ΤαξινόμησηκαιΤαυτοποίησηΜικροοργανισμών · 9/1/2008...

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ταξινόμηση και Ταυτοποίηση Μικροοργανισμών

• Οι μικροοργανισμοί είναι οργανισμοί που δενφαίνονται με γυμνό μάτι

• Είναι προκαρυωτικά ή ευκαρυωτικά κύτταρα ήανήκουν στο ζωϊκό βασίλειο

• Είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι• Οι ιοί δεν είναι κύτταρα


Η Εξέλιξη της ζωής


Το 80% της ιστορίας της γης συνδυάζεται μόνο μετην ύπαρξη των μικροοργανισμών

Υπήρχαν δισεκατομμύρια χρόνια πριν από μας καιθα υπάρχουν πιθανόν δισεκατομμύρια χρόνια μετά

από μας.

Η Εξέλιξη της ζωής


Πολυσχιδής η δράση των Μικροοργανισμών

Η σημασία τους είναι πολύ μεγαλύτερη από τιςασθένειες για τις οποίες λίγοι από αυτούς

ευθύνονται


Τι παρέχουν οι μικροοργανισμοί;

• Το σύνολο της καθημερινής τροφής -με τον έναν ή τον άλλοτρόπο- για τους ανθρώπους και τα ζώα

• Ειδικές μικροβιακές ποικιλίες ευθύνονται για τιςγαστρονομικές απολαύσεις (εκλεκτά κρασιά, τυριά)

• Τα πλούσια αποθέματα πετρελαίου• Την αποικοδόμηση των αποβλήτων• Χρησιμοποιούνται από τη βιοτεχνολογία για την κατασκευήαντιβιοτικών

• Άνοιξαν το δρόμο στη γενετική μηχανική• Αποτελούν εργαλεία για τη γενετική τροποποίηση


Το δένδρο της ζωής


Συγκλίνουσα εξέλιξη στο μικροβιακό κόσμο

• Ταυτόχρονη εμφάνιση ταυτόσημων γονιδίων αντοχήςστα αντιβιοτικά

• σε διαφορετικά είδη βακτηρίων• σε διαφορετικές χώρες


• Ευκαρυωτικά κύτταρα

• Μύκητες (πρώτιστα)

• Πρωτόζωα (πρώτιστα)

• Μετάζωα ή έλμινθες (ζωϊκόβασίλειο)

• Προκαρυωτικά κύτταρα

• Βακτήρια ή ευ-βακτήρια

• Αρχαιοβακτήρια

• Ιοί (δεν είναι κύτταρα) (20-200 nm)

• Ιοειδή (5 nm)

• Prions (<5 nm)

Ταξινόμηση Μικροοργανισμών


Χαρακτηριστικά προκαρυωτικών - ευκαρυωτικών

Χαρακτηριστικό Προκαρυωτικό ΕυκαρυωτικόDNA με πυρηνικήμεμβράνη

Όχι Ναι

Μίτωση Όχι ΝαιΧρωμοσώματα Ένα ΠολλάΜιτοχόνδρια Όχι ΝαιΜέγεθος ριβοσωμάτων 70S 80S


Άλγη

• Ευκαρυωτικά

• Χρειάζονται υγρασία

• Οι πιο αναπτυγμένοιμικροοργανισμοί

• Κυτταρικό τοίχωμα από κυτταρίνη

• Έχουν: πυρήνα, χλωροπλάστη, μιτοχόνδρια

• Φωτοσυνθέτουν

• Παράγουν μοριακό οξυγόνο καιοργανικές ενώσεις

• Δεν περιέχουν είδη πουενδιαφέρουν την ιατρικήμικροβιολογία


Πολυκύτταρα ζωικά παράσιτα (Μετάζωα)

• Ευκαρυωτικά (0,3 mm – 25 m)

• Πολυκύτταροι οργανισμοί

• Τα μετάζωα τα οποίαονομάζονται και έλμινθες ήσκώληκες ανήκουν στο βασίλειοτων ζώων

• Εμφανίζουν μεγάληδιαφοροποίηση

• Διακρίνονται σε νηματέλμινθες(π.χ. οξύουρος, ασκαρίδα) καιπλατυέλμινθες (π.χ. ταινίες)

