Mikrobiologia

Jadwiga Baj

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-012-0331-3

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

401

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

. Mikrobiologia. Red. Baj, Jadwiga . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018, 401 s. ISBN 978-83-012-0331-3

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A2 Baj, J.

T1 Mikrobiologia

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2018

SN 978-83-012-0331-3

Bibliografia BibTex:

@Book{ 198820, author = "", editor = "Baj, Jadwiga", title = "Mikrobiologia", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2018", address = "Warszawa", isbn = "978-83-012-0331-3" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU -

ED - Baj, Jadwiga

TI - Mikrobiologia

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2018

SN - 978-83-012-0331-3

ER -

Netografia (standard APA):

. Red. Baj, Jadwiga. Mikrobiologia [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018 [dostęp: 30 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/mikrobiologia-jadwiga-baj-198820.

biologia molekularna, mikrobiologia, bakterie, wirusy

Książka jest jedynym podstawowym podręcznikiem do mikrobiologii na polskim rynku. W rozdziałach opisujących budowę, metabolizm i genetykę prokariotów (II-VI) omówiono zarówno cechy wspólne dla obu tych grup mikroorganizmów, jak i fundamentalne wła...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-012-0331-3

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

401

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Przedmowa10
Najważniejsze stosowane skróty12
1. Wprowadzenie16
1.1. Krótki zarys historii mikrobiologii16
1.1.1. Początki16
1.1.2. Rozwój mikrobiologii medycznej17
1.1.3. Udoskonalanie mikrobiologicznych metod badawczych19
1.1.4. Poznawanie różnorodności bakterii20
1.1.5. Odkrycie wirusów21
1.1.6. Próby klasyfikacji bakterii21
1.2. Ogólna charakterystyka mikroorganizmów22
1.3. Carl Woese i trzy domeny świata żywego23
1.4. Systematyka prokariotów24
1.4.1. Nazewnictwo prokariotów25
1.4.2. System klasyfikacji prokariotów26
1.4.3. Gatunek, podgatunek i odmiana u prokariotów27
1.5. Charakterystyka domen prokariotycznych28
1.5.1. Domena Bacteria28
1.5.2 Domena Archaea28
2. Budowa i funkcjonowanie komórek prokariotycznych30
2.1. Wielkość i morfologia komórek prokariotycznych oraz tworzone przez nie układy30
2.2. Ogólna budowa komórki prokariotycznej32
2.3. Cytoplazma, nukleoid i rybosomy33
2.4. Ziarnistości stanowiące materiały zapasowe33
2.4.1. Granule wielocukrowe34
2.4.2. Polihydroksymaślan i inne polihydroksyalkaniany34
2.4.3. Cyjanoficyna35
2.4.4. Lipidy35
2.4.5. Polifosforany35
2.4.6. Krople siarki35
2.5. Inne struktury występujące w cytoplazmie36
2.5.1. Magnetosomy36
2.5.2. Bakteryjne mikroprzedziały37
2.5.3. Pęcherzyki gazowe38
2.5.4. Węglany38
2.6. Błona komórkowa prokariotów39
2.6.1. Budowa błony komórkowej bakterii40
2.6.2. Błony wewnątrzcytoplazmatyczne bakterii41
2.6.3. Błona komórkowa archeonów41
2.6.4. Funkcje błony komórkowej42
2.6.5. Transport przez błonę komórkową42
2.7. Ściana komórkowa bakterii45
2.7.1. Budowa peptydoglikanu45
2.7.2. Biosynteza peptydoglikanu46
2.7.3. Ściana komórkowa bakterii gramdodatnich48
