1 Podstawy mikrobiologii środowiska

2 Związek ewolucyjny pomiędzy Archea, Bacteria i Eukarya

3 Różnice pomiędzy Archea, Bacteria i EukaryaCecha Archea Bacteria Eukarya Genom Błona jądrowa Histony Ilość DNA/komórkę Pozachromosomalne DNA Chloroplasty i mitochondria DNA w organellach Rybosomy Rybosomy w organellach Inicjatorowy tRNA Błona cytoplazmatyczna Ściana komórkowa Tworzenie spor Pojedynczy, kolisty Brak 5  g Obecne 70 S, wrażliwe na toksynę dyfterytu Met Glicerol/izopren Polisacharydy Nie 70 S, oporne na toksynę dyfterytu N-formylo-Met Fosfolipidy Peptydoglikan Tak, u niektórych Liniowe chromosomy, >1 Obecna 0,5 - 3  g 80 S, wrażliwe na toksynę dyfterytu 70 S Fosfolipidy/sterole

4 Elementy struktury komórki bakteryjnej, roślinnej i zwierzęcej

5 Bakterie – rodzaje ściany komórkowej

6 Megabakteria Bakteria Epulopiscium fishelsoni jest największą znaną bakterią. Komórka tego drobnoustroju, będącego składnikiem flory bakteryjnej ryb żyjących w Morzu Czerwonym, ma długość dochodzącą do 0.6 mm.

7

8 Glony (algi) Mikroalgi Makroalgi (wodorosty) ChlorellaHaematococcus pluviatus Makroalgi (wodorosty)

9 Zygomycetes – grzyby pleśniowe, sprzężniakiGrzybnia zbudowana z niepodzielnego mycelium. Rozmnażanie płciowe poprzez zarodniki zwane zygosporami lub bezpłciowe poprzez spory w sporangium. Ascomycetes – workowce Grzyby jednokomórkowe lub tworzące grzybnię w postaci podzielnych strzępek. Rozmnażanie płciowe poprzez askospory lub bezpłciowe przez konidia. Do tej klasy należą m.in. Neurospra, Penicillium. Mucor racemous Aspergillus fumigatus Penicillium chrysogenum

10 Basidomycetes – podstawczakiGrzyby jednokomórkowe lub rozgałęzione. Rozmnażanie płciowe poprzez basidospory lub bezpłciowe poprzez konidia. Do tej klasy należą grzyby kapeluszowe. Deuteromycetes – grzyby niedoskonałe Cecha charakterystyczna – brak rozmnażania płciowego. Amanita phalloides Candida albicans

11 Morfologia wzrostu grzyba na podłożu utwardzonym

12 Sposoby wzrostu komórek drobnoustrojów

13 Pierwotniaki Na poziomie komórkowym dość bliskie zwierzętom;Jednokomórkowce niefotosyntetyzujące; Brak ściany komórkowej; Rozmnażanie wegetatywne (podział) lub seksualne poprzez połączenie haploidalnych gamet; Główne znaczenie: czynnik etiologiczny chorób infekcyjnych po spożyciu wody oraz w aerobowym oczyszczaniu ścieków Paramecium

14 Metody pomiaru ilości biomasy lub liczby komórekOkreślenie wilgotnej lub suchej masy Określenie objętości upakowanej biomasy Pomiar gęstości optycznej zawiesiny komórek Cytometria przepływowa Hemocytometria Licznik Coultera Określenie CFU metodą posiewową lub poprzez wybarwienier

15 Komora do pomiaru liczby komórek drobnoustrojów

16 Schemat licznika Coultera

17 Schemat cytometru przepływowego

18 Określanie liczby żywych komórek (CFU)

19 Metody analizy in situ populacji drobnoustrojówMikroskopia elektronowa i konfokalna (CLSM) Testy ELISA Analiza lipidów (PLFA) Analiza rRNA Technologia PCR In situ hybrydyzacja

20 Mikroskopia konfokalnaOptyczne cięcie sfery przez płaszczyzny konfokalne Obraz CSLM matrycy kolagenowej z rosnącymi fibroblastami wybarwionymi fluorescencyjnymi przeciwciałami rozpoznającymi tubulinę W technice CSLM próbka naświetlana jest spolaryzowanym promieniem lasera podawanym pod różnymi kątami. Emitowana fluorescencja jest poddawana „filtracji” w szczelinie dla wyeliminowania promieniowania pochodzącego z innych płaszczyzn. W efekcie otrzymuje się serię obrazów dla kilkudziesięciu płaszczyzn, których suma daje praktycznie trójwymiarowy obraz próbki. Zasada działania konfokalnego mikroskopu skanującego

21 Testy ELISA Zasada: Otrzymuje się przeciwciała rozpoznająceantygeny obecne w ścianach komórkowych drobnoustrojów. Konstruuje się koniugaty przeciwciał z markerami fluorescencyjnymi Koniugaty immobilizuje się w studzienkach mikropłytek Do studzienek dodaje się próbki Odmywa się komórki niezwiązane Mierzy się intensywność afektu optycznego, który jest miarą ilości komórek danego gatunku obecnych w próbce

22 Analiza lipidów (PLFA)Ekstrakcja składników lipidowych z próbek środowiskowych

23 Analiza rRNA Ekstrakcja kwasów nukleinowych z próbek środowiskowych w celu izolacji i identyfikacji sekwencji rRNA

24 In situ hybrydyzacja Obraz populacji drobnoustrojów w biofilmie uzyskany w wyniku zastosowania techniki FISH

25 Pośrednie metody pomiary tempa wzrostu

26 Warunki wzrostu bakterii umiarkowanie i silnie halofilnych

27 Podział drobnoustrojów w zależności od optymalnychtemperatur wzrostu

28 Wpływ obecności tlenu na wzrost różnychgrup drobnoustrojów

29 Fazy wzrostu drobnoustrojów

30 Struktura biofilmu

31 Tworzenie endosporu i kiełkowanie sporu