1 מספר הרצאה

ווירוסים. חיידקים ע"י שנגרמות מחלותאנטרקס-

מחלת הגחלת שנגרמת ע"י חיידקי הוצילוס, מחלה שיכולה להוביל לתמותה בגלל שהחיידקים הללו חודרים דרך מערכת הנשימה או העיכול, ומובילים לפגיעה במערכת העצבםי ובסוף

לתמותה. )אלא אם משתמשים באנטיביוטיקה ממשפחת הפניצילין(.אבעבועות שחורות-

מחלה הנגרמת ע"י וירוסים, גורמת לפריחה ושלפוחיות תחת השלפוחיות כתמי דם שאחרי לקחו את הוירוס שגורם למחלה בפרות, )בבני אדם18המחלה נשארת נקודות שחורות. במאה ה

אינו גורם למחלה( אך בגלל המבנה שלו גרם ליצירת נוגדנים לוירוס של האבעבועות השחורותחיידקים מועילים-בבני אדם.)חיסון פעיל(.

לוקחים חיידקים ומהם מפיקים אנטיביוטיקה, או מולק' אנטי סרטניות. ניתן לייצר חומצות אורגניות למיניהן. חיידקים במערכת העיכול, בפה ובריאות, ואיזורים שונים נוספים בגוף הם

שותפים פעילים ונותנים תועלת מיידית.

מיקרואורגניזמים- מיקרון. המבנה הבסיסי של5 מ"מ. הגודל הממוצע שלהם הוא 1יצורים קטנים שגודלם קטן מ

המיקרואורגניזם הוא תא. ככל שהתא קטן יותר יחס שטח הפנים הוא גדול יותר )כניסת המזון אל תוך התא יותר אפקטיבי(. הנפח קטן, הכל בתיפזורות אין מערכות הובלה וככל שהנפח קטן יותר קל למולק' שנכנסת ביותר

קלות.

תא- יחידה בסיסית של כל חומר חי, כל תא מוקף בממברנה. בתא יש חילוף חומרים.וירוס אינו מוגדר כתא! ולוירוסים אין פעילות מטבולית משלש עצמם.

לחיידקים הדנא יותר מבולגן כמעט ואין להם אברונים והם אינם מסודרים, אין להם וציקולוצת רק לבודדים מהם. לחיידקים יש דופן מיוחד שיכול לשמור על לחץ גבוה בתוך התא.

המיקרואורגניזמים מחולקים לשתי קבוצות:תא אאוקריוטי- תא המכיל גרעין מוגדר. )פטריה, פרוטזה(

(archeaתא פרוקריוטי- תא המכיל גרעין לא מודר.)בקטריה, חיידק נחשב כחד תא אך הם מקימים מושבות גדולות ומתפקדים יחדיו כרב תא.

עקרונות המיון של החיידקים:.מורפולוגיה- ע"פ הצורה שלהם.צביעת גרם- חיידקים יכולים להצבע שונה ע"פ המבנה השונה של הדופן שלהםיכולת ניצול מקורות המזון- יש הזקוקים לוטימינים מיוחדים, לא כל חיידק יכול לפרק כל

סוכר וע"פ הסוג של הסוכר אותו הם מפרקים. טמ"פ גידולPH.מליחות אופטימלים )יכולת יצירת נבגים )נבג-חיידק רדוםתהליכי הפקת אנרגיהתנועה היחס המולרי בין הבסיסיםC-ו Gהמצויים בגנום )ככל שיחס הבסיסים היה דומה יותר הם

היו משוייכים לאותה קבוצה(

קיום מקובל למייןאת המיקרואורגניזם לפי הRNA.הריבוזומאלי

ישנם חיידקים שנמצאים בתפזורת, ישנם חיידקים שמופיעים בצורת שרשראות, ישנם היופיעו באשכולות, ישנם היופיעו בזוגות או ריבועים. ישנה הפרשה של איזה ריר שגורם להם להשאר

צמודים או חלוקה של דופן התא שגורם להם להתחלק לצורה מסויימת ומסייע להם לשרוד. צורה של שרשרת או אשכול נובע ממישור החלוקה, כלומר אם מישור החלוקה הוא קבוע נקבל שרשרת

ואם מישור החלוקה הוא באיזורים שונים נקבל צורת אשכולות.

- מבנה הדופן של חיידקים2הרצאה מספר

הדופן- מבנה ותפקידתפקידיה העיקריים של הדופן:

שמירה על צורת התא- הציטופלזמה שמקיפה את התא איננה יכולה לשמור על הצורה של התא.

מגינה על התא מפני לחץ אוסמוטי- כדי שהתא לא יתפוץחיונית לחלוקת התא- חיידקים שהורידו להם את הדופן יכולו להתקיים אך לא יכלו

להתחלק.קימות שתי קבוצות עיקריות של חיידקים הנגזרות מחיידקי הדופן:

חיידקים גרם חיוביים- תוכן התאציטופלזמה )דופן )שמורכבת אך ורק מפפטידוגליגן חיידקים גרם שלילים-הדופן מורכבת יותרממברנה ציטופלזמית דופן- שכבה דקה של

ממברנה )נוספת( חיצונית ובין הממברנה פנימית לחיצונית יש מרווח שנקראפפטידוגליקןמרווח ציטופלסמה.

אין הבדל משמעותי בין גרם חיובי לגרם שלילי למרות ההבדלים בינהם!

מדוע חיידקים נצבעים כגרם + וגרם- : ההבדל הבסיסי הוא מבנה הדופן של החיידקים. לוקחים את החיידקים וצובעים אותם בכחול

השלב החשוב בצביעת החיידק הוא שבו)קריסטל ויולט( כולם נצבעים לא משנה מי החיידק הוסיפו אלכוהול ואז ניתן היה לראות שלחלקם נשאר הצבע הכחול בפנים וחלק מהחיידקים הצבע נשפך החוצה ואז הוסיף צבע אדום וחלק מהחיידקים נצבעו באדום, אלו שאיבדו את הצבע נצבעו

באדום ואלו עם האלכוהול נשארו כחולים. למעשה בהוספת האלכוהול הסוכרים מתקשחים, ועל כן הקשיח את הדופן של התא ומנע מהצבע

לצאת החוצה )בגרם חיובי( ואילו בחיידקים הגרם שלילים בהוספת האלכוהול נמס השומן של בממברנה הציטופלסמות ונותרו חורים בתוך הדופן ועל כן יצא הצבא הכחול החוצה ואז בצביעה

השנייה חדר הצבע האדום פנימה.

הפפטידוגליקאן מורכב: N-acetylglucosamine -N-acetylmuramicacidייחודי לחיידקים -

סוכרים( הוא מורכב משתי המולקולות2שתי מולק' אלו קשורות יחד בקשר גליקוזידי )קשר בין (. nam ופעם nafאחת אחרי השנייה )

בתא של חיידק יש לחץ אוסמוטי גבוה מאוד. הסוכרים האלה בלבד לא יוכלו לשמור על הלחץ.NAMהאוסמוטי בתא. ולכן יש גם פפטיד-שזה רצף של חומצות אמינו והוא מחובר כזנב לסוכר

מבנה הפפטיד הקשור לסוכרבחיידקים גרם שלילייים:

Lאלנין -Dחומצה גלומטית -Diaminopimelic acidDאלנין -

בגרם חיובי:Lאלנין -Dחומצה גלומטית -L-lysineDאלנין -

ההבדל בין גרם חיובי לגרם שלילי זוהי החומצה האמינית השלישית.

הזנבות של הפפטידים קשורים בינהם בד"כ בקשרים ישירים )קשר ישירבחיידקים גרם שלילים הקשר3 לחומצה 4אומר שהדיאלנין בתחתית השרשרת מתקשר לדיאמינו פפטידו אסיד(חומצה

בלבד לרוב. אחוז הפפטידוגליקן מהמשקל1הוא פפטידי. אין גשר ועובי הפפטידוגליקן הוא שכבה . יש ממברנה פנימית שמקיפה את הציטופלזמה ואז שכבה של פפטידו גליקן ואז10%-5%היבש

ממברנה חיצונית. בין שתי הממברנות ישנו מרווח שנקרא מרווח הפרי-פלזמי ובתוכו יש אתהפפטידוגליקן.