• Οι κύκλοι ζωής τουςπεριλαμβάνουν καιμικροσκοπικά στάδια

Κύκλος ασκαρίδας

ταινία

Οξύουροι


Πρωτόζωα• Ευκαρυωτικά (1-150 μm)

• Απορροφούν και πέπτουνοργανικές ενώσεις

• Έχουν: Πυρήνα, μιτοχόνδρια, ενδοπλασματικό δίκτυο

• Μπορεί να κινούνται μεψευδοπόδια, βλεφαρίδες ή ινίδια

• Διακρίνονται σε: 1) εντερικά & 2) αίματος-ιστών

Αμοιβάδα Τριχομονάδα

Πλασμώδιο ελονοσίας


Μύκητες• Ευκαρυωτικά (5-10 μm)

• Κυτταρικό τοίχωμα από χιτίνη

• Κυτταρική μεμβράνη από εργοστερόλη

• Δεν φωτοσυνθέτουν- τρέφονται μεοργανικές ενώσεις

• Η μούχλες και τα μανιτάρια(υφομύκητες) είναι πολυκύτταρα, αποτελούνται από μάζες μυκηλίων ταοποία με τη σειρά τους αποτελούνταιαπό ινίδια που λέγονται υφές

• Οι ζύμες (ζυμομύκητες) είναιμονοκύτταροι, μπορεί να σχηματίζουνψευδο-υφές


• Προκαρυωτικά• Έχουν κυτταρικό τοίχωμα απόπεπτιδογλυκάνη

• Έχουν κυτταρική μεμβράνη γύρωαπό το κυτταρόπλασμα

• Δεν έχουν πυρηνική μεμβράνη• Πολλαπλασιάζονται με απλήδιαίρεση

Βακτήρια


Βακτήρια

• Χλαμύδια (0,2-1 μm), υποχρεωτικά ενδοκυττάρια

• Ρικέτσιες (0,3-1 μm), υποχρεωτικά ενδοκυττάρια, μεταδίδονται με ψείρες, κρότωνες, ψύλλους, ακάρεα.

• Μυκοπλάσματα (0,2-0,8 μm), χωρίς στερεό κυτταρικό τοίχωμα, δεν έχουν μουρεϊνη, καθόλουευαίσθητα στα β-λακταμικά.

• Κλασσικά βακτήρια (1-5 μm)


• Προκαρυωτικά με μεγάλεςφυλογενετικές διαφορέςαπό τα βακτήρια

• Το κυτταρικό τοίχωμα, ηκυτταρική μεμβράνη και τοrRNA είναι διαφορετικά

• Η κυτταρική μεμβράνη έχειλιπίδια που δεν βρίσκονταισε άλλους οργανισμούς

• Δεν έχουν πεπτιδογλυκάνη

• Ζουν σε ακραίεςθερμοκρασίες καιπεριβαλλοντικές συνθήκες

Αρχαιοβακτήρια


• Πιστεύεται ότισχηματίσθηκαν στηνηφαιστιογενή περίοδο γιανα προστατέψουν μικρέςμορφές γενετικού υλικού

• Είναι αβιοτικά, δεναναπτύσσονται στο Ο2

• Χρειάζονται Μεθάνιο καιΝΗ4




• Διακρίνονται σε 3 ομάδες με βάση το περιβάλλον που ζουν

1) Thermoacidophiles: Ζουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (>100oC!) και όξινο περιβάλλον (pH <2).

2) Methanogens (αυστηρά αναερόβια, παράγουν μεθάνιο). Χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία στον καθαρισμό λημμάτων και νερού.

3) Extreme Halophiles: Αναπτύσσονται σε ιδιαίτερα υπέρτονες συνθήκες(χρησιμοποιούν αλάτι για την παραγωγή ATP)


Ιοί

• μικρό μέγεθος (δεν φαίνονταιστο κοινό μικροσκόπιο)

• απλή κατασκευή• Δεν μπορούν να

αναπαράγονται αυτόνομα• μεταβολική αδράνεια (δεν

μπορούν να συνθέσουν τιςπρωτεΐνες τους)