2.7.4. Ściana komórkowa bakterii gramujemnych51
2.7.5. Barwienie metodą Grama53
2.7.6. Ściany komórkowe archeonów53
2.8. Warstwa S archeonów i bakterii55
2.9. Otoczki i pochewki55
2.10. Sekrecja56
2.9.1. Rola otoczek56
2.9.2. Pochewki56
2.10.1. Przenoszenie białek do błony cytoplazmatycznej i przestrzeni peryplazmatycznej57
2.10.2. Przenoszenie białek przez dwie lub trzy błony57
2.11. Pęcherzyki błonowe i nanorurki59
2.11.1. Pęcherzyki błonowe59
2.12. Fimbrie, pilusy i włókienka amyloidowe60
2.11.2. Nanorurki60
2.13. Ruch prokariotów61
2.13.1. Ruch rzęskowy bakterii62
2.13.2. Inne sposoby poruszania się bakterii63
2.13.3. Struktury powierzchniowe archeonów65
2.14. Chemotaksja bakterii66
3. Metabolizm prokariotów68
3.1. Ogólna charakterystyka metabolizmu68
3.1.1. Enzymy69
3.1.2. Wymagania pokarmowe prokariotów70
3.1.3. Typy pokarmowe prokariotów71
3.1.4. Sposoby syntezy ATP72
3.2. Pierwiastki biogenne76
3.2.1. Źródła węgla76
3.2.2. Azot81
3.2.3. Siarka85
3.2.4. Fosfor87
3.2.5. Żelazo88
3.2.6. Czynniki wzrostowe88
3.3. Główne szlaki metaboliczne89
3.3.1. Główne szlaki katabolizmu cukrów90
3.3.2. Fermentacje, reakcja Sticklanda i szlak deiminazy argininowej94
3.3.3. β-oksydacja kwasów tłuszczowych98
3.3.4. Cykl kwasów trikarboksylowych100
3.3.5. Cykl glioksalowy101
3.4. Metabolizm chemolitotrofów102
3.4.1. Nitryfikacja i anamoks103
3.4.2. Utlenianie siarki i jej związków nieorganicznych107
3.4.3. Metabolizm wodoru108
3.4.4. Utlenianie tlenku węgla110
3.4.5. Utlenianie żelaza110
3.4.6. Utlenianie innych związków nieorganicznych111
3.5. Metabolizm tlenowy i beztlenowy112
3.5.1. Tlen w metabolizmie prokariotów112
3.5.2. Oddychanie112
3.5.3. Oddychanie beztlenowe113
3.5.4. Międzygatunkowy transfer elektronów i wodoru oraz syntrofia121
3.6. Metabolizm fototrofów122
3.6.1. Ogólna charakterystyka bakterii fotosyntetyzujących122
3.6.2. Ogólna charakterystyka fotosyntezy122
3.6.3. Fotosynteza anoksygenna125
3.6.4. Fotosynteza oksygenna128
3.7. Asymilacja dwutlenku węgla i związków C1131
3.6.5. Inny sposób wykorzystania światła przez prokarioty131
3.7.1. Cykl Calvina133
3.7.2. Redukcyjny cykl kwasów trikarboksylowych134
3.7.3. Redukcyjny szlak acetylo-CoA (szlak Wooda–Ljungdahla)136
3.7.4. Podwójny cykl 3-hydroksypropionianu137
3.7.5. Asymilacja węgla u metylotrofów137
4. Wzrost i cykle życiowe prokariotów142
4.1. Wzrost bakterii w hodowlach płynnych142
4.1.1. Hodowle okresowe142
4.1.2. Hodowle ciągłe i synchronizowane143
4.2. Wpływ czynników fizyko-chemicznych na wzrost prokariotów144
4.2.1. Wpływ temperatury144
4.2.2. Wpływ pH147
4.2.3. Wpływ ciśnienia osmotycznego (w tym zasolenia)147
4.2.4. Wpływ ciśnienia hydrostatycznego148
4.2.5. Wpływ tlenu i jego form reaktywnych149
4.2.6. Wpływ innych warunków środowiska150
4.3. Wzrost i rozmnażanie prokariotów151
4.3.1. Cytoszkielet bakterii i jego udział w podziale komórki151
4.3.2. Elementy cytoszkieletu i podział komórki archeonów153
4.4. Cykle życiowe bakterii154
4.4.1. Escherichia coli154
4.4.2. Hyphomicrobium (Proteobacteria) i Pirellula (Planctomycetes)154
4.4.3. Caulobacter crescentus i Sphaerotilus natans (Proteobacteria)155
4.4.4. Epulopiscium fishelsoni (Firmicutes)155
4.4.5. Bdellovibrio bacteriovorus (Proteobacteria)155
4.5. Formy przetrwalnikowe bakterii156
