Prionok vírusok és baktériumok Flashcards
Prionok
A prionok tulajdonképpen fertőzőképes fehérjék. Felépítésüket tekintve még a vírusoknál is
egyszerűbbek, a fertőzés mechanizmusában azonban van némi párhuzam a prionok és a
vírusok közt. A gazdaszervezet fehérjéinek struktúráját képesek a saját, hibás szerkezetükhöz
hasonlóvá átalakítani, így replikálni magukat. A vírusok szintén a gazdasejtet kihasználva
másolják magukat.
hogyan viselkednek a prionok
A prionok egy adott fehérje olyan,
energetikailag kedvezőbb harmadlagos
szerkezetű módosulatai, melyek saját, a testben
is megtalálható, energetikailag kedvezőtlenebb
módosulataikat magukhoz hasonló prionná
alakító enzimként viselkednek. Tehát nem elég,
hogy egy fehérje véletlenül ‘átlendüljön’ a
kedvezőbb konformációba, hanem ennek
hatására a többi fehérje kedvezőbb energetikai
állapotba való jutását is irányítania, azaz
katalizálnia kell.
A prion által átalakított fehérje
Az átalakított fehérje, mivel elveszti eredeti alakját, nem képes
ellátni feladatát a szervezetben, viszont képes átalakító-enzimként működni, és így további
fehérjéket prionokká alakítani. A fertőzés így terjed.
miért veszélyes a prionfertőzés
A fehérjék nem csak úgy véletlen
képződnek, mindig annyi és olyan szintetizálódik amennyi és amilyen éppen szükséges.
Mindegyik jól behatárolt feladat ellátását végzi, így belátható, hogy egy bizonyos fehérje
folyamatos átalakulása prionokká, végzetes következménnyel járhat a szervezetre nézve.
A szervezet reakciója a prionfertőzésre
Szervezetünk természetesen védekezni próbál ez ellen, így az adott fehérje túltermelődése
következik be, ennek hatására viszont bekövetkezhet a sejt apoptózisa (programozott
sejthalál) a túlzott fehérje jelenlét miatt. A szervezet enzimkészlete a prionfehérjéket nem
tudja lebontani.
A prionfertőzés különlegessége
A prionok, a kórokozók egyéb fajtáitól, baktériumoktól,
állati egysejtűektől, férgektől eltérően nem tekinthetők élőlénynek. Szaporodnak ugyan, és át
is örökítik magukat, de nem változtatják meg a tulajdonságaikat. A prion éppen ezért nem
tekinthető élőnek semmilyen tekintetben.
Prionbetegségek
A tudomány mai állása szerint prionok okozzák a szarvasmarhákat fertőző
szivacsos agysorvadást (BSE), amelyet tévesen kergemarhakórnak neveznek, és már macskák
esetében is leírták (FSE), a juhok surlókórját (scrapie), az emberi Creutzfeldt-Jakob
szindrómát és a pápua új-guineai foré törzs bennszülötteinél honos „nevető halál”-t, a kurut. A prionbetegségek nem gyógyíthatók, különböző sebességgel, de mindenképpen halálhoz vezetnek.
Vírusok
Fertőzőképes genetikai információ (latinul mérget jelent). Valószínű, hogy prokariótákból
kiszakadt ősi képletek. Ivanovszkij fedezte fel őket a múlt században a dohánylevél
mozaikosodásán. Felépítésük jellegzetes, nem illeszthetők be a jelenlegi fejlődéstörténeti
rendszerbe. Nem sejtes szerveződésűek, önmagukban életjelenségeket nem mutatnak, nem mozognak, nem szaporodnak, és nem is táplálkoznak. Önálló anyagcserére nem képesek. Mindenképp élődködők, obligát paraziták.
vírusok felépítése
Örökítőanyag (DNS, RNS) +
fehérjeburok + burok (peplon) nem mindig.
