ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Βιοτεχνολογία. Ανάπτυξη μικροοργανισμών Διδάσκουσα: Αναπλ. Καθ. Άννα Ειρήνη Κούκκου

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βιοτεχνολογία Ανάπτυξη μικροοργανισμών Διδάσκουσα: Αναπλ. Καθ. Άννα Ειρήνη Κούκκου

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Μικροβιακή Βιοτεχνολογία Βιοτεχνολογικές Εφαρμογές μικροοργανισμών Παραγωγή κυττάρων Παραγωγή ενώσεων χαμηλού μοριακού βάρους Πρωτογενείς μεταβολίτες Δευτερογενείς μεταβολίτες Παραγωγή ενώσεων υψηλού μοριακού βάρους Πολυσακχαρίτες Λιπίδια Πρωτεΐνες Βιοαποδόμηση/οξείδωση αποβλήτων Εκχύλιση μετάλλων Σήμερα παράγονται από μικρόβια: Αμινοξέα Ένζυμα Πολλά χημικά, ορμόνες και χρωστικές Φαρμακευτικές ενώσεις, όπως αντιβιοτικά Βιομάζα για εμπορική χρήση και κατανάλωση από ζώα (όπως η μονοκύτταρη πρωτείνη)

4 Μεταβολισμός Σύνθετο δίκτυο χημικών αντιδράσεων

5 Βιομηχανική (Άσπρη) Βιοτεχνολογία Κυτταρικά εργοστάσια Σάκχαρα Bιοκαύσιμα Bιοϋλικά Bιοχημικά

6 Ανάπτυξη μικροοργανισμών

7 Ανάπτυξη μικροοργανισμών

8 Ανάπτυξη μικροοργανισμών 1 dx d(lnx) ln μ= = = μ= χ dt dt t d t d dx Ρυθμός ανάπτυξης: dt 1 dn = μ (σταθερό) N dt X, N: αριθμός κυττάρων t: χρόνος t d : χρόνος αναδιπλασιασμού (doubling time) μ : ειδικός ρυθμός ανάπτυξης (h -1 )

9 Ταξινόμηση των Οργανισμών προκαρυωτικά ευκαρυωτικά See Fig NOTE: Microbes and Prokaryotes are not taxonomic categories

10 Σχετικό μέγεθος των μικροοργανισμών

11 Βακτήρια Μορφολογικοί σχηματισμοί βακτηρίων Cocci- spheres (σφαιρικό) Bacilli- rods (ραβδοειδές) Spirilli- spirals (σπειροειδές)

12 Βακτήρια

13 Ταξινόμηση βακτηρίων Χρώση κατά gram Βαφή με την χρωστική κρυσταλλικόν ιώδες Κατεργασία με διάλυμα ιωδίου Ξέπλυμα με αλκοόλη Τρόπος διαβίωσης Αυτότροφα (χρησιμοποιούν CO 2 ) Ετερότροφα (αξιοποιούν ενέργεια από οργανικές ενώσεις) Σχηματισμός σπορίων Δεν έχουν τα τυπικά οργανίδια των ευκαρυωτικών, δεν έχουν πυρηνική μεμβράνη, το γενετικό υλικό βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα προκαρυωτικό

14 Χρώση κατά Gram Διαφέρουν στη χημική σύσταση του κυτταρικού τοιχώματος Gram+ Gram - Staphylococcus aureus Escherichia coli

15 Μύκητες Είναι ευκαρυωτικοί ετερότροφοι οργανισμοί Ευκαρυωτικό κύτταρο

16 Ανάπτυξη μυκήτων υφές Βλαστική μορφή (μυκήλιο) Aspergillus, Penicillium Rhizopus, Mucor Aspergillus variecolor- Conidiospores Penicillium roqueforti- Conidiospores Rhizopus stolonifersporangium spore Rhizopus stolonifersporangium spore

17 Υφές με ή χωρίς διαφράγματα

18 Ζυμομήκυτες Εχουν χάσει το μυκηλιακό τρόπο ανάπτυξης και έχουν μετατραπεί σε μονοκύτταρους οργανισμούς Αποτελούνται από μικρά κύτταρα που πολλαπλασιάζονται με εκβλάστηση Τα εκβλαστήματα μεγενθύνονται μέχρι το μέγεθος του μητρικού κυττάρου και στη συνέχεια γίνεται η διαίρεση του πυρήνα και μετά του κυτταροπλάσματος Saccharomyces cerevisiae

19 ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΦΑΚΕΛΟΣ ΑΡΧΑΙΩΝ - ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ ΑΡΧΑΙΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ ψευδοπεπτιδογλυκάνη πεπτιδογλυκάνη ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ Χειρομορφία γλυκερόλης L D Λιπίδια Αιθερικός δεσμός Εστερικός δεσμός Παράπλευρη αλυσίδα λιπιδίων Ισοπρενικές αλυσίδες λιπαρά οξέα

20 Θερμόφιλα (αρχαία)

21 Αλλόφιλα Κυρίως αρχαία και βακτήρια pink color due to halophiles Australian Salt Lake

22 Μεθανιογόνα (αρχαία) Απαντούν σε περιβάλλοντα έλλειψης οξυγόνου

23 Ψυχρόφιλοι μικροοργανισμοί Βακτήρια και αρχαία

24 Οξεόφιλα Μέχρι και ph 0.5

25 Βιοεξυγίανση Βακτήρια αποδομούν την οργανική ύλη σε βιολογικό καθαρισμό Βακτήρια αποδομούν ή αποτοξινώνουν ρυπαντές όπως το πετρέλαιο ή τον υδράργυρο

26 Κόλπος του Μεξικού, ΒΡ. Nέο είδος, συγγενικό με τα βακτήρια του γένους Oceanospirillales Sciencexpress, 2010

27 Μικρόβια παθογόνα για έντομα, εναλλακτικά των χημικών εντομοκτόνων για τη προστασία των φυτικών καλλιεργειών Σπόροι βακτηρίων ή απομονωμένων τοξινών χρησιμοποιούνται ως οργανικά εντομοκτόνα

28 Τέλος Ενότητας

29 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

30 Σημειώματα

31 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

32 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκουσα: Αναπλ. Καθ. Άννα Ειρήνη Κούκκου. «Βιοτεχνολογία. Ανάπτυξη μικροοργανισμών». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

33 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]