Zamknięcie działu 7

Słowniczek działu

Kladogram — schemat pokrewieństw: węzły = wspólni przodkowie, gałęzie = linie rozwojowe.
Grupa monofiletyczna (klad) — przodek i WSZYSCY jego potomkowie; jedyna „naturalna" grupa.
Konwergencja — niezależne powstanie podobnych cech; fałszywy sygnał pokrewieństwa.
Nukleoid — obszar DNA bakterii; bez otoczki jądrowej.
Plazmid — mała, kolista cząsteczka DNA bakterii; częsty nośnik genów oporności.
Peptydoglikan (mureina) — polimer ściany bakteryjnej; cel antybiotyków beta-laktamowych.
Gram-dodatnie / Gram-ujemne — gruba ściana bez błony zewnętrznej / cienka ściana + błona zewnętrzna z LPS.
Endospora — wysoce oporna forma przetrwalna bakterii; przeżywa gotowanie.
Oporność na antybiotyki — zdolność bakterii do przeżycia antybiotyku; z mutacji lub transferu plazmidów.
Archaea — trzecia domena życia; prokarionty bez peptydoglikanu, z lipidami eterowymi.
Ekstremofile — organizmy środowisk skrajnych: termofile, halofile, metanogeny.
Trzy domeny życia — Bacteria / Archaea / Eukarya (Woese, 1977).

W pigułce

Kladogram czyta się z węzłów: im młodszy wspólny przodek, tym bliższe pokrewieństwo; końcówki gałęzi są współczesne.
Klasyfikujemy po cechach pochodnych i sekwencjach DNA — konwergencja anatomiczna myli.
Komórka bakteryjna: nukleoid + plazmidy + ściana z peptydoglikanu (podział Grama ma znaczenie kliniczne).
Metaboliczna wszechstronność bakterii: auto-/heterotrofy, aeroby/anaeroby; niezbędne w obiegu azotu, rozkładzie, mikrobiocie i biotechnologii.
Oporność szerzy się mutacjami i horyzontalnym transferem plazmidów — nabywa ją bakteria, nie pacjent.
Archea to nie „dziwne bakterie", lecz odrębna domena — bliższa eukariontom; ekstremofile i metanogeny.

Sprawdzian działowy

1. Wymaz od pacjenta z zapaleniem płuc barwi się metodą Grama na różowo (gram-ujemnie). Dlaczego ta jedna informacja realnie pomaga dobrać antybiotyk?

Sprawdź odpowiedź

Bakterie gram-ujemne mają dodatkową błonę zewnętrzną z lipopolisacharydem, która utrudnia wnikanie wielu antybiotyków skutecznych wobec gram-dodatnich, oraz cienką warstwę peptydoglikanu (mniejszy cel dla beta-laktamów). Wynik barwienia zawęża więc wybór do leków przenikających przez błonę zewnętrzną — to najszybsza „diagnostyka celowana", dostępna w godzinę zamiast dni hodowli.

2. Dlaczego Clostridium botulinum jest groźne szczególnie w domowych przetworach słoikowych, mimo że słoiki były gotowane?

Sprawdź odpowiedź

C. botulinum to beztlenowiec wytwarzający endospory, które przeżywają gotowanie w 100°C. Szczelny słoik zapewnia warunki beztlenowe — idealne do wykiełkowania spor i produkcji toksyny botulinowej, jednej z najsilniejszych znanych trucizn. Zabezpieczeniem jest sterylizacja ciśnieniowa (~121°C) niszcząca endospory — stąd przemysłowe przetwory są bezpieczniejsze od „wekowanych" domowo.

3. Woese odkrył archeony, porównując sekwencje rRNA, nie wygląd komórek. Wyjaśnij, dlaczego morfologia zawodzi w klasyfikacji prokariontów — użyj pojęcia konwergencji.

Sprawdź odpowiedź

Proste kształty (pałeczka, kulka) powstawały w ewolucji wielokrotnie i niezależnie — to konwergencja: podobieństwo bez bliskiego pokrewieństwa. Pod mikroskopem archeon i bakteria bywają nieodróżnialne, choć dzieli je przepaść zapisana w cząsteczkach (inne lipidy błon, brak peptydoglikanu, inna maszyneria transkrypcji). Sekwencje rRNA mierzą pokrewieństwo bezpośrednio — dlatego jedno porównanie cząsteczek przebudowało drzewo życia na trzy domeny.