Fehérjeburok felépítése alapján az alakjuk
lehet helikális (csőszerű), kubikális
(sokszög) és binális (komplex, mindkét
szerkezet) vírusok.
vírusok szaporodása
Nem szaporodnak, szaporíttatják magukat, amihez
élő gazdasejt kell (csak az élő sejtek után alakulhattak
ki).
1. A gazdasejt felszínén való megkötődés.
2. A vírus-örőkítőanyag bejutása a sejtbe.
3. A fehérjeburok (kapszid) szétesése.
4. Megtermelődnek a vírus anyagai.
5. A DNS és fehérje részek érett, fertőző vírusegységgé
állnak össze.
6. Kiszabadulás: ez általában a sejtek szétesésével jár.
Megjelenési formák
vegetatív vírus - gazdasejten belüli, aktív forma (ott szaporíttatja
magát), virion– inaktív, gazdasejten kívüli forma.
Nagyságuk
1 és 300 nm között. Csak elektronmikroszkóppal vizsgálhatóak.
Baktériumok
Prokarióták országába (birodalom) tartoznak
(baktériumok, kékbaktériumok). Sejtes
szerveződésűek.
Testfelépítésük: sejtes, mikrométeres
nagyságrendűek (1-10 μm). Csak
mikroszkóppal láthatóak (fénymikroszkóp).
Alakjuk: gömb (coccus), pálcika (bacillus), csavart (spirillum).
Mozgás: ostorokkal
Fotoautotróf baktériumok
- Szervetlenből szervest
- fényenergia segítségével (fotoszintézis)
- ilyenek a bíborbaktériumok
Kemoautotróf baktériumok
- kemoszintetizáló (kémiai energia)
- vasbaktériumok - Fe 2+ - Fe 3+
- kénbaktériumok - S2- - SO42-
- nitrifikáló baktériumok - NH3 →NO2- és NO2- → NO3-
Heterotróf baktérimok
- szaprofiták
- mutualisták
- paraziták
szaprofita (lebontó) baktériumok
- talajban élő bakt. többsége
tejsavbaktériumok (tejsavas erjedés)
ecetsav baktériumok (ecetsavas erjedés)
együttélő (mutualista) baktériumok
N-gyűjtő bakt. (pillangósok gyökérgümőjében)
cellulózbontó bakt. (kérődzők gyomra)
vitamintermelő bakt. (K és B vit.) emberi vastagbél
Élősködő (parazita) bakériumok
- kolera, vérhas, pestis, tüdőgyulladás, tbc
- különböző nemi btegésgek: tripper, kankó, szifilisz
- tetanusz, torokgyík
baktériumok elterjedése
mindenhol (talaj, víz, levegő), egyes fajok (archea - ősbaktériumok) az extrém
körülményeket is bírják (jégmezők, hőforrások). 1 gramm talaj vagy szennyvíz több millió
baktériumot tartalmaz. Gyakorlatilag mindenhol megtalálhatók pl. emberi bőrön vagy a
levegőben is.
Baktériumok szaporodása
osztódással, hasadással (ivartalan), akár 20-30 percenként. Genetikai
információt (pl. rezisztencia gént) is képesek átadni egymásnak -plazmid- konjugációval.
Baktérimok spóraképzése
nem szaporodási forma!!! Ilyenkor tartós, ellenálló sejtté alakul (nagy
nyomást, hideget, meleget, főzést elviseli), akár évtizedekig-évszázadokig kibírja életképes
állapotban a kedvezőtlen körülményeket.
Baktérimok jelentősége
iparban (élelmiszeripar: tejtermékek, savanyú káposzta), gyógyszeriparban
antibiotikum gyártás (génsebészet: vitaminok, hormonok gyártása), ökoszisztémában
(lebontók, gombákkal együtt).
