חיידקים תמר איסר

ממלכת המונרה- האריכאה והבקטריה חלוקת הממלכות עפ"י ווז 1996 הארכיאה- החיידקים הקדומים הבקטריה- החיידקים האמיתיים

צורתם של החיידקים היום מוכרות רק שלוש צורות שונות של תאי חיידקים: נקדים= קוקוס (ברבים coccus ביחיד cocci צורתם כדורית – יוצרים מושבות. צורת מתג נקראת בצילוס – יוצרים מושבות. סלילונים- חיידקים בודדים. לחלק ממיני החיידקים יש שוטון בקצה התא, המאפשר להם לנוע, אך לרבים מהם אין שוטונים והם אינם יכולים לנוע באופן עצמאי.

מושבה של סטרפטוקוקוס סטרפטוקוקוס קב' הנקדים- קוקוסים חיידק סלילני מתג

השוואה בין מבנה תאים אאוקריטים לפרוקריוטים תא חיידק, פרוקריוט תא בע"ח, אאוקריוט

השוואה בין מבנה תאים אאוקריטים לפרוקריוטים תכונות התא תא אאוקריוטי תא פרוקריוטי גודל התא 2-100 מיקרומטר קוטר עד 2 מיקומטר ארגון אזור הגרעין קרום המקיף את החומר התורשתי יש, לכן יש גרעין אין, לכן אין גרעין מס' הכרומוזומים מספר זוגי של כרומוזומים כרומוזום אחד מעגלי סוג החומר התורשתי DNA שם תהליך החלוקה מיטוזה א- מיטוזה- השתנצות

ארגון אזור הציטופלסמה   אברונים מוקפים בקרום יש אין אברונים מיטוכונדריה,רשת אנדופלסמתית,גולג'י, כלורופלסט (בצמחים) ריבוזומים וייצור חלבונים יש (קיים תהליך עריכה של ה- m-RNAבגרעין) יש (אין תהליך עריכה של ה- m-RNA) פלסמידים יש בחלקם (אחד או יותר) היקף התא דופן רק בצמחים(תאית) ופטריות (כיטין) יש,( פפטידוגליקן- מוראין,) קרום תא יש, בנוסף תהליך הנשימה התאית מתבצע בו. תוספות מבנה בתאי זרע שוטון בחלק מהחיידקים יש: שוטון,ריסים, קופסית (מעטה רירי), נבגים.

יצירת הנבג-תוכן התא מתכווץ, הוא מאבד מים ומתכסה במעטפת עבה וקשה. נבג – מצב התרדמה של החיידק, קיים בחלק מהחיידקים . הוא נוצר בתנאי סביבה קשים ,עמיד בטמפ' גבוהות ולמשך זמן רב. יצירת הנבג-תוכן התא מתכווץ, הוא מאבד מים ומתכסה במעטפת עבה וקשה. בתנאים נוחים יהפכו לחיידקים פעילים. אנטרקס, טטנוס, בוטליזם – חיידקים היוצרים נבגים. בצילוס- חיידקים ונבגים

שיטות לגידול חיידקים בתרביות מצע מוצק- מכיל אגר מצע נוזלי- מרקים שונים. סוגי מצעי מזון- מצע עני- מכיל תרכובת פחמנית אחת (גלוקוז או סוכר אחר ) ומינרלים. מצע עשיר- מזין- מכיל מגוון תרכובות פחמניות וחלבונים. צורות הזריעה על מצעי המזון רובד אחיד- פיזור אחיד על פני השטח. זריעת בידוד- דילול אוכ' החיידקים ופיזור מרוחק, קבלת מושבות. גידול מסחרי – כמוסטט – מיכל לגידול חיידקים.

שיטות לספירת חיידקים זיהוי ומיון ספירה מיקרוסקופית- אין הבחנה בין תאים חיים ומתים. ספירת מושבות- לוקחים מדגם מהול בעל נפח ידוע, זורעים על מצע מזון מוצק, החישוב ע"י ספירת המושבות וחישוב המיהול. בדיקת עכירות- גידול במצע נוזלי, קריאה באמצעות ספקטרפוטומטר, על סמך עקום כיול. ספירת חיידקים חיים ומתים. מצע מזון- בידוד חיידקים על ידי מתן חומרים ייחודים לחיידק מסוים למצע המזון.

