Download - Cytologie a morfologie bakterií
![Page 1: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/1.jpg)
Cytologie a morfologie bakterií
Anthony van LeeuwenhoekZ 50 – 275 x, 17.stol
Janssenovi Z 9 x, ~1595
Anthony van LeeuwenhoekPrvní nákresy bakterií (z ústní dutiny člověka)
SEM Treponema pallidumútočící na membránusavčí buňky
![Page 2: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/2.jpg)
Morfologie• Buňky• Charakteristických shluků buněk• Buněčných útvarů (spory, konidie, sporangia, pouzdra..) • Bakteriální kolonie
Většinou druhově charakteristické = identifikační znakPozor na: fázi růstového cyklu! endospory vyklenující buňku stáří kultury pleomorfní buňky
Clostridiumbotulinum
endospora
buňka char.shluk
kolonie sporangium
spory
2
![Page 3: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/3.jpg)
Pleomorfní buňky rodu Corynebacterium
Mycobacterium avium-intracellulare Acidorezistentní barvení buněkhistologického řezu lymfatické uzliny
Pleomorfní buňkyM. tuberculosis
Morfologie pleomorfních buněk.Další potíž:Jsou barvitelné Gramem?Haemophilus – anoMykobakteria, mykoplazmata - nikoli
Acidorezistentní buňky:Odmítají Gramovo barveníOdmítají se po nabarvení odbarvit ethanolemi kyselinou. Př: Corynebacterium, Nocardia…
Bez b.s.
Mykolové kys
3
![Page 4: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/4.jpg)
Bacillus anthracis
ÚstnímikrofloraUKÁZKA 1
Lactococcus lactis
Staphylococcus aureus na pokožce
Proteus
Streptomyces
kolonie sporangium
sporyProdukce ATB
Struktury G- buňky
Leptospira
4
![Page 5: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/5.jpg)
Morfologie buňky• PREPARÁT - co chceme vidět? – podle toho preparát a typ
mikroskopie
tvar buňky – fázový kontrast, barvený fixovaný prep.
pohyb buňky – fázový kontrast, fluorescence barvené struktury – pomáhají identifikaci (PHB,
síra..)
typ buněčné stěny – Gramovo a acidorezistentní b.
rychlápříprava nativníhopreparátu
barvení buněk a spor za horka
a struktur
Gramovo barvení
světelnámikro-skopie
SvětelnáFázový kontrastFluorescenčníElektronová…
5
![Page 6: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/6.jpg)
Mycobacterium tuberculosisZeihl-Neelsonovo barvení (červeně)
Je neznámý vzorek vůbec
barvitelný Gramem?
Není gramlabilní?
S barevným filtremCíl
mikroskopie?Typ preparátu
Typ mikroskopie(typ b. stěny,
průkaz struktur,růstového cyklu)
Živý (nativní) preparát bez fixace– vidíme nedeformovaný tvar buňky, spory, morfologii seskupení buněk, pohyb buněk Živé a mrtvé b., pohyb
Fixov. prep. – tvar a typ b.
Fixov. prep. nebarvitelný Gramem
6
![Page 7: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/7.jpg)
U jednoho bakteriálního rodu
různý vzhled char. tvaru buňky!• Př: tyčky bacilů
•Haemophilus
Bacillus anthracis
Bacillus cereus
Bacillus subtilis
10 μm
H. influenzae
H. ducrei
•PseudomonasP. aeruginosa
P. fluorescens
7
![Page 8: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/8.jpg)
Posuzujeme-li vzhled buňky kmene
určitého bakteriálního druhu, je třeba si uvědomit:
1) Prochází tento druh růstovými cykly?- v každém z nich má pak buňka jinou
morfologii! Př: Chlamydia, Bdellovibrio,
Streptomyces, Caulobacter, myxobakterie….
Mění se nejen vzhled buňky,ale buňka v cyklech procházítypickou změnou vnitřních struktur. Buněčný cyklus
Caulobacter crescentus8
![Page 9: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/9.jpg)
Bacillus
Bdellovibrio
Myxobakterie
9
![Page 10: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/10.jpg)
Morfologie buňky vprostředbuněčného cyklu
Životní cyklus rodu Bacillus - u některých jeho druhů i u jiných rodů navíc různá barvitelnost Gramem při různém stáří buněk – až gramlabilní při popisu preparátu nutno uvažovat stáří buněk!10
![Page 11: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/11.jpg)
2) Vytváří posuzovaný druh endospory?
- v preparátu pak mohou měnit tvar buněk!
