Mikrobiologija

PROKARIOTSKA

ĆELIJA

Predstavnici

: bakterije i plavo – zelene alge

Građa

: nema jasne granice između jedra i citoplazme, jer nema jedarne

membrane. Ima citoplazmu, ribozome i nukleoide. U ćelijama ovakve građe,
DNK ne stvara strukture slične hromozomima kao kod eukariota. Ne
odvijaju se procesi mitoze i mejoze. Kod većine nema unutarćelijskih
organela: mitohondrija, lizozoma, hloroplasti, Goldžijev kompleks,
endoplazmatični retikulum.

EUKARIOTSKA ĆELIJA
Predstavnici

: gljive, alge i protozoe

Građa

: imaju pravo, diferencirano jedro. Po građi su slične biljnim i

životinjskim ćelijama. Jedro je od okolne citoplazme odvojeno dvoslojnom
citplazmatskom membranom sa sporama. U jedru se nalazi 1-2 jedarceta
koja predstavljaju centre sinteze ribozomalne RNK i hromozoma. Veličine su
par mikrometara

ULTRASTRUKTURA BAKTERIJSKE ĆELIJE

Spoljašnjim strukturama bakterijske ćelije pripadaju kapsule, treplje,
fimbrije i pili, a takođe i ćelijski zid ispod kojeg se nalazi citoplazmatska
membrana. Unutrašnji sadržaj bakterije predstavljen je citoplazmom, u
kojoj se nalazi nukleoid, ribozomi i membranske strukture. Ćelije većine
bakterija okružene su sluzastom tvorevinom koja se naziva

kapsula

. Postoje

makrokapsule sa slojem debljine 0.2 µm i mikrokapsule sa slojem manjim
od 0.2 µm. Na osnovu hemijskog sastava kapsule se dijele na polisaharide i
polipeptide, a postoje i kapsule koje se sastoje od lipida, heteropolisaharida
i drugih materija. Kapsule sadrze do 98 % vode i štite ćeliju od mehaničkih
povreda i isušivanja, od dejstva toksičnih materija i radijacije, od patogenih
oblika- od zaštitinih mehanizama MO-fagocita i nepovoljnih faktora okolne
sredine.
Bakterije se krecu klizanjem i plivanjem. Kretanje po tipu klizanja sreće se
kod mikso- i sumpornih bakterija, a kreću se klizanjem po površini. Plivajuće
štapićaste bakterije pokreću se pomoću posebnih nitastih dodataka-

treplji

Bakterija sa jednom trepljom naziva se monotriha; sa snopom treplji na
jednom kraju ćelije lofotriha; na oba kraja amfitriha; sa trepljama
raspoređenim po čitavoj površini ćelije peritriha.

Sve   pokretne   bakterije   se   pomjeraju   u   pravcu   koji   zavisi   od   spoljašnjih
uticaja.   Pokretanje   koje   se   orijentiše   u   skladu   sa   pravcem   dejstva
određenog faktora se naziva taksis. Zavisno od spoljašnjih faktora razlikuju
se:
- Hemotaksis-kretanje bakterija u pravcu efektora;
- Aerotaksis je u vezi sa razlikom u sadržaju kiseonika u sredini;
- Termotaksis- sa razlikom temperatura;
- Fototaksis je u vezi sa razlikom u intezitetu osvjetljenosti;
-   Magnetotaksis   je   sposobnost   bakterija   da   plove   po   linijama   sile
magnetnog polja Zemlje;
- Viskozitaksis je reakcija bakterija na promjenu ljepljivosti.
Osim treplji ćelije bakterija mogu imati i dugačke, tanke i prave niti koje se
nazivaju

fimbrije

. Mnogobrojne su i nalaze se kod pokretnih i nepokretnih

organizama. Dužina fimbrija iznosi 1.5 µm, a prečnik 7 nm. Fimbrije su
raspoređene   peritrihalno,   tj.   po   čitavoj   površini   ćelije.   Sastoje   se   od
bjelančevine pilina. Postoje fimbrije prvog i drugog tipa. Fimbrije prvog tipa
pomažu   bakterijskoj   ćeliji   da   se   priljepi   za   ćelije   živih   organizama   i
neorganske   supstrate   ili   omogućavaju   formiranje   opni   na   površinama
tečnosti   u   kojima   bakterije   ispoljavaju   svoju   životnu   aktivnost.  Fimbrije
drugog   tipa  ili   polne   fimbrije   unutra   imaju   kanal,   kroz   koji   se   prenosi
genetički   materijal   iz   jedne   ćelije   u   drugu   tokom   procesa   konjugacije
bakterija.

