Morfologia drobnoustrojów (budowa drobnoustrojów)

Drobnoustroje stanowią przyrodnicze ogniwo łączące królestwo roślin z królestwem zwierząt. Zaliczane do gromad Protophyta (z greckiego pierwotne rośliny) i Thallophyta (z greckiego plechowce)reprezentują najniższe jednokomórkowe rośliny.
Drobnoustroje natomiast zaliczane do gromady Protozoa (z greckiego pierwotne zwierzęta) reprezentują najniższe jednokomórkowe zwierzęta. Zaliczenie systematyczne opiera się na cechach morfologicznych i fizjologicznych, na strukturze antygenowej, a u drobnoustrojów chorobotwórczych także na wykazaniu zdolności do wywoływania chorób u ludzi i zwierząt.

Bakterie to najprostsze, prokariotyczne organizmy jednokomórkowe, występujące we wszystkich środowiskach, nawet w tych, w których inne organizmy nie są w stanie przeżyć są to organizmy kosmopolityczne. Przetrwalniki - spoczynkowa forma bakterii, charakteryzując
a się znacznym stopniem odwodnienia zawartej w nich cytoplazmy, grubymi
i wielowarstwowymi osłonami umożliwia bakteriom przetwarzanie niekorzystnych warunków. Czynniki występowania wirusów - w wodzie- zależy od temperatury zasolenia, zawartości składników odżywczych (tlenu) powierzchnia innych organizmów- bakterie chorobotwórcze, komensale- organizmy niewywołujące szkód w organizmie, symbionty- organizmy w zamian za udostępnienie miejsca dostarczają gospodarzowi substancji chemicznych. W glebie- saprofity- hydrosfera- gleba otaczająca korzenie roślin.
W powietrzu - bakterie nie prowadzą tam aktywnego życia tylko przemieszczają się do dogodnego dla siebie środowiska. Budowa komórki bakterii - komórka prokariota, cytoplazma- występowanie wszelkich reakcji biochemicznych, transport, miejsce gromadzenia związków organicznych, występowanie nukleotydu. Ciało chromatoforowe- pęcherzyki zawierające barwnik np. chlorofil. Błona komórkowa- funkcja informacyjna, oddzielająca, transportowa, oddychanie tlenowe (mezosomy- proces oddychania) Otoczka śluzowa- (węglowodorowa nie u wszystkich, ale u wielu)- chłonie wodę i ją gromadzi, tworzy osłonkę przetrwalnikową, osłona przed przeciwciałami, umożliwia tworzenie się koloni. Rzęski- organelum ruchu. Obszar jądrowy (nukleotyd)- kolista dwuniciowa cząsteczka DNA.
Kształty bakterii- bakterie kuliste: dwoinki, paciorkowce, pakietowce, gronkowce. Bakterie walcowe- pałeczki, laseczki, maczugowce, wrzecionkowce. Bakterie spiralne: przecinkowce, śrubowce, krętki, promieniowce. Czynności życiowe Odżywianie-(samożywne i cudzożywne) jest to dostarczenie organizmowi złożonych związków organicznych (węglowodorów, lipidów, białek), stanowiący punkt wyjścia do syntezy wszystkich niezbędnych substancji
a także źródło energii dla organizmów. Barwienie bakterii służy ono do uwidocznienia kształtu komórki lub jej struktury. Do barwienia stosuje się najczęściej zasadowe barwniki anilinowe, w których barwna chromoforowa grupa występują w postaci kationu. Powinowactwo barwników zasadowych do bakterii jest związane z występowaniem
w komórce dużej ilości grup fosforanowych kw nukleinowych, co nadaje cytoplazmie kwaśny charakter, dlatego stosunkowo łatwo łączy się ono z barwnikami zasadowymi, które posiadają ładunek +. Do najczęściej stosowanych w bakteriologii barwników należą: błękit metylowy, fiolet goryczki, fiolet krystaliczny, fuksyna, safranina, zieleń malachitowa. Barwienie bakterii jest procesem bardzo drastycznym powodującym śmierć komórki. Zwykle w wyniku barwienia komórka zabarwia się jednolicie chyba, że zastosowano metody wybiórcze polegające na zróżnicowaniu poszczególnych struktur. Najczęściej stosowana metoda barwienia to metoda według Gramma pozwala ona na zróżnicowanie bakterii Gramm-dodatnie. Gramm-ujemne. Ma to znaczenie z uwagi na takie różnice w budowie, które są wykorzystywane najpierw podczas ich identyfikacji a potem klasyfikacji. Daje również inf. praktyczne odnośnie naturalnej wrażliwości na substancje chemiczne, np. antybiotyki. Podstawą metody Gramma jest barwienie przygotowanego i utrwalonego na szkiełku przedmiotowym rozmazu bakterii fioletem krystalicznym lub fioletem goryczki. Fiolet goryczki zabarwia struktury komórki i w reakcji z jodem, który jest następnym odczynnikiem stosowanym w procesie barwienia płynem Lugola. Tworzy nierozpuszczalny kompleks możliwy do usunięcia alkoholem z k.b Gramm-ujemnych. Z k.b gramm-dodatnich kompleks ten jest trudniej usuwalny z uwagi na grubą usieciowaną warstwę mureiny w ścianie komórki, która pod wpływem alkoholu ulega jeszcze większemu zagęszczeniu zatrzymując kompleks barwnika i jodu. Odbarwione bakterie są następnie wybarwiane barwnikiem kontrastowym np. fuksyną w końcowym etapie barwieniaBarwliwość bakterii metodą Gramma zależy od takich czynników jak wiek bakterii i warunki hodowli. W starych hodowlach a także na nie odpowiednich dla b podłożach b z natury Gramm –dodatnie stają się gramm- wątpliwe lub ulegają odbarwieniu. Utratę gram dodatniości powoduje uszkodzenie lub usunięcie ściany komórkowej. Istnieją specjalne metody do wybarwiania poszczególnych struktur a więc otoczek, endospor, rzęsek i ciał zapasowych w postaci wolutyny glikogenu i tłuszczu.