4.4.6. Dermocarpa (Cyanobacteria)156
4.4.7. Chlamydie156
4.5.1. Endospory (Firmicutes)156
4.5.2. Spory (konidia) promieniowców (Actinobacteria)158
4.5.3. Egzospory i cysty (Proteobacteria)159
4.5.4. Miksospory bakterii śluzowych (Proteobacteria)160
4.5.5. Akinety sinic nitkowatych (Cyanobacteria)161
5. Udział prokariotów w funkcjonowaniu biosfery162
5.1. Mikroorganizmy a granice biosfery162
5.2. Podstawowe terminy i pojęcia stosowane w ekologii mikroorganizmów i mikrobiologii środowisk163
5.2.1. Relacje troficzne w ekosystemach163
5.3. Miejsca występowania prokariotów na Ziemi164
5.3.1. Gleby164
5.3.2. Wody165
5.3.3. Inne środowiska169
5.4. Formy występowania prokariotów w środowisku171
5.4.1. Konsorcja171
5.4.2. Maty mikroorganizmów172
5.4.3. Biofilmy174
5.5. Udział prokariotów w obiegu pierwiastków175
5.5.1. Udział prokariotów w obiegu węgla176
5.5.2. Udział prokariotów w obiegu azotu177
5.5.3. Udział prokariotów w obiegu siarki178
5.5.4. Udział prokariotów w obiegu żelaza i innych pierwiastków179
5.6. Oddziaływania prokariotów z innymi organizmami – symbiozy180
5.6.1. Protokooperacja180
5.6.2. Komensalizm181
5.6.3. Mutualizm181
5.6.4. Współzawodnictwo i antagonizm184
5.6.5. Drapieżnictwo i pasożytnictwo184
5.7. Bakterie oddziałujące z organizmem człowieka185
5.7.1. Odporność wrodzona i odporność nabyta185
5.7.2. Mikrobiota człowieka187
5.7.3. Podstawowe terminy stosowane w mikrobiologii lekarskiej190
5.7.4. Czynniki wirulencji umożliwiające skuteczne działanie patogenów191
5.7.5. Toksyny bakteryjne193
5.7.6. Unikanie mechanizmów obronnych gospodarza przez patogeny196
5.7.7. Choroby bakteryjne i ich objawy197
5.7.8. Profilaktyka chorób zakaźnych – szczepienia198
5.7.9. Leczenie chorób bakteryjnych – chemioterapeutyki201
5.8. Symbiozy bakterii z roślinami206
5.8.1. Symbiozy korzystne dla roślin206
5.8.2. Symbiozy niekorzystne dla roślin208
6. Genetyka prokariotów212
6.1. Organizacja genetyczna genomów prokariotycznych212
6.1.1. Budowa DNA213
6.1.2. Struktura chromosomów prokariotycznych214
6.2. Replikacja chromosomowego DNA215
6.2.1. Mechanizm replikacji chromosomu u bakterii215
6.2.2. Mechanizm replikacji chromosomu u archeonów218
6.3. Transkrypcja219
6.3.1. Geny i operony219
6.3.2. Rodzaje i funkcje RNA220
6.3.3. Mechanizm transkrypcji u bakterii221
6.3.4. Mechanizm transkrypcji u archeonów223
6.4. Translacja224
6.4.1. Kod genetyczny224
6.4.2. Rybosomy – budowa i funkcja225
6.4.3. Mechanizm translacji u bakterii225
6.5. Regulacja ekspresji genów228
6.4.4. Mechanizm translacji u archeonów228
6.4.5. Potranslacyjna obróbka białek228
6.5.1. Kontrola pozytywna i negatywna – aktywatory i represory229
6.5.2. Układy dwuskładnikowe231
6.5.3. Wyczuwanie liczebności231
6.5.4. Globalne systemy regulacji ekspresji genów232
6.5.5. Ryboregulacja233
6.6. Mutacje i naprawa DNA234
6.6.1. Typy mutacji i czynniki mutagenne234
6.6.2. Mechanizmy naprawy uszkodzeń DNA235
6.6.3. Regulon SOS237
7. Zmienność prokariotów i horyzontalny transfer genów240
7.1. Czynniki wpływające na zmienność genomów bakteryjnych240
7.2. Rekombinacja homologiczna i nieuprawniona241
7.2.1. Rekombinacja homologiczna241
7.2.2. Rekombinacja zlokalizowana242
7.2.3. Transpozycja243
7.3. Ruchome elementy genetyczne bakterii245
7.4. Plazmidy245