ננומטר לערך ובמרווח הזה שקוע פפטידוגליקן ובנוסף12-15המרווח הפריפלסמי- הוא בין אליו אנזימים הידרוליים )ברגע שנכנס חומר מזון לתא שחדר את ממברנה החיצונית, אז

האנזימים מפרקים את המולק' על מנת שתוכל לחדור אל תוך התא( ,חלבוני הובלה אשר מובילים את החלבון למקום הרצוי בתוך התא )דרך תעלה(, כמו רצפטורים הם חיישנים שיכולים להרגיש מזון או רעלנים בסביבה והוא מכוון את החיידק אם לברוח או להתקדם

והוא מפעיל את אברון התנועה של החיידק. ( ליפופוליסכריד זוהי המולקולה שנמצאת בממברנה החיצוניתLPS:מורכב מ )

lipidA-שאליו קשור פולימר סוכרי הוא מחבר בין הפוליסכריד לממברנה החיצונית core polysaccharideמולק'שמורכבת מחומצות שומן. החלק של הפוליסכריד מורכב משני

ואוליגוסכריד הבנוי ממספר סוגים שונים של חיידקים. החלק החיצוני ביותר של פוליסכריד מונומרים של סוכרים וניתן לבדיל בין40הוא מורכב מ וO-specific polysaccharideנקרא

החיידקים ע"י החלק החיצוני של הפולסכריד. הוא מולקולה כמו טוקסין כשהוא חודר לתוך גוף האדם הוא משחררLPSמבחינת החיידק ה

שהוא למעשה רעלן. LPSאת ה פוריניםPorinהפורינים חוצים את הממברנה הם מורכבים משרשראות של חומצות -

צינורות ודרכם חודרים חומרי מזון ישנם פורינים ספציפיים וחלקם3אמינו שבונות תעלה. לא ספצפיים.

קיימות מס' חומצות אמינו שמקשרות בין הזנבות , הפפטידדהמקשר שונהבחיידקים גרם חיוביים . הפפטידו גליקן הרבה יותר עבה3 לחומצה 4בין החיידקים השונים והקשר הוא בין חומצה

שכבות. הגשר שמחבר בין הזנבות מורכב ממספר חומצות אמינו. הפפטידוגליקן25בממוצע .90%-50%מהמשקל היבש

30( שהן פולמר שבנוי מteichoic acidבנוסף לפפטידוגלייגן בדופן, יש חלבונים וחומצות טאיכויות ) מונומרים. )כל מונומר הוא גליצרול או ריביטול אשר בקצה שלו יש שתי קבוצות של פוספט ולו

מותמרות חומצות אמינו וסוכר( מספר המונומרים יכול להיות עשרות! לחיידקים השונים יכולות להיות מותמרות חומצות אמינו שונות. )השוני: האורך, גליצרול או רביטול, קבוצות סוכר וחומצות

אמינו מותמרות(.

מה שידוע על על הקבוצות הטאיכויות הוא המטען השלילי )בגלל הפוספט( אשר עוזר בחדירה למולקולות חיוביות דרך דופן התא.

החומצות הטאיכויות מונעות במידה מסויימת פעילות של אנזימים שמפרקים קשרים גליקוזידיים בין הסוכרים שמרכיבים את הפפטידוגליקן.

גידול הפפטידוגליקן:יכולים להיות שני אופנים:

מקרה א': באיזור המרכז הפפטידוגליקן הישן באיזור הדופן נפתח ולאיזור שהוא נפתח נכנסות מוקל' חדשות לאיזור.

מקרה ב': פירוק הדופן באיזורים אקראיים. ישנו פירוק בכל מיני איזורים של הדופן ואז נכנסות דרכם מולק' שונות של פפטידוגליקן.) נפתחים קשרים גליקוזידיים נכנסות עוד

מולק' חדשות וכך הדופן מצליחה לגדול(.

כדי להתחלק. את2תהליך זה מתבצע בתהליך חלוקת התא. התא צריך להגדיל את עצמו פי המולק' פפטידוגליקן החדשות לוקחים אנזים וקושרים אותן לנשא ישנם אנזימים שחותכים

קשרים וישנם אנזימים שיוצרים קשרים. האנזים יכול להיות מובילים, כלומר האנזים מוביל את ( הנשא לוקחת אתuridine diphosphateהפפטידוגליקן אל הנשא שנמצא בציטופלזמה )

מעביר דרך הממברנהbactoprenolהמולק' ומוביל את המולק' בציטופלזמה עד הממברנה. והאת המולק'.

שלב א: ופפטיד. מהמקום שהפם סונטזו ועדNAG NAMסינטזה של מרכיבי הדופן בציטופלזמה

.UDPהממברנה הציטופלזמות הם נעים בעזרת נשא חלבוני שנקרא שלב ב:

. תוךNAM והוא מתקשר לNAG ולאחר מכן מתקשר גם הסוכר NAMהפפטיד מתקשר ל . משתחחרתUMP משתחרר והופך להיות UDPכדי החיבור והקישור של המולק הנ"ל ה

. הקומפלקס הזה חוצה אתbactoprenolאנרגישה שמאפשרת את הקישור של הקומפלקס ל . מגיע למרווח בין הממברנה לפפטידוגליקן. במקביל ישנםbactoprenolהממברנה בעזרת ה

אוטוליזינים שמפרקים את הדופן )מפרקים את הקשרים הגליקוזידים והפפטידיים(. שלב ג:

ועובר לפפטידוגליקן ונכנס למקום המתאים ואזbactoprenolמולק' הקומפלקס עוזב את ה ויוצרים קשרים בין הקומפלקס החדשTGבאים אנזימים שנקראים טראנס גליקוזידאזות

לפפטידוגליקן. הטראנס פפטידאזות מחברים בין זנבות הפפטיד של הישן לבין הזנבות שלהחדשים שנכנסו לקומפלקס.

חיידקים בעלי דופן מיוחדת: שהדופן שלהם מכילה חומצות שומן מסועפות בריכוזmycobacteriaceaeחיידקים ממשפחת

היא חומצת שומן מסועפת שזה מייחד אותה ונמצאת בריכוז גבוה מאוד בדופןMycolic acidגבוה. של אותה משפחה חיידקים. )אם נוריד לחיידקים אלה את השכבה החיצונית עם יצבעו כגרם

חיובי, פשוט יש תוספת לפפטידוגליקן(. לחיידקי השחפת מחוץ לפפטידוגליקן ישנם פולימרייםסוכרים וחומצות מיקוליות שונות.

סוגים שונים של מבני דופן במיקרואורגניזמים::archeaeמקבוצת ה Pseudopeptidoglycan :ומורכב מ - N-acetylglucosamine, N-acetylalosamine,

.1,3וקשר גליקוזידי של גבוה ריכוז המכילה so4

דופן הבנוייה מחלבונים

:Halococcusמקבוצת הדופן מכילה קבוצת סולפט

: S-lyerמקבוצת מורכבת מחלבונים וגליקופרוטאינים.מסודרים בצורה הקסגונאלית

חיידקים חסרי דופן: מיקרון )זהו הגודל המינימלי של0.25מיקרופלסמיים- חסרי דופן באופן טבעי וגודלם

התא היכול להכיל את הגנום, חלבונים אנזימים וכו...(. אלו חיידקים שחיים אך ורק בתוך תאים, הם חודרים אל התא בגוף האדם. במקום פפטידוגליקן ויש לו ממברנה

והיא מיוצבת ע"י כולסטרול שלוקח מהתא עצמו.פרוטופלסמטיים- לקחנו אנזמים שחתכו להם את הדופן בסביבה איזוטונית

ומשתחחרת הציטופלזמה עם הממברנה הפנימית הוא אינו יכול להתרבות אך יכוללהתקיים )אם התהליך יתבצע בסביבה לא איזוטונית התא יתפוץ(

: 3 הרצאה

קיימות אנטיביוטיות הפוגעות בסינטזת הדופן: המבנה המרחבי של חיבור הפפטד היא מאוד דומה לפניצילין, שהוא נקשר לאנזים אשר יוצר את

הקשר וכך נמנע החיבור בדופן, הדופן חלשה והתא מתפרק. הפניצילין פעיל רק בזמן התרבות, זמןבו הדופן נבנית.

תפקיד ומבנה הממברנה בחיידקים: הממברנה מהווה מחסום בררני, דרכה נכנסים חומרי מזון לתא ויוצאים חומרי פסולת. לממברנה

תפקיד פעיל בהעברת חומרים והוצאתם. יש לה תפקיד פעיל, היא שומאת על החומרים בתוך התא. רוב החלבונים שמבצעים תהליך הפקת אנרגיה )נשימה( צמודים לממברנה, בתד הפאה

לציטופלזמה )האנזים הזה בתאים אאוקריוטים נמצאים במיטוכונדריה(. מורכבת משתי שכבות של פוספוליפידים וחלבונים השקועים בתוך הממברנהמבנה הממברנה:ומייצבים אותה.

הפוספוליפידים בממברנה, קשר אסטרי הוא הקשר בין הקבוצה ההידרופולית לבין זנב הפחמימנים )ולא בלסטרול כמו בתאים אאוקריוטים(hapanoidsבתאים פרוקריוטים הממברנה מיוצבת ע"י

הבסיס הוא סטרול עליו קבוצות שונות. בהרבה מקרים במקום שרשרת הפחמימנים, הוא יכול להיות מורכבת מיחידות של אוזפרן

שכבות המורכבות מיחידות איזופרן(.2שחוזרות על עצמן. )יכול להיות : הציטופלזמה מכילה את הגנים, שומנים, חלבונים, חומצות שומן, אין אברוניםחדירות הממברנה

בתוך התא והגנים לא בתחום המעטפת. ( יכולים לחדור אתN, חנקן co2המים חודרים בצורה פאסיבית את הממברנה, גזים )חמצן

הממברנה ללא עזרה. חדירה פסיבית לא יכול לספק את כל התנאים לתא.הובלת מולק' דרך הממברנה הציטופלסמות:

מעבר פאסיבי, מעבר מזורז )לא זקוק לאנרגיה(, הובלה פעילה בניגוד למפל ריכוזים )דרושהאנרגיה(

דיפוזיה פאסיבית: תלויה בריכוז החומר, עובי הממברנה, מטענים ע"פ התרכובת.

