uvod v mikrobiologijo
TRANSCRIPT
Uvod v mikrobiologijo
Predmet: Mikrobiologija
Predavanja: 45 ur
Vaje: 30 ur
Št. kreditov: 6
Študijske obveznosti: izpit
kolokvij iz vaj
Priporočljiva literatura
• Brock Biology of Microorganisms,
Madigan, Martinko, and Parker,
10th edition, 2002
http://www.prenhall.com/brock/
• študijsko gradivo
• zapiski s predavanj
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)
Trgovec, degustator, uradnik, mecen slikarja Jana
Vermeera, izdelovalec leč, mikroskopov.
Naredi do 200 kratne povečave in prvi opiše
bakterije, protozoje, alge, foraminifere, nematode.
Od leta 1673 se je 50 let dopisoval z britansko
kraljevo akademijo, kjer je objavil večino svojih del.
Po Evropi je sprožil neznansko zanimaje za
mikrobiologijo.
Anton Plenčič (1705 - 1786)
Rojen v Solkanu. Službuje kot profesor medicine
na cesarskem dvoru na Dunaju. Podobno, kot
pred njim Fracastro da Verona opazi, da živi
agensi povzročajo bolezni. Sumi, da različne
bolezni povzročajo različni mikroorganizmi.
Spontan nastanek življenja
Stari grki: boginja Gea ustvari človeka iz neživih objektov.
Aristotel: živali nastanejo iz zemlje, rastlin ali drugih nesorodnih živali.
Virgil: pripravi recept za spontan nastanek čebel
Srednji vek: muhe lahko nastanejo iz mesa, ki je bilo na toplem zraku.
Spontan nastanek višjih živali ovrže Francesko Redi. Meso položi v
posodo, ki jo prekrije z gazo. Muhe privlači vonj mesa, ležejo jajčeca na
gazo, v mesu se ne razvijejo muhe. Spontan nastanek mikrooragnizmov
še vedno sporen.
Spontan nastanek življenja
John Needham: prekuha meso, čez nekaj časa opazi na njem bakterije, ki
so po njegovem nastale spontano.
Lazaro Spallanzani: prekuha meso in ga zapre v posodo, mikrobov ni,
vendar ni dopustil prost pretoka zraka.
Franz Schulze: spusti zrak skozi kislino, mikrobov ni, vendar je zrak lahko
kemijsko spremenjen.
Theodor Schwan: spust zrak skozi segreto cev, mikrobov ni, vendar je
zrak zaradi vročine lahko spremenjen.
Schroeder and von Dusch: spustita zrak skozi vatni zamašek, mikrobov ni,
zagovorniki spontane generacije niso prepričani.
Louis Pasteur (1822 -1895)
Začne kot kemik, proučuje steroizometrijo tartratov.
Nato proučuje fermentacijo mošta. Dokaže, da
fermentacijo opravijo mikrobi. Prvi uporabi postopek
za zmanjšanje števila mikrobov (pasterizacijo).
Ukvaraja se z antraksom, boleznijo sviloprejk. Prvič
aplicira oslabljen živ mikrob v človeka (steklina).
Kokošja kolera
kultura bakterij (stara)
PREŽIVI
kultura bakterij (mlada)
UMRE
prvi stik z bakterijo
Edward Jenner (1749 - 1823)
Opazi, da so kmetje, ki imajo
neškodljive kravje koze, odporni na
črne koze. Začne z vakcinacijo zdravih
oseb s kravjimi kozami, ki na ta način
pridobijo odpornost na črne koze.
Robert Koch (1843 - 1910)
Odkrije antraks.
Odkrije povzročitelja tuberkuloze.
Izboljša trdna gojišča za rast mikroorganizmov.
Uporablja tehniko čistih kultur za dokazovnje bolezni.
Postavi Kochove postulate za določanje povzročitelja
bolezni.
Kochovi postulati
• mikroorganizem moramo izolirati iz okuženega organizma in ga gojiti v
laboratoriju v čisti kulturi
• čista kultura mikrorganizma mora povzročiti bolezenska znamenja, če jo
vnesemo v zdrav organizem
• iz okuženega organizma moramo ponovno izolirati čisto kulturo istega
mikroorganizma
Martinus Beijerink
Nadaljuje delo Ivanovskega. Inficiran rastlinski sok prefiltrira
in ga razredči ter inficira rastline. Iz inficiranih rastlin
ponovno prefiltrira sok ga razredči in inficira zdrave rastline.
Po nekaj prenosih zaključi, da je agens (contagium vivum
fluidum) - virus.
Prvi izolira dušik fiksirajočo bakterijo (Rhizobium). Prvi izolira sulfat
reducirajočo bakterijo (Desulfovibrio desulfuricans). Izolira prvo
žveplo oksidirajočo bakterijo (Thiobacillus denitrificans).
Sergei Vinogradski (1856 - 1953)
Študira, bakterijo Beggiatoa in odkrije, da lahko porablja H2S kot edini
vir energije in CO2 kot edini vir ogljika. Prvi je oblikoval koncept
litotrofije in vloge le te pri kroženju elementov.