צביעת גראם צביעה- זיהוי חיידקים באמצעות צביעה, התגובה לצביעה תלויה בהרכב ובעובי הדופן של החיידקים. השיטה הנפוצה צביעת גראם- החיידקים הנצבעים – חיידקי גראם חיוביים +. (דופן עבה, מכילים יותר מוראין, יוצרים נבגים). החיידקים שאינם נצבעים- חיידקי גראם שליליים -. (דופן דקה). הידעת? פניצילין פוגע ביצירת דופן החיידק, במי תהיה פגיעתו קשה יותר? תשובה- חיידקי גראם +.

רביית החיידקים רבייה אל מינית- הרבייה הנפוצה בחיידקים, דרך הרבייה נקראת השתנצות- Fission. השלבים: התא גדל עד פי שניים מגודלו מניצול חומרי המזון, הכרומוזום המעגלי מוכפל (קשור לנקודה בקרום). השלמת הכפלת הכרומוזום וקישור כל אחד לנק' בקרום. יצירת מחיצה בין שני תאי הבת, תוך גידול נוסף של התא. ההשתנצות הושלמה-נוצרו שני תאי בת בעלי מטען גנטי זהה.

E.coli אחרי חלוקת התא E.coli בזמן חלוקת התא

גידול החיידקים גידול אוכלוסיית החיידקים הוא תוצאה של התרבות תאי החיידקים. הידעת? קצב ההתרבות אופייני למין, לדוגמה E.coli כל 20 דק'. חיידקי השחפת כל 15 שעות. זמן דור- פרק הזמן הדרוש לחיידק אחד כדי להתחלק לשניים או פרק הזמן הממוצע הדרוש לאוכלוסיית החיידקים להכפיל את מס' הפרטים שלה. זמן הדור תלוי בתנאי הסביבה – מזון, טמפ' PH, לחות וכו'. חישוב מספר החיידקים כעבור מס' דורות = מס' חיידקים התחלתיx 2n n – מס' הדורות. שאלה? מה יהיה מס' החיידקים כעבור 3 ש', כאשר מס' התחלתי 100 חיידקים, זמן דור 30 דק'. תשובה- 6400 = 100x 26

עקומת הגדילה של החיידקים נהוג להציג את התרבות החיידקים בעקומה לוגריתמית, המתארת את החזקה של מספר החיידקים החיים במ”ל תרבית.

עקומת הגידול העקומה שבאיור מתארת ארבעה שלבים בחיי התרבית: 1. שלב השהייה- בשלב ראשון אין התרבות של חיידקים. החיידקים הוכנסו זה עתה למצע המזון והם נמצאים בתהליכי הסתגלות למצע החדש. 2. שלב הגידול המעריכי (הלוגריתמי) - החיידקים מתרבים בקצב מהיר. כמות החיידקים החיים בתרבית מוכפלת מדי דור. ומספר החיידקים גדל בחזקות של 2. בסיומו של שלב זה תרבית החיידקים צפופה מאוד.

המשך עקומת גידול 3. שלב העמידה (הגידול היציב)- מספר החיידקים החיים נותר קבוע. התרבית צפופה, תחרות על מזון וחמצן (גורמים מגבילים). מס' החיידקים המתים = לקצב הריבוי. 4. שלב התמותה- בשלב זה קצב ההתרבות נמוך מקצב התמותה. ירידה במס' החיידקים החיים.

רבייה מינית בחיידקים קוניוגציה- העברת DNA על ידי מגע ישיר בין תאים חיים. בחיידקים לרוב מדובר בהעברת קטע DNA מתא חיידק אחד לשני. בטבע מצב נדיר. תואר לראשונה בחיידקי E.coli, ע"י לדרברג ב- 1946. קוניוגציה בחיידקים

המשך רבייה מינית טרנספורמציה- העברת מקטע DNA ללא מגע ישיר בין חיידקים חיים. תואר לראשונה ע"י גריפית (ניסוי חיידקי פנאומוקוקוס בעכברים). טרנסדוקציה- העברת מקטע DNA מחיידק אחד לאחר באמצעות בקטריופאג'. תואר לראשונה ב- 1952.