Baktériumok jelentősége a nitrogén körforgásban
Az atmoszférikus nitrogént ammóniumként a Rhizobium talajbaktériumok kötik meg, amelyek a talajban élnek a pillangósok gyökérzetén, és azzal szimbiózisban egy új szervet hoznak létre, a nitrogénkötő gyökérgümőt. A lebontó szaprofita szervezetek a szerves maradékokat elbontják, és az ammónium és más nitrogénvegyületek, (amelyek pl. villámok hatására az atmoszférikus
nitrogénből keletkeznek) felhalmozódnak a talajban. Egyes baktériumok, amelyek szabadon élnek a talajban, az ammóniumot átalakítják nitritté (Nitrosomonas baktérium), majd más baktériumok nitráttá (Nitrobacter baktérium), ami a zöld növények számára felvehető. A nitrátokból a denitrifikáló baktériumok képeznek újra nitrogént.
A nitrogén jelentősége
Nitrogén minden élő szervezet számára nélkülözhetetlen, mint a fehérjék, nukleinsavak és egyéb, az élő
szervezetekben előforduló vegyületek alkotórésze. A növények képesek szervetlen nitrogénvegyületekből szerves
nitrogénvegyületeket építeni. Az ember és az állat végső fokon a növények által szerves anyagokba beépített
nitrogént használják fel növényi táplálék alakjában, vagy növényevő állatok húsának az elfogyasztásával.
Antibiotikum hatása baktériumokra és vírusokra
Az antibiotikumok a baktériumsejt szaporodását (sejtfal és sejtmembránkárosítás) illetve
életfolyamatait (DNS, RNS illetve fehérjeszintézis) eltérő mechanizmusokkal gátolják. A
gátolt életjelenségek és a károsított struktúrák olyan jellemzői a baktériumsejtnek, amelyekkel
a vírusok nem rendelkeznek, emiatt az antibiotikumok nem hathatnak rájuk.
Antibiotikumok
Olyan (anyagok) gyógyszerek, melyek az állati (illetve emberi)
szervezetben megtelepedett baktériumokat elpusztítják vagy szaporodásukat gátolják. A
legismertebb a penicillin, a Penicillium notatum penészgomba terméke, Alexander
Fleming fedezte fel 1928-ban.
Griffith és Avery kísérletei, 1928 és 1944: A baktériumtranszformáció
A molekuláris genetikai kutatások kiindulópontja, a baktériumtranszformáció
felfedezése.
Griffith angol kutató 1928-ban tüdőgyulladást okozó baktériumokkal végzett kísérleteket. A
vizsgált baktériumnak két változata van. A vastag tokkal körülvett S-változat egerekbe oltva
tüdőgyulladást okozott. A sejtfallal határolt, tokkal nem rendelkező R-változat ezzel szemben
nem kórokozó, az egerekben nem okozott tüdőgyulladást. A hővel elölt S-változat és az élő
R-változat keverékével beoltott egerek egy része tüdőgyulladásban elpusztult, és szöveteikben
élő S-változatot lehetett kimutatni. A jelenséget baktériumtranszformációnak nevezte el. Griffith feltételezte, hogy a hővel elölt S-változat anyagai valamilyen módon átalakítják az R-
változatot tokképző S-változattá (a pontos magyarázatot nem sikerült kiderítenie).
Avery amerikai kutató 1944-ben igazolta, hogy a transzformációért felelős anyag a DNS. A
hővel elölt S-változatokat különböző emésztőenzimekkel kezelték (fehérje-, RNS-, DNS-,szénhidrát-, illetve zsírbontó enzimek). A megemésztett, hővel elölt S-változatokat élő R-
változatot tartalmazó tenyészethez keverték, majd megvizsgálták, hogy megjelenik-e bennük a kórokozó S-változat. A kísérlet során csak abban a tenyészetben nem találtak élő S-
változatokat, amelyet DNS-bontó enzimmel kezeltek. Ezzel igazolták, hogy a transzformációért felelős anyag a DNS.