מולק' לא טעונות יעברו ביתר קלות את הממברנה. מעבר תלוי במפל ריכוזים. מולק' מים יכולות לחדור דרך הממברנה עצמה)לא מספק( וגם דרך תעלות מיוחדות

תעלות המעבירות חומרים שונים.200)אקואפרוטאין( בחיידקים יש כ- בדיפוזיה פאסיבית הכניסה מאוד איטית והיא אינה יכולה לספק את התנאים של התא. הובלה

בד"כ נוקליאוטידים uniporterמזורזת )מעבר למפל ריכוזים- פסייבי( מתבצע ע"י חלבונים )חומצות אמינו(, חלק מהסוכרים עוברים בדרך זו. )מולקולו קטנות או טעונות יעברו( בהתאם

למפל הריכוזים. המבנה המרחבי משתנה. chanel proteinsקיימות גם תעלות המעבירות מולק

העברה התלויה באנרגיה- כנגד מפל הריכוזים, לעיתים התא מבזבז המון אנרגיה לצורך העברתמולק'.

סוגים: 4 להובלה האקטיבית יש מולק', אחת עם מפל הריכוזים ואחת מנגד. )בכיוונין מנוגדים(2אנטי פורטר- מעבר של

מולק' עוברות לאותו כיוון אחת עם מפל הריכוזים והשניה נגד.2סמי פורטר-

המעבר מתבצע בעזרת חלבון שמכניס את המולק' בתוך הציטופלזמה ,סמוך לאותו חלבון יש אנזים האנרגיה שמשתחררת מאפשרת את הכניסה בניגודADP לATPנוסף החותך קובצת פוספט מ

למפל ריכוזים. קיימים חלבונים )נשאים( הקושרים את המולק' ומובילים אותם לתעלה המתאימה. דרך נוספת של

הוא משנה אתtranslocation Group התא להתמודד עם מעבר מולק' נגד מפל הריכוזים הוא המולק' וברגע שהמולק' בתוך התא היא משתנה למולק השונה מחוץ לתא. זוהי שיטה שקיימת

למולק' מסויימות. שיטה זו מונעת את המעבר כנגד מפל הריכוזים )לדוגמא: בסוכר- גלוקוז התאמוסיף לכל מולק' גלוקוז קבוצת פוספט(- מודיפיקציה שינוי.

בשביל להתרבות חיידקים צריכים חומרי מזון, חיידקים באוויר שומרים עלהתרבות של חיידקים: הקיום ולא יכולים להתרבות. בטבע אין תרביות נקיות של חיידקיםף נראה מגוון של חיידקים

חומצי מעט חיידקים יכולים להתרבות(. החלוקה של החיידים היא חלוקהPH)בקיבה שבה יש סודים שונים של חלבונים,2000בינארית, תוך כדי הקיום וההתרבות של החיידקים הם מסנתזים

400במצב מסויים התא יסנתז יותר חלבונים בתהליך התרבות, ישנה סינתזה של למעלה מ שונות, ישנה הכפלה של הגנים וסינתזה של הממבנה והדופן. לאחר שהתא הכפילRNAמולקולות

תאים זהים לחלוטין.2את הגודל ואת החלבונים )נפח ציטופלזמה ודופן( מכל תא נקבל השלבים בגידול חיידקים בתרבית:

)..'שלב ההכנה- בו התאים מכוונים את עצמם להכפלה )מולקשלב לוגריתמי- בו מתבצעת החלוקה.שלב העמידה- בו חלק מהתאים מתים וחלקם מכפילים את עצמםשלב התמותה

חיידקים מפסיקים להתחלק ונשאים בשלב הלוגריתמי כאשר במצע נגמרים חומרי המזון ונוצאים רעלנים. בעזרת כמוסטט ניתן לגרום לכך שיהיו חיידקים שיתרבו כל הזמן, הוא פועל ע"י הכנסת

מצע חדש והוצאת המצע הישן. ניתן לחשב זמן בין חלוקה לחלוקה, לכל תא זמן דור המותנהבתכונות גנטיות שלו.

4 הרצאה לעיתים עולה כמות המסה של החיידקים מעל מספר מ"ג במ"ל מצע. גם בתנאי מעבדה וגם בטבע

ישנם דורמים המגבילים את הקצב של ההתרבות והם נקראים רעלנים. אם ברצוננו להאריך את השלב הלוגרימתי )עבור תוצר כלשהו או תהליך תעשייתי כלשהו( על כן

נשתמש במיכל תסיסה )פרמנטור( כאשר בתוכו יש מצע טרי נוסיף את החיידקים בשלב הלוגריתמ, החיידקים מתרבים בקצב ועל מנת לספק להם מצע טרי , נוציא בקצב דבוה יותר גם את

המצע עם הפסולת יחד עם החיידקים ואת החומרים הדרושים לנו בנוסף. הכמוסטט ניתן לשימוששל מספר ימים ולא לעתיד הרחוק.

אילו פרמטרים ניתן ללמוד מתרבית חיידקים הנמצאת בשלב הלוגריתמי:זמן דור- הזמן שלוקח לדור להכפיל את עצמומספר חלוקות/ מספר דורות

זמן דור של חיידקים: בטבלה(4)מצגת

הגורמים שקובעים את זמן הדור:,גנטיים- כמה זמן האנזים של החיידק צריכים לעבוד על מנת להכפיל את החומר הגנטי

המסה התאית, וכו..,סביבתיים- אם יהיו לחיידיקים כל חומרי הגידול, טמ"פ מזוןPHאז יבוא לידי ביטוי

ההשפעה של הגורמים הגנטיים בלבד. במידה ומדובר בתנאים קשים יותר תהיה השפעהסביבתית וגנטית גם יחד על זמן הדור.

מחזור התא: התקופה שבין חלוקת תא אם לשני תאי בתבתקופה זו מתרחשים התהליכים הבאים:

הכפלה של מטען גנטיגידול במסה של התאחלוקת התא לשני תאי בת

השלבים: בשלב זה : פרק הזמן שהתא צריך כדי להכין את עצמו לחלוקה.I(initiation)ההכנה .1

נוצרים בתא המרכיבים המאפשרים להתחיל בעיתוי המתאים של הכפלת הכרומוזום. תנאים טובים: במידה ונשים את החיידק במצע טוב ותנאים טובים, כלל לא נוכל

להבחין בשלב זה, שלב זה יתבצע יחד עם ההכפלה.תנאים גרועים: אם יאלץ התא לעבוד קשה יותר על מנת להכין את עצמו שלב זה

יאריך את עצמו.:)C)chromosome replicationההכפלה .2

ניתן לראות שישנו כרומוזום דו גדילי, נוצר לנו מזלג הכפלה היות והאנזימים עובדים אלשני הכיוונים של התא מתבצעת ההכפלה ומתקבלים שני כרומוזומים. )מדובר בזמן קבוע(

: שלב זה מתחיל מסיום הכפלת הכרומוזום ועד לחלוקת התא לשני תאי בת.Dההשלמה .3 פרק זמן זה יהיה קבוע רק כאשר קצב גידול התאים מהיר. ככל שקצב הגידול איטי יותר

יתארך שלב ההשלמה.

שיטות ליצירת תרבית סינכרוניתהרעבה- מניעה של חומר ספציפי הדרוש לחיידקים כדי שלא יוכל להמשיך את

ההכפלה על מנת לגרום לכולם להיות באותה רמה.מעכבים- להאט את הפעילות או למנוע פעילות של אנזים מסויים שיאט את קצב

התרבות התא.לכל אחד מהשלבים יש לתאים גודל מסויים ובעזרת פילטרים- הפרדה לפי גודל

וגורמים פיזקליים נפריד אותם ע"פ גודל.מעקב אחרי גידול חיידקים בספקטרומטר:

.600ישנו פילטר שנותן לנו אורך גל- אנו קובעים אצלנו לדוגמא ישנה קיווטה שבתוכה אנו שמים את החיידקים, הפילטר מקרין אור בתוך תמיסת החיידקים.