גורמים המשפיעים על קצב התרבות החיידקים קצב התרבות חיידקים מהיר מתאפשר כאשר תנאי הסביבה אופטימליים, (מזון, טמפ', pH , אין חומרים מעכבים). כאשר אין תנאים אופטימליים ישנה האטה או עצירה בקצב הגידול הנובעת מהאטה בפעילות האנזימים.

גורמים א- ביוטים לגידול אורגניזמים תנאי גידול תחום יצורים המתקיימים בתנאים אלו טמפרטורה (במעלות צלזיוס) חמה מאד 50-100 בינונית- 25-45 קרה – 0-10 חיידקים אוהבי חום רוב היצורים כולל חיידקים רבים חיידקים אוהבי קור לחץ אוסמוטי (נמדד בריכוז מלח NaCl ) 4-0% מי ים – 5-0/2% תמיסת מלח רוויה 36-5% רוב היצורים החיים על פני היבשה כולל חיידקים. יצורים החיים בים , כולל חיידקים חיידקים ואצות חד תאיות חובבי מלח – ארכיאבקטריה דרגת חומציות בסיסית- pH 7-9 ניטרלית- pH 6.5-7 חומצית – pH 2-5 חיידקים מיוחדים רוב היצורים כולל חיידקים חיידקים אוהבי חומצה

חומרים מעכבים גידול חיידקים חומרים מעכבים - לעיתים מופרשים ע"י החיידקים עצמם, כגון,תוצרי חילוף החומרים. חומרי חיטוי- כלור, אלכוהול,ליזול, פורמלין, מי חמצן. עיקור- חימום ל- 1200c למשך כ-20 דק' בתנאי לחץ, או חימום ל- 1000c למשך שעה. (הרס חיידקים ונבגים). פסטור- חימום ל- 700c למשך 15 שנ'. הרס חיידקים בלבד. קירור- שמירת מזון בקור - האטה בפעילות האנזימים. הקפאה – הרס קרומים. ייבוש, שינוי ריכוז מומסים בסביבה (המלחה, סוכר)- מונעים גידול חיידקים ע"י עיקרון האוסמוזה.

תזונה ואנרגיה החיידקים תלויים במקורות מזון ואנרגיה מגוונים. מקור אנרגיה: פוטואוטוטרופים- משתמשים באנרגיית האור לבניית חומרים אורגניים. חיידקי ציאנובקטריה (חיידקים כחוליים) החיים במקווי מים מתוקים. כימואוטוטרופים- כימוסינתטים-משתמשים באנרגיה המופקת מפירוק תרכובות אנאורגניות שונות ליצירת אנרגיה כימית. חיידקי גופרית מפיקים אנרגיה מפירוק תרכובות גופרית.

המשך תזונה ואנרגיה מקור לחומרי מבנה: חיידקים אוטוטרופים_ מקור הפחמן CO2 ליצירת תרכובות אורגניות. חיידקים הטרוטרופים מקור הפחמן הוא חומרים אורגניים.

נשימה חיידקים ארובים= אווירנים- דורשים חמצן. חיידקים אנארובים פקולטטיבים-יכולים לחיות גם בהעדר חמצן, אך נושמים ביעילות רבה יותר בנוכחות חמצן. חיידקים אנארוביים אובליגטורים-חמצן הורג אותם. לדוגמא חיידקים שחיים במעמקי ביצות.

חומרים אנטיוביטיים שונים ואתרי הפגיעה שלהם בחיידקים סוג הפגיעה סוגי אנטיביוטיקה החיידקים הנפגעים הערות עיכוב יצירת דופן החיידק פניצילין רוב החיידקים שהם "גראם חיוביים" לתאי בע"ח אין דופן לכן לא נפגעים עיכוב יצירת חלבונים ע"י התקשרות ל- RNA כלורמפניקול, אריתרומצין, טטרהציקלינים חיידקים גראם חיוביים ושליליים מבנה RNAבבע"ח שונה מחיידקים, לכן אין פגיעה. עיכוב יצירת DNA אקטינומיצין חיידקים גראם חיוביים. שימוש במחקר, הפרעות בפעילות תקינה של קרום התא פולימקסין חיידקים גראם שליליים ופטריות עלול לפגוע בקרום התא.

מסלול ליטי וליזוגני של בקטריופאז'ים בחיידקים

שלבי התרבות והדבקה של וירוסים בתאי בע"ח וצמחים