Ιοί

• Ακυτταρικοί

• Περιέχουν DNA ή RNA

• Δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα ήκυτταρική μεμβράνη

• Περιβάλλεται από πρωτεϊνικόπερίβλημα ‘καψίδιο’ καισχηματίζουν το ‘πυρηνοκαψίδιο’

• Το πυρηνοκαψίδιο μπορεί ναπεριβάλλεται από λιπιδικόφάκελο (έλυτρο)

• Πρωτεϊνικοί υποδοχείς

Κυτταροπαθολογικές αλλοιώσεις απόRSV σε κυτταροκαλλιέργεια


Οι ιοί είναι διαφορετικοί από τα βακτήρια

• Εκατοντάδες βακτήρια μπορούν να εισέλθουν σε ένακύτταρό μας, αλλά εκατοντάδες χιλιάδες ιών μπορούννα είναι σε ένα βακτήριο

• Οι ιοί δεν αναπτύσσονται, δεν διαιρούνται, δεναναπνέουν, δεν τρώνε, δεν ζουν. Πολλαπλασιάζονταιμόνο σε ζωντανά κύτταρα


Σύγκριση ιών με κύτταρα

Χαρακτηριστικό Ιός Κύτταρα

Τύπος νουκλεϊκούοξέος

DNA ή RNA DNA και RNA

Πρωτεΐνες Λίγες ΠολλέςΛιποπρωτεϊνικήμεμβράνη

Έλυτρο σεορισμένους ιούς

Κυτταρική μεμβράνησε όλα τα κύτταρα

Ριβοσώματα Όχι ΝαιΜιτοχόνδρια Όχι Ναι στα ευκαρυωτικάΈνζυμα Όχι ή πολύ λίγα ΠολλάΠολλαπλασιασμός μεδιχοτόμηση ή μίτωση

Όχι Ναι


Ιοειδή

• Ακόμη απλούστερηκατασκευή

• Τμήματα μονής έλικαςκυκλικού RNA

• Μπορεί να έχουν πρωτεΐνηαπό το κύτταρο ξενιστή

• Προκαλούν νόσους κυρίως σεφυτά

• Ελλειμματικοί (defective) ιοί: ιός ηπατίτιδας D (HDV)


Prions

• Υποκυτταρικά βιολογικά σωμάτια(< 5 nm)

• Μικρά πρωτεϊνικά λοιμώδησωμάτια που κωδικοποιούνται απόκυτταρικά γονίδια

• Προκαλούν εκφυλιστικές παθήσειςστο ΚΝΣ (Creutzfeldt-Jacob disease) με κινητικές διαταραχέςκαι προϊούσα πνευματική έκπτωση

• Πολύ μεγάλη αντοχή σε θερμότητα, UV, φορμαλδεϋδη, νουκλεάσες


Διαφορές των Prions από τους Ιούς

Χαρακτηριστικό Prions Viruses

Nucleic acid Όχι ΝαιΠρωτείνες Ναι, κωδικοποιούνται από

κυτταρικά γονίδιαΝαι, κωδικοποιούνται απόιϊκά γονίδια

Αδρανοποίηση απόUV, θερμότητα

Όχι Ναι

Εμφάνιση στοηλεκτρονικόμικροσκόπιο

Επιμήκη Εικοσάεδρη ήελικοειδής συμμετρία

Παραγωγήαντισωμάτων

Όχι Ναι

Δημιουργίαφλεγμονής

Όχι Ναι


• 1665. Ο Robert Hooke ανέφερε ότι οι ζώντες οργανισμοίαποτελούνται από μικρά τεμαχίδια (κουτιά) ή κύτταρα.

• 1858. Ο Rudolf Virchow αναφέρει ότι τα κύτταραπροκύπτουν από προϋπάρχοντα κύτταρα.

• “Κυτταρική θεωρία”: Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοίαποτελούνται από κύτταρα τα οποία προκύπτουν απόπροϋπάρχοντα κύτταρα

Οι πρώτες παρατηρήσεις

• 1673: Ο Antoni van Leeuwenhoek περιγράφει μετάαπό παρατήρηση μικροοργανισμούς που βρίσκονταισε στοματικά δείγματα και στο βρόχινο νερό


• Η υπόθεση ότι οι ζωντανοί οργανισμοί προκύπτουναπό μη ζωντανό υλικό ονομάζεται “αυτόματη γένεση”,Αριστοτέλης.