לבין עוצמת האור היוצאI0הבליעה מוגדרת כלוגריתם היחס שבין עוצמת האור הפוגע בתמיסת .beer lanbert A=log Io/I. יחס זה ידוע כחוק Iמהתמיסה

מרכיבי התא של החיידקהחומר התורשתי:

כרומוזום- לחיידקים יש כרומוזום אחד בלבד. הממוצע של הכרומוזום בחיידקים הוא ב מיקרו מטר. על הכרומוזום יש את כל הגנים החיוניים לחיידק.1000

פלסמידים- לא לכל החיידקים יש פלסמידים- מקטעים קטנים שלDNAחומר גנטי . שאינו שייך לכרומוזום. הפלסמידים נושאים גנים שלא חיוניים לקיום )לרוב( מרבית הפלסמידים הם מעגליים אבל ישנם גם לינאריים. הפלסמיד מעניק עמידות בתנאים

מגבילים מסויימים )לדוגמא אנטיביוטיקה, או עמידות לברזל( לחיידק יש אופציה לזרוק את הפלסמיד במידה והוא גדל בסביבה שבה אין את אותו גורם מגביל. פלסמידים קטנים

יכולים לעבור בשלמותם מחיידק לחיידק, )כלומר חיידק יכול לקבל עמידות לאנטיביוטיקה שהוא לא היה עמיד אלייה(. אין חובה שבזמן ההכפלה של הכרומוזום תהיה הכפלה של פלסמידים, לרוב הכפלה כמו הכפלת הכרומוזום. ישנם פלסמידים שמסוגלים להתחבר

. episome–לכרומוזום ואז ההכפלה שלהם מתבצעת עם הכרומוזום מידע חיוני לפיקוח על התהליך של ההכפלה מידע לגביהמידע המצוי על הפלסמידים-

מספר העתקים ומידע שמאפשר הצמדות לתאים אחרים. מידע לפרוק תרכובות מיוחדות, ) תרכובות- מולק'bacteriocinעמידות לאנטיביוטיקה, עמידות למתכות, מידע לייצור

/קטנות בד"כ מקטע של חלבון והבקטריוצינים הם אלימים, יכול להרוג חיידקים אחרים( 70ריבוזומים- סך גודל של שתי יחידות הואS.נבגים-גופים של תא רדום שנוצר בתוך התא של החיידק. הנבג הוא מבנה שיציב

- שם אחר לנגב שנמצא בתוך החיידק.Endosporeלחום יובש קרינה וכימיקלים. )אלו הן מרבית הצורות של החיידקים. ציסטה- צורה של נבד בה כל התא הופך

לנבג.5הרצאה

תהליך יצור הנבג:תא של חיידק עומד להתחלק , אך התנאים מתחילים להיות קיצוניים ולכן התא הופך להיות נבג.

התא מתחיל להכפיל את החומרים הדרושים לחלוקה ואז במקום להתחלק הממברנה תאים.2הפנימית של התא יוצרת מחיצה ונראה כי בתוך התא יש

.התאים לא שווים בגודלם והתא הקטן הוא זה שיהפוך לנבגתא הנבג מתחיל לגדול ונוצרת הפרדה מלאה בין החלקים ומתחילות להיווצר השכבות של

הנבג, )דנ"א בתא הגדול יותר מתפרק לאחר שהנבג סיים להתפתח כיוון שאין בו עודצורך(

סביב הנבג נוצרות מספר שכבות תחילה יש קור, אותו מקיף הקורטקסט, ואותם מקיף ספור.

כאשר נוצרות השכבות החיידק הוגטטיבי )מתרבה( החיידק שמקיף אותו עובר פירוק )נבג ( נמצא המידע הגנטי והריבוזומים.coreלא מתרבה( ומשתחרר הנבג לסביבה בתוך הקור)

ידוע שאם אין מספיק יוני סידן בזמן הווצרות המעטפות של הנבג, הן יהיו לא מספיק יציבות. דרושה גם חומצה דיפיקולינית והיא נמצאת רק אצל חיידקים החומצה יוצרת

קשרים עם הקלציום )סידן(. במידה ויש מחסור בסידן השכבה לא תהיה יציבה וכךהעמידות של הנבג תהיה רעועה יותר.

(.90% מים פחות מחיידק רגיל )10-30%הנבג מכיל ביןבנבג יש אנזימים שפעילים לPHחומצי ולכן ה PHשבתוך ה coreהוא יחידה אחת פחות

מאשר בתא הוגטטיבי.הcore מכיל חלבונים : small acid soluble -> sasp

נביטה: הפיכת הנבג לתא וגטטיבי: כדי שהנבט ינבוט נצטרך מספר גורמים: מים, מזון, שלא יהיו חומרים שמפריעים לו. )ללא מים

לא יוכל לנבוט( תהליך הנביטה:

מים חודרים אל תוך הנבג והאנזימים מתחילים לפרק את השכבות של הנבג והתא מתחיל לגדול ולחזור לגודלו הקודם.

איברונים מחוץ לתא החיידקשוטונים: הם אברוני תנועה של החיידק, קיים שוטון אחד בלבד באותו צד יכולים

להווצר מספר שוטונים )זוהי תכונת גנטית( התנועה של השוטון היא סיבובית, אם או נגד סיבוב השעון. החיידק נע בצורה תזזיתית )בתוך נוזל השוטון יכול להניע את

מאורך התא בשנייה.60החיידק במרחק פי תנועה שמכוונת ע"י גורמים שנמצאים בסביבה. taxisהתנועה של בחיידקים נקראת

(chemotaxisתנועה שמכוונת לחומרים אורגניים נקראת כמטטקסיס )(phototaxisתמועה שמכוונת לאור פוטוטקסיס )

(osmotaxisתנועה שמכוונת ללחץ אוסמוטי מסויים )(areotaxisתנועה לכיוון חמצן )termotaxis)תנועה לכוון טמ"פ )

Piliשעריות דקות שעוזרות להצמד לחיידקים ולתאי מטרה --גילקוקאלס glycocalyxמסביב לדופן ישנה שכבה נוספת, שבכבה זו מחולקת לשני -

. קפסולה שהגבולות שלה מאוד מוגדרים- היא עשוייה מפוליסכריד צמיגי1סוגים: שעוטף את הדופן של החיידק.

- גם עשוי מפוליסכריד אך הוא פחות צמיגי ואז הדופן פחות מוגדרת.slime . סליים2 גופפי הסגרinclusion bodiesבתוך תא החיידק )בסוגים מעטים של חיידקים( יש

קרבוקסיסזום- גופי הסגר שנמצאים בתוכם נאזימים שמעקבים יציאתCO2

Carbon storge polymersMagnetosomseעשירים בברזל מיועד לחיידקים שמסתתדרים בשדה מגנטי -

מסויים.בועיות גז מסייע לחיידקים לצוף במים לתהליכים של פוטוסינתזה

6הרצאה הפקת אנרגיה של חיידקים!

ATP קשרי הפספט הוא3- המולקולה האורגנית המאפשרת יצירת אנרגיה. הפרוק של הקשר בין קשר עתיר באנרגיה.

בשימוש בגלל הזמינות אליו.ATPאמנם קיימות עוד מולק שיש בהן אנרגיה אך לרוב נמצא

המנגנונים ליצרת אנרגיה:זרחון ברמת הסובסרט- סובסרט שעתיר באנרגיה ואם נפרק את קבוצת הפוספט שלו

ואנזים מסויים נשחחר את אותה הקבוצה.ATPשתשחרר המון אנרגיה כלומר ע"י זרחון חמצוני- כאשר יש מולק' אורגנית שמשמשת כתורם אלק' בשרשרת של נשאים ותוך

כדי תנועת האלק' נוצרת אנרגיה מתהליכים של חמצון וחיזור הנשאים. ומאנרגיה זו נוצרATP.

חלוקת המקרואוגניזמים לקבוצות לפי מקור הפחמן ומקור האנרגיה:

Photoautotoroph מייצרים -co2.כמקור פחמן Photoheterorophאנרגית השמש משמשת כמקור אנרגיה )עושים פטוסינטזה( אך הם -

צריכים מקור פחמן אורגני.Chemolithroautotorophמשתמשים במקור כימי )מקור אנאורגני( מולק' אנאורגאניות -

משמשות להם להפקת אנרגיה.Chemoorganoheteroroph -

מהם התרכובות המשמשות להפקת אנרגיה- סוכרים, שומנים וחלבונים ניתן להפיק אנרגיה. תרכובות אלה מפורקות בהליך שנקרא קטבולזים,

.ATPובמהלך פירוק זה נוצרות מולק' קטבוליזם- סוכרים הם המקור הנוח ביותר ליצירת אנרגיה כאשר גלוקוז הוא הסוכר הטוב ביותר

שממנו ניתן להפיק את מרבית האנרגיה. שומנים חומצות גרעין וחלבונין הם מקורות נוספים להפקת אנרגיה. על מנת שמולק הללו יכולו

לשמש לתהליך של הפקת אנרגיה עליהם להתפרק למולק יותר קטנות לדוגמא שומנים מתפרקים לגליצרול וחומצות שומן. פוליסכרידים מתפרקים למונוסכרידים חומצות גרעין מתפרקות

לנוקליאוטידים וחלבונים מתפרקים לחומצות אמינו.