Prvi izolira nitrifikatorje iz tal. V talno kolono daje amonij ven priteče
nitrat.
Prvi izolira nesimbiontsko dušik fiksirajočo bakterijo (Clostridium
pasteurianum).
1900, Walter Reed
Leta 1900 prvi demonstrira, da so komarji lahko
prenašalci bolezni (virus rumene mrzlice). Prvi
dokaz za virusno povzročeno humano bolezen.
Na podlagi tega spoznanja začnejo z eradikacijo
komarjev pri gradnji Panamskega prekopa.
Alexander Fleming (1881 - 1955)
Nadaljuje Erlichovo delo na kemoterapevtikih. Prvi
uspešno aplicira kemoterapevtik. Okrije lizocim.
1929 po srečnem naključju okrije, da plesen
Penicillium notatum zaustavi rast stafilokokov.
Po začetnem navdušenju, zaradi težav z izolacijo
penicilina, delo na antibiotikih zastane do II. svetovne
vojne. Za svoje delo 1945 dobi Nobelovo nagrado.
Max Delbruck
Ustanovi fagno skupino, ki pokaže:
• da samo fagna DNA vstopa v celico gostitelja
• genetsko rekombinacijo
• restrikcijo in modifikacijo
• fenotipsko mešanje fagov
• obstoj regulacijskih mehanizmov
• postavi prvi model virusne lize celic
1952, Joshua Lederberg
Skupaj s Tatumom dokažeta obstoj konjugacije “spolnega”
razmnoževanja bakterij.
Prvi definira plazmid kot ekstrakromosomalen genetski
element.
Prvi pokaže na transdukcijo.
1959, Peter Michell
Predlaga kemiozmotski model za nastanek ATP.
Prenos protonov preko membrane je spojen s
sintezo ATP, rotiranjem flagel in transportom
topljencev preko membrane. Za svoje delo dobi
leta 1978 Nobelovo nagrado.
1960, Francois Jacob in Jacque Monod
Pokažeta kontrolo genske indukcije na primeru beta-
galaktozidaze. Predlagata koncept operona za kontrolo
bakterijskega gena na primeru lac operona. Za svoje delo
dobita Nobelovo nagrado.
Francois Jacob prvi pokaže, da obstaja mRNA in, da je
ribosom mesto sinteze proteina.
1967, Thomas Brock
Prvi izolira hipertermofile iz Yellowstona, kar pripelje do odkritja
Arhej. Avtor najuspešnejšega učbenika mikrobiologije.
1970, David Baltimore
Odkrije reverzno transkriptazo pri RNA virusih.
Omenjeni mehanizem omogoča informacijski tok od
RNA na DNA in nato ponovno na RNA nivo. Za
odkritje dobi leta 1975 Nobelovo nagrado.
1973, Stanly Cohen in Herbert Boyer
Fragmentirano kromosomsko DNA rekombinirata s
plazmidno DNA. Rekombinirano DNA nato namnožita v
bakterijski celici. Začetek genetskega inženirstva.
Skupaj z drugimi raziskovalci napišeta peticijo proti kreiranju
mikroorganizmov z novimi geni za rezistenco na antibiotike,
produkcijo toksinov in uporabe rakotvornih genov.
1977, Frederick Sanger
Odkrije strukturo inzulina, za kar dobi Nobelovo
nagrado 1958.
1977 Odkrije metodo za določanje primarne sekvence
DNA. Prvi določi celotno sekvenco genoma
bakteriofaga phi-X174. Bistveno dragocenejše odkritje
od odkritja, ki mu je prineslo Nobelovo nagrado.
1977, Carl Woese
Uporabi gen za ribosomalno 16S rRNA in prvi odkrije,
da se arheobakterije genetsko razlikujejo tako od
bakterij kot od evkariontov. Postavi univerzalno
filogenetsko drevo za vse organizme.
Leto 1979
Črne koze so uradno proglašene kot prva infekcijska bolezen, ki jo
je človek izkoreninil. Zadnji dokumentiran primer je bil v letu 1977
v Somaliji. Vzorce črnih koz hranijo v laboratorijih v ZDA in Rusiji.
1982, Stanley Prusiner
Odkrije prione, zadnjo večjo skupino infekcijskih
agensov. Prioni so infekcijski proteini, ki povzročajo
neurodegeneracijske bolezni (npr. bolezen norih krav).
Za svoje odkritje je leta 1997 dobil Nobelovo nagrado.
1986, Kary Mullis
Leta 1983 izumi PCR (verižna reakcija s polimerazo).
Eno najpomembnejših odkritij v molekularni biologiji,
ki omogoča pomnoževanje, izbrane DNA.
1995, TIGR
Sekvenciran prvi kompletni genom
bakterije. Prva sekvencirana bakterija
je bila Haemophilus influenza. To je
bila predhodnica humanega
genomskega projekta.
2003 Metagenomika
• vzamemo okoljski vzorec
• pridobimo celotno DNA
• sekvenciramo DNA (shot gun tehnika)
• z matematičnimi algoritmi obdelamo dobljene sekvence
• preverimo kateri genomi in kateri geni so prisotni v vzorcu