Grzyby- podstawowym elementem budującym grzyby są strzępki, czyli nitkowate struktury wypełnione cytoplazmą, w której krążą organelle komórkowe. Rozrastające się i porozgałęziane strzępki tworzą plechę grzyba zwaną grzybnią. Grzybnia rośnie szczytami strzępek, które mogą się wielokrotnie rozgałęziać lub jak w przypadku grzybów wyższych (workowców i podstawczaków) również rozrastać. Na obrzeżu rozrastającej się w podłożu grzybni zwanej grzybnią wegetatywną (pobiera z otoczenia substancje pokarmowe) powstają owocniki, czyli twory, w których powstają zarodniki płciowe lub bezpłciowe (konidia). Obecność lub brak ścian poprzecznych w strzępkach oraz ich budowa to ważne cechy taksonomiczne, według których grupuje się grzyby. Na przykład lęgniowce, organizmy wodne mają strzępki przypominające długie, wypełnione cytoplazmą worki. Uszkodzenie strzępki powoduje wypłynięcie cytoplazmy z organellami i jej zniszczenie. Ściany poprzeczne tworzą się tylko po to by oddzielić fragmenty pełniące funkcje rozrodcze (gametangia) od grzybni wegetatywnej. Ściany strzępek lęgniowców zbudowane są z trwałej i wytrzymałej na falowanie celulozy, natomiast jądra są diploidalne. U sprzężniaków szybko rozrastająca się grzybnia zbudowana jest ze strzępek niepodzielonych ścianami poprzecznymi. W cytoplazmie krążą liczne haploidalne jądra i zbierają się kropelki tłuszczu. W skład ściany strzępki wchodzi chityna. Natomiast grzybnia workowców jest podzielona licznymi ścianami poprzecznymi. W każdym segmencie znajduje się jedno lub więcej haploidalnych jąder. Ściany workowców buduje chityna. W centralnej części ścian poprzecznych występują otwory, przez które przechodzą plazmodesmy łączące cytoplazmę sąsiednich segmentów. Otwory te są tak duże, że może się przez nie przedostać jądro komórkowe. Właśnie, dlatego segmentu strzępki nie można nazwać komórką.
Nie wszystkie grzyby tworzą strzępki. Niektóre z nich zbudowane są z zaokrąglonych komórek pączkujących (drożdże) lub komórek czy komórczaków ameboidalnych. Ściany strzępek grzybów zawierają najczęściej chitynę, rzadziej celulozę lub glukan. Skład ścian strzępek zależy od środowiska, w którym występują grzyby. Na przykład w płynnym i bogatym w pokarm otoczeniu grzyby i grzybopodobne często nie tworzą strzępek, lecz okrągłe komórki pączkujące. Pączkowanie nie mogłoby zachodzić przy sztywnych, chitynowych ścianach komórkowych, dlatego zawierają one cząsteczki b-glukanu w swojej strukturze.
Chociaż komórki grzybów mogą się bardzo różnić w budowie zewnętrznej, to pod względem ultrastrukturalnym wykazują dość dużą jednorodność. Wszystkie zawierają jądro, mitochondria, rybosomy, centriole, wici, aparaty Golgiego. Podstawowymi materiałami magazynowanymi w komórce grzyba są tłuszcze oraz glikogen. Często tłuszcz gromadzony jest w strzępkach zarodnionośnych i stanowi materiał zapasowy wykorzystywany przez zarodniki do przetrwania okresu spoczynku i wykiełkowania w odpowiednich warunkach środowiskowych.

