Biologie · Střední škola · kapitola 3
Viry, bakterie a protista
Mikroorganismy jsou všude – v půdě, vodě, vzduchu i v nás. V těle člověka žije zhruba tolik bakterií, kolik má lidských buněk. Většina je neškodná nebo užitečná, některé však způsobují nemoci. Pochopit, jak fungují, je základem medicíny i biotechnologií.
1Viry
Viry jsou nebuněčné částice o velikosti 20–300 nm (viditelné jen elektronovým mikroskopem). Tvoří je nukleová kyselina (DNA nebo RNA, nikdy obě) a bílkovinný obal – kapsida; některé mají ještě lipidový obal z membrány hostitelské buňky (chřipka, HIV, koronaviry). Nemají vlastní metabolismus ani ribozomy, jsou to obligátní (nutní) vnitrobuněční parazité.
Množení viru
- Adsorpce – virus se naváže na specifický receptor buňky (proto napadá jen určité buňky a hostitele).
- Průnik – do buňky vnikne nukleová kyselina nebo celý virus.
- Syntéza – buňka podle virové informace vyrábí virové nukleové kyseliny a bílkoviny.
- Sestavení nových virových částic (virionů).
- Uvolnění – rozpadem buňky (lyze) nebo pučením.
Bakteriofágy napadají bakterie; mohou buňku hned zničit (lytický cyklus) nebo začlenit svou DNA do bakteriálního chromozomu a čekat (lyzogenní cyklus). Retroviry (HIV) přepisují svou RNA do DNA enzymem reverzní transkriptázou.
| Virové onemocnění | Přenos | Poznámka |
|---|---|---|
| chřipka | kapénkami | virus se rychle mění, očkuje se každý rok |
| covid-19 | kapénkami, aerosolem | koronavirus SARS-CoV-2, pandemie od roku 2020 |
| AIDS | krví, pohlavním stykem | HIV ničí pomocné T-lymfocyty, léčba antiretrovirotiky |
| klíšťová encefalitida | klíštětem | očkování |
| spalničky, zarděnky, příušnice | kapénkami | povinné očkování (vakcína MMR) |
| žloutenka typu A, B | A: špinavé ruce, voda; B: krev, sex | očkování |
| rakovina děložního čípku | pohlavním stykem | papilomaviry (HPV), očkování |
Priony jsou ještě jednodušší – infekční bílkoviny bez nukleové kyseliny, které mění tvar normálních bílkovin v mozku. Způsobují nemoc šílených krav (BSE) a Creutzfeldtovu–Jakobovu nemoc.
2Bakterie
Bakterie jsou prokaryota. Podle tvaru rozlišujeme koky (kulovité; ve shlucích stafylokoky, v řetízcích streptokoky), tyčinky (bacily), spirály (spirochety, např. borelie) a vibria (zahnuté tyčinky). Podle stavby stěny se dělí barvením podle Grama na grampozitivní (silná vrstva peptidoglykanu) a gramnegativní (tenká vrstva a vnější membrána).
Rozmnožují se příčným dělením; za ideálních podmínek se dělí každých 20 minut. Genetický materiál si mohou vyměňovat: konjugací (přenos plazmidu pilusem), transformací (příjem volné DNA) a transdukcí (přenos bakteriofágem). Některé tvoří odolné endospory (přežijí var, vyschnutí – např. původce tetanu či antraxu).
Výživa a význam
- Autotrofní – fotosyntetizující sinice (vytvořily kyslíkovou atmosféru Země), chemosyntetizující bakterie.
- Heterotrofní – rozkladači (saprofyté), parazité, symbionti.
- Hlízkové bakterie (Rhizobium) na kořenech bobovitých rostlin vážou vzdušný dusík – přirozené hnojení.
- Střevní mikrobiom – pomáhá trávit, tvoří vitamin K a B12, chrání před patogeny a ovlivňuje imunitu.
- Potravinářství – mléčné kvašení (jogurty, sýry, kysané zelí), výroba octa.
- Biotechnologie – výroba inzulinu, enzymů, antibiotik; čištění odpadních vod.
| Bakteriální onemocnění | Původce |
|---|---|
| angína, spála | streptokoky |
| tuberkulóza | Mycobacterium tuberculosis |
| salmonelóza | salmonely (nedostatečně tepelně upravená vejce, maso) |
| lymeská borelióza | borelie (přenáší klíště) |
| tetanus | Clostridium tetani (rány znečištěné zeminou), očkování |
| cholera, mor | vibrio cholery, Yersinia pestis |
Antibiotika a rezistence
V roce 1928 objevil Alexander Fleming, že plíseň štětičkovec ničí bakterie – tak byl objeven penicilin. Antibiotika zasahují do struktur, které mají bakterie, ale ne lidské buňky (buněčná stěna, ribozomy 70S). Na viry nepůsobí! Nadměrné a nesprávné užívání vede k rezistenci – přežijí odolné bakterie a šíří geny odolnosti (např. MRSA). Antibiotika proto užíváme jen na předpis a po celou předepsanou dobu.
3Archea
Archea vypadají jako bakterie, ale biochemicky se liší (jiné membránové lipidy, stěna bez peptidoglykanu) a v některých ohledech mají blíž k eukaryotům. Mnohé jsou extremofilové – žijí v horkých pramenech (přes 100 °C), slaných jezerech nebo bez kyslíku; metanogenní archea vyrábějí metan v bažinách a v trávicím traktu přežvýkavců. Život se tak dělí na tři domény: bakterie, archea a eukaryota (Carl Woese, 1990).
4Imunita a očkování
- Nespecifická (vrozená) imunita – kůže a sliznice, kyselý žaludek, horečka, zánět, fagocyty (makrofágy, neutrofily) pohlcující mikroby.
- Specifická (získaná) imunita – lymfocyty rozpoznávají konkrétní antigen. B-lymfocyty tvoří protilátky, T-lymfocyty ničí napadené buňky a řídí imunitní odpověď. Paměťové buňky zajistí rychlou reakci při opakované nákaze.
Očkování (aktivní imunizace) vpraví do těla oslabený či usmrcený mikrob nebo jeho část (nebo mRNA s návodem na ni) – tělo si vytvoří paměťové buňky, aniž by onemocnělo. První očkování proti neštovicím provedl Edward Jenner (1796); díky očkování byly pravé neštovice v roce 1980 vymýceny. Pasivní imunizace – podání hotových protilátek (séra) – chrání hned, ale krátce.
5Protista – prvoci a řasy
Protista jsou jednobuněčná nebo jednoduchá mnohobuněčná eukaryota, která nepatří mezi rostliny, živočichy ani houby. Je to nepřirozená skupina, kterou moderní systém dělí do několika samostatných „říší“.
- Prvoci – heterotrofní: měňavky (pohyb panožkami), nálevníci (trepka, brvy), bičíkovci. Parazitičtí prvoci: zimnička (Plasmodium) – původce malárie, přenáší komár anofeles, každoročně zabije přes půl milionu lidí; trypanozomy (spavá nemoc, přenáší moucha tse-tse); toxoplazma (kočky); bičenka poševní.
- Řasy – fotosyntetizující: rozsivky s křemičitou schránkou, obrněnky, zelené řasy (krásivky, zelenivka), ruduchy a hnědé chaluhy (mořské řasy dlouhé desítky metrů). Mořský fytoplankton vyrábí asi polovinu kyslíku na Zemi.