BIO111 Μικροβιολογια ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια Τάσος Οικονοµου-ΒΙΟ111-2004 1
ΒΙΟ111- ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ Bιολογια των µονοκυτταρων οργανισµων και των ιων 2
1. Απο τον αρχεγονο ζωµο στο ζωντανο κυτταρο 3
Η ζωή όπως την ξερουµε ΙΟΙ ΑΡΧΑΙΑ ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (µονοκύτταροι) ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (πολυκύτταροι) ΒΑΚΤΗΡΙΑ LUCA 4
Η ζωή όπως ξεκίνησε? -3.9 δις LUCA -4.1-3.9 δις RNA + πρωτόγονες µεβράνες -4.1δις Nερό 5
Υποθετικά βασικά χαρακτηριστικά του LUCA α. Mηχανισµός µετατροπής της ενέργειας β. Xηµικός τρόπος της µεταφοράς της πληροφορίας για την σύνθεση του παραπανω µηχανισµού γ. υνατοτητα να εξελισεται 6
7
Κυανοβακτηρια- Χθες και σηµερα Χθες (~1 δις χρονια πριν) Palaeolyngbya-Απολιθωµα απο το Bitter Springs Chert (Βορεια Αυστραλια) Σηµερα http://www.ucmp.berkeley.edu/bacteria/bacteriafr.html Oscillatoria 8
Τα βακτήρια ζουσαν εκατοµµυρια χρονια πριν απο τους δεινοσαυρους Reuters Bacillus 2-9-3, 250 myr 9
Τιποτα στη Βιολογια δεν εχει νοηµα αν δεν ειδωθει κατω απο το φως της Εξελιξης 10
Η ζωή όπως την ξερουµε ΙΟΙ ΑΡΧΑΙΑ ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (µονοκύτταροι) ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (πολυκύτταροι) ΒΑΚΤΗΡΙΑ LUCA 11
Tι εξετάζει η Mικροβιολογία ΙΟΙ ΑΡΧΑΙΑ ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (µονοκύτταροι) ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (πολυκύτταροι) ΒΑΚΤΗΡΙΑ LUCA 12
Και που ζουν οι Μικροοργανισµοι και οι Ιοι? 13
14
Βακτηριακα κυτταρα (βιοφιλµ) σε βιοµηχανικο συµπυκνωτη 15
Βακτηριακα κυτταρα (βιοφιλµ) σε φακό επαφης 16
Κυτταρα Pseudomonas aeruginosa σε επιφανεια ενδοφλεβειου καθετηρα 17
Βακτηρια πανω σε Νηµατωδη 18
Και που ζουν οι Μικροοργανισµοι και οι Ιοι? 19
Και που ζουν οι Μικροοργανισµοι και οι Ιοι? ΠΑΝΤΟΥΥΥΥ!!!!! 20
Πως µοιαζουν οι Μικροοργανισµοι και οι Ιοι? 21
ιαφορα Βακτηριακα κυτταρα 22
ιαφορα Βακτηριακα κυτταρα 23
ιαφορα κυτταρα Αρχαιων 24
Ψυχροφιλα Archaea Πλανκτονικα Αrchaea απο το Monterey Bay (πρασινα κυτταρα) περιτριγυρισµενα απο Βακτηριακούς γειτονες (µπλε κυτταρα). Το συµβιωτικο Αrchaeon Cenarchaeum symbiosum (πρασινα κυτταρα) µε τον σπογγο-ξενιστη του (οι κοκκινες σφαιρες ειναι οι πυρηνες του σπογγου). 25
Ευκαρυωτικα κυτταρα Saccharomyces cereviciae 26
Ευκαρυωτικα κυτταρα 27
ιαφοροι Ιοι 28
ιαφοροι Ιοι 29
Ποσο µικρο ειναι το µικρο? 30
Πόσο µικρό είναι το µικρό 31
Πόσο µικρό είναι το µικρό 32
Πόσο µικρό είναι το µικρό 33
Πόσο µικρό είναι το µικρό 34
35
36
37
