Prokarionty def. Flashcards
transformacja
- przekształcenie normalnych komórek zwierzęcych w komórki rakowe.
Por. transformacja nowotworowa.
- naturalny proces paraseksualny, podczas którego komórki bakteryjne aktywnie pobierają DNA z otoczenia. Biorcy pozyskują w ten sposób geny kodujące nowe cechy. Nowa informacja genetyczna jest przekazywana komórkom potomnym tylko, jeśli pobrane DNA zostało włączone do genoforu biorcy. Z tego powodu transformacja zachodzi najczęściej w obrębie jednego gatunku (duża homologia odcinków DNA występująca między spokrewnionymi osobnikami). Transformacja zachodzi tylko w określonych warunkach i na odpowiednim etapie cyklu życiowego (wymaga kompetencji) niektórych gatunków bakterii, np. Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Rhizobium.
Uwaga: taki proces zachodzi także w komórkach drożdży.
wolutyna
substancja zapasowa występująca w postaci ziaren w cytoplazmie bakterii i niektórych grzybów (ściślej mówiąc u tych ostatnich częściej odkładana jest w wakuolach). Nieorganiczny polimer fosforanowy służący do syntezy ATP.
zakwity wody
masowy rozwój fitoplanktonu w zbiorniku wodnym. Głównie kolonijnych, nitkowatych sinic oraz zielenic (także okrzemek i euglenin). Nagromadzenie się fitoplanktonu w górnych partiach zbiornika ogranicza docieranie światła słonecznego do głębszych warstw (zahamowanie fotosyntezy), co skutkuje obniżeniem zawartości tlenu (deficyt tlenowy). Produkty beztlenowego rozkładu fitoplanktonu powodują pogorszenie jakości wody, jej walorów smakowych i zapachowych. Często jest przyczyną śmierci ryb. Niektóre produkty mogą być toksyczne. Masowe występowanie zakwitów wody jest przejawem zaburzenia równowagi ekologicznej (eutrofizacji).
W zbiornikach słodkowodnych strefy umiarkowanej zakwity występują najczęściej wiosną i jesienią. W Bałtyku zakwity sinic pojawiają się wiosną i późnym latem.
względny beztlenowiec
organizm, który w obecności wytwarza ATP w wyniku oddychania tlenowego, ale “przechodzi na oddychanie beztlenowe”, kiedy tlenu brak. Przykłady: gronkowce, paciorkowce, E. coli, salmonella, bakterie mlekowe, bakterie denitryfikacyjne, liczne gatunki drożdży.
Synonimy:
anaerob fakultatywny
transdukcja
- Proces paraseksualny polegający na przeniesieniu DNA z jednej komórki bakteryjnej do drugiej za pośrednictwem bakteriofaga. Nie wymaga żadnego kontaktu fizycznego między komórką „dawcy” i komórką “biorcy”. Po transdukcji komórka może wykazywać nowe cechy determinowane przez pobrane geny.
Cechy specyficzne w porównaniu z koniugacją i transformacją: transdukcja nie jest mechanizmem „własnym” bakterii, a jedynie przygodnym przenoszeniem genów przez bakteriofagi.
Krótko: rodzaj horyzontalnego transferu genów, w którym fagi (wirusy) przenoszą bakteryjny DNA z jednej komórki do drugiej.
taksja
aktywny ruch całego organizmu (np. bakterii, pierwotniaka, jednokomórkowego glonu, nicienia) lub komórki (np. plemnika, makrofaga), który jest reakcją na bodziec kierunkowy. Ruch w kierunku bodźca to taksja dodatnia, w kierunku przeciwnym – taksja ujemna. Taksje są rodzajem reakcji wrodzonych warunkowanych genetycznie.
Krótko: aktywny ruch organizmu (najczęściej drobnego) lub komórki w kierunku do lub od bodźca. Rodzaj elementarnego zachowania wrodzonego.
prokarionty
najstarsze, najmniejsze i najprostsze znane organizmy tworzące grupę Prokaryota. Pierwsze pojawiły się na Ziemi ponad 3,6 mld lat temu.
Cechy ogólne:
zdecydowana większość to jednokomórkowce, jedynie część gatunków tworzy charakterystyczne, dość luźne skupienia komórek;
w komórkach nie ma jądra ani organelli takich, jak u eukariontów*;
funkcjonalnym odpowiednikiem jądra komórkowego jest nukleoid (z genoforem);
w cytozolu występują plazmidy;
zawierają liczne rybosomy (wyłącznie “typu” 70S);
większość wytwarza ścianę komórkową (mureinową);
rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo (głównie przez prosty podział komórki); w optymalnych warunkach bardzo wysokie tempo podziałów;
u bakterii stwierdzono procesy paraseksualne, w których dochodzi do rekombinacji materiału genetycznego (koniugacja, transformacja i transdukcja, czyli tzw. poziomy transfer genów);
wykazują największe zróżnicowanie metabolizmu (część zdolna jest do diazotrofii);
strategie ożywiania się: większość jest heterotroficzna, część to fotoautotrofy albo chemoautotrofy. Dla zainteresowanych: nieliczne są fotoheterotrofami;
oddychanie tlenowe lub beztlenowe;
wytwarzają formy przetrwalne: cysty lub endospory;
najbardziej rozpowszechnione organizmy na Ziemi.
(od greckiego: pros – przed i karyon – orzech, jądro)
Współcześnie do prokariontów zalicza się dwie domeny: bakterie (bakterie właściwe/eubakterie) i archeany (zwane czasem archebakteriami lub archeonami).
plazmidy
małe koliste cząsteczki dwuniciowego DNA, która zawierają dodatkowe geny niezależnie od tych zlokalizowanych w chromosomie bakteryjnym. W jednej komórce zwykle jest więcej plazmidów. Plazmidy odkryto również u niektórych eukariontów takich, jak np. drożdże.
Uwaga: plazmidy replikują się niezależnie od genoforu i mogą być przenoszone z jednej komórki do innej!
plazmid F
plazmid zawierający czynnik F tj. czynnik płciowy. Występuje u bakterii nadając ich komórkom cechę osobnika męskiego, przekazującego materiał genetyczny komórce biorcy (żeńskiej) w czasie koniugacji.
Czynnik F nazwano dodatkowym chromosomem płciowym determinującym płeć u bakterii. Jest kolistą cząsteczką DNA zwaną episomem, ale może występować także jako element zintegrowany z chromosomem bakteryjnym. Obeność czynnika F powoduje, że bakteria zachowuje się jak osobnik męski przekazując w czasie koniugacji swój materiał genetyczny komórce biorcy (żeńskiej). U E. coli czynnik F jest zbudowany z ok. 94 000 par zasad i stanowi ok. 2,5% materiału genetycznego bakterii.
peptydoglikan
– rodzaj polimeru w ścianach komórkowych bakterii, składający się z mureiny usieciowanej przez krótkie peptydy (mostki peptydowe).
Mureina chemicznie jest biopolimerem zbudowanym z łańcuchów zmodyfikowanych cukrów (kwasu muraminowego i N-acetyloglukozaminy – nie musisz ich znać!).Funkcje peptydoglikanu:
chroni bakterie przed skutkami zmian osmotycznych środowiska oraz czynnikami chemicznymi i urazami mechanicznymi, otacza szczelnie komórkę nadając jej kształt.
proces paraseksualny
zjawisko przeniesienia DNA z jednej komórki bakteryjnej do drugiej, prowadzące do rekombinacji materiału genetycznego. W procesie paraseksualnym nie powstają ani gamety, ani nowe osobniki (nie jest on więc rozmnażaniem!). Zachodzi u bakterii drogą koniugacji, transformacji lub transdukcji. Po procesie paraseksualnym komórka biorcy może wykazywać nowe cechy determinowane przez pobrane geny.
plazmid Ti
plazmid bakterii Agrobacterium tumefaciens indukującej guzy korzeni u zaatakowanych roślin. Po wniknięciu do komórek rośliny integruje fragment DNA (T-DNA) z chromosomem gospodarza. Plazmid Ti jest często używany jako wektor w inżynierii genetycznej roślin.
pila
rodzaj długiej fimbrii – specyficzny, pusty w środku “włosek” komórkowy. Podczas koniugacji łączy komórki o odmiennym typie płciowym (koniugacyjnym). Przez puste wnętrze pili materiał genetyczny (np. w postaci plazmidu) przechodzi z komórki dawcy do komórki biorcy.
Krótko: u bakterii rodzaj fimbrii, która podczas koniugacji łączy komórkę dawcy z komórką biorcy.
otoczka bakteryjna
cienka, widoczna w mikroskopie świetlnym i klejąca warstwa, która otacza ścianę komórkową wielu prokariontów. Chroni komórki przed wysuszeniem lub fagocytozą. Zazwyczaj jest zbudowana z polisacharydów i wody.
nukleoid
nieobłoniony obszar cytoplazmy komórek prokariotycznych, w którym znajduje się genofor (kolista nić DNA zwana chromosomem bakteryjnym). Nukleoid jest funkcjonalnym odpowiednikiem jądra komórkowego eukariontów.
Monera
tradycyjna i obecnie już całkowicie przestarzała jednostka taksonomiczna obejmująca prokarionty.
koniugacja
termin stosowany do określania różnych procesów zwykle prowadzących do rekombinacji genetycznej:
- proces paraseksualny u bakterii polegający na bezpośrednim przeniesieniu DNA (plazmidu, fragmentu lub całego genomu) z komórki dawcy do komórki biorcy. Wymaga czasowego połączenia komórek. Komórka dawcy wchodzi w kontakt z komórką biorcy za pośrednictwem pili wytwarzającej cienki mostek cytoplazmatyczny. Po koniugacji komórka biorcy nabiera pewnych cech komórki dawcy.
Komórka dawcy określana jest jako “męska” (zawiera czynnik F lub RTF określający męską “płeć bakterii”), natomiast komórka biorcy określana jest jako “żeńska”.
Mówimy tu o poziomym transferze genów (informacji genetycznej).
kolonia bakteryjna
widoczne gołym okiem skupisko wielu komórek bakteryjnych powstałych z jednej komórki wyjściowej. W celu uzyskania odizolowanych kolonii stosuje się różne metody posiewu.
kwasy tejchojowe
polimery składające się z reszt glicerolu lub innego alkoholu połączonego z grupami fosforowymi. Występują w ścianie komórkowej bakterii Gram-dodatnich. Odgrywają ważną rolę w podziałach komórkowych, a u bakterii patogennych także w kolonizacji komórek gospodarza (są istotnym czynnikiem wirulencji). Obecnie trwają pracę nad nowymi lekami, których celem jest blokowanie syntezy kwasów tejchonowych.
kompetencja
naturalny stan komórek bakteryjnych, w którym DNA z otoczenia może przedostać się do ich wnętrza. Kompetencja jest charakterystyczna dla niektórych gatunków bakterii, np. Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Rhizobium.Stan kompetencji jest podstawowym warunkiem transformacji i wymaga wytworzenia specjalnego białkowego czynnika kompetencji. Naturalne szczepy mają stosunkowo niską kompetencję. W warunkach laboratoryjnych kompetencja może być podwyższona przez traktowanie organizmów roztworami soli.
Krótko: fizjologiczny stan zdolności bakterii do transformacji.
Ważne! Kompetencję wykazują także pewne szczepy drożdży (Saccharomyces).
indeks coli
liczba pałeczek okrężnicy (Escherichia coli) wykrytych w 1 dm3 badanej wody. Jeden ze wskaźników występowania w wodzie mikroorganizmów chorobotwórczych, określany czasem jako wskaźnik fekalnego zanieczyszczenia wody.
Uwaga: indeksu coli nie należy mylić z mianem coli (chociaż oba wskaźniki służą temu samemu celowi).
genofor
genofor („chromosom bakteryjny”) – podstawowa struktura przechowująca u prokariontów materiał genetyczny. Ma postać dwuniciowej kolistej cząsteczki DNA (tworzącej zamknięty okrąg). Jest zwinięty w kilkadziesiąt pętli stabilizowanych przez rdzeń zbudowany z zasadowych białek i RNA.
Dla zainteresowanych: genofor jest połączony z błoną komórkową.
anabioza
stan krańcowego obniżenia aktywności życiowej organizmu w niekorzystnych warunkach środowiska, np. zbyt wysoka albo niska temperatura, brak ważnego składnika pokarmowego czy też niedostatek wody. Obserwowana jest głównie u prostych organizmów, np. bakterii czy protistów tworzących formy przetrwalnikowe. Anabioza występuje także u nicieni, mszaków i porostów.
Stan anabiozy nazywany jest czasem życiem utajonym.
akineta
rodzaj komórki przetrwalnej powstającej w wyniku przekształcenia się komórki wegetatywnej. Następuje zgrubienie ścian komórkowych i zwiększenie rozmiarów komórki. Zanikają barwniki asymilacyjne, a w cytoplazmie odkładane są substancje zapasowe.
Przykład: akinety u sinicy z rodzaju Anabaena.