• Η υπόθεση ότι οι ζωντανοί οργανισμοί προκύπτουναπό προϋπάρχοντες ζωντανούς οργανισμούςονομάζεται “βιογένεση ή κυτταρική θεωρία”


Η χρυσή εποχή της Μικροβιολογίας

• 1857-1914

• Ο Pasteur και άλλοι ερευνητές ανακαλύπτουντη σχέση μεταξύ μικροβίων και λοιμώξεων, ανοσίας και αντιμικροβιακών ουσιών


• 1861: Ο Louis Pasteur δείχνει ότι οι μικροοργανισμοίβρίσκονται στον αέρα.

Οι πρώτες παρατηρήσεις

Συνθήκες Αποτέλεσμα

Θρεπτικό υλικό σε φλάσκαθερμαίνεται

Μικροβιακή ανάπτυξη

Θρεπτικό υλικό σε φλάσκαθερμαίνεται και κατόπινκλείνεται αεροστεγώς

Μη μικροβιακή ανάπτυξη


• Ο Pasteur έδειξε ότι τα μικρόβια είναι υπεύθυνα για τηζύμωση: μετατροπή σακχάρων σε αλκοόλη (μπύρα καικρασί)

• Η μικροβιακή ανάπτυξη είναι επίσης υπεύθυνη για τηνκαταστροφή των τροφίμων.

• Βακτήρια χρησιμοποιούν αλκοόλη και παράγουν οξικό οξύ(κρασί ξύδι).

Ζύμωση και Παστερίωση


• Ο Pasteur έδειξε ότι ταπαραπάνω βακτήρια μπορούννα σκοτωθούν με θέρμανσηχωρίς να καταστρέφεται ηαλκοόλη του κρασιού. Αυτή ηεφαρμογή θερμότητας γιαπεριορισμένο χρονικό διάστημαονομάσθηκε παστερίωση.

Ζύμωση και Παστερίωση

Figure 1.4


• 1835: Ο Agostino Bassi έδειξε για πρώτη φορά ότι μιαασθένεια σε μεταξοσκώληκες μεταφέρεται μεμικροοργανισμούς (μύκητες)

• 1865: Ο Pasteur πίστευε ότι κάποιες ασθένειες σεμεταξοσκώληκες προκαλούνται από πρωτόζωα

• 1840: Ο Ignaz Semmelwise επέβαλε το πλύσιμο τωνχεριών για να αποφύγει τη μετάδοση επιλόχειου πυρετούσε γυναικολογικές κλινικές.

Η μικροβιακή θεωρία των λοιμώξεων


• 1860: Ο Joseph Lister: απολυμαντικά για να αποφύγειμετάδοση χειρουργικών λοιμώξεων

• 1876: Ο Robert Koch: απέδειξε ότι ο Bacillus anthracisπροκαλεί άνθρακα και καθόρισε τα πειραματικά στάδια“αξιώματα” που αποδεικνύουν ότι συγκεκριμέναμικρόβια προκαλούν συγκεκριμένες λοιμώξεις

Η μικροβιακή θεωρία των λοιμώξεων


Αξιώματα Koch


• 1910: Ο Paul Ehrlich εξελίσσειένα συνθετικό φάρμακο μεαρσενικό (salvarsan) για νααντιμετωπίσει τη σύφιλη

• 1930s: Συντίθενται οισουλφοναμίδες

• 1928: Ο Alexander Fleming ανακαλύπτει το πρώτοαντιβιοτικό.

• Παρατήρησε ότι ο μύκηταςPenicillium παρήγαγε μια ουσίατην πενικιλλίνη που περιόριζε τονS. aureus.

• 1940s: Η πενικιλλίνη ελέγχεταικλινικά και παράγεται μαζικά.

Σύγχρονη Χημειοθεραπεία


Κλασσική (φαινοτυπική) Ταξινόμηση βακτηρίων

Βασίζεται• στο σχήμα• στη συμπεριφορά στη Gram-χρώση• σε μεταβολικές απαιτήσεις (αερόβια – αναερόβια –μικροαερόφιλα)

• Στην παρουσία κυτταρικού τοιχώματος


Κλασσική (φαινοτυπική) Ταξινόμηση βακτηρίων

• Τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολύ μικρές μορφολογικές διάφορες(σχήμα, μέγεθος) που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ταξινόμησητους

• Παραδοσιακή Ταξινόμηση με βάση την:1) Την κατασκευή τους2) Τη φυσιολογία τους3) Τη μοριακή τους κατασκευή και4) Τη συμπεριφορά τους σε χρώσεις, βιοχημικές δοκιμασίεςΌΧΙ με βάση την εξελικτική τους συσχέτισηΗ σύγκριση των ριβοσωματικών RNA αλληλουχιών έδειξε 2 τύπους

προκαρυωτικών κυττάρων:1) “Germs” ή “eubacteria” ή απλά “βακτήρια”2) Αρχαιοβακτήρια (πιθανόν αντιπροσωπεύουν την πρώτη μορφή ζωής)


Φαινοτυπική Ταξινόμηση στο ζωικό βασίλειο

Η ταξινόμηση των βακτηρίων δεν είναι τόσο ξεκάθαρη και τελική όπως στα ζώα και τα φυτά

http://www.bioedonline.org/slides/slide01.cfm?q=%22rna%22&pg=1


Φαινοτυπική Ταξινόμηση Βακτηρίων

Το δενδρόγραμμα είναι η γραφική παράσταση του“συντελεστή ομοιότητας” ή “similarity coefficient”.Δεν δείχνει υποχρεωτικά την εξελικτική συσχέτιση,π.χ. Mycoplasma - Bacillus

Χρησιμοποιεί:- Gram-χρώση- σχήμα- κινητικότητα- μέγεθος- συνθήκες ανάπτυξης- βιοχημικές ιδιότητες- ανοσολογικές ιδιότητες


Φυλογενετική Ταξινόμηση Βακτηρίων

Ο χαρακτηρισμός συγκεκριμένων DNA και RNA αλληλουχιών δίνουν τις καλύτερες πληροφορίες


Οι 12 Φυλογενετικές ομάδες Βακτηρίων

12 φυλογεννετικές ομάδες “Phyla” με βάση την εξελικτική τουςσχέση, από τις οποίες 5 είναι οι σημαντικότερες. Ξεκινούν από

κοινό σημείο εκτός από 3 θερμόφιλες ομάδες


Οι 5 σημαντικότερες Φυλογενετικές Ομάδες Βακτηρίων

1) CYANOBACTERIA : Gram-αρνητικά βακτήρια που φωτοσυνθέτουν καιελευθερώνουν Ο2. Είναι πολύ μεγαλύτερα από άλλα προκαρυωτικά, μοιάζουνμε άλγη.

2) SPIROCHETES : Gram-αρνητικά, σπειροειδή ετερότροφα βακτήρια3) PROTEOBACTERIA : α) enteric bacteria, pseudomonads β) chemoautotrophs

(εξάγουν ενέργεια από ανόργανες ουσίες), γ) nitrogen-fixing bacteria (αζωτοδεσμευτικά βακτήρια): συμβιώνουν με τα φυτά, μετατρέπουν το Ν2 σεαμμωνία, αποτελούν φυσικό λίπασμα στη γεωργία

4) CHLAMYDIA: υποχρεωτικά ενδοκυττάρια5) GRAM-POSITIVE BACTERIA :

- υψηλό G+C content: ακτινομύκητες, μυκοβακτηρίδια, μικρόκοκκοι- χαμηλό G+C content: streptococci, staphylococci, βάκιλλοι, λακτοβάκιλλοι, μυκοπλάσματα, κλωστιρίδια


Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology: guide to procaryotic taxonomy

• Η 1η έκδοση το 1923: χρησιμοποιεί μορφολογικά και φυσιολογικάχαρακτηριστικά. ‘key features’

• Η 9η έκδοση σήμερα: μεγάλη αναδιοργάνωση στην ταξινόμηση. Πρωταρχική έμφαση στα φυλογενετικά χαρακτηριστικά.