Μακροφάγο και βακτήριο 2,000,000X (Ακουαρέλλα David S. Goodsell, 2002) Macrophages circulate through the blood, searching for bacterial infection. When bacteria are found, macrophages engulf and digest them. This series of three paintings shows a macrophage engulfing a bacterium. Only a portion of the two cells, where a pseudopod of the macrophage is extending over the bacterium, is shown. The original paintings are 1 meter tall--at this magnification, the macrophage would fill most of a building. These paintings include all of the macromolecules in the two cells and in the surrounding blood serum. Small organic molecules and water, which fill all the space between the macromolecules, are omitted. Cell membranes and associated proteins are colored green, the cytoplasm is colored blue and purple, and nuclear material is colored red and orange. The blood serum proteins are in yellow and brown. 38
39
(τo 1996...) E.coli Parameciu m 40
Πως είπατε? ΜΙΚΡΟ...βιολογια? ιαµετρος ~0.5 mm Κυτταρα του θειοβακτηριου Thiomargarita namibiensis φωτογραφηµενα διπλα σε ενα ατοµο Drosophila viriles Αρθρο ανασκοπισης Schulz HN, Jorgensen BB. (2001) Big bacteria. Annu Rev Microbiol. 55:105-137σ 41
Τα µεγεθη της Ζωης ες επισης http://wsrv.clas.virginia.edu/~rjh9u/power9.html 42
Πως µελετουµε οργανισµους που δεν βλεπουµε? 43
Πως µελετούµε µικροοργανισµούς που δε βλέπουµε? Βακτήριο ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΟΜΗ Γενετική (in vivo χηµεία) Μακροσκοπικη παρατηρηση Οπτικο Μικροσκοπιο Ηλεκτρονικο Μικροσκοπιο Βιοχηµεία (in vitro χηµεία) Κρυσταλλογραφια/ NMR Βιοπληροφορικη Τι είναι το Βακτήριο 44
Αναπτυξη µικροοργανισµων σε στερεο θρεπτικο µεσο 45
Αναπτυξη µικροοργανισµων σε στερεο θρεπτικο µεσο Saccharomyces cereviciae 46
Αναπτυξη µικροοργανισµων σε στερεο θρεπτικο µεσο 47
Προδροµα µικροσκοπια 48
Οπτικο Μικροσκοπιο 49
Ηλεκτρονικο Μικροσκοπιο 50
Μια φετα Escherichia coli µαστίγιο µεµβρανη πρωτεινη ριβοσωµα mrna DNA Απεικονιση David Goodsell 51
Και τι µας νοιαζει αν υπαρχουν µικροοργανισµοι η οχι? 52
H ανυπολόγιστη αξία της Mικροβιολογίας για τη ζωη σας Γεωλογία Ιατροδικαστικη Ενέργεια Βιοµηχανία Τροφίµων ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Εξόρυξη Μετάλλων Βιοτεχνολογία Ιατρική Γεωργία Χηµική Βιοµηχανία Περιβάλλον 53
Πυριτικοί σχηµατισµοί αποτελούµενοι από στρώµατα ανόργανου πυριτίου και βακτηριακών αποικιών Γεωθερµική πηγή, New Zealand Credit: CEN; http://pubs.acs.org/cen/ncw/8142sci1.html 54
Βακτηριακής προέλευσης βιοορυκτό οξυυδροξυδίου του µαγγανίου (από κανάλι απoστράγγισης ορυχείου, Northern Ontario; χρήση φασµατοσκοπικής τεχνικής ακτίνων Χ) Βιοορυκτό Βακτήρια Αβιοτικής Προέλευσης ορυκτό Credit: CEN; http://pubs.acs.org/cen/ncw/8142sci1.html 55
Κενή θήκη καλυµµένη µε σφαιρίδια πυριτίου (20-200nm) δηµιουργηµένη από κυανοβακτήρια Credit: CEN; http://pubs.acs.org/cen/ncw/8142sci1.html 56
Κυρια αιτια θανατου τα τελευταια 100 χρονια 57
H ανυπολόγιστη αξία της Mικροβιολογίας για τη Βιολογια 58
Το βακτηριακο κυτταρο ως ελαχιστη Μοναδα Ζωης 59
Τα χαρακτηριστικα της Ζωης 60
Τα χαρακτηριστικα της Ζωης 61
H µεγάλη σας φίλη Το βακτηριο E.coli 62