Növényrendszertan

2. előadás

Dr. Bartha Dénes

2009. február 12.

Vírusok - Vira

A vírusok általános jellemzése

• vírus = "méreg" = fertőző genetikai információ

• a vírusok az élővilág legkisebb, általánosan elterjedt, túlnyomórészt betegség-

okozó szervezetei

• élő szervezet-e a vírus? (LWOFF: a vírus az vírus)

• obligát paraziták, önálló anyagcseréjük nincs

• riboszómákkal nem rendelkeznek, ezért önálló fehérjeszintézisre képtelenek

• nincs saját enzimrendszerük, működésükhöz a gazdasejt enzimrendszere szükséges

• életjelenségeik: sokszorozódás, öröklékenység, változékonyság

• örökítő rendszerük vagy RNS vagy DNS

• az RNS vagy DNS lehet egyfonalú vagy kétfonalú

• kristályosíthatók, fertőzőképességük így is megmarad (STANLEY, 1935)

• a vírusokkal foglalkozó tudományág a virológia

A vírusok alaki és működési jellemzői

• a vírusok megjelenési formája:

- vegetatív vírus (funkcionáló vírus: „működik” - a sejtbe bejut, ott

részeire esik, sokszorozódik, összerendeződik)

- virion (nyugalmi „terjedő” vírus: jellemző nagysággal, struktúrával,

formával, kémiai felépítéssel rendelkezik ← ez a megjelenési forma

jellemezhető)

• a virion mérete: 8-1250 nm

(fénymikroszkóppal nem láthatók)

• a virion felépítése:

- vírusgenom (RNS v. DNS)

- fehérjeburok (kapszid, függelék)

A vírusok alaki és működési jellemzői (folytatás)

• a virionok csoportosítása:

csigavonalú (helikális) köbös (kubikális) kettős (binális)

A vírusfertőzés lefolyása

• a vírus megtapad a gazdasejt felületén• a vírus bejut a sejtbe• a vírusgenom (DNS v. RNS) szabaddá válik • megindul a transzkripció: a vírusgenom és a vírusfehérjék sokszorozódnak és

összerendeződnek• az új vírusok kijutnak a gazdasejtből • a fertőzés történhet közvetlenül, vagy közvetítők (vektorok) segítségével

A vírusok mesterséges rendszerezése

1. Bakteriofágok - Bacteriophagineae

• baktériumokat, sugárgombákat és kékmoszatokat pusztító vírusok

• a nagyobb bakteriofágok fejre és farokrészre különülnek

• kimondottan fajspecifikusak

T4-fág

2. Növényi vírusok - Phytophagineae

• csökkentik a sejtek klorofilltartalmát (mozaikbetegség)

• elpusztítják a plazmát (sejtelhalás)

• zavarják a tápanyagszállítást

• kóros anyagfelhalmozódást, torzulást okoznak

• többgazdásak is lehetnek

• vektorok: mag, vegetatív szaporítás, rovarok, fonálférgek

dohány mozaikvírus (TMV = Tobacco Mosaic Virus)

3. Állati és emberi vírusok - Zoophagineae

• a növényi vírusoknál rendszerint nagyobbak

• külön csoportba sorolják az ízeltlábúak és a gerincesek vírusait

HIV (Human Immunodeficiency Virus)

Fontosabb humán kórokozó vírusok

• feketehimlő vírusa (variola)• herpesz vírusok (herpesz szimplex, övsömör, mononukleózis)• bárányhimlő vírusa (varicella)• papilloma vírus (→ szemölcs)• daganatkeltő vírusok• fültőmirigy-gyulladás vírusa (mumpsz)• veszettség vírusa (rabies)• agyvelőgyulladás vírusa (enkefalitisz)• gyermekbénulás vírusa (poliomielitisz)• HIV-vírus (AIDS)• légúti betegségek vírusai (influenza = grippe, krupp, pharyngitis,

laryngitis, tracheitis, bronchiolitis, bronchitis)• szivacsos agyvelő-károsodás vírusa (Creuzfeldt-Jakob-

szindróma)• Ebola-vírus• májgyulladás vírusai (hepatitisz)• kanyaró vírusa (morbilli)• rózsahimlő vírusa (rubeola)• sárgaláz vírusa

Baktériumok - Bacteria

A baktériumok általános jellemzése

• mikroszkópikus méretű, többnyire magános, ritkábban csoportokba rendezett sejtek (1-200 µm)

• örökítő anyaguk kétfonalú DNS, a kezdetleges kromoszómák (genofor) körül nincs maghártya

• a genofor (→ diffúz sejtmag) mellett jellegzetes örökítő struktúráik a plazmidok (kisebb DNS gyűrűk)

• van riboszóma, így saját fehérjét képesek szintetizálni

• a sejtfal jódkálival eltérően festhető: Gram-pozitív és Gram-negatív fajok

• a Föld legrégibb ismert élőlényei (3,4 milliárd évesek)

• a baktériumokkal foglalkozó tudomány a bakteriológia

A baktériumok alaki és működési jellemzői

• leggyakoribb alakok

- gömb (kokkusz)

- pálcika (bacillus)

- csavar (vibrio, spirillum)

• egyes baktériumok kiszáradáskor betokozódnak (endospóra)

• sejtfaluk van (kivétel a mikoplazmák), mely alatt sejthártya található

• bizonyos fajok ostort (flagellum) vagy csillót (cilia) fejlesztenek, ezek helyzete

lehet:

- monotrich (a)

- amfitrich (b)

- amfilofotrich (c-d)

- lofotrich (e)

- peritrich (f)

• életmód alapján megkülönböztethető baktériumok:

- aerob baktériumok (oxibionta)

- anaerob baktériumok (anoxibionta)

• a baktériumok táplálkozási formái

- autrotróf baktériumok

- fotoszintetizáló baktériumok (pl. kénbaktérium)

- kemoszintetizáló baktériumok (pl. nitrifikáló baktériumok)

- heterotróf baktériumok (többségük)

- szimbionta (pl. Fabaceae, Elaeagnaceae, Alnus, Juglans nigra

fajokkal)

Frankia alni (Nocardia alni) Rhizobium leguminosarum

- parazita (főleg fakultatív paraziták, kevés az obligát parazita)

- szaprobionta

• megfelelő táptalajon rendszerint tenyészthetők (telepet képeznek)

• a baktériumok a sejtek hasadásával, kettéosztódásával szaporodnak

(20-60 percenként)

A baktériumok osztódása vázlatosan (SCHMELZER nyomán)

A baktériumok konjugációja (WOHLMAN és JACOB nyomán)

(a „hím” baktériumból a „nőneműbe” jutnak át a gének)

• életműködés alapján megkülönböztethető baktériumok

- erjesztő (zimogén)

- színanyagot termelő (kromogén)

- világító (fotogén)

- hőtermelő (termogén)

- betegségokozó (patogén)

A baktériumok (BERGEY-féle mesterséges) rendszere

1. Pszeudomonaszok - Pseudomonadales

- pálcika alakú, Gram-negatív szervezetek, endospóra-képzés nincs

- vizekben élnek: kénbaktériumok (fotoszintetizálnak)

talajokban élnek: nitrifikáló (Nitrosomonas, Nitrobacter) fajok

kórokozók: Pseudomonas syringae

Nitrosomonas sp. Pseudomonas syringae

2. Hüvelyes baktériumok - Chlamydobacteriales

- sejtfonalaikat nyálkás hüvely veszi körül, amely mangán- vagy

vasoxidokat tartalmaz

- a geológiai korokban belőlük keletkezett a gyepvasérc (limonit)

Chlamydomonas sp.

3. Valódi baktériumok - Eubacteriales

- pálcika vagy gömb alakú, merev sejtfalú, részben Gram-pozitív,

részben Gram-negatív szervezetek

- paraziták: emberi, állati, növényi kórokozók

- talajokban élnek, a levegő szabad nitrogénjét kötik:

- szabadon előfordulók: Azotobacter fajok

- szimbionták: Rhizobium fajok

Rhizobium leguminosarum ssp. acaciaeAzotobacter chroococcum

Clostridium pasteurianumMicrococcus roseus

4. Sugárgombák - Actinomycetales

- fonalszerűek, elágazók, Gram-pozitívok, van endospóra-képzés

- kórokozó fajaik is ismertek

- talajlakó szimbionta fajok (Frankia spp.), nitrogénkötők (az Alnus,

Myricaria, Elaeagnaceae, Juglans fajokon)

Frankia alni (Nocardia alni)

Megj.: További csoportjaik: 5. Színtelen kénbaktériumok, 6. Nyálka-baktériumok, 7. Spirohéták, 8. Mikoplazmák, 9. Rickettsiák

A baktériumok ökológiai jelentősége

1. A talajokban lebontó tevékenységet folytatnak (cellulóz-, kitin-, fehérje-

és részben lignin-lebontás).

2. A légköri, molekuláris nitrogént egyes fajok meg tudják kötni, mások az

élőlények maradványait szervetlen N-vegyületekké alakítják.

3. A vízben élő baktériumok szennyezés hatására fölszaporodnak →

indikátorok.

4. Élelmiszerek és takarmányok előállítására alkalmas néhány fajuk

(pl. tejtermékek, savanyítás, silózás).

5. Gyógyszeripari termékek előállításánál hasznosíthatók (pl. antibiotikum-

termelés)

A baktériumok ökológiai jelentősége (folytatás)

6. Mintegy 200 patogén faj (Corynebactericum, Erwinia, Pseudomonas,

Xanthomonas spp.) növényi megbetegedéseket idéz elő, (pl. tumor-

képződés, hervadás, foltosság, sárgulás, száraz és nedves rothadás).

7. Állati és emberi megbetegedéseket, járványokat is okozhatnak.

8. Ipari felhasználás (pl. kőolajbaktériumok, szennyvíztisztítás).

9. Növényvédő szerek lebontása a talajban.

10.A biológiai védekezésben is fölhasználhatók (pl. Bacillus thuringiensis).

11.Kőzetek keletkezésében is részt vehetnek (pl. limonit).

12.A termőtalajok termőképességének fenntartása (1 g talajban 10-100

millió baktérium van).

Fontosabb humán kórokozó baktériumok I.

lépfene (anthrax)

szamárköhögés (pertusszisz)

Lyme-kór (borreliózis)

máltai-láz (brucellózis)

ételmérgezés (botulizmus)

merevgörcs (tetanusz)

torokgyík (diftéria)

bélrendszeri betegségek (gasztroenteritisz)

nyúlpestis (tularémia)

gyomor- és bélhurut (gasztroenteritisz)

lepra (Hansen-kór)

tüdőbaj = gümőkór (tuberkulózis)

kankó (gonorrhea)

agyhártyagyulladás (meningitisz)

Bacillus anthracis

Bordetella pertussis

Borrelia burgdorferi

Brucella spp.

Clostridium botulinum

Clostridium tetani

Corynebacterium diphtheriae

Escherichia coli

Francisella tularensis

Helicobacter pylori

Mycobacterium leprae

Mycobacterium tuberculosi

Neisseria gonorrhoeae

Neisseria meningitis

BetegségFaj

Fontosabb humán kórokozó baktériumok II.

kiütéses tífusz

ételmérgezések (szalmonellózis)

hastífusz

vérhas (dizentéria)

gennykeltés, tályogképzés

vérbaj = luesz (szifilisz)

kolera

pestis (fekete halál)

Rickettsia prowazekii

Salmonella spp.

Salmonella typhi

Shigella spp.

Staphylococcus aureus

Treponema pallidum

Vibrio cholerae

Yersinia pestis

BetegségFaj

„Filum Ariadneum botanices est systema, sine quo chaos est res herbaria.”

Linné