תהליכים של הפקת אנרגיה: נשימה אווירנית: רוב החיידקים מבצעים תהליך זה, ומפיקים בו את מקס' האנרגיה שניתן.1

38 תהליכים)בכל שלושת השלבים נוצרות במקס' 3להפיק. המטבוליזם של נשימה זו הוא (:ATPמולק' שלבים של ריאקציות אנזמתיות10גליקוליזה- גלוקוז נכנס לגליקוליזה ואלו

שלבים5 ובסוף הפאזה הראשונה)ATPותהליך זה דורש אנרגיה כלומר מתבזבז פחמנים. התבזבזו3ראשונים( מתקבלות שתי מולק' שלכל אחת מהן מורכבת מ

התהליכים האחרון( מקבלים שתי מולק'5. בסוף הפאזה השנייה )ATPשתי מולק' אבל קודם התבזבזו שתיים(ATP מולק' 4של פירובט.)נוצרו

קרבס( -הפירובט על מנת להכנס למעגל זה צריך להפוך(מעגל חומצת לימון הופך לחומצה(. )בסביבה מימית.co2 וNADHלאצטיל כוהל. במעבר זה נקבל

שלבים )ריאקציות( החומצה הראשונה שנוצרת היא חומצה ציטרית.8מורכב מNADH, FADH))מולק' חשובות

שרשרת נשאים- NADHנכנס אל שרשרת הנשאים שממוקמת על פני הממברנה עובר דרךNAD האלקטרונים של +H ו-NADהציטופלסמות והוא מתפרק ל

תחילת שרשרת הנשאים שתוך כדי המעבר משתחררת אנרגיה שמאפשרת לחלק מהמולק' של הפרוטון לצאת החומצה מהנשאים.מחוץ לממברנה יש מטען חיובי

.ובתוכה יש מטען שלילי- מעין בטריה נשימה לא אווירנית: תהליך זה בנוי גם כן עם גליקוליזה מעגל קרבס ושרשרת נשאים אך.2

ללא קיום של חמצן. תסיסה:תהליך לא אוורני המתרחש בהעדר חמצן. תוצרי התסיסה היא מולק' אורגנית.3

המשמשת כקולט אלקטרונים סופי, בתהליך זה אין מעורבות של שרשרת נשאי האלק'.כמות האנרגיה המתקבלת היא נמוכה ותהליך ראשון בשלב זה הוא גליקוליזה.

סוגים שונים של נשאים: דהדרוגנאזות- אנזימים שיש להםNAD.באתר הפעיל שלהם פלו פרוטאינים- אנזימים שקשורה אליהם קבוצתFAD שעוברת תהליך של חמצון חיזורחלבוני גופרית- חלבונית המכילים ברזלנשא שומני- אלו קואינזימים

ציטוכרומים- חלבונים המכילים טבעתheme

תנאים כימיים ופיסיקאליים הדרושים לתאים פרוקריוטיים9הרצאה

הרכב הכימי של תא חיידק- חלבונים שונים. הפוליסכריד העיקרי הוא2000יש למעלה משני מיליון מולק' ובסביבות

פפטידוגליקן וגם גליקוגן. החלבונים הם המרכיבים העיקריים של התא. ישנן מקרו מולק' ומונומרים. לחלק מהחיידקים האנאירובים החמצן הוא רעיל אך במים הוא מהווה מקור מזון

)ליצרת סוכרים( עבור אותם חיידקים. רוב האטומים )שמופיעים בטבלה במצגת( דרושים לחיידקים בכמויות ממש ממש קטנות כי הם

דרושים לפעילות של אנזימים. ישנם גם מולק שמשמים כחומרי מזון הם ויטמינים שמסייעים בכל מיני תהליכים כמו הסינטזה של הממברנה.הויטמינים שמסיסים במים משמשים לצורך הבנייה של

הקבוצה הפרוסטטית שנמצאת באנזים ואחראים לפעילותו התקינה.

גורמי גידול- תרכובות אורגניות הדרושות בריכוז נמוך שחיידקים אינם יכולים לסנטז אותם בעצמם.חומצות אמינופוריניםחומצות גרעין

האם בעקבות העובדה שחיידק דורש הרבה תרכובות שהוא אינו מסנטז בעצמו מעיד על החיידק.ניתן לומר שככל שחיידק מסנטז יותר לעצמו הוא מפותח יותר.

דרישות לחמצן- אובליגטורים- חייבים חמצן לשם קיום תהליך הפקת האנרגיה הוא אוורני בלבד.פקולטטיביים- יש לו מסלול נשימה אווירני אך יכול גם להתקיים בהעדר חמצן.

אוירניים מיקרופיליים- נושמים עם חמצן בריכוזים נמוכים מאוד.

אנארוביים אובליגטוריים- מפיקים את האנרגיה שלהם בתהליך פרמנטציה והם אינם חיים באיזורעם חמצן.

אאור טולרנטיים- לא זקוקים לחמצן לצורך התרבותם אך יכולים לגדול בנוכחות חמצן, החמצן לאיועיל להם לגדול הם מבצעים תסיסה בלבד, וגם אם יש חמצן יבצעו תסיסה.

השפעת חמצן על מיקרואורגניזמים- החמצן חיוני גם לצורך הפקת אנרגיה וגם לצורך בניית התא. בחלק מהחיידקים החמצן המולקולרי

והם חיים בתנאים ללא חמצן רעיללמה יש חיידקים שהחמצן רעיל להם?

חמצן יכול בתהליכים של הארה הוא יכול להפוך לחמצן סינגלרי. יש תאין ןשיש להם פרופנים ובנוחכות חמצן ואור החמצן הופך לחמצן סנגלטי- שהוא מחמצן את החומרים בתהליך לדוגמא

מחמצן שומנים והורס את מבנה הממברנה וכך התא נחלד ומת.

פרומוטר ממנוPאופרון הלקטוז- מקטע של דנא שכולו מייצר או מרכיב קבוצה של חלבונים )טראנס אצילז(A)טרמיאז( Y גנים )בתא גלקטוזידאז( 3מתחילה הסינטזה, לאחר מכן יש אופרון ו

חלבוני מבנה. 3מקודדים ליצירת כאשר אין לקטוז בסביבה ויש גלוקוז, קיים בתא מולק "דכאן" ויש לה זיקה באופן קבוע

להתקשרות לאופרטור ואז המסנג'ר רנא שרוצה לתרגם צריך את האופרטור פנוי, אך

האופרטור תפוס עם הדכאן וכך לא יווצרו הגנים שמקודדים לאנזמים שאחראיים לניצולהלקטוז.

כאשר יש לקטוז, התא מקבל הוראה ליצירת בתא גלקטוזיד, מולק זו נקשרת לדכאן שנמצא על האופרטור ולמעשה גורמת לשינוי במבנה המרחבי של הרפרסור, כך

שהרפרסור משתחרר מאופרטור והם יוצרים קומפלקס, וקומפלקס זה נקשר בפרומוטור )חל שינוי מרחבי בגן(c-AMPנקשר ל capה

מהמירות הרגילה. הכנסת הלקטוז לתא מהיר יותר20ואז מתחיל תרגום של הגן במהירות של פי פירוק הגלוקוז והגלקטוז.

השפעת תנאי הסביבה על גידול חיידקים: מעלות בו הם יכולים לגדול. תמות החיידקים נובעת30טמפ'- לכל החיידקים יש תווך של

מהדנטורציה של החלבונים, בטמפ' נמוכות ישנו עיקוב של הפעילות המטבולית )הם אינם מתים( ישנה חלוקה של החיידקים לפי טמפ' אופטימליות)שמות במצגת(. )הטמפ המקסימלית בה מצאו

(הטמפ' האופטימלית גם תלוייה בהרכב המצע עליו גדל החיידק. חיידקים הם130°חיידקים זה תאים פוייקולותרמיים, הטמפ' מחוץ לתא היא גם הטמפ' בתוך התא.

10הרצאה

חיידקים פוייקילוטרמים- שורד בטמפ' גובוהות.המנגנונים שמאפשרים לו להתקיים )לחיידק טרמופילי(

חלבונים יציבים יותר שעמידים בטמפ' גבוהות.1קצב סינתזה מאוד מהיר.2 צבירה של מולק' בתוך התא וע"י כך )כמו מים( הלחץ האוסמוטי עולה וטמ"פ הרתיחה.3

עולהרוב האנאירוביים הם חידקים טרמופיליים..4

עובר פירוק עצמי.ATP מעלות כי ה130בתנאים של היום לא זוהו חיידקים מעל

מעלות0 מעלות בערך החלבונים מפסיקים אחרי 13חיידקים פיסכולורופילים- טמפ אופטימלית מעלות.13לפעול וחוזרים לפעילות מ

הלופילים- דופן שמורכבת מגליקופרוטאין,יכולים לנוע בטווח רחב של ריכוזי מלח, הם נצבעיםכגרם שלילים לא יוצאים נבגים ורובם אווירניים.