• 5 τόμοι με τίτλους: 1) The Archaea and Phototrophic Bacteria, 2) The Proteobacteria, 3) The low G+C Gram-positive, 4) The high G+C Gram-positive, 5) The Planctomyces, Spirochaetes, Fibrobacters, Bacterioidetes and Fusobacteria


Ονομασία και Ταξινόμηση μικροοργανισμών

• Ο Λινναίος το 19ο αιώνα καθιέρωσε το σύστημα της επιστημονικήςορολογίας-ονομασίας

• Κάθε μικροοργανισμός έχει δύο συνθετικά: το όνομα του γένους καιτο όνομα του είδους

• Οι οικογένειες με την κατάληξη “-aceae” (στα Ελληνικά “-οειδή”) • Οι κανόνες καθορίζονται από το “International Code for the

Nomenclature of Bacteria” και οι ονομασίες γίνονται αποδεκτές απότο “International Committee of Systematic Bacteriology”.


Ονομασία και Ταξινόμηση μικροοργανισμών

• Kingdom: Eubacteria• Phylum: Proteobacteria• Class: γ-proteobacteria• Order: Enterobacteriales• Family: Enterobacteriaceae • genus: Escherichia• species: E. coli• Type: βιότυπος ή φαγότυπος ή ορότυπος (π.χ. 0157:H7)• Strain: A853


• Staphylococcus aureus

• Περιγράφει την χωροδιάταξη των κυττάρων (δίκηνσταφυλιού) και το χρυσίζων χρώμα των αποικιών

• Escherichia coli

• Τιμητικό όνομα για τον επιστήμονα που ανακάλυψε τοβακτήριο, Theodor Eshcerich.

• Το δεύτερο συνθετικό περιγράφει την περιοχή πουεποικίζεται από το συγκεκριμένο βακτήριο, το παχύέντερο (colon).

Ονομασία βακτηρίων


Ονομασία ιών

• Έχει σχέση με :• τη νόσο (ιός της ιλαράς) • την τοποθεσία (Coxsackie, NY: coxsackie virus,

Norwalk, Ohio: norwalk virus) • το όνομα επιστημόνων (Epstein-Barr virus - EBV) • Από τον ιστό που απομονώθηκαν 1η φορά:

(Αδενοειδείς: adenovirus, respiratory-enteric-orphan: reoviruses)

• Σύνθεση DNA από RNA αντίγραφο: retroviruses• κοινά επιδημιολογικά χαρακτηριστικά (arbo-viruses)


Βασικές έννοιες στις λοιμώξεις που σχετίζονται με τονλοιμογόνο παράγοντα

• Σαπρόφυτα: βιότοπός τους οι νεκρές οργανικές ουσίες• Συμβιωτικά μικρόβια: ζουν στο δέρμα και τους βλεννογόνους• Παθογόνοι μικροοργανισμοί• Ευκαιριακοί ή δυνητικά παθογόνοι μικροοργανισμοί• Παθογονικότητα: η ικανότητα του μικροβίου να προκαλεί λοίμωξη• Λοιμογόνος ισχύς: η λοιμογόνος ικανότητα συγκεκριμένου μικροβίου• Χρόνος επώασης• Χρόνος εκδήλωσης• Λοιμώδες φάσμα• Λοιμώδης ή Μολυσματική δόση• Τρόπος μετάδοσης


Βασικές έννοιες στις λοιμώξεις που σχετίζονται με τονξενιστή

• Επιμόλυνση• Αποικισμός• Μόλυνση• Λανθάνουσα μόλυνση• Λοιμώδης νόσος• Πιθανότητα εκδήλωσης• Ενδογενής λοίμωξη• Εξωγενής λοίμωξη• Νοσοκομειακή λοίμωξη• Τοπική λοίμωξη• Γενικευμένη λοίμωξη• Σήψη, Σηψαιμία: συστηματική νόσηση• Παροδική βακτηριαιμία• Επιπρόσθετη ή δευτεροπαθής λοίμωξη• Υποτροπιάζουσα λοίμωξη: από το ίδιο ή άλλο μικρόβιο


κόκκοι – βακτηρίδια – σπειροειδή -πλειομορφικά

Βασικά σχήματα βακτηριακών κυττάρων


• Ασυνήθη σχήματα• Αστεροειδές• Ορθογώνιο

• Τα περισσότερα βακτήρια είναι μονομορφικά• Λίγα είναι πλειομορφικά


Βακτήρια – Βασική διάκριση με βάση το σχήμα


Δομή βακτηριακού κυττάρου (διαφέρει ανάλογα