Grzyby są organizmami heterotroficznymi, tzn. czerpią gotowe związki organiczne z podłoża. Ogólnie grzyby można podzielić na dwie grupy: saprofity wykorzystujące martwą materię organiczną i pasożyty, które czerpią związki organiczne wprost z organizmów żywych. Istnieje również wiele grzybów symbiotycznych pobierających materię organiczną komórek glonów i tkanek roślin a w zamian zaopatrują chronią je prze utratą wody i przed szkodnikami. Grzyby pobierają pokarm poprzez wchłanianie. Wydzielają poza grzybnię enzymy trawienne, które rozkładają materię organiczna do prostych związków jak np. cukry proste, które są następnie wchłonięte przez strzępki. Niektóre grzyby np. śluzowce fagocytują cząstki pokarmowe i trawią je przy udziale wodniczek trawiennych. Dopóki w środowisku nie brakuje pożywienia, grzybnia intensywnie rozkłada substancje pokarmowe i transportuje je do komórki, a tam buduje z nich własne białka i magazynuje energię.

Grzyby zdobywają energię przez tlenowy lub beztlenowy rozkład związków organicznych. Najczęściej związki pokarmowe rozkładane są w obecności tlenu, lecz niektóre grzyby, np. drożdże rozkładają cukier beztlenowo poprzez fermentację. Energia pochodząca z przemian metabolicznych jest magazynowana w ATP.

Grzyby rozmnażają się na wiele sposobów: bezpłciowo – poprzez tworzenie zarodników i fragmentację grzybni oraz płciowo poprzez kopulację gamet, gametangiów lub niezróżnicowanych strzępek. Bardzo częstym zjawiskiem jest tu przemiana pokoleń.
Rozmnażanie bezpłciowe grzybów polega na tworzeniu zarodników lub komórek o charakterze przetrwalnym bez konieczności zaistnienia procesu płciowego. Zarodniki tworzone są po podziałach mitotycznych i stąd ich nazwa – mitospory. Zarodniki powstają w zarodniach w wyniku podziału strzępek ścianami poprzecznymi lub wypączkowują ze szczytów wyspecjalizowanych komórek. Mogą być wytwarzane pojedynczo lub w łańcuszkach. Charakter rozmnażania bezpłciowego zależy od środowiska, w jakim żyje grzyb. Na przykład w środowisku wodnym gdzie, grzybopodobne Protista wytwarzają pływki zaopatrzone w wici, i aktywnie poszukujące niezasiedlonego, bogatego w substancje pokarmowe podłoża, a gdy je znajdą osiedlają się na nim i rozwijają w plechę. Natomiast w suchym środowisku lądowym grzyby rozmnażają się przez zarodniki swobodnie unoszące się w powietrzu, odporne na suszę dzięki grubym ścianom. Niektóre grzyby wystrzeliwują zarodniki na duże odległości.
Ogromna ilość grzybów (70%) rozmnaża się płciowo. Rozmnażanie płciowe u grzybów polega na kopulacji gamet, gametangiów lub niezróżnicowanych strzępek. Dzięki procesom kariogamii i mejozy dochodzi do tworzenia nowych kombinacji genetycznych, co zwiększa zróżnicowanie wewnątrzgatunkowe. Proces Płciowy składa się z kilku etapów:
1. Tworzenie organu rozmnażania płciowego
2. Plazmogamia – połączenie i zlanie się cytoplazmy kopulujących komórek
3. Kariogamia – zlanie jąder kopulujących komórek
4. Mejoza
W procesie mejozy dochodzi do tworzenia haploidalnych zarodników zwanych mejosporami. Mejospory mogą powstawać w zarodniach, na wyspecjalizowanych strzępkach lub w przekształconych komórkach – w workach lub na podstawkach.