מנגונים שמאפשרים להם לגדול בריכוזי מלח גבוהים:צבירת יוני אשלגן בתוך התא..1יצירת קשרים למולוקות בתוך התא עם יוני המלח שחדרו לתא.2סילוק מהיר של יוני מלח.3אנזימים שמסוגלים לעבוד בריכוזי מלח גבוהים..4

רוב החיידקים מתקיימים באיזור סביבה ניטרלית אבל יש כאלו שמתקיימים בסביבות חומציות בסביבה.PH נייטרלי לא משנה מהו הPHבמיוחד או בסיסי מיוחד. חיידק שומר על

חיידקי גוף האדם

הפלורה הטבעית-חיידקים הנמצאים בגוף האדם באופן טבעי בתוך המערכות של גוף האדם הםאינם גורמים נזק ואנחנו אפילו מרוויחים מהם.

ישנם חיידקים בפלורה הטבעית אך עשויים במקום אחר על הגוף יכולים להיות פתוגניים. כאשר חיידק שייך לפלורה הטבעית והוא עבר לאיזור אחר והוא מצליח לבטא את התכונות

הפתוגניות שלו. איזורי הפלורה הטבעית: עור, פה , מערכת הנשימה עליונה, מערכת העיכול, מערכת המין

הנקבית.

תופעה זו קיימת משתי סיבות tissue trpismהתופעה שחידקים נמצאים באיזור מסויים נקראת חיידק מסויים באיזור כלומר שיש תנאים טובים לגידולו..1באותו איזור ישנם תנאים שמעכבים גדילה של חיידקים אחרים..2

עצם היכולת של חיידק לגדול באיזור מסויים נובעת מכמה דברים:היכולת להצמד לחומרים מסויימים או מרקמים שונים שנמצאים בשטח הפנים על החיידק

שעוזרים לו להצמד לרקמה שטובה לו. חיידיקם שמייצרים ביופיליים ויוצרים שכבה עבה ועלייה מתרבים באותו איזור וכך עוזרים אחד לשני להתמודד עם מנגנוני ההגנה של של גוף האדם )יותר יציבים- מושבה יותר מפותחת יכולה

ליצור עמידות לאנטיביוטיקה, יוצרים תעלוות שמאפשרות מעבר של מזון ומונעות כניסה שלחומרים בלתי רצויים(.

העור חומצי. pHחיידקים האופיינים לעור: אוכלוסיית החיידקים בעור מפרישה חומצות, ולכן חומצי.pHדבר הגורם למניעה של כניסת חיידקים פתוגניים הרגישים ל

אלו הנמצאים על העור מתרבים בשורש השערה אלו מוגנים מסבון ולאחר שטיפה של העור הםממשיכים להתרבות.

חיידקים השייכים למערכת הנשימה העליונה: )הריאות סטריליות( אלו אווירניים אירוביים )גורם לדלקת גרון( יכול stufylococcus pyogenesa ואנאירובייםפקולטטיביים. קיים חיידק טורף

להיות אלים מתיישב על מסתמים ויכול לחדוק לזרם הדם ולגרום תוך מספר שעות להרס התאיםבגוף )ע"י יצור אנזימים( ולקריסת מערכות.

, אלו פפטידים קצרים הגורמים לתמותה שלinhibinisחיידקים האופייניים ללוע: יוצרים מולק' חיידקים אחרים ומונעים גם תמותה של חיידקים פתוגניים )פועלים בדומה לאנטיביוטיקה(.

חיידקים השייכים למערכת העיכול: קיבה מעי דק ומעי גס. בקיבה באופן יחסי יש מגוון קטן של חיידקים, במעי הדק קצת יותר ובמעי הגס הרבה יותר. הסיבה לכך היא דרגת החומציות בקיבה

מאוד חומצי.pH=2וקיים חיידקים במעיים עוזרים בסינתזה של ויטמינים וחלק מהויטמינים מהאספקה מתקבלים מחיידקי

המעיים תוך כדי תהליך התסיסה החיידקים יוצרים גזים וריחות, חומצות אורגניות ועוזרים בפירוקשל סוכרים )קשרים גליקוזידיים מסוג בטא( ועוזרים במטבוליזם של חלק מהסטרואידים.

חיידקי גוף האדם לא חשובים לעצם קיום אך הם עוזרים להשרדות מערכת החיסון ומחזקים אתמערכת החיסון.

נשימה תחתונה , כבד, טחול, כליות, מערכת הדם, שלפוחיתהמערכת הסטרילית בגוף האדם: השתןף מערכת המין הנשית. אם חודר החיידק המערכת החיסונית לא יכולה להתמודד איתו וגם

התרופות שמקבלים עדיין החיידק יגרום למחלה. המאגר של החיידקים הפתוגנים:

מחיות הניסוי.50% מספר חיידקים הגורמים למוות – LD50הגדרת מדד אלימות

דרכי חדירה של חיידק פתוגני: יכול לחדור ע"י מערכת הנשימה, העיכול, השתן, המין, פציעה אוע"י עקיצה או נשיכה.

:)לא מחייב את כל התכונות יחד(תכונות החיידק הפתוגניעל מנת שהחיידק יגרום נזק לתא הוא חייב להצמד אליו. יש לו פיליי—יכולת הצמדות

)שעריות(. ישנו רצפטור קיים של התא לדברים שחיוניים אליו אך אותו חיידק יכול להצמדאל אותו רצפטור. )חיידק ללא שעריות לא ידבק(

כושר חדירה לרקמות- ישנם חיידקים שמפרישים לרקמה חומרים שגורמים לשקיעה של הממברה נוצרות שלוחות שעוטפות את החיידק וע"י סוג של פגוציט וזה )בועית דרכה הוא

נכנס( הוא חודר אל תוך התא משתחרר מהווקולה אל תוך הציטופלזמה.או שישנם חיידקים שיש להם חומרים שמפרקים את הממברנה.

כושר התרבות)תכונות המאפשרות לו לגרום נזק למאכסן )אנזימים, טוקסינים כולל( תחרות על חומרי מזוןfeבגוף האדם אין מקורות מזון זמינים כל הזמן ועל כן -)

החיידק חייב לעמוד בתחרות בין חיידקים אחרים ומהתאים, על הברזל ישנה התחרות הכי חזקה, החיידקים מייצרים סיידר ופורים )מולקולות שקושרות ברזל( כמו כן החיידקים מסוגלים לסנתז רצפטורים לקליטת סיידרופורים של חיידקים אחרים. וישנם חיידקים

שמוסגלים לקשור טרנספרין )משמש לחיידקים אנימלים להכנסת ברזל( ולהחדיר אותו אלתוך התא שלהם.

)אנזימים וטוקסינים( תכונות האמרפשרות לחיידק לגרום נזק למאכסןאנזימים

-Coagulaseחיידק שחודר אל זרם הדם מפריש חומר שמקריש את הפלזמה עוטף את - עצמו בפלזמה)משמת כחומר מזון( המערכת החיסונית לא מכירה אותו

פרוטאז- הורס נוגדנים-טוקסינים

אקסוטוקסינים- מופרשים החוצה בצורה אקטיבית ע"י החיידק. מייצר אותם גרם + עשויים בעיקר מחלבון לכן הם לא יציבים בחום. משחרר טוקסין בסוף שלב

ואופי הרעלה ייחודי )לכל אחד יש משלו(logה מורכבים מפפטיד שאחראי להתקשרות לרצפטור על התא ומפפטיד שאחראי על

הנזק )הפעיל(.טטנוס- מיוצר ע"י החיידק קולסדרידיום טטני חיידק אנאירובי אובליגטורי1דוגמא :

זהו חיידק קרקע )גם במערכת עיכול של בע"ח( יוצר נבגים )כאשר דורכים על מסמר נוצר פצע והתנאים בו אנאירוביים ועל כן יגדל בתוך הפצע( ו החיידק נצמד

לאיזורים במופרש הגליציןוכתוצאה מכך השריר נשאר מכווץ מתגים גרם חיוביים אנאירוביים אובליגטורים אחד מתוךc.Botulinum: 2דוגמא

שבעת המסוכנים ביותר. הוא נקשר לאיזורים שבסינפסה שבה מופרש האצטילכולין ומונע את הכיווץ של

השריר. : אנטר וטוקסינים- אנדו טוקסינים שבעיקר מיוצרים בגרם שלילים3דוגמא

ופוגעים בעיקר במערכת העיכול. החיידק מתיישב על תאי האפיל ע"י הפיליי שלו והרצפטורים של התא הוא מתרבה ומפרשים טוקסינים, הטוקסינים נקשרים אל

GM1של התא והוא גורם לאקטיבציה של תאי האפיתל של המעי )הפעלה מסויימת( וזה גורם להגברה בפעילות של האנזים אדניל צייקלז שגורם ליצירה של

)משפיע על חדירות של יונים דרך ממברנות ( ובמקרה זה הוא מונעAMPצייקליק יציאה של נתרן אל זרם הדם ואז הנתרן מצטבר בחלל המעי ומאפשר חדירה של

כלור אל המעי בכמות מוגברת וע"י כך נוצר מלח והוא סופח את המים מהדם וזהגורם להתייבשות ושלשולים! )הגן המקודד לו נמצא בכרומוזום(

טוקסין שמעקב את סינטזת החלבונים הוא פוגעdiphtheria toxin : 4דוגמא באנזים שאחראי על התאכות השרשרת הפוליפפטידית. התברר שטוקסין זה חודר

בעזרת בקטריופאג' שמחדיר אותו פנימה )וירוסים שפוגעים בחיידקים( שאליונכנס הגן שמקודד את הטוקסין הזה.