„Voják umírající na tetanus“Sir Charles Belllukovité prohnutí zad (opistotonus)křečovitý výrazOriginál je k vidění:Royal College of Surgeons of Edinburgh, Scotland.
Clostridium difficile
Clostridium tetani
Bacillus anthracis
11
![Page 12: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/12.jpg)
Endospory vs. exospory• G+ bakterie – endosporytermorezistentníBacillus, Clostridium, Sporosarcina, Sporolactobacillus, Thermoactinomyces
• G- bakterie – exosporyMéně rezistentní, odolné zejm.vůči vysycháníAzotobacter, Methylosinus
ALE: Př: Coxiella je G- a tvoří endospory!
• Konidie: Actinobacteria
Azotobacter
Sporosarcina – balíčky 8 buněk fázový kontrast
12
![Page 13: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/13.jpg)
3) Stárnutím mění buňky tvar4) Závislost tvaru buňky na vnějším
prostředí- živiny, tlak, osmolarita…5) pleomorfní buňky – př. rody
Mycobacterium, Corynebacterium, Haemophillus, Mycoplasma
Corynebacterium
Pleomorfní mykoplazmata:nejmenší bakteriální buňky (0,2 – 0,3 μm);bez buněčné stěny! Poté:Nepůsobí betalaktamyOsmoticky stabilní v host.b.
1μm velké buňky se v cyklu střídají s elementár.tělísky
výběžky
13
![Page 14: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/14.jpg)
Co je možno vyčíst z tvaru buňky
• tvar buňky napovídá o metabolické aktivitě (kokovité buňky vykazují max. metabol.
aktivituneboť mají největší povrch ku objemu b.)
• fáze růstového cyklu• …….
14
![Page 15: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/15.jpg)
Morfologie charakteristických
shluků buněk• typické shluky napomáhají identifikaciřetízky koků:
Streptococcus řetízky bacilů: Bacillus palisády: Corynebacteriumtetrády koků: Micrococcusbalíčky = sarciny Sarcina hrozníčky: Staphylococcus
Streptococcus
MicrococcusStaphylococcus
Bacillus
15
![Page 16: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/16.jpg)
Mikrokolonie E. coli vznikající ze tří mateřských buněk (na agaru) - charakteristický vzhled vznikajících útvarů dělících se buněk u růz. rodů….
ASM Microbe Library. J. Shapiro and C. Hsu
16
![Page 17: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/17.jpg)
Morfologie bakt. kolonií• potřeba zvážit typ media, ne kterém kolonie
hodnotíme! kultivace - zda vůbec kultivovatelné?? - sledování
typu kolonií Př: sledování morfologie kolonií – univerzální media, jiný vhled na selektivním – zda vůbec růst či ne?
barevná reakce?) S-, R- a M-formy sledování pohybu terasovité kolonie (Př:
Proteus)
Proteus17
![Page 18: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/18.jpg)
Proteus – pohyb buněk
Bacillus mycoides
Serratia marcescens
StreptomycesStreptomyces
Morfologie bakteriálních kolonií I. na základních půdách
Nocardia
18
![Page 19: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/19.jpg)
E.coli na krevním agaru E.coli na MacConkey agaru
Lac+
E.coli na agaru EMB (Eosin Methylene Blue Agar)
Bakteriální kolonie na II. diagnost. půdách
Jeden druh
bakterierůzná media
E.coli na C.L.E.D. mediu Cysteine Lactose Electrolyte Deficient Agar
19
![Page 20: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/20.jpg)
Mycobacterium tuberculosis obohacená a selektivní Löwenstein-Jensenova
medium selektivní až na kmen!Detekce kmene E. coli O157:H7proti jiným kmenům E. coli
Bakteriální kolonie na III. selektivních půdách
20
![Page 21: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/21.jpg)
Kontaminace na misce!
21
![Page 22: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/22.jpg)
CytologieBAKTERIÁLNÍ BUŇKA x vs. eukaryotní
• nutno porovnat pro pochopení fyziologie • bakteriální buňka méně diferencovaná, ale: - široký rozsah fcí membrány - adaptabilita, genetická a fyziologická flexibilita - málo buněčného materiálu, vysoká rychlost reprodukce - jiná komunikace mezi buňkami (receptory, quorum sensing,
pili), jiná organizace genet. materiálu a membrány, jiný typ pohybu a dělení buňky, bakteriální b. nemají endocytózu
• reakce v cytoplazmě, periplazmatickém prostoru či mimo buňku!• metody biochemické, mikroskopie – zde při pozorování struktur v
preparátu pozor na artefakty (např. fixovaný preparát – mění podobu buňky)
• studijím cytologickým napomáhají studie fyziologické a genetické
22
![Page 23: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/23.jpg)
• - ribozomy - rozdíl proti eukaryotům, jiné proteiny
• - genet materiál: porovnání molekul.biol.pochodů, regulací!!
• - bičík - struktura a fce (G- versus spirochety - periplazma, typy lokomoce), gradient p+ ne ATP, pili, fimbrie - adheze, spiny
• - inkluze (karboxyzomy, magnetozomy, S, PHB, krystaly - thuringiensis)
• - pigmenty• ---- vztah k identifikaci, funkci pro buňku,
pochopení fyziologie a naopak: př: morfologie genetického materiálu při kultivaci v různých mediích (jiná rychlost segregace a replikace genet. materiálu, jiná rychlost dělení buňky atd.)
23
![Page 24: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/24.jpg)
• rozdíly ve strukturách v říši bakterií - G+ a G- atd.
• Cytoplazmaticá membrána a buněčná stěna:
• Buněčné povrchy
• CYTOSOL
• peptidoglykan + složky v něm (teichoové k., mykolové kys)• druhy bez buněčné stěny - kde v taxonomii• CM membrána - poměry, fce a struktura proteinů, lipidů, vnější membrána G-, LPS, PS, LP, periplazma - mezozomy, fce na membráně, fotosyntéza, typy metabolismu• bílkovina, sacharid
• imunita makroorganismu• výhody v prostředí (S-layer, pouzdra, slizy, biofilm)
24
![Page 25: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/25.jpg)
Cytologie – 1) buněčné struktury
• metody výzkumuPŘÍKLADY:
• Složky peptidoglykanu (AMK, cukry) napomáhají při taxonomických studiích
- složení PG, barvitelnost b. stěny, serologie, fagotypizace• Výskyt typ.inkluzí – pomoc při identifikaci• Bičík – vztah mezi strukturou a
mechanismem otáčení, který je různý u různých druhů!!
jejich vztah k fyziologii
25
![Page 26: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/26.jpg)
Peptidoglykan = uniformní disacharidN-acetylglukózamin + N-acetylmuramová
Stěna spory: jiné a unikátní složení peptidoglykanu!
Acidorezistentnímykobakteria, nokardie..nebarvitelné Gramem:N-glykolylmuramová
Vztah mezi tvarem buňky a počtem disacharidových jednotek
v peptidoglykanu (10 - 65)
TetrapeptidL- a D-AMKSpojení:rozdíl v pozici 3
Inter-pepti-dový
můstekMicrococcaceae – až druhově charakteristická struktura můstku
Streptomycety: 3 pozice unikátní L-amino DAP kyselina
CHEMOTAXONOMIE:
Aminkokyselinové složení tetrapeptidu a můstku!!
26
![Page 27: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/27.jpg)
UKÁZKA_2
• rotace bičíku kolem vlastní osy – pouze u prokaryot
• poháněn proton motive force (pmf) – pohyb protonů přes CM
• Regulace pomocí MCP systému = proteiny
27
![Page 28: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/28.jpg)
Cytologie a morfologie buněk
v průběhu buněčného cyklu,
ve fázích růstového cyklu,při dělení a smrti buňky
28
![Page 29: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/29.jpg)
Bezpečnost a zásady práce
Plášť, přezůvky, skříňky, jídlo, pití
Po vstupu do laboratoře či před zahájenímpráce prosím o mytí rukou; test účinnosti mytí rukou
Stoly – před a po práci Incidur, ethanol
MO – Biohazard group 0
Mytí rukou před návštěvou toalety!!!29
![Page 30: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/30.jpg)
!! : případně ethanol
Kahan zapnutý jen po dobu práce s ním
MO – Biohazard group 0
Nemluvit při očkování mikroorganismů
Misky s bakteriálními kmeny otevírat co nejméněa po práci správně zavřít
Sterilní práce – žíhání kličky v plameni kahanu..
30
![Page 31: Cytologie a morfologie bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081502/5681527a550346895dc0a8b4/html5/thumbnails/31.jpg)
Popisování misek: zespodu, svrchu – dle metody!!
O náplni cvičení se informovat předemViz Studijní materiály - příprava
Nejistota – ptát se
ptát se ptát se!
Nevylévat nic do odpadu – stůl: odpadní nádobky
Prosíme neodnášet kultury!
31