TURINYS
ĮVADAS…………………………………………………………………………………………..31. Mikrobai……………………………………………………………………………………….42. Mikrobų pernešimai………………………………………………………………………..53. Virusas………………………………………………………………………………………….64. Virusai – tai “dalelės”………………………………………………………………………75. Bakterijos………………………………………………………………………………………86. Bakterijų klasifikacija…………………………………………………………………….10IŠVADOS………………………………………………………………………………………..12Literatūra………………………………………………………………………………………….13ĮVADAS1892 m. laikomi virusologijos mokslo pradžia. Tais metais botanikas Dmitrijus Ivanovskis, tyrinėjęs tabako mozaikos ligą, įtarė, kad egzistuoja labai maži mikroorganizmai, kurie pereina pro bakterinių filtrų angeles ir jų negalima matyti paprastu mikroskopu. Tai, kad ligos sukelėjai nėra nuodai, rodė jų sugebėjimas gausėti, užkrėtus sveikus tabako lapus, o tai tolygu jų dauginimuisi. Olandų tyrinėtojas Martinus Beijerinck‘as 1898 m. atliko bandymus, kurių rezultatais įrodė iki tol žinomų bakterijų ir tabako mozaikos ligos sukėlėjų skirtumus. Kiek vėliau pavyko įrodyti, kad jie nesugeba daugintis mitybinėse terpėse ir yra absoliutūs ląstelių parazitai. Jie ir buvo pavadinti virusais (lot.virus – nuodas). 1917 m. buvo nustatyta (F. D‘Herelle), kad yra bakterijų virusai – bakteriofagai. Tapo aišku, kad virusai – labai paplitę gyvūnų, žmonių, augalų ir net bakterijų viduląsteliniai parazitai. Sistematikoje jie išskirti į atskirą karalystę – Vira. Manoma, kad apie 90 proc. infekcinių ligų priežastis yra virusai. Tai kvėpavimo takų (apie 200 virusų), žarnyno, centrinės nervų sistemos infekcijos ir kt. Be to, perduodami „vertikaliai“ – iš motinos vaisių, virusai sukelia vaisiaus infekcijas. Kai kurie virusai gali paversti normalias ląsteles piktybinėmis, sukelti imunodeficitą. Pastaraisiais dešimtmečiais virusų sukeltų ligų padaugėjo. Atsirado ir plinta naujos, anksčiau nežinotos ligos, kaip ŽIV, virusų sukeltos hemoraginės karšligės arba nauji žinomų virusų variantai. Virusai domina medikus ir biologus ne tik kaip ligų sukelėjai, bet kaip ir tyrimo objektas, sprendžiant įvairias genetikos, biochemijos, molekulinės biologijos ir kitas problemas. Šiame darbe trumpai apžvelgiama virusų sandara, charateristikos. Taip pat trumpai paaiškinama, kas yra mikroorganizmas, aptariama ir kita ligų sukelėjų rūšis – bakterijos. Daugelis ypatybių sudaro bakterijų kvalifikacijos kriterijus, todėl, remiantis jais, bakterijos priklauso Schizomycetes karalystei. Plačiau apie bakterijas pektajame skyriuje.