7.4.1. Ogólna charakterystyka i klasyfikacja plazmidów246
7.4.2. Wpływ plazmidów na strukturę genomów bakteryjnych247
7.4.3. Replikacja plazmidów247
7.4.4. Stabilność plazmidów250
7.4.5. Transfer koniugacyjny plazmidów252
7.5. Elementy transpozycyjne253
7.5.1. Klasyfikacja i struktura genetyczna autonomicznych TE254
7.5.2. Wpływ transpozonów na strukturę genomów i zmienność bakterii255
7.5.3. Regulacja częstości transpozycji256
7.6. Inne grupy ruchomych elementów genetycznych257
7.6.1. Kaspozony257
7.6.2. Elementy integrujące z DNA257
7.6.3. Mobilne introny i inteiny259
7.7. Horyzontalny transfer genów260
7.7.1. Mechanizmy horyzontalnego transferu genów260
7.7.2. Bariery horyzontalnego transferu genów264
7.7.3. Ruchome elementy genetyczne i HGT u archeonów264
8. Wirusy i inne niekomórkowe czynniki infekcyjne266
8.1. Ogólna charakterystyka wirusów266
8.1.1. Informacje wstępne266
8.1.2. Genomy wirusów267
8.1.3. Struktura cząstek wirusowych (wirionów)268
8.1.4. Oficjalna klasyfikacja wirusów271
8.1.5. Klasyfikacja wirusów według Baltimore’a271
8.1.6. Rozprzestrzenianie się wirusów274
8.1.7. Zakres gospodarzy i tropizm wirusów275
8.1.8. Cykl replikacyjny wirusów276
8.2. Wirusy infekujące bakterie280
8.2.1. Charakterystyka bakteriofagów i ich cykle infekcyjne280
8.2.2. „Wyścig zbrojeń” między bateryjnymi gospodarzami a ich wirusami288
8.2.3. Archeowirusy292
8.3. Czynniki subwirusowe293
8.3.1. Wiroidy293
8.3.2. Satelity294
8.3.3. Priony295
8.4. Znaczenie wirusów296
8.4.1. Znaczenie ekologiczne wirusów296
8.4.2. Znaczenie ewolucyjne wirusów296
8.4.3. Wirusy jako czynniki chorobotwórcze297
8.4.4. Zastosowanie wirusów298
9. Wykorzystanie drobnoustrojów prokariotycznych w przemyśle i ochronie środowiska302
9.1. Przemysłowe zastosowania mikroorganizmów302
9.1.1. Przemysł farmaceutyczny303
9.1.2. Przemył spożywczy305
9.1.3. Przemył chemiczny308
9.2. Wykorzystanie drobnoustrojów w rolnictwie311
9.2.1. Mikrobiologiczne środki ochrony roślin311
9.2.2. Mikrobiologiczna stymulacja wzrostu i plonowania roślin312
9.3. Zastosowanie mikroorganizmów w ochronie środowiska313
9.3.1. Bioremediacja313
9.3.2. Technologie oczyszczania ścieków323
9.3.3. Zagospodarowanie odpadów organicznych do produkcji biopaliw i bioenergii326
10. Metody stosowane w mikrobiologii332
10.1. Metody hodowlane332
10.1.1. Pożywki mikrobiologiczne332
10.1.2. Sterylizacja336
10.1.3. Metody posiewu mikroorganizmów na podłoża i inkubacji hodowli339
10.1.4. Metody izolowania czystych kultur i określania liczebności mikroorganizmów341
10.1.5. Klasyczne metody pracy z bakteriofagami343
10.1.6. Metody przechowywania mikroorganizmów i bakteriofagów344
10.2. Metody mikroskopowe345
10.2.1. Ogólne wprowadzenie do obrazowania w mikroskopie optycznym345
10.2.2. Techniki obserwacji stosowane w mikroskopii optycznej346
10.2.3. Wykorzystanie klasycznej mikroskopii optycznej w mikrobiologii348
10.2.4. Wykorzystanie mikroskopu epifluorescencyjnego i konfokalnego w badaniach prokariotów349
10.2.5. Mikroskopia elektronowa – zastosowanie w mikrobiologii352
10.3. Metody molekularne353
10.3.1. Genomika – metody sekwencjonowania DNA353
10.3.2. Metagenomika354
10.3.3. Transkryptomika, proteomika i metabolomika355
Polecana literatura i strony internetowe356
Addendum 1358
Addendum 2362
Skorowidz368