אנדו טוקסינים- נמצאים במבנה של החיידק. יכולים להיות רק בחיידקים גרם )ליפופוליסכריד( הרעלה לא ייחודית. כאשרLPSשלילים ומורכבים בעיקר מ

משתחרר לסביבה. כיוון שאלו מולק' סוכריותLPSהחיידק מתפרק ע"י תמותה ה הם יציבים יותר לכם, כדי לגרום למחלה נצטרך כמות גדולה של הטוקסינים. גורמים לעליית חום הגוף ע" הקשרות להיפותלמוס)אחראי ויסות חום במוח(

וגורמים לשחרור של חומרים פירוגניים)מולק שגורמות לעליית חום הגוף( וחומרזה גורם לעליית חום הגוף, מלבד זה גורם לאודם באיזור וזרימה מוגברת של דם.

פיזור מחלות:מחלות יכולות לעבור בין בני אדם ובין בע"ח לבני אדם. ובין חרקים לבני אדם לדוגמא "דבר":

נדבק אל חולדות ע"י חרק כלשהו.yersinia pestisהחיידק

מנגנוני הגנה של גוף האדם- תרופות אנטי בקטריאליותעור תקין- מונע חדירה של חיידקים.ריריות-בדרכי הנשימה העליונות מאפשרות סילוק של חיידקים והתיישבותםpH קיבה- מונע מעבר של רוב החיידקים היות וזהו pHחומצי ליזוזים- אנזים שמפרק את הקשרים הגליקוזידיים בפפטידוגליקן של החיידק והוא

מתפגוציטים- שייכים למערכת החיסונית של גוף האדם, תאים בלענים שייכים

לתאים הלבנים במערכת החיסונית. בתאים אלו יש גרעין וליזוזום. חיידק מגיע אל זרם הדם הפגוציט נע לכיוון החיידק בצורה מכוונת החיידק נקשר לפגוציט,

הפגוציט יוצר שלוחות ממברנליות שעוטפות את החיידק, נוצרת בועית שבתוכה החיידק והיא נכנסת אל תוך התא )הבועית עם החיידק נקראת פגוזום( בתוך הפגוציט יש ליזוזומים אשר מתחברים לפגוזום )פגוליזוזום( וזה גורם לפירוק

וכל מני תרכובות מחמצנות שהורסות את החיידק(.H2O2החיידק. )בליזוזום יש החיידקים יכולים להתגבר על הפגוציט- או ע"י הרס הפגוציט או עיכוב תנועת

הפגוציט, אם לחיידק יש קפסולה אין אפשרות בליעה של הפגוציט, ישנם חיידקיםבעלי יכולת לחיות בפגוזום ולגרום לו לעיכוב בהתחברות לליזוזום.

נוגדנים"פלורה טבעית"

הרצאה כלשהי...- ישנה אפשרות להתחסן נגד חיידקים בשתי דרכים:חיסון נגד חיידקים

לגוף על מנת ליצור נוגדנים לאותה מחלה.2או 1חיסון פעיל- הכנסת .1ע"י חיידקים מומתים-ע"י חיידקים מוחלשים-

חיסון סביל-כאשר מישהו כבר נדבק בגורם המחלה ומכניסים נוגדנים מוכנים מונע נקודתי.2ללא זיכרון במערכת החיסונית

תרופותדברים שצריך לבדוק לפני נטילת התרופה:

.יעילות התרופה כנגד גורם המחלה מבלי לגרום נזק למאחסן.אם התרופה יכולה להגיע אל מוקד הזיהום- לדוגמא זיהום במוח האם התרופה מתפרקת בגוף וכתוצאה מכך בלתי יעילה- שינוייpHאו פעיות

אנזימתיתזמן השהייה של התרופה בגוף ויכולת הגוף להפריש אותהתופעות לוואי של התרופות

סוגי תרופות.אנלוגים של גורמי גידול- תרכובות בכמויות קטנות מאוד שאורגניזם לא יכול לסנטז בעצמו

ברגע שנשנה את גורם הגידול בתא האנזימים של אותו חיידק לא יוכלו לעבוד עם אותו גורם גידול כלומר הם מכרים אותו מבחינה מרחבית אך לא יוכל לחבר אותה לאותה

שרשרת שמתארכת אצלו.

SulfaSulfanilamideתרופה פשוטה והיא אנלוגית ל -p- aminobenzoic acid

PABAמהווה מרכיב מהחומצה הפולית ע"י שני אנזימים, הוא עוזר בסיטנטזה של - החיידקSulfanilamideאמינים ובסיסים שהתא אצל החיידק זקוק להם אך אם נשים את

יתפוס אותו ולא תהיה בנייה של החומצה הפולית ויוביל לתמותה של התא. אדם יכוללקבל את החומצה הפולית מבלי לסנטז אותה.

הסולפניאמיד תרופה בקטריוסטטית - כלומר נחשבת תרופה מעכבת

אנטיביוטיקה- אנטיביוטיות הן מולק המסונתזות ע"י מיקרואורגניזמים. האנטיביוטיות בעלות משקל מולק נמוך

וניתן לשייך אותם מטבוליטיים שניוניים, כלומר ברגע שהחיידק במצוקה הוא מייצר את האנטיביוטיות )סוף השלב הלוגריתמי( לצורך הרג של מיקרואורגניזמים שנמצאים בסביבה. )רובם

יוצרי נבגים(. אנטיביוטיות נוצרות גם ע"י אובשים- הפטרייה פניציליום- זוהי הפטרייה הראשונה שזוהתה בתור

יוצרת אנטיביוטיקה. החיידקים שיוצרים אנטיביוטיות סטרפומיצטס אקטינומיצטס. לשתי משפחות הללו משפחה

נוספת שיוצאת אנטיביוטיות הם הבצילוס ים שיוצרים נבגים.

אחוז האנטיביוטיות הנמצאות בשימוש הוא אחוז קטן מכלל האנטיביוטיות שאותרו כלומר עשרותמתוך מאות.

ניתן לחלק את האנטיביוטיקות:אנטיביוטיקה טבעית- מיוצרות ע"י מיקרו אורגניזמים..1

- הפניצילינים הם אנטביוטיקות שפוגעות בסינטזה של הדופן וע"י כך גורמות לתמותה שלהחיידק.

- פולימיקסין זוהי אנטיביוטיקה נוספת שפוגעת בממברנה - אריטרומיצין,טטרציטין אלו אנטיביוטיות הפגועות בסיטזה של חלבונים

mRNA- ריפונטין פוגעת בסינטזה של וישנה אנטיביוטיקה שפוגעת באנזים שאחראי על יצירת הסופר כוהל של הדנא הוא-

DNA gyrase\פוגעת בסינטזה של חומצות הגרעין -

דוגמא לאנטיביוטיקה שפוגעת בסינטזת הדופן- פנצילין התגלתה ע"י תרביות של סטפילוקקים וראה כאשר נפל עובש על התרבית ראה כי באיזור לא גדלו חיידקים, וכאשר

נזרע העובש במתכוון ראה כי אין גידול של סטפילוקוקים, כאשר נערכה בדיקה זו בנוזל הוא ראה כי אין גידול גם שם. כאשר השתמש רק בנוזלים שנאספו מהעובש ראה תוצאות

. הפניציליןבטאט לקטמיתדומות והבין כי אין צורך בכל העובש. הפניצילין בעל טבעת מעכב את סינטזת הדופן נחשב לבקטריוצידים גורם לתמותה של התאים, ומתאים

לשימוש אך ורק בתקופת השלב הלוגרתמי של החיידקים היות הפניצילין מעכב את סינטזת הדופן ישנה גדילה אך ורק בשלב הלוגרתמי. )פועל רק נגד גרם חיוביים בלבד(. המבנה של הפניצילין מאוד דומה למבנה של הפרקורסור )די אלנין( שמרכיב את הדופן

ומה שקורה שבחיידק הטראנס פפטידאזות לוקחות את הפניצילין במקום והן אינן יכולות לסנטז עוד את הדופן. הפנצילין מונע סינטזה של אוטוליזינים ) מונע את הגדילה של התא

וגורם לדופן להיות םגומה ולא עמידה(.