Ribozomi –

Svaka bakterija sadrži od nekoliko hiljada do desetine centara

sinteze bjelančevina. Broj ribozoma u ćeliji se mijenja zavisno od brzine
rasta bakterije – što je brži rast to je više ribozoma u ćeliji. Znatan dio
ribozoma je vezan za citoplazmatsku membranu a ostali se slobodno
raspoređuju u citoplazmi. Ribozomi zajedno sa molekulima DNK i RNK
učestvuje u sintezi bjelančevina, ali ne kao izolovane čestice već kao
agregati koji se nazivaju poliribozomi ili polizomi.

Citoplazma

se nalazi ispod citoplazmatske membrane. To je koloidni sistem

koji se sastoji od vode, bjelančevina, masti, ugljenih hidrata, mineralnih
jedinjenja i drugih materija. Citoplazma bakterija sadrži različite strukturne
elemente – unutar citoplazmatske membrane, genetički aparat, ribozome i
uključke, dok ostali njen dio čini citozol.
Citozol je frakcija citoplazme koja ima homogenu konzistenciju i sastoji se,
uglavnom, od bjelančevinskih makromolekula. Citozol služi kao sredina za
održavanje ćelijskih granula. Po strukturi citoplazma je sitno – granulirana i
sastoji se od citoplazmatičnih granula. Mnoge od tih granula su ribozomi-
čestice koje se sastoje od RNK i bjelančevine i imaju okrugao i donekle
izduženi oblik.
Broj ribozoma u ćeliji se mjenja zavisno od brzine rasta bakterije – što je
brži rast to je više ribozoma u ćeliji. Znatan dio ribozoma je vezan za
citoplazmatsku membranu, a ostali se slobodno raspoređuju u citoplazmi.
Ribozomi zajedno sa molekulama DNK i RNK učestvuju u sintezi
bjelančevina.
Raznoliki uključci nisu apsolutno neophodne strukture za život bakterija, pa
se u ćelijama mogu, ali i ne moraju naći. Dijele se na uključke okružene
bjelančevinskom membranom i na uključke lišene slične membrane.

Nukleoid

je smješten u citoplazmi bakterijskih ćelija i to je struktura

ekvivalentna jedru.   U mirujućoj bakterijskoj ćeliji obično se nalazi jedan
nukleoid; ćelije koje se nalaze u fazi pred diobom imaju dva nukleoida; u
fazi razmnožavanja do četiri i vise nukleoida. Može se zaključiti da je kod
grampozitivnih bakterija nukleoid kompaktniji i zauzima nešto manji dio
zapremine   ćelije   nego   kod   gramnegativnih.   Nukleoid   je   osnovni   nosilac
informacije   o   svojstvima   ćelije   i   osnovni   faktor   predaje   tih   svojstava
potomstvu.   Osim   nukleoida   mogu   se   naći   stotine   puta   kraće   niti   DNK
takozvani   vanhromozomski   faktori     naslijedivosti,   koji   su   dobili   naziv
plazmidi. Njihovo prisustvo obezbjeđuje dopunska, za organizam korisna
svojstva, posebno ona koja se odnose na razmnožavanje, otpornost prema
ljekovitim preparatima, patogenost i dr.

MIKROORGANIZMI I OKOLNA SREDINA
BIOLOŠKI SMISAO I ZNAČAJ M.O. PREMA VODI

Vlažnost sredine

M.o. su sposobni da žive i da se razmnožavaju samo u prisustvu slobodne
vode, koja se u sredini nalazi uglavnom u kapilarno-tečnom obliku.Veliki
uticaj na rast m.o. ispoljava koncetracija jedinjenja rasvorenih u vodi. Ako
im je koncetracija u vodi mala, rastvor je

hipotoničan

. U optimalnoj

koncetraciji   tih   materija   nastaju   uslovi   za   dobar   rast   m.o.   Povećanje
koncetracije materije   dolazi do zadržavanja rasta organizma. Rastvor sa
visokim osmotskim pritiskom  naziva se

hipertonični.

M.o. ne mogu živjeti u

rastvorima   čiji   je   osmotski   pritisak   veći   nego   u   mikrobnoj   ćeliji.   To   se
objašnjava   time   što   voda   izlazi   iz   ćelije,   ćelija   dehidrira   i   protoplast   se
skuplja.   Ova   pojava   se   naziva

plazmoliza.