Darbe yra 13 puslapių, 2 lentelės, 3 paveikslai, 6 skyriai, naudoti 6 literatūros šaltiniai.1. MIKROBAIVienaląsčiai organizmai yra įžiūrimi tik pro mikroskopą (1 pav.) Tai virusai, bakterijos, grybeliai, mikroskopiniai pirmuonys ir dumbliai. Mikrobų (gr. mikros – mažas + bios – gyvybė) yra visur – ore, vandenyje, dirvoje, augaluose ir gyvūnuose. Būdami atsparūs aplinkos veiksniams, jie išgyvena net ten, kur kitos gyvybės formos neišsilaiko. Patogeniniai mikrobai (virusai, riketsijos, bakterijos, kai kurie pirmuonys, grybeliai) gali sukelti infekcines ligas.1 pav. Mikrobai
Į organizmą mikrobai patenka įvairiais būdais: lašeliniu – per kvėpavimo takus; alimentiniu – per virškinimo traktą; transmisiniu – iš kraujo į kraują, įkandus vabzdžiui; kontaktiniu – per odą ar gleivinę. Mikrobų patogeniškumas (sugebėjimas sukelti ligą) priklauso nuo jų genetinių savybių, taip pat ir nuo daugelio kitų aplinkybių. Organizme mikrobai toliau plinta arba dauginasi įsiskverbimo vietoje, sukelia infekcinį procesą, kuris priklauso nuo mikrobų kiekio, savybių (virulentiškumo ir toksiškumo), patekimo vietos ir organizmo atsparumo.Organizme, į kurį patenka patogeninių mikrobų, vyksta atsakomosios reakcijos, per kurias organizmas arba sunaikina mikrobus, arba suserga. Mikrobų toksinų sukeltos patologinės reakcijos trikdo audinių ar organų funkcijas, atsiranda bendrų negalavimo požymių, blogėja apetitas, krečia šaltis, pakyla temperatūra, gali išberti odą.
2. MIKROBŲ PERNEŠIMAS
Ant vabzdžių ir graužikų kūnų arba jų virškinamajame trakte aptinkama dešimtys patogeninių1 mikroorganizmų2. Šie kenkėjai taip pat gali pernešti ir kitus, virulentiškus žmogui, ligų sukėlėjus. Pavyzdžiui, jeigu tarakonai praryja tuberkuliozės bacilas, esančios ligonių skrepliuose, jos išlieka pavojingos 8 savaites tarakonų išmatose. Tyrimai parodė, kad tarakonai platina daugybę patogeninių mikrobų net ir tokiose vietose, kur būtina griežtai laikytis higienos reikalavimų – tai ligoninės ir maitinimo įstaigose.Kai kuriais atvejais net vabzdžiai gali pernešti patogeninius mikroorganizmus, kurie užkrečia žmones ir naminius gyvūnus.Taip pat jie gali platinti salmoneliozę. Jeigu yra pakankamai gausios tarakonų (ypač amerikinių ir rudųjų) populiacijos patalpose, kur yra sąlygos salmonelėms vystytis (pvz., valgyklose). Tokiu atveju tarakonai tampa potencialiais ligos pernešėjais,
Tyrimai, atlikti Reno mieste (Prancūzija) parodė, kad sugauti tarakonai pernešė: 56 rūšis aerobinių bakterijų, iš jų 14 patogeniškos žmonėms. Tyrimai atlikti: vienoje ligoninėje, maisto prekių parduotuvėje, butuose, plaukimo baseine.Be to buvo įrodyta, kad tarakonai gali užkrėsti duoną paprasčiausiai po ją bėgiodami.1 lentelė.Virusų ir bakterijų palyginimasGyvybės požymiai Virusai BakterijosTuri ląstelę Ne TaipVykdo medžiagų apykaitą Ne TaipVykdo medžiagų apykaitą Ne TaipDauginasi Taip (visada tik gyvos ląstelės viduje) Taip (dažniausiai savarankiškai)Vystosi (evoliucionuoja) Taip Taip(1) bakterijos, pirmuonys, kirmėlės(2) sukeliantys endemines ir epidermines žmonių ligas3. VIRUSASVirusai (lot, virus – nuodas) yra įvairios formos negyvos dalelės (iki šiol nėra vieningos nuomonės ar virusas gyvas, ar negyvas organizmas), kurios turi tam tikrų bendrų bruožų, kitaip sakant, jie – neląstelinės sandaros savarankiška mažiausių mikrobų grupė. Visi virusais yra užkrečiami. Virusai nėra ląstelės. Viruso dydį galima palyginti su didele baltymo makromolekule. 2 paveikslėlyje pavaizduotas DNR virusas su daugiakampės formos galvute ir spiraline uodegėle, paprastai jų skersmuo mažesnis nei 200 nm. Daugelį virusų galima išgryninti ir kristalizuoti, o kristalus saugoti kaip ir kitas
2 pav.Viruso sandarachemines medžiagas. Tačiau, jei tik bus galimybė įsiskverbti į šeimininko ląstelę, viruso kristalų dalelės taps užkrečiamos.Virusai sukelia užkrečiamas augalų, gyvūnų, taip pat ir žmogaus ligas. Tūkstančių įvairių virusų sukeltas ligas atpažinti yra sunku. Dažnai pasekmės dėl virusinio užkrato ir reikiamų medžiagų stokos yra panašios. Daugelis žmonių virusinių ligų yra kontroliuojamos, t.y. stabdomas jų plitimas iki žmogaus ir pačiame žmoguje: skiepijama vakcinomis ir vartojami antivirusiniai vaistai. Žinodami, kaip perduodamos virusinės ligos, galime užkirsti kelią infekcijų plitimui.
4. VIRUSAI – TAI “DALELĖS”
Virusas, kaip ir visi gyvi organizmai, gali daugintis, evoliucionuoti, kisti. Tačiau jie neturi baltymus sintetinančių ir energetinių sistemų, nevyksta jų medžiagų apykaita su aplinka, o patys paprasčiausi virusai niekuo nesiskiria nuo sudėtingų organinių medžiagų molekulių. Virusai paplitę visur, kur yra gyvybė. Virusai būna lazdelės, daugiakampio ikoseadro, rutulio pavidalo. Mažiausieji yra 12–18 nm, didžiausieji – 300–400 nm dydžio. Matomi pro elektrinį mikroskopą, o poksvirusai – ir pro optinį. Daugelį virusų galima išgryninti ir kristalizuoti, o kristalus saugoti kaip ir kitas chemines medžiagas. Virusai yra neląsteliniai organizmai, o bakterijos- laisvai gyvenantys ląsteliniai organizmai. Visi virusai susideda iš mažiausiai dviejų dalių: išorinės kapsidės, sudarytos iš baltymo dalelių ir vidinės šerdies – nukleorūgšties (DNR arba RNR, bet ne iš abiejų kartu). Kai kurie turi išorinį membraninį apvalkalą,Virusai yra obligatiniai viduląsteliniai parazitai, kurie gali augti tik gyvų ląstelių viduje, pavyzdžiui, viščiuko embrione arba ląstelių (audinių) kultūroje.Bakteriofago lizės ciklo stadijos yra prisitvirtinimas, įsiskverbimas, biosintezė, subrendimas ir atsiskyrimas. Bakteriofago lizogeninio ciklo metu viruso DNR neapibrėžtam laikui įsijungia į bakterinę DNR, tačiau esant tinkamomis sąlygomis gali pereiti į lizės ciklą.Membraninį apvalkalą turintiems gyvūnų virusams yra būdingas skirtingas dauginimosi ciklas. Apvalkalo pašalinimas išlaisvina viruso genomą, o viruso dalelės iš ląstelės pasišalina pumpuravimu. RNR retrovirusai turi fermentą, atvirkštinę transkriptazę, kuri atlieka genetinės informacijos perrašymą (transkripciją). Ji pagamina DNR (RNR kopiją), kuri įsiterpia į šeimininko DNR. AIDS sukelia virusas, priklausantis retrovirusams. Su virusinėmis infekcijomis kovojama skiepijant ir vartojant antivirusinius vaistus. Antivirusiniai vaistai stabdo DNR replikaciją. Viruso genome daugiausia yra keli šimtai genų. Kapsidę dar gali supti išorinis membraninis apvalkalas; jei nesupa, sakoma, kad virusas yra “nuogas”. Apvalkalas yra šeimininko plazminės membranos dalis, kurioje taip pat yra viruso glikoproteinų spyglių.
Virusai yra obligatiniai viduląsteliniai parazitai. Tai reiškia, kad jie negali daugintis už gyvos ląstelės ribų. Virusai apkrečia visokias ląstelių rūšis – nuo bakterijų iki žmogaus ląstelių, tačiau virusai yra labai specifiški. Virusai taip pat gali keistis arba evoliucionuoti. Besikeičiantys virusai gali sukelti daug rūpesčių, ne veikli vakcina šiandien gali būti neveikli rytoj. Dauginantis virusas prilimpa prie šeimininko ląstelės išorinio paviršiaus receptorių. Tada viruso nukleorūgštis patenka į ląstelę. Ja…u viduje ji koduoja kapsidės baltymines daleles. Daugiausia virusų dauginimasis priklauso nuo šeimininko fermentų, ribosomų, transportinės RNR ir ATP. Virusas perima šeimininko ląstelės medžiagų apykaitos aparatą.5. BAKTERIJOSBakterijos (gr. bakterion – lazdelė) – vienaląsčiai mikrobai, priklausantys monerų kralystei, tarp jų ir melsvabakterės. Žinoma, kad ore, vandenyje, dirvoje ir ant įvairių daiktų yra daugybė bakterijų. Dauguma bakterijų yra 1 – 7 mm ilgio ir 0,3 – 2 mm storio. Bakterijos yra prokariotai, neturi branduolio. Pagal formą, nusidažymo ir kvėpavimo tipą skirstomos į 19 sistematinių grupių. Dažnai būna sukibusios po dvi, išsidėsčiusios grandinėlėmis, kekėmis, krūvelėmis po 4, po 8. Bakterijos ląstelės sienelė elastinga, standi, 2–5 sluoksnių, susideda iš lipoproteidų, lipopolisacharidų ir kt. medžiagų. 2 baltyminiai sluoksniai sudaro citoplazminę membraną. Neturi chlorofilo, plastidžių, tipiškų chromosomų. Branduolio funkcijas atlieka nukleoidas, kurį sudaro viena uždara dezoksiribonukleino rūgšties molekulė. Kai kurios bakterijos turi pigmentų, švytinčių medžiagų. Bakterijas gaubia jų išskiriamos gleivės, iš kurių susidaro kapsulė, sauganti nuo nepalankių sąlygų, fagocitų. Judrios bakterijos juda žiuželiais. Žiuželių gali būti vienas, po vieną abiejuose galuose, aplink visą ląstelę. Kai kurios bakterijos juda brinkstant sienelės išskiriamoms gleivėms, Brauno judesiais. Ląstelės sienelėje yra glikopeptido. Pagrindinė genetinės įvairovės atsiradimo priežastis yra mutacijos. Kai kurios bakterijos sudaro endosporas, kurios ypač atsparios ardymui, ir todėl genetinė medžiaga gali išlikti nepalankiausiomis sąlygomis.3 pav. Bakterijos Bakterijų poreikis (ir pakantumas) deguoniui yra nevienodas. Egzistuoja obligatiniai (visiški) anaerobai, fakultatyviniai (daliniai) anaerobai ir aerobinės bakterijos. Dalis bakterijų yra autotrofinės ir vykdo fotosintezę arba chemosintezę. Vienos fotosintetinančios bakterijos (melsvabakterės) deguonį išskiria, kitos (purpurinės ir žaliosios sierabakterės) – ne. Chemosintetinančios bakterijos oksiduoja neorganinius junginius, pavyzdžiui, vandenilio sulfidą, kad gautų reikalingas energijos maisto medžiagoms gaminti. Šių bakterijų daugiausia aptinkama karštosiose versmėse. Paveiktos nepalankių aplinkos sąlygų, kai kurios bakterijos sudaro endosporas (gr. endon – viduje + spora – sėkla). Citoplazmos dalis ir chromosomos kopija netenka vandens (išdžiūva), ją apgaubia trys stori apsauginiai sporos dangalai. Likusi bakterijos ląstelės dalis suyra, ir spora patenka į aplinka. Sporos išgyvena pačiomis atšiauriausiomis aplinkos sąlygomis – dykumos karštyje ir sausroje, virimo temperatūroje, ašigaliu ledynuose ir veikiant ultravioletine spinduliuote. Jos išlieka gyvos labai ilgai. Kai 1300 metu senumo juodligės spora sudygsta, ji dar gali sukelti stiprią infekciją (dažniausiai tarp galvijų ir avių). Dygdama spora sugeria vandenį ir išauga iš sporos dangalų. Per keletą valandų ji tampa bakterijos ląstele, kuri toliau gali daugintis skildama pusiau. Žmonėms ypač pavojingas apsinuodijimas maistu, kuriame yra botulino, išsiskiriančio dygstant endosporoms maisto konservuose. Ši liga, vadinama botulizmu, yra mirtina, nors pasitaiko retai. Sporų susidarymas nėra dauginimosi būdas, bet jis leidžia išgyventi ir išplisti naujose vietose. Kai kurios bakterijos plinta judėdamos žiuželiais. Dauguma bakterijų yra aerobiniai heterotrofai ir saprofitiniai skaidytojai, todėl jos būtinos maisto medžiagų apykaitai ekosistemose. Jų medžiagų apykaita yra tokia intensyvi, kad žmonės jas naudoja įvairioms nereikalingoms medžiagoms skaidyti ir naujoms gaminti. Daug heterotrofiniu bakterijų yra simbiontai. Mutualinės azotą fiksuojančios bakterijos gyvena ankštinių augalų šaknų gumbeliuose. Tačiau kai kurie simbiontai parazituoja ir gali sukelti augalų ir gyvūnų ligas. Pagal kvėpavimo tipą skirstomos į aerobus, mikroaerobus, fakultatyvius anaerobus ir obligatyvius anaerobus.
Bakterijų ontogenezė turi 2 stadijas: vegetacinę ir ramybės. Suaugusios ir subrendusios bakterijos dalijasi pusiau skersiniu arba išilginiu skilimu – susidaro 2 ląstelės; gali daugintis ir pumpuravimu. Pagal cheminę sudėtį, struktūrą, mitybos ir kvėpavi…mo tipą, augimo ir dauginimosi, paveldimumo ir kintamumo dėsnius bakterijos nesiskiria nuo kitų gyvų padarų, nes yra bendros kilmės ir dalyvauja nepertraukiamoje biosferos medžiagų ir energijos apytakoje. Bakterijų populiacijos labai greitai prisitaiko prie įvairių nepalankių sąlygų. Jos sukelia rūgimą, puvimą, mineralizuoja augalų, gyvūnų ir kitų mikrobų pašalintus organinius junginius, valo nutekamuosius vandenis.6. BAKTERIJŲ KLASIFIKACIJA
Bakterijų klasifikacija vis dar tobulinama. Šiuo metu pagrindinė reikšmė teikiama ląstelės formai ir ląstelės sienelės sandarai, kurią veikia dažymas Gramo metodu. Pagrindinės ląstelės formos yra trys: lazdelė (bacila), apvali (kokas) ir spiralė (spirilos). Išskirtinis dėmesys kreipiamas į melsvabakteres, kurios Žemėje pirmosios fotosintetino taip, kaip dabartiniai augalai. Būdamos simbiozėje su grybais, melsvabakterės sudaro kerpes. Pagal molekulinius duomenis skiriami trys evoliuciniai domenai: bakterijos (Bacteria), archėjos (Archaea) ir eukarijai (Eukarya). Be to atrodo, kad archėjos labiau giminingos eukarijams nei bakterijoms. Visos, ir bakterijos, ir archėjos yra prokariotai (neturi branduolio). Archėjų ląstelių sienelėse nerandama glikopeptido, o bakterijų ląstelių sienelėse jo randama, be to, jos turi vienodų genų su eukarijais. Trijų tipų archėjos gyvena atšiauriomis aplinkos sąlygomis: bedeguonėse pelkėse (metaną išskiriančios archėjos), sūriuose ežeruose (halofilai) bei karštose siera turtingose versmėse (termoacidofilai).2 lentelė. Pagrindinės bakterijų filogenetinės grupėsGrupė Apibūdinimas GentisAquificales Termofilinės bakterijos.Seniausia bakterijų šaka. Aquiflex, HydrogenobacterThermotolages Termofilinės bakterijos.Ląsteles supa apvalkalas. Thermotoga,ThermosiphoŽaliosios bakterijos Fotosintetinančios irtermofilinės bakterijos. Chloroflexus,Herpe -Tosiphon.
Deinokokai Sienelės susideda išglikopeptido. Spinduliuoteiatsparios bakterijos. Deinococcus,ThermusProteobacteria Kai kurios bakterijos yrafototrofai, kitos – chemotrofai. Rhodobacter ,Shigella,Nitrobacter, Beggiatoa, LegionellaGramateigiamos bakterijos Visos bakterijos, kurios turinedaug G+C porų. Bacillus, Clostridium,Mycoplasma, Mycobac-terium, ActinomycesMelsvabakterės Fototrofinės bakterijos, kuriosfotosintezės metu išskiriadeguonį. Nostoc, Anabaena,OscillatoriaChlamidijos Neturi glikopeptido,sienelę sudaro baltymai. Gyvenakaip parazitai. ChlamydiaPlanktomicetai Gramaneigiamos bakterijos,dalijasi pumpuravimu. PlanctomycesBakteroidai Gramaneigiamos bakterijos. Bacteroides.Spirochetos Gramaneigiamos sraigės,judančios sraigto principu. Spirochaeta, Borrelia,LeptospiraŽaliosios sierabakterės Žalios fototrofinės bakterijos.Neišskiria deguonies. ChlorobiumIŠVADOSKiekvieną dieną tiek žmonės, tiek gyvūnai kontaktuoja su daugybe veiksnių, lemiančių jų fizinę būklę ir sveikatą. Susergama nuo perkaitimo, nuo sušalimo, nuo išsekimo, tačiau daugiausia nuo mikroorganizmų, t.y. nuo akimi nematomų, bet gyvų organizmų, kurių knibždėte knibžda visur aplinkui: ir vandenyje, ir ore, ir ant žemės, ir žemėje, ir ant gyvūnų, augalų. Tai bakterijos ir virusai, kurie parazituoja žmogaus ar gyvūno organizme, kad patys išgyventų. Jie nuolat evoliucinuoja, prisitaiko prie naujų gyvenimo ir dauginimosi sąlygų, todėl mokslininkai neatsikvėpdami nuolat juos tiria ir ieško naujų, vis efektyvesnių vaistų, vakcinų, skiepų. Šie mažyčiai organizmai gali būti naudingi, pavyzdžiui, kai kurios bakterijų rūšys padeda žmogaus virškinimo traktui, gerina žarnyno veiklą, tačiau dauguma mikrobų yra kenksmingi, pavyzdžiui, sukialiantys ligas (nuo paprasčiausios slogos iki rimto, komplikacijas lemiančio gripo) arba net mirtį žmogui nešantys, pavyzdžiui, žmogaus imunodeficito virusas (ŽIV) sukeliantis baisią mirtiną ligą AIDS. Akivaizdu, kad žmogus negali gyventi vakuume, kur nebūtų jokio sąlyčio su milijonais knibždančių mikroorganizmų, todėl reikia stengtis kuo mažiau su jais susidurti. Tai galima padaryti paprasčiausiai gyvenant švariau, dažniau plaunantis rankas, valgant gerai išvirtą maistą, geriant virintą vandenį, plaunant vaisius, daržoves, stiprinant organizmą (sportas, vitaminai), pasiskiepijant nuo ligų, kurios ypač plinta viešosiose vietose (kartais kyla net epidemijos). Įvairių šalių vyriausybės turi nuolat skirti nemažai pinigų savo piliečių sveikatos priežiūrai ir remti mokslininkus, kurių darbas, šiuo požiūriu yra labai svarbus.LITERATŪRA
1. Sylvia S. Mader – “Biologija”, 1999m.2. Medicinos enciklopedija I d. A – M, 1991m.3. Medicinos enciklopedija II d. M – Ž, 1994m.4. Vytautas Rančelis – “Genetika”, 2000m. Vilnius5. Aldona Lasinskaitė-Čerkašina, Alvydas Pavilonis, Vytautas Vaičiuvėnas – “Medicinos mikrobiologija ir virusologijos pagrindai”, 2003m. Kaunas6. Prieiga per internetą: http://www.ddd.lt/mikroorgan.htm