2.Budowaifunkcjonowaniekomórekprokariotycznych

2i4i3icyjanofcyna

Wielesinicmawswojejcytoplazmiegranulecyjano-

ﬁcyny,któremogąstanowićdo10%masykomórki.

Granuleteskładająsięzeszkieletupoliasparaginia-

nowego.Dogrupykarboksylowejkażdejcząsteczki

asparaginianudołączonajestresztaargininowapo-

przezgrupęaminową.Syntezategopolimeruzachodzi

bezudziałurybosomów,areakcjękatalizujesyntetaza

cyjanoﬁcyny.

Cyjanoficynamożesłużyćnietylkojakozapas

azotu,węgla,aletakżejakorezerwaenergetyczna

(np.wokresachbrakuświatła).Powstającawwyniku

hydrolizycyjanoﬁcynyargininamożebowiembyćhydro-

lizowanaprzezdihydrolazęargininydoornitynyzwy-

tworzeniemATPwwynikufosforylacjisubstratowej:

ornityna+2NH

arginina+ADP+P

3+CO

i+H

2+ATP

2O→

Cyjanoﬁcynęsyntetyzująnietylkosinice,aletakże

niektórebakterieheterotroﬁczne,np.Acinetobacter

calcoaceticus.Genykodującebiałkahomologiczne

zsyntetazamiznalezionowgenomachwielubakterii.

Kwaspoliasparaginianowyjestbiodegradowalnym

substytutempoliakrylanówimazastosowaniewprze-

myślefarmaceutycznym,kosmetycznymiwrolni-

ctwie.Takżeargininamazastosowaniapraktyczne.

2i4i4ilipidy

Nielicznebakterie(aleniearcheony)gromadząjako

materiałzapasowytriacyloglicerole-estrykwasów

tłuszczowychiglicerolu.Należąonewwiększości

dotypuActinobacteria(np.rodzajeMycobacterium,

Streptomyces,Rhodococcus,Nocardia).Związkite

występująwcytoplazmiewformiekropli(ang.lipid

droplets)lubciałtłuszczowych(ang.lipidbodies)

isłużąjakozapaswęglaienergii.Byćmożesąteż

wykorzystywanedoregulowaniapłynnościbłony.

Wymienionebakteriemogąteżgromadzićwcytoplaz-

mieestrywoskowe.

Komórkisiniczawierająbardzoróżnemateriały

zapasowe,wtymlipidy.

2i4i5ipolifosforany

Bakteriegromadzątakżepolifosforany(PO

-O-

[PO

]

-PO

),któremogąwystępowaćwcytoplaz-

miewformierozpuszczalnejalbowformieziarnisto-

ści,zwanychwolutyną,odnazwybakterii,Spirillum

volutans,uktórejporazpierwszywykrytotestruk-

tury.Innaichnazwatoziarnistościmetachroma-

tyczne,gdybowiemwybarwiasiękomórkępewny-

mibarwnikami(np.błękitemtoluidynowym),granule

polifosforanówbarwiąsięnainnykolor(czerwony)

niżkolorstosowanegobarwnika.Zjawiskotozwiesię

metachromazją.

Wolutynaskładasięzdziesiątekdosetekresztfos-

foranowychpołączonychwiązaniamibezwodnikowy-

mi.Powstajezudziałemkinazpolifosforanowych,

któredodajądołańcuchapolifosforanowegokońcowy

fosforanzATPlubzGTP.Uważasię,żemożeona:

■

stanowićzapasfosforu(brakźródłategopierwiast-

kabardzoczęstolimitujewzrostprokariotów),

■

braćudziałwmetabolizmieenergetycznym,bo-

wiemzerwaniewiązańbezwodnikowychuwalnia

dużoenergii,coumożliwiasyntezęATP

■

służyćdowyłapywaniaiprzechowywaniakatio-

nów(takichjakCa2+,Mg2+).

Polifosforanywystępująuwieluróżnychbakterii,

takichjakKlebsiellapneumoniae,Pseudomonasaeru-

ginosa,Corynebacteriumdiphtheriaeiniektóresinice.

UAgrobacteriumtumefaciensiRhodospirillumrub-

rumsąpokrytebłoną,podobniejakgranulepolifos-

foranów,zwaneacydokalcysomami,występują-

cewkomórkacheukariotycznych.Zarównoutych

dwóchbakterii,jakiueukariotówziarnistościteza-

wierająH+pirofosfatazę,którakatalizujereakcjęroz-

kładupirofosforanuzjednoczesnymprzeniesieniem

protonu,coprowadzidozakwaszeniawnętrzaacydo-

kalcysomu.Polifosforanoweziarnistościznaleziono

teżuarcheonów,zatemtentypmateriałuzapasowego

występujeuorganizmówzaliczanychdowszystkich

trzechdomentaksonomicznych.

2i4i6ikroplesiarki

Siarkapierwiastkowawystępujewpostacikuleczek

silniezałamującychświatłoubakteriichemolitotro-

ﬁcznychutleniającychH

2S(bezbarwnebakteriesiar-

kowe,s.92),takichjakBeggiatoa,Thiotrix(ryc.2.5)

czyThiomargaritanamibiensis,atakżeubakteriifoto-

syntetyzujących(niektórefototrofyanoksygenne,takie

jakChromatiumspp.).Sąoneobecnewcytoplazmie

takdługo,jakdługosiarkawzredukowanejformiejest

obecnawśrodowisku.Gdyjejbrakuje,siarkawewnątrz-

komórkowajestutlenianaijejzapasymaleją.Uche-

molitotrofówutlenianiesiarkijestźródłemenergii.

Ubeztlenowychbakteriifotosyntetyzującychsiar-

kajestdonoremelektronówpotrzebnychdoredukcji

,natomiastusinickroplesiarkimogąbyćproduk-

temdetoksykacjiH

Sobecnegowmiejscuwystępo-

waniatychbakterii.

Brak wyników

Mikrobiologia

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra