Mikroorganismu bioķīmiskās īpatnības

Attiecības ar skābekli

Obligāti aerobi – veiksmīgai šūnas bioķīmisko procesu norisei skābeklis ir neatņemama sastāvdaļa, bezskābekļa vidē šādi mikroorganismi iet bojā.

Fakultatīvi anaerobi – šādi organismi var pārslēgt savus bioķīmiskos procesus atkarībā no skābekļa pieejamības un vairāk vai mazāk veiksmīgi dzīvot gan atmosfēras skābekļa klātbūtnē gan bez tā.

Aerotoleranti – organismi brīvu skābekli dzīvības procesiem neizmanto, bet var netraucēti dzīvot skābekļa klātbūtnē.

Obligāti anaerobi – šiem organismiem skābeklis ir kaitīgs un atmosfēras skābekļa iedarbības rezultātā tie iet bojā. 

Barošanās tipi

Vairums baktēriju ir heterotropi organismi – tie lieto uzturā organiskas vielas, kuras uzsintezējuši citi organismi.
 Hetrotropās baktērijas, kuras barojas no atmirušām vai trūdošām organismu daļām vai organismiem, sauc par saprofītiem.

Organismus, kuri spēj paši sintezēt organiskas barības vielas, sauc par autotropiem organismiem. Tos var iedalīt:
Fotoautotropos organismos – uzņem un izmanto gaismas enerģiju.
Hemoautotropos organismos – izmanto neorganisko vielu vai dzīvības procesiem netipisku organisko vielu ķīmisko reakciju enerģiju.

 Slāpekļa fiksācija

Slāpekli fiksējošās baktērijas Rhizobium apdzīvo tauriņziežu dzimtas augu saknes, saistot gaisa slāpekli tādu ķīmisku savienojumu (amonija, nitrītu un nitrātu) veidā, kurus augi var izmantot aminoskābju un nukleīnskābju sintēzei.

Mikroorganismu nozīme medicīnā

Patogēni

Bacterium	Disease	Symptoms
Clostridium tetani	Tetanus	Muscle spasms; death possible
Rickettsia rickettsii	Rocky Mountain Spotted Fever	Chills, fever, leg & joint pain
Salmonella sp	Food poisoning	Nausea, abdominal cramps, diarrhea
Streptococcus sp.	Strep throat (streptococcal pharyngitis)	Fever, sore throat, enlarged lymph glands

Infekciju slimību muzejs - http://www.amnh.org/exhibitions/epidemic/index.html

Slimību saraksts - http://www.cdc.gov/ncidod/diseases/index.htm

Toksīni

Par toksīniem sauc vielas, kuras traucē citu organismu metabolismu vai citus dzīvības procesus. Izšķir:

Endotoksīnus – veidoti no lipīdiem un ogļhidrātiem, kuri saistīti pie gram-negatīvo baktēriju ārējās membrānas. Vairāki no šiem endotoksīni ir cilvēkam zināmās stiprākās indes.

Eksotoksīni – proteīni, kurus šūnas iekšienē sintezē gram-pozitīvās baktērijas. Pēc tam šie proteīni tiek izdalīti (sekretēti) apkārtējā vidē. Parasti šādi toksīni rada drudzi, nespēku, izraisa kapilāru bojājumus.

Piemēri

Bacillus cereus parasti ir augsnē mītoša baktērija, kas var radīt veselības problēmas bojājot pārtiku ar saviem eksotoksīniem.

Anthrax Toxin

Bacillus anthracis toksīni tika atklāta tikai 1954. gadā, jo no slimības mirstošo dzīvnieku asinīs vienmēr tika atrasts ļoti liels mikroorganismu daudzums (109 baktērijas/ml). Domāja, ka lielais baktēriju skaits rada kapilāru aizsprostojumus un tas ir nāves cēlonis. 1954. Tika noteikts, ka kapilāri tiek aizsprostoti, ja katrā asiņu mililitrā ir 3x106 šbaktēriju šūnas un slimības simptomus var radīt, ja veselam dzīvniekam ievada bezšūnu palzmu no slima dzīvnieka. Tas pierādīja, ka tiek izdalīti eksotoksīni.