אנטיביוטיקה סמיסנטטית- .2

סינרגיזם כאשר לוקחים שתי אנטיביוטיקות שונות אשר משפיעות מהר יותר ובכמות קטנה יותרעל החיידק.

אנטגוניזם שתי תרופות שמעבכות את הפעילות אחת של השנייה.

עמידות של חיידקים:חיידקים שיש להם בטא לקטמז שמפרק את הטבעת הבטא לקטמית- נוכל להוסיף

חומרים שיעכבו את הנאזים בטא לקטמז לדוגמא קלבולניק אסיד זוהי מולק שמסונטזת ע"ימיקרואורגניזמים היא תופסת את הבטא לקטמז ומונעת ממנו לפרק את המולק.

לדוגמא אם ננסה לטפל באמקוסיצלין בחיידק נראה כי אין הוא משפיע על הגידול של החיידק והוא ממשיך לגדול כרגיל, ואם נשתמש בקלבולניק אסיד עדיין יהיה גידול וכאשרנשתמש באמוקסיצילין לאחר הקלבולניק אסיד נראה מיידית את התמותה של החיידקים.

פולימיקסין- מורכבת מחומצת שומן וחומצת אמינו ואנטיביוטיקה זו בגלל החומצות אמינו שחלקן טעונות היא מערערת את המבנה של המממברנה החיצונית של חיידקים גרם שלילים, ועצם זה

)הפפטידוגליקן מאוד דק בחיידקים גרם שלילים( נשארת דופן דקה ולא מועילה ועל כן יש תמותהשל התא.

פוגע בממברנה החיצונית של התא )שיש רק בחיידקים גרם שלילים(. החומצת שומן עוזרתבחדירה של המולק' אל תוך החיידקים.

Quinolon)קווינולונים )קבוצה של אנטיביוטיקות -Nalidixic acid –טווח פעולה רחב , פוגעת בDNA gyraseבאאוקריוטים, הדנא גיראס הוא שונה

בין חיידקים לאאוקריוטים ועל כן הוא לא פוגע בעצמו.Rifampicin אנטיביוטיקה שפוגעת באנזים שיוצר -Mrna.כתוצאה מכך נמנעת סינטזת חלבונים

זוהי דוגמא לאנטיביוטיקה שיכולה לפגוע בתאים אאוקריוטים אך קשה לה לחדור למיטוכונדריהלכן כאשר לוקחים במינון נמוך זה לא פוגע באדם.

Aminoglycoside)סוג של אנטיביוטיקה( - טווח פעולה רחב) גרם חיובי וגרם שלילי( בעלי מבנה בסיסי של סוכרים וקבוצות מותמרות של

.30Sאמינים גם פוגעת בסינטזת חלבונים, אך היא פוגעת בצורה שונה היא נקשרת ליחידה אנטיביוטיקה זו גם מעלה את החדירות של הממברנה.

Chloramphenicolאנטיביוטיקה בעלת הרבה תופעות לוואי ורק במקרה שבו אין ברירה אחרת ישתמשו באנטיביוטיקה זו.

דורות. מכפילים את עצמם בזמן נורא קצר ועל כן 106 ל1חיידקים עוברים מוטציה ספונטנית כל יש סיכוי שיפתחו מנגנוני הגנה לאנטיביוטיקה.

מנגנונים:פניצילין פוגעת בסינטזת הדופן יש חיידקים חסרי דופן שהוא אתר חוסר באתר מטרה -

המטרה.פניצילין לא יכול לחדור את הממברנה חוסר זמינות של אתר המטרה לאנטיביוטיקה -

החיצונית של חיידקים גרם שלילים כדי להגיע אתר המטרה.את האנטיביוטיקה חיידקים בעלי משאבות שמוציאות את האנטיביוטיקה החוצה -

טטראציקליד חיידקים גרם שלילים זורקים החוצה.החיידק יכול לשנות את המבנה המרחבי שלו לדוגמא שינוי באתר המטרה -DNAגיראז

משתנה כך שהאנטיביוטיקה לא יכולה להקשר אליו. -בטא לקטמאז אנזים שחותך את האנטיביוטיקה. שינוי כימי של האנטיביוטיקה -החיידקים יוצרים דרך אלטרנטיבית כדי למנוע את הפגעה של האנטיביוטיקה

ווירוסים- נדבר על וירוסים שפוגעים בחיידקים )בקטראופג'ים( נגיף הוא לא תא אין לו פעילות עצמאית מישלו אינו נראה ע"י מיקרוסקופ אור. עובר דרך מסננים

. נגיף באוויר נקראRNA או DNAהמעכבים מעבר חיידקים, מתרבים ללא תא מאכסן: יש להם או וירון. מבחינת מבנה הוא מאוד סימטרי.

מחלת שיתוק ילדים- מסוכם במצגת.שפעת ספרדית- מסוכם במצגת.

מיון נגיפים:מיון ע"פ תא המטרה:

נגיפים צמחיים- תוקפים צמחים.נגיפים אנימליים- תוקפים תאים של בע"ח ואדם.נגיפים בקטריאלים- )בקטריופאג'ים(- תוקפים תאי חיידקים

מגודל של חיידק(100 מיקרון.)קטן בערך פי 0.02מיקרון ל 0.3גודלם של הוירוסים נע בין מבנה של הוירוס:

מבנה קפסיד- מעטפת של חלבונים שמורכבת מאותה יחידת חלבון שנקראת קפסומר וכל הקפסומרים האלו יחד מרכיבים את המעטפת שנקראת קפסיד. בתוך הקפסיד יש חומר גנטי

והמבנה הכולל נקרא נוקלאוקפסיד. ישנם וירוסים שעטופים בממברנה שומנית- מעטפת זו גם פשוטה ובנויה מיחידות שחוזרות על

עצמן, הוירוס בנוי מראש צוואר לוחית בסיס שאליה מחוברים דורבנות שאליו מחוברים הזנבות.

שלבים בהכפלת הוירוס:תא חיידקי נתקף ע"י וירוס והוא נספח אל התא של החיידק. וע"י רצפטורים מתאים הוא

נספח במולק ספציפיות אחרת לא תהיה ספיחה ומעבר של חומר גטי.

.החדרה של החומר הגנטי והמעטפת נשארת בחוץהכפלה של החומר הגנטי בתא המאחסןהכפלה של הקפסיד.שיעבוד מערכות התא לטובת מערכות שחיוניות לשימושו של הוירוס.במקרים מסויימים משתחרר הוירוס והתא מתפוצץ

מחזור חיים ליטי- הוא מחזור חיים עד לפיצוץ החומר הגנטי נכנס בתוך החומר הגנטי של החיידק והחיידק כשהוא–מחזור חיים ליזוגני

מתרבה הוא מקבל תכונה מסויימת של הוירוס.

דרכים התגוננות של החיידקים מפני וירוסים :שינוי שטח פני התא- כלומר לשנות את הרצפטורים שלו ומרכיבים על שטח הפנים וככה

שהווירוס לא יוכל להתקיים על החיידק.אנזימי רסטריקציה- אנזימים שחותכים את הרצף שהם מכירים מהדנא של הנגיף ועל כן

הנגיף לא יוכל להתרבות.דרכי התגוננות של הוירוסים מפני חיידקים:

.שינוי בחומר הגנטי- מוסיפים קבוצות מתיליות שיוכלו להקשר לחיידקים.בקטריופאג'ים- יכולים לקודד לאנזימים שמעכבים את אנזמי הרסטריקציה של החיידק

כימות נגיפים: מיקרוליטר100עורכים מיהול עשרוני ובמקביל זורעים על פלטות חיידקים ולאחר מכן שופכים

שעות. נראה איזורים ריקים, נגיף שנפל באיזור24מהתרחיף המהול של הנגיפים ומדגירים ל מסויים ממית את החיידקים, איזורים צלולים אלו נקראים פלאקים. ע"פ מספר הפלאקים נוכל

לדעת את מספר החיידקים. כל פלאק מקורו בנגיף אחד.

PFU.יחידה יוצרת מוקד הדלקה -

מחלות הנגרמות ע"י וירוסים: ישנם וירוסים שחודרים אל תוך התא, התא מכפיל את עצמו ללאאבחנה ועל כן בכל פעם שמוציא מתוך התא וירוס הוא מתפתח ללא אבחנה.\

פריונים- מולק' של חלבון שגורמות למחלות: ישנה מחלה שנקראת קוריידספלד יעקב, במחלה זו המח הפך להיות ספוגי, התנוון .נעשו פגיעות

מוטוריות.המשותף לכל מחלות מח אלו הוא חלבון שמשותף להם.

אותו חלבון שגורם למחלת הפרה המשוגעת. ישנו חלבון במוח שנקרא פריון פרוטאין ברגע שיש מפגש עם חלבון שקרא סקפריון פרוטאין מדובר

בתהליך של הדבקה מחלבון לחלבון על כל החלבונים במוח. היות וחלבון זה מאוד דומה לחלבוןשהמערכת החיסונית מכירה אז לא מזהים אותו.