Edycja: Szymon Konkol Mikr obiologia śYWNO ŚCI Edycja: Szymon Konkol Mikr obiologia śYWNO ŚCI Mikrobiologia jako dziedzina nauki Mikrobiologia - nauka zajmuj ąca si ę zagadnieniami zwi ązanymi z mikroorganizma mi z gr. mikros – mały, bios – życie, logos - nauka Prokariota Eukariota Wirusy - bakterie - grzyby - archeony - glony - pierwotniaki Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol MIKROBIOLOGIA Mikrobiologia Mikrobiologia przemysłowa ogólna Mikrobiologia Mikrobiologia rolnicza weterynaryjna Mikrobiologia Mikrobiologia lekarska sanitarna Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia og ólna – zajmuje si ę charakterystyk ą og ólnych poj ęć z dziedziny mikrobiologii budow ą i kszta łtem mikroorganizm ów czynno ściami Ŝyciowymi środowiskiem Ŝycia drobnoustroj ów wp ływem drobnoustroj ów na środowisko i inne organizmy Escherichia coli Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia lekarska – zajmuje si ę mikroorganizmami chorobotw órczymi dla cz łowieka diagnostyk ą profilaktyk ą walk ą z drobnoustrojami chorobotw órczymi zjawiskami zachodz ącymi w ustroju po infekcji Clostridium tetani Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia weterynaryjna – zajmuje si ę mikroorganizmami chorobotw órczymi dla zwierz ąt diagnostyk ą profilaktyk ą walk ą z drobnoustrojami chorobotw órczymi zjawiskami zachodz ącymi w ustroju po infekcji kontrol ą sanitarn ą produkt ów pochodzenia zwierz ęcego Bacillus anthracis Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia rolnicza zajmuje si ę mikroorganizmami chorobotw órczymi dla ro ślin drobnoustrojami maj ącymi znaczenie w procesach kr ąŜ enia pierwiastk ów w przyrodzie bada procesy mikrobiologiczne zachodz ące w glebie Agrobacterium tumefaciens Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia sanitarna bada zagadnienia czysto ści wody, powietrza, pomieszcze ń produkcyjnych, urz ądze ń i opakowa ń zajmuje si ę problemami oczyszczania ściek ów metod ą biologiczn ą zajmuje si ę higien ą osobist ą pracownik ów przemys łu spo Ŝywczego oraz sposobami zapobiegania zatruciom pokarmowym Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemysłowa Mikrobiologia przemysłowa (biotechnologia mikrobiologiczna) – zajmuje si ę zastosowaniem wiedzy mikrobiologicznej i in Ŝynieryjnej w procesach przemysłowych z zastosowaniem mikroorganizmów (takich jak bakterie, grzyby, glony, pierwotniaki i wirusy) lub komórek ro ślin i zwierz ąt do produkcji uŜytecznych dóbr konsumpcyjnych lub półproduktów procesowych. Definicja Ameryka ńskiego Towarzystwa Mikrobiologii Przemysłowej, SIM Mikrobiologia przemysłowa - zajmuje si ę wykorzystaniem okre ślonych gatunków mikroorganizmów w róŜnorakich bran Ŝach przemysłu z jednoczesnym monitorowaniem mikroflory szkodliwej. Microbial Biotechnology: Fundamentals of Applied Microbiology by Alexander N. Glazer, Hiroshi Nikaido. Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol MIKROBIOLOGIA PRZEMYSŁOWA Ochrona środowiska Przemysł chemiczny Przemysł Produkcja spo Ŝywczy Przemysłowa diagnostyka Przemysł preparatów mikrobiologiczna farmaceutyczny enzymatycznych Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemysłowa w przemy śle spo Ŝywczym Produkcja Ŝywno ści w oparciu o prowadzone przez mikroorganizmy procesy fermentacji beztlenowej i/lub tlenowej: produkcja wina, piwa i spirytusu spo Ŝywczego produkcja octu oraz kwasu cytrynowego i mlekowego do celów spo Ŝywczych produkcja serów i fermentowanych napojów mlecznych np. jogurty, kefiry produkcja chleba i ciast w oparciu o dro ŜdŜe piekarnicze produkcja kiszonek np. kiszona kapusta lub ogórki produkcja kakao produkcja herbaty Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemys łowa w przemyśle farmaceutycznym Wyselekcjonowane szczepy mikroorganizmów stosowane s ą do produkcji: • antybiotyków • leków steroidowych • witamin Wyselekcjonowane kultury bakterii i dro ŜdŜy stosowane s ą do produkcji probiotyków – preparatów farmaceutycznych przywracaj ących naturaln ą mikroflor ę uk ładu pokarmowego Hodowle komórkowe i tkankowe wykorzystywane s ą przy produkcji: • szczepionek np. szczepionki przeciwko HBV, poliomyelitis przeciwcia ł monoklonalnych stosowanych w diagnostyce medycznej i badaniach naukowych Rekombinantowe szczepy mikroorganizmów stosowane s ą przy produkcji: • szczepionek np. szczepionka przeciwko HBV • insuliny • hormonu wzrostu Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemys łowa w przemy śle chemicznym Produkcja aminokwas ów: L-lizyny, L-cysteiny, kwasu L-glutaminowego i kwasu L-asparaginowego Produkcja rozpuszczalnik ów: butanolu, acetonu Produkcja dekstranu Produkcja kwasu glukonowego