U sredini sa vrlo niskim

osmotskim pritiskom , voda ulazi u ćeliju i omotač se može rasprsnuti. Ova
pojava se naziva

plazmoptiza.

Sposobnost m.o. da se razvijaju u sredinama sa prilično široko varirajućom
osmolarnošću naziva se

osmotolerantnost.

Osmotolerantnost organizma

je uslovljena time što je njihova unutarćelijska osmolarnost viša od
osmolarnosti spoljašnje sredine. M.o. koji su sposobni da podnesu visoke
koncetracije rastvorenih materija, ali bolje rastu pri nižem osmotskom
pritisku rastvora, nazivaju se

osmotolerantni.

Postoje organizmi koji žive samo u uslovima vrlo visokih koncetracija soli
(NaCl). To su „

halofilni organizmi

“, tj organizmi koji vole visoke koncetracije

soli. Oni su predstavljeni sa 2 osnovna tipa:

umjereni halofili, koji se razvijaju pri 1-2% soli, dobro rastu u sredini
sa 10% soli, ali podnose čak 20%-ne koncetracije soli.

Ekstremni halofili, kojima je potrebno 12-15% soli i sposobni su da
dobro rastu u zasićenom 32% rastvoru NaCl.

Halofili se mogu naći među različitim grupama m.o.:

prokariota

eukarita

Pri niskoj aktivnosti vode najviše se razvijaju micelarne gljive i kvasci. Vodna
aktivnost rastvora mjenja se matričnim i osmotskim putem. Osmotska
promjena vodene aktivnosti je rezlultat uzajamnog dejstva molekula vode
sa rastvorenim materijama, a matrična se određuje adsorpcijom molekula

Temperaturni režim

M.o.ne posjeduju mehanizme za regulisanje temperature. Na visokim
temp.se bjelančevine, nukleinske kiseline i dr.sastavni dijelovi bakterijske
ćelije mogu nepovratno inaktivisati, što izaziva njihovo uginuće. Pri vrlo
niskoj temp.remete se, takođe procesi biosinteze i zaustavlja se rast
bakterija. Za svaki m.o.postoji:
1. minimalna temp.- ispod koje se ne zapaža njihov rast;
2. optimalna temp.- pri kojoj m.o.raste najbrže;
3. maksimalna temp.- iznad koje nema rasta.
Ove temp.tačke nazivaju se

kardinalne.

M.O.postaju neaktivni ako se temp.okolne sredine spusti ispod 0 stepeni,
većina ne može živjeti na temp.višoj od 40 stepeni, dok se istovremeno
posebne vrste razmnožavaju na 70-75, pa čak i na 105 stepeni.
Prema ponašanju u odnosu na temp.m.o.se mogu podjeliti na 3 grupe:

psihrofili i psihrotrofi

, koji se dosta brzo razvijaju na 0 stepeni

mezofili,

koji rastu u granicama umjerenih temp.

termofili,

koji se razvijaju na temp.višim od 45-50 stepeni.

Pravim psihrofilima pripadaju m.o.čija je optimalna temp.razvoja 5 stepeni
ili niže, a maximalna ne prelazi 20 stepeni. Ovi mikrobi se nalaze samo u
mjestima sa konstantno niskom temp. Psihrofilne bakterije se mogu naći u
uzorcima zemlje, vječitom snijegu, planinskim lednicima, u vodi bunara i
izvora. Psihrotrofi se razvijaju na 0 stepeni, međutim njihov temp.optimum
je viši nego kod psihrofila i iznosi 25-30 stepeni, a maximum oko 35 stepeni.
Ponekad se nazivaju fakultativni psihrofili, oni se često nalaze u zemlj.i vodi
hladne i umjerene klime. Psihrotrofi se mogu razvijati u hranjivim
proizvodima, koji se čuvaju na niskim temp. Psihrotrofi su sposobni da se
razvijaju na niskoj temp.zahvaljujući osobinama:

ćelije psihrofila sadrže enzime sa niskom temp.aktivacije,najefikasnije
funkcionišu na niskoj temp.

Bez obzira na niskoj temp.propustljivost membrane psihrofila ostaje
visoka, što se dovodi u vezu sa velikom količinom nezasićenih masnih
kiselina.

Temp.optimum mezofila je 30-45 stepeni, minimum (-10) – 15 stepeni. Ovoj
grupi pripada većina m.o.pa i patogenih.
Termofili – m.o.koji vole toplotu, razvijaju se u zoni visokih temp. (iznad 45-
50 step.). Termofilno m.o. se dijele na: