pogosto hife niso deljene s prečnimi stenami v celice, tako nastanejo mnogojedrne celice ali hife → po mitozi v tem primeru ne sledi citokineza
- hife so zgrajene iz valjastih, cevastih celic, s togo celično steno iz polisaharida hitina, ki obdaja plazemsko membrano s citoplazmo
- citoplazma gliv vsebuje običajne organele evkariontske celice, nima pa plastidov (organelov rastlinske celice) in klorofila
- rezervna snov je pogosto glikogen
- zaradi toge celične stene so glive pretežno negibljive in hrane niso sposobne požirati
- večina se prehranjuje tako, da izloča prebavne encime encimi zunaj celice razgradijo večje organske molekule na manjše, enostavnejše monomere, ki jih nato vsrkajo v telo
Katere vrste gliv poznamo glede na hrano, s katero se prehranjujejo?
- gniloživke/saprofiti → vsrkavajo hranilne snovi iz mrtvega materiala
- zajedavke/paraziti → vsrkavajo hranila živih organizmov
- simbionti/mutualisti →živijo v sožitju z drugimi organizmi
Zapiši organizacijske nivoje gliv.
- enocelična oblika (najpreprostejša) (npr. kvasovke, ki jih najdemo vsepovsod v naravi)
- večcelična oblika → največ predstavnikov ima mnogocelično telo iz dolgih razvejanih hif, ki tvorijo micelij
· plesni (npr. pajčevinasta plesen, ki se razvije na hrani npr. na vlažnem kruhu; čopičasta plesen Penicilium sp. → odkril jo je Aleksander Fleming)
· rje in sneti → rje so zajedavci na vegetativnih organih rastlin (steblo, list, korenine); sneti so rastlinski zajedavci na reprodukcijskih organih rastlin
· gobe → na podgobju (miceliju) razvijejo opazne trosnjake oz. gobe → trosnjaki so zgrajeni iz tesno povezanega prepleta hif, po obliki in velikosti pa so zelo raznoliki; na plodišču nastajajo v trosovniku trosi ali spore (po mejozi) s katerimi se gliva razmnožuje.
Opiši mikorizo.
- gre za sodelovanje glive in drevesa
- drevo od glive dobi vodo, saj gliva drevesu poveča absorpcijsko površino, preko katere sprejema vodo in mineralne snovi, poleg tega pa lahko glive uničujejo škodljive patogene (to so po navadi glive npr. štorovka, ki napada drevesa, ki so že v slabem stanju)
- gliva od drevesa dobi asimilacijske produkte, ki jih drevo izdela s fotosintezo