Produkcja kwasu itakonowego Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Diagnostyka mikrobiologiczna w uj ęciu mikrobiologii przemys łowej Produkcja odczynnik ów, test ów diagnostycznych i aparatury do diagnostyki mikrobiologicznej w przemy śle spo Ŝywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym i weterynarii Opracowanie zasad kontroli czysto ści mikrobiologicznej dla poszczeg ólnych proces ów technologicznych np. w przemy śle spo Ŝywczym, zapewniaj ących ochron ę produkt ów przed psuciem i/lub zaka Ŝeniem mikroorganizmami szkodliwymi i/lub patogennymi Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemys łowa w ochronie środowiska Pozyskiwanie cennych pierwiastk ów z u Ŝyciem technologii „przyjaznych ” dla środowiska naturalnego mikrobiologiczne ługowanie metali, np. uranu z zastosowaniem bakterii Thiobacillus ferrooxidans i Thiobacillus thiooxidans mikrobiologiczne zat ęŜ anie metali z w ód kopalnianych lub wody morskiej np. z łota, miedzi, srebra, plutonu, uranu z zastosowaniem biosorbent ów z Ŝywymi kulturami mikroorganizm ów Oczyszczanie ściek ów i bioremediacja gleby bioremediacja gleb ska Ŝonych produktami ropopochodnymi z zastosowaniem wybranych szczep ów bakterii glebowych np. z rodzaju Acinetobacter lub Pseudomonas Stosowanie „stopnia biologicznego ” w oczyszczalniach ściek ów powi ązanego z produkcj ą biogazu Produkcja bioetanolu Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja: Szymon Konkol Mikr obiologia śYWNO ŚCI Charakterystyka drobnoustrojów WIRUSY Wirusy Wirus – niekom órkowy element genetyczny kt óry wykorzystuje kom órki do swojego namna Ŝania, posiada stan pozakom órkowy. Cz ąsteczka wirusa zawieraj ąca kwas nukleinowy otoczony przez bia łko lub/i inne komponenty makrocz ąsteczkowe jest nazywana wirionem . Wirusy są silnie uzale Ŝnione od struktury kom órki „Ŝywiciela ” i jej sk ładnik ów metabolicznych. Wirusy mog ą nadawa ć wa Ŝne nowe właściwo ści kom órkom w kt órych si ę namna Ŝaj ą. Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy - historia • Nazwa „wirus ” pochodzi od łaci ńskiego s łowa virus – trucizna • Termin u Ŝyty zosta ł po raz pierwszy przez Pasteura podczas opisu czynnika wywo łuj ącego w ścieklizn ę • 1890 – odkrycie pierwszego wirusa – wirusa mozaiki tytoniowej (TMV) • 1900 – rozr óŜnione od bakterii, „czynnik przechodz ący przez filtracje ” • 1930 – izolacja i oczyszczenie TMV. Obserwacja cz ąsteczek wirusa pod mikroskopem elektronowym • Lata 50-te – powstanie wirusologii Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Natura wirionu Wielko ść wirusów: 20 nm do 300 nm Najwi ększy wirus : wirus ospy naturalnej ma 200 nm Najmniejszy wirus : wirus Polio ma 28 nm Genom wirusowy : Mniejszy ni Ŝ u komórkowców, najwi ększy znany genom wirusa: ma tylko 190 KB. Genomy bakteryjne : 1000-9000 KB Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy helikalne kapsyd – osłonka białkowa, w której jest zamkni ęty genom zbudowany z kwasu nukleinowego kapsomery - jednostki morfologiczne dostrzegalne w mikroskopie elektronowym na powierzchni wirusów dwudziesto ściennych, stanowi ą skupienia polipeptydów Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy dwudziesto ścienne (polihedralne) Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirus z łoŜony Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Symetria wirus ów Symetria helikalna: wirus mozaiki tytoniowej (TMV). Dwudziesto ścian: Najwydajniejszy uk ład dla podjednostek w zamkni ętej os łonie. Wirusy z p łaszczem: płaszcz zawiera podw ójn ą warstw ę tłuszczow ą z glikoproteinami przytwierdzonymi do niej. Jej symetria przypomina nukleokapsyd. Wirusy z łoŜone: bakteriofag T4 Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Enzymy w wirusach Niekt óre wirusy posiadaj ą swoje w łasne enzymy, tj: Odwrotne transkryptazy w retrowirusach Neuraminadazy: rozk ładaj ą glikoproteiny, wspomagaj ąc uwalnianie si ę wirusa Lizosom: bakteriofagi Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol W zale ŜnoKlasyfikacjaści od gospodarza: wirus ów wirusy bakteryjne (bakteriofagi) wirusy zwierz ęce (lepiej zbadane) wirusy ro ślinne (mniej zbadane) W zale Ŝno ści od struktury kwas ów nukleinowych: DNA wirusy (ssDNA, dsDNA) RNA wirusy (ssRNA, dsRNA) RNA-DNA wirusy (ssRNA, dsDNA) Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Klasyfikacja wirus ów Nazwy rodzin posiadaj ą ko ńcówk ę -viridae Nazwy rodzaj ów -virus Gatunki wirus ów: Grupa wirus ów przenosz ąca tak ą sam ą informacj ę genetyczn ą i zasiedlaj ąca t ą sam ą nisz ę ekologiczn ą (gospodarz). Nazwy zwyczajowe są uŜywane dla gatunk ów Podgatunki s ą oznaczone numerem Edycja na podstawie