🦠

Κατηγορίες Παθογόνων Μικροοργανισμών

Πρωτόζωα, μύκητες, βακτήρια, ιοί: δομή, αναπαραγωγή, παραδείγματα ασθενειών

Γιατί με νοιάζει;

Γιατί ο γιατρός σου δίνει αντιβιοτικό για μια αμυγδαλίτιδα από στρεπτόκοκκο, αλλά όχι για τη γρίπη; Η απάντηση βρίσκεται στο τι είδους μικροοργανισμός σε προσβάλλει. Ένα βακτήριο, ένας μύκητας και ένας ιός διαφέρουν όσο ένα αυτοκίνητο, ένα ποδήλατο και… ένα USB με οδηγίες.

Τρεις μεγάλες ομάδες

Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί μπορεί να είναι:

ευκαρυωτικοί: πρωτόζωα και μύκητες,
προκαρυωτικοί: βακτήρια,
ιοί: ακυτταρικές, μη αυτοτελείς μορφές ζωής.

Πρωτόζωα

Μονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. Τα περισσότερα αναπαράγονται μονογονικά με διχοτόμηση. Κινούνται σχηματίζοντας ψευδοπόδια (αμοιβάδα) ή με βλεφαρίδες ή μαστίγια.

Παθογόνα πρωτόζωα:

πλασμώδιο: μεταδίδεται από τα κουνούπια, προκαλεί ελονοσία,
τρυπανόσωμα: μεταδίδεται από τη μύγα τσετσέ, προκαλεί την ασθένεια του ύπνου,
ιστολυτική αμοιβάδα: αμοιβαδοειδής δυσεντερία,
τοξόπλασμα: από τα κατοικίδια ζώα· προσβάλλει πνεύμονες, ήπαρ, σπλήνα και προκαλεί αποβολές στις εγκύους.

Μύκητες

Ευκαρυωτικοί μονοκύτταροι ή κοινοκυτταρικοί (κυτταρόπλασμα με πολυάριθμους πυρήνες). Οι περισσότεροι αποτελούνται από νηματοειδείς δομές, τις υφές. Παρασιτούν ή ζουν ελεύθεροι (έδαφος, νερό, αέρας, τρόφιμα). Πολλαπλασιάζονται μονογονικά με απλή διχοτόμηση ή με εκβλάστηση (ένα εξόγκωμα, το εκβλάστημα, μένει ενωμένο ή αποκόβεται).

Τα νοσήματα από μύκητες λέγονται μυκητιάσεις: η Candida albicans προκαλεί πνευμονική καντιντίαση, κολπίτιδα, στοματίτιδα· τα δερματόφυτα προσβάλλουν το δέρμα (τριχωτό της κεφαλής, μεσοδακτύλια).

Βακτήρια

Προκαρυωτικοί οργανισμοί: δεν έχουν οργανωμένο πυρήνα. Συνήθως σχηματίζουν αθροίσματα, τις αποικίες. Σχήμα: σφαιρικό (κόκκοι), ραβδοειδές (βάκιλοι), ελικοειδές (σπειρύλλια).

Το DNA βρίσκεται στην πυρηνική περιοχή (πυρηνοειδές)· συχνά υπάρχουν και μικρότερα μόρια DNA, τα πλασμίδια.
Η πλασματική μεμβράνη περιβάλλεται από κυτταρικό τοίχωμα· ορισμένα έχουν και κάψα.
Δεν έχουν μεμβρανώδη οργανίδια, έχουν όμως ριβοσώματα (σύνθεση πρωτεϊνών). Μπορεί να έχουν μαστίγια ή βλεφαρίδες.

Αναπαράγονται κυρίως μονογονικά με απλή διχοτόμηση, πολύ γρήγορα — ορισμένα κάθε 20 λεπτά. Σε αντίξοες συνθήκες πολλά σχηματίζουν ενδοσπόρια: αφυδατωμένα κύτταρα με ανθεκτικά τοιχώματα και χαμηλούς μεταβολικούς ρυθμούς, που σε ευνοϊκές συνθήκες βλαστάνουν δίνοντας ένα βακτήριο το καθένα.

Παραδείγματα: Vibrio cholerae (χολέρα), Treponema pallidum (σύφιλη).

$N = N_0 \cdot 2^{\nu} \qquad \nu = \text{αριθμός διαιρέσεων}$

Κάθε διχοτόμηση διπλασιάζει τα βακτήρια: μετά από ν διαιρέσεις από ένα βακτήριο έχεις 2^ν. Σύγκρινε με μια αύξηση που απλώς προσθέτει.