Nāve no eantrxa parasti iestājas pēkšņi un negaidīti, īsā laikā audiem rotas izteikts skābekļa trūkums, palielinās asinsvadu caurlaidība, tam seko sekundārais šoks, elpošanas un sirdsdarbības traucējumi. Tas saistīts ar strauju eksotoksīnu koncentrācijas piaugumu.

Toksīns tiek sintezēts no temperatūras jūtīgas plazmīdas pX01. Toksīnu veido trīs antigēnai termolabili proteīni (faktori) ar aptuvenu molekulmasu 80 kDa.

Faktors I (edēmas faktors EF) ir atbildīgs par edēmas izraisīšanu, un pēc dabas tā ir adenilāt-ciklāze, līdzīga Bordetella pertussis adenilāt-ciklāzei.

Faktors II ir protektīvais antigēns (PA), jo tas inducē protektīvu, antitoksisku antivielu sintēzi organismā. Šīs antivielas var neitralizēt antraksas toksīnus. PA faktors ir saistītājdomēns, kurš piesaista un tur kopā abus aktīvos toksīna domēnus (EF un LF).

Faktors III pazīstams kā letālais faktors (LF) jo tas rada antraksas toksīna iedarbes letālo iznākumu. LF ir Zn⁺⁺ atkarīga proteāze, kura veicina citokīnu sintēzi makrofāgos un limfocītos, bet tās citotoksiskās darbības mehanisms īsti nav skaidrs.

Katrs no šiem faktoriem pats par sevi nav bīstams, to toksiskā iedarbība sākas tad, ja kopā sasaistījušies 2 vai visi 3 faktori.

PA+LF rada letālu iznākumu
EF+PA rada edēmu
EF+LF inaktīvs
PA+LF+EF rada edēmu un nekrozi, iznākums letāls
EF+PA kompleks jūtīgās šūnās var spēcīgi palielināt cAMP līmeni. Palielināts cAMP palielina membrānu caurlaidību un var radīt edēmu.

Makrofāgos un neitrifilos (imūnsistēmas šūnas) vērojama arī ATP rezervju izsīkšana, kā rezultātrā tiek traucēta imūnsistēmas darbība.

Virulentie anthrax bacilli vairojas bojājumu vietās. Uz turieni migrē fagocīti, taču iekapsulējušos mikroorganismus tie nespēj iznīcināt. Baciļu izdalītie toksīni nonāvē imūnsistēmas šūnas vai nopietni kavē to aktivitāti infekcijas vietā. Mikroorganismiem vairojoties, palielinās izdalīto toksīnu apjoms un tie sāk saindēt visu organismu.

Antibiotikas

Ķīmiski savienojumi, kuri kavē noteiktu baktēriju augšanu un vairošanos. Vairums antibiotisko medikamentu atvasināti no dabiskiem, baktēriju vai sēņu sintezētiem savienojumiem ar antibiotisku iedarbību. Ilggadīga noteiktu antibiotisku preparātu lietošana medicīnā veicinājusi atsevišķu baktēriju pielāgošanos apstākļiem un tās kļuvušas rezistentas (izturīgas) pret šo antibiotisko vielu iedarbību.

Penicilīns – antibiotiska viela, kura kavē šūnapvalka sintēzi.
Tetraciklīns – antibiotiska viela, kura baktērijām kavē protēīnu sintēzi.
Streptomicīns – streptomicēšu sintezēta antibiotiskā viela.
Aktinomicīns – aktinomicēšu sintezēta antibiotiskā viela.

http://biology.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http://fig.cox.miami.edu/Faculty/Dana/monera.html

uz iepriekšējo lappusi	uz sākumu	uz nākošo lappusi