Glony to jednokoówrkowe lub wielokomórkowe organizmy plechowate, nie wykształciły rzeczywistych tkanek i organów (tj. łodyga, korzeń liście). Żyją w kałużach, na powierzchni skał, śniegu w glebie.Glony mogą być jednokomórkowe, kolonijne, wielokomórkowe. Komórki plechy glonów zawierają elementy charakterystyczne dla komórek roślinnych:
-aparat jądrowy ( w postaci jednego lub wielu jąder)
-ścianę komórkową zbudowaną z celulozy
-plastydy, w szczególności chloroplasty (wyst. takie barwniki jak czerwona fikoerytryna, niebieska fikocyjanina
-materiałami zapasowymi jest tłuszcz i skrobia
Pod względem odżywiania większość glonów to autotrofy (są również takie, które pędzą saprofityczny lub pasożytniczy tryb życia). Glony oddychają tlenowo, większość z nich jest nieruchliwa, przytwierdzona do podłoża bądź unoszona w wodzie. Glony rozmnażają się 3 sposobami, płuciowo z udziałem gamet, bezpłuciowo z udziałem zarodników oraz wegetatywnie

Glony: produkują materię organiczną, będącą pokarmem dla wodnych zwierząt, wzbogacają zbiorniki wodne w tlen, mają znaczenie w procesie samooczyszczenia się wód. Glony występują w glebie (wzbogacając ją w próchnice).
Korzystne cechy glonów:•-pokarm w gosp. rybnej
-dostarczają tlenu w środowisku
-mineralizują glebę
-są stosowane w medycynie (do prod. antybiotyków, witamin grupy B, subst. bakteriobójczych i przeciwrobacznych.

Wirusy twory biologiczne o wielkości 15-300nm, widoczne pod mikroskopem elektronowym (z nielicznymi wyjątkami), charakteryzujące się brakiem budowy komórkowej i brakiem własnych układów enzymatycznych, niezbędnych do przebiegu procesów metabolicznych, syntezy białek i replikacji. Z tych względów wirusy nie rosną i nie rozmnażają się, sa pasożytami obligatoryjnymi, tzn. do istnienia w przyrodzie niezbędne jest ich stale krążenie pomiędzy organizmami żywymi (komórkami roślinnymi, zwierzęcymi lub bakteryjnymi - bakteriofagi).Wszystkie funkcje wirusów dokonywane sa przez rybosomy gospodarza.
Wirusy zbudowane sa z wirionu, czyli kwasu nukleinowego(DNA lub RNA), zamkniętego w kapsydzie tworzącym swoisty płaszcz białkowy. Kapsyd składa się z kapsomerów (podjednostek białkowych). Jego kształt oraz liczba kapsomerów jest charakterystyczna dla danej grupy wirusów. U niektórych wirusów dodatkowo występuje osłonka. W budowie można wyróżnić dwa typy symetrii: kubiczna i spiralna, a tylko nieliczne wykazują symetrie kompleksowa.
Wirusy dzielimy na: wirusy DNA, wirusy RNA i wirusy powolne.Do wirusów DNA należą np.: adenowirusy,herpeswirusy,wirusy krowianki, wirusy ospy prawdziwej, czyli poxwirusy, wirusy Papova.Wirusami RNA sa m.in.: arbowirusy, wirusy Coxackie,ECHO - wirusy,poliowirusy,myxowirusy, np. wirusy NDV,rhinowirusy,RS - wirusy,wirus wścieklizny,wirusy Picorna.
Wirusy sa inaktywowane przez kwasy i zasady nieorganiczne o odpowiednim stężeniu, wysoka, temperature, promieniowanie ultrafioletowe i jonizujące,niektóre utleniacze np.