Γρήγορος έλεγχος

Ποια δομή ΔΕΝ υπάρχει στα βακτήρια;

Ιοί

Προκαλούν τις ιώσεις: απλές (κρυολόγημα, γρίπη) ή σοβαρές (πολιομυελίτιδα, AIDS). Ανακαλύφθηκαν στο τέλος του 19ου αιώνα· έχουν μέγεθος 20–250 nm και μελετήθηκαν με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Καψίδιο: πρωτεϊνικό περίβλημα με χαρακτηριστική γεωμετρία, που προφυλάσσει το γενετικό υλικό.
Έλυτρο: επιπλέον περίβλημα λιποπρωτεϊνικής φύσης σε ορισμένους ιούς.
Γενετικό υλικό: DNA ή RNA (ποτέ και τα δύο), με πληροφορίες για τις πρωτεΐνες του περιβλήματος και για κάποια ένζυμα του πολλαπλασιασμού.

Οι ιοί παίρνουν από τον ξενιστή τους μηχανισμούς αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης και τα περισσότερα ένζυμα — γι' αυτό είναι υποχρεωτικά κυτταρικά παράσιτα.

Ως προς τον ξενιστή: ιοί βακτηρίων, φυτών, ζώων. Η εξειδίκευση αφορά και το είδος του κυττάρου: ο ιός της πολιομυελίτιδας προσβάλλει τα νευρικά κύτταρα του νωτιαίου μυελού, ο ιός της γρίπης τα επιθηλιακά κύτταρα της αναπνευστικής οδού. Με βάση το γενετικό υλικό διακρίνονται σε ιούς DNA και ιούς RNA. (Ο πολλαπλασιασμός των ιών είναι εκτός διδακτέας ύλης.)

Κόλπο μνήμης

«Πρωτόζωα και Μύκητες = Με πυρήνα (ευκαρυωτικοί)· Βακτήρια = Βασικά χωρίς πυρήνα (προκαρυωτικά)· Ιοί = Ιδέα κυττάρου δεν έχουν (ακυτταρικοί)». Και για τα σχήματα βακτηρίων: κόκκος = κουκκίδα, βάκιλος = μπαστούνι (bacillus = ραβδάκι), σπειρύλλιο = σπείρα.

Γρήγορος έλεγχος

Γιατί οι ιοί χαρακτηρίζονται υποχρεωτικά κυτταρικά παράσιτα;

Μέθοδος: αναγνώριση μικροοργανισμού από περιγραφή

Κύτταρο ή όχι; Χωρίς κυτταρική δομή, με καψίδιο → ιός.
Πυρήνας; Χωρίς οργανωμένο πυρήνα, με πυρηνοειδές → βακτήριο.
Πολλοί πυρήνες σε κοινό κυτταρόπλασμα ή υφές → μύκητας.
Ένα κύτταρο με πυρήνα που κινείται με ψευδοπόδια, βλεφαρίδες ή μαστίγια → πρωτόζωο.

Άσκηση: Ένας ερευνητής μπέρδεψε τρία δείγματα: το Α έχει μια κεντρική περιοχή όπου είναι συγκεντρωμένο το γενετικό υλικό, το Β έχει πολυάριθμους πυρήνες και το Γ δεν έχει καθόλου πυρήνα ούτε κυτταρική δομή. Ποιο είναι μύκητας, ποιο ιός, ποιο βακτήριο;

Λύση:

Α → βακτήριο: το γενετικό υλικό βρίσκεται στην πυρηνική περιοχή (πυρηνοειδές).
Β → μύκητας: κοινοκυτταρικός οργανισμός, κυτταρόπλασμα με πολυάριθμους πυρήνες.
Γ → ιός: ακυτταρική μορφή (γενετικό υλικό μέσα σε καψίδιο).

Άσκηση τύπου διαγωνίσματος: Να συγκρίνεις τους προκαρυωτικούς οργανισμούς με τους ιούς ως προς: (α) κυτταρική οργάνωση, (β) γενετικό υλικό, (γ) τρόπο πολλαπλασιασμού, (δ) ριβοσώματα.

Λύση:

(α) Τα βακτήρια είναι κύτταρα (μεμβράνη, τοίχωμα, κυτταρόπλασμα)· οι ιοί είναι ακυτταρικοί (γενετικό υλικό σε καψίδιο, μερικές φορές και έλυτρο).

(β) Τα βακτήρια έχουν DNA (πυρηνοειδές, πλασμίδια)· οι ιοί DNA ή RNA.

(γ) Τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται μόνα τους με απλή διχοτόμηση· οι ιοί μόνο μέσα σε κύτταρο-ξενιστή, με τους μηχανισμούς του.

(δ) Τα βακτήρια έχουν ριβοσώματα· οι ιοί όχι — χρησιμοποιούν του ξενιστή.

