Mikrobiologija (konspektas)

Ištraukos

Mikrobiologijoje naudojama yra Rosello More pasiūlytas rūšies apibrėžimas ( apskritai šis terminas turi iki 99 skirtingų apibrėžimų).

Rūšis- tai monofiletinė genotipiškai vientisa pagal dau nepriklausomų požymių labai panašių prokariotų grupė, kuri nuo kitų grupių skiriasi mažiausiai viena konkrečia fenotipine ypatybe.

Rūšiai aprašyti dažnai naudojama polifazinė taksonomija, duomenys šiuolaikinėje organizmų klasifikacijoje remiasi č tipų informacijos šaltiniais:

• Genomine informacija- ji gaunama ištyrus NR tiesioginių būdu ( t.y. sekvenuojant) ir netiesioginiu būdu ( nustatant DNR-DNR panašumą, G+C kiekį).
• Fenotipine informacija- ji apima visas mikroorganizmų savybes , kurių analizė nėra susijusi su NR analize. Kadangi fenotipas yra konkrečiomis sąlygomis išreikštas genotipas, tai atliekant fenotipinę (?) analizę , reikia pritaikyti standartines sąlygas. Klasikinė fenotipinė analizė paprastai naudojama formaliais aprašant kamienus nuo porūšio iki šeimos.

Fenotipinė analizė nenaudojama filogenetiniam ryšiam nustatyti, tačiau genominės informacijos patikimumui ir vientisumui patvirtinti turi būti fenotipinė analizė.

Genotipinė informacija

Tai genotipo analizė , kuri yra būtina aprašant rūšį. NR analizės metodai skirstomi į tris grupes:

• Viso genomo analizė ( visos DNR)
• Genomo fragmentų analizė
• Mobiliųjų genetinių elementų analizė ( dalis autorių šiai grupei prisikiria ir plazmidžių analizę, nors yra rimtų argumentų ir atsisakyti plazmidinės DNR analizės rūšies nustatyme)

........

Dauguma NR tyrimo metodų naudojami genotipavimui t.y. kamienų skirstymui į grupes pagal genotipą.

Tik DNR-DNR hibridizacija ir 16S RNR DNR analizė yra būtina rūšiai aprašyti pagal filogenetinę ( filofenetinę, monofiletinę) rūšies koncepciją.

DNR –DNR hibridizacijos esmė- jei rūšys yra panašios tai ( yra susiformavusių daug DNR homodupleksų) lydimosi temperatūra yra aukštesnė, o jei nepanašios, tada formuojama daug heterodupleksų ir lydomsi temperatūra žemesnė.

Viso genomo analizei naudojama G ir C sąstato nustatymas. Pavyzdžiui G su C ( 1) ir A su T ( 1) santykiai yra pastovūs ir lygūs vienetui ( purinų ir pirimidino santykis 1), bet C+G ir A+T santykiai varijuoja ir priklauso nuo genomo. Būtent šis santykis vertinamas % ( t.y. C+G gali būti daugiau/mažiau nei A+T)

Prokariotų G+C vertė 20-80% ( kai kur teigiama , kad 24-76%).

Empriškai nustatytos ribos teigia, jei kamienų G+C skirtumas yra mažiau nei 5%, tai kamienai priklauso vienai rūšiai. Jei daugiau nei 10%- kamienai priklauso skirtingoms gentims.

.......

Filogenetinė analizė yra šiuolaikinės prokariotų sistematikos pagrindas, būtent ji leidžia nustatyt analizuojamos grupės kilmę.

Taksonai gali būti :

• Monofiliniai ( kilę iš 1 protėvio)
• Polifiliniai ( kilę iš kelių skirtingų protėvių)
• Parafiliniai ( iš bendro protėvio, bet ne visi priklauso tiriamai taksonų grupei)

4 taksonomijos strategijos principai:

• Išskirti kuo daugiau tiriamam taksonui priklausančių kamienų ir atlikti visų šių kamienų analizę.
• Nustatyti tiriamų kamienų giminigumo ryšius atlikus 16S DNR ir fenotipinę analizę
• Nustatyti DNR –DNR hibridizacijos lygį
• Kiek galima išsamiau charakterizuoti fenotipą.

Aplinkoje organizmai yra dviejų būsenų :

• Anabiozės- kai organizmų gyvybinė veikla sumažėja, taip atsitinka esant nepalankioms sąlygoms, o joms pasikeitus normali organizmų gyvybinė veikla atsistato.
• Metabiozė- organizmų augimas ir vystymąsis, dauginimasis esant tam tikromis sąlygomis, tam tikram medžiagų apykaitos lygiui ( metabolizmui). Metabolizmo lygį apsprendžia aplinkos sąlygos.

Esant anabiozei, mikroorganizmai geba išgyventi, bet jie nesidaugina, o esant metabiozei- organizmai geba sąveikauti patys ir su kitais organizmais.

Ląstelės morfolofija ( prokariotų)

Ląstelės forma ir dydis turi glaudų ryšį su pačia prokarioto mityba. Prokariotai geba keisti savo morfologiją priklausomai nuo aplinkos sąlygų, o patogeniški prokariotai ( ne tik prokariotai) geba keisti savo morfologiją patogenezės eigoje. Ląstelės forma yra svarbi fiziologinių funkcijų reguliacijoje. Bakterijų , kurios turi apibrėžtą morfologinę formą, evoliucinė analizė rodo, kad būtent forma tarnavo vektoriumi evoliucijos eigoje. Lazdelės formos bakterijos atsirado pirmiau nei koko formą turinčios bakterijos. Koko formą turinčios bakterijos yra terminalinė linija. Tarp koko formą turinčių bakterijų nėra sutinkama kitų morfologinių bakterijų, o tarp lazdelės formą turinčių bakterijų kitų formų sutikti galima.

Skirtingos kilmės prokariotai gali turėti vienodą morfologiją, o tai rodo , kad panaši forma tam tikroje aplinkoje gali suteikti selektyvų privalumą ( privalumą selekcijoje). Morfologinė adaptacija yra svarbi biologine funkcija padedančia ląsteliai atlaikyti selektyvinį spaudimą. Forma suteikia kokius tai privalumus prieš selektyvų poveikį, o jo ( selektyvaus poveikio) formos yra :

• Maisto medžiagų įsisavinimo įtaka
• Poveikis ląstelės dalinimuisi
• Gebėjimo apsiginti ( nuo plėšrūnų) susiformavimas
• Prisitvirtinimo prie paviršiaus galimybes ir pan
• Aktyvaus judėjimo įtaka
• Vidaus ir išorinės diferenciacijos įtaka.