Ήξερες ότι;

Τα βακτήρια τα είδε πρώτος άνθρωπος ο Ολλανδός Antonie van Leeuwenhoek τη δεκαετία του 1670, με μικροσκόπια που κατασκεύαζε μόνος του. Τα ονόμασε «ζωύφια» (animalcules) και τα βρήκε ακόμα και στην πλάκα των δοντιών του.

Πρόκληση

Ένα βακτήριο E. coli σε ευνοϊκές συνθήκες διαιρείται κάθε 20 λεπτά. (α) Πόσα βακτήρια θα υπάρχουν μετά από 1 ώρα; (β) Πόσες διαιρέσεις γίνονται σε ένα 24ωρο; (γ) Πόσα βακτήρια θα προέκυπταν τότε θεωρητικά; (δ) Γιατί στην πραγματικότητα δεν συμβαίνει αυτό;

Δοκίμασε πρώτα μόνος σου — μετά δες τη λύση

(α) Σε 60 λεπτά γίνονται $60 : 20 = 3$ διαιρέσεις: $2^3 = 8$ βακτήρια.

(β) $24 \cdot 3 = 72$ διαιρέσεις.

(γ) $2^{72} \approx 4{,}7 \cdot 10^{21}$ βακτήρια.

(δ) Τελειώνουν οι θρεπτικές ουσίες και ο χώρος, συσσωρεύονται άχρηστα προϊόντα, και (μέσα στον οργανισμό) δρα η άμυνα του ξενιστή. Ο εκθετικός ρυθμός κρατά μόνο για λίγο.

Γρήγορος έλεγχος

Πώς μεταδίδεται το πλασμώδιο που προκαλεί την ελονοσία;

Συνηθισμένα λάθη

Οι μύκητες είναι προκαρυωτικοί. Είναι ευκαρυωτικοί (μονοκύτταροι ή κοινοκυτταρικοί).
Το ενδοσπόριο είναι τρόπος πολλαπλασιασμού. Κάθε ενδοσπόριο δίνει ένα βακτήριο· είναι μορφή επιβίωσης, όχι αύξησης του αριθμού.
Οι ιοί έχουν DNA και RNA. Έχουν ή DNA ή RNA.
Έλυτρο = καψίδιο. Το καψίδιο είναι πρωτεϊνικό· το έλυτρο λιποπρωτεϊνικό και υπάρχει μόνο σε ορισμένους ιούς.

Σύνοψη — τι κρατάμε

Ευκαρυωτικοί: πρωτόζωα (μονοκύτταρα, διχοτόμηση· πλασμώδιο, τρυπανόσωμα, αμοιβάδα, τοξόπλασμα) και μύκητες (υφές, εκβλάστηση· μυκητιάσεις, Candida).
Προκαρυωτικοί: βακτήρια (πυρηνοειδές, πλασμίδια, τοίχωμα, ριβοσώματα· κόκκοι, βάκιλοι, σπειρύλλια· διχοτόμηση, ενδοσπόρια).
Ιοί: ακυτταρικοί· καψίδιο, (έλυτρο), DNA ή RNA· υποχρεωτικά κυτταρικά παράσιτα με εξειδίκευση ξενιστή και κυττάρου.
Αύξηση βακτηρίων: $N = N_0 \cdot 2^{\nu}$ .

🦠

Κατηγορίες Παθογόνων Μικροοργανισμών

Πρωτόζωα, μύκητες, βακτήρια, ιοί: δομή, αναπαραγωγή, παραδείγματα ασθενειών

Γιατί με νοιάζει;

Τρεις μεγάλες ομάδες

Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί μπορεί να είναι:

ευκαρυωτικοί: πρωτόζωα και μύκητες,
προκαρυωτικοί: βακτήρια,
ιοί: ακυτταρικές, μη αυτοτελείς μορφές ζωής.

Πρωτόζωα

Παθογόνα πρωτόζωα:

πλασμώδιο: μεταδίδεται από τα κουνούπια, προκαλεί ελονοσία,
τρυπανόσωμα: μεταδίδεται από τη μύγα τσετσέ, προκαλεί την ασθένεια του ύπνου,
ιστολυτική αμοιβάδα: αμοιβαδοειδής δυσεντερία,
τοξόπλασμα: από τα κατοικίδια ζώα· προσβάλλει πνεύμονες, ήπαρ, σπλήνα και προκαλεί αποβολές στις εγκύους.

Μύκητες

Βακτήρια

Το DNA βρίσκεται στην πυρηνική περιοχή (πυρηνοειδές)· συχνά υπάρχουν και μικρότερα μόρια DNA, τα πλασμίδια.
Η πλασματική μεμβράνη περιβάλλεται από κυτταρικό τοίχωμα· ορισμένα έχουν και κάψα.
Δεν έχουν μεμβρανώδη οργανίδια, έχουν όμως ριβοσώματα (σύνθεση πρωτεϊνών). Μπορεί να έχουν μαστίγια ή βλεφαρίδες.

Παραδείγματα: Vibrio cholerae (χολέρα), Treponema pallidum (σύφιλη).

$N = N_0 \cdot 2^{\nu} \qquad \nu = \text{αριθμός διαιρέσεων}$

2^{1} = 2 \qquad 2\cdot 1 = 2

2ˣ = 2

2x = 2

2^x - 2x = 0

Ο εκθετικός πέρασε μπροστά — κάθε βήμα διπλασιάζει, δεν προσθέτει.

Γρήγορος έλεγχος

Ποια δομή ΔΕΝ υπάρχει στα βακτήρια;

Ιοί

Καψίδιο: πρωτεϊνικό περίβλημα με χαρακτηριστική γεωμετρία, που προφυλάσσει το γενετικό υλικό.
Έλυτρο: επιπλέον περίβλημα λιποπρωτεϊνικής φύσης σε ορισμένους ιούς.
Γενετικό υλικό: DNA ή RNA (ποτέ και τα δύο), με πληροφορίες για τις πρωτεΐνες του περιβλήματος και για κάποια ένζυμα του πολλαπλασιασμού.

Κόλπο μνήμης

Γρήγορος έλεγχος

Γιατί οι ιοί χαρακτηρίζονται υποχρεωτικά κυτταρικά παράσιτα;

Μέθοδος: αναγνώριση μικροοργανισμού από περιγραφή

Κύτταρο ή όχι; Χωρίς κυτταρική δομή, με καψίδιο → ιός.
Πυρήνας; Χωρίς οργανωμένο πυρήνα, με πυρηνοειδές → βακτήριο.
Πολλοί πυρήνες σε κοινό κυτταρόπλασμα ή υφές → μύκητας.
Ένα κύτταρο με πυρήνα που κινείται με ψευδοπόδια, βλεφαρίδες ή μαστίγια → πρωτόζωο.

Λύση:

Α → βακτήριο: το γενετικό υλικό βρίσκεται στην πυρηνική περιοχή (πυρηνοειδές).
Β → μύκητας: κοινοκυτταρικός οργανισμός, κυτταρόπλασμα με πολυάριθμους πυρήνες.
Γ → ιός: ακυτταρική μορφή (γενετικό υλικό μέσα σε καψίδιο).

Λύση:

(β) Τα βακτήρια έχουν DNA (πυρηνοειδές, πλασμίδια)· οι ιοί DNA ή RNA.

(δ) Τα βακτήρια έχουν ριβοσώματα· οι ιοί όχι — χρησιμοποιούν του ξενιστή.

Ήξερες ότι;

Πρόκληση

Δοκίμασε πρώτα μόνος σου — μετά δες τη λύση

(α) Σε 60 λεπτά γίνονται $60 : 20 = 3$ διαιρέσεις: $2^3 = 8$ βακτήρια.

(β) $24 \cdot 3 = 72$ διαιρέσεις.

(γ) $2^{72} \approx 4{,}7 \cdot 10^{21}$ βακτήρια.

Γρήγορος έλεγχος

Πώς μεταδίδεται το πλασμώδιο που προκαλεί την ελονοσία;

Συνηθισμένα λάθη

Οι μύκητες είναι προκαρυωτικοί. Είναι ευκαρυωτικοί (μονοκύτταροι ή κοινοκυτταρικοί).
Το ενδοσπόριο είναι τρόπος πολλαπλασιασμού. Κάθε ενδοσπόριο δίνει ένα βακτήριο· είναι μορφή επιβίωσης, όχι αύξησης του αριθμού.
Οι ιοί έχουν DNA και RNA. Έχουν ή DNA ή RNA.
Έλυτρο = καψίδιο. Το καψίδιο είναι πρωτεϊνικό· το έλυτρο λιποπρωτεϊνικό και υπάρχει μόνο σε ορισμένους ιούς.

Σύνοψη — τι κρατάμε

Ευκαρυωτικοί: πρωτόζωα (μονοκύτταρα, διχοτόμηση· πλασμώδιο, τρυπανόσωμα, αμοιβάδα, τοξόπλασμα) και μύκητες (υφές, εκβλάστηση· μυκητιάσεις, Candida).
Προκαρυωτικοί: βακτήρια (πυρηνοειδές, πλασμίδια, τοίχωμα, ριβοσώματα· κόκκοι, βάκιλοι, σπειρύλλια· διχοτόμηση, ενδοσπόρια).
Ιοί: ακυτταρικοί· καψίδιο, (έλυτρο), DNA ή RNA· υποχρεωτικά κυτταρικά παράσιτα με εξειδίκευση ξενιστή και κυττάρου.
Αύξηση βακτηρίων: $N = N_0 \cdot 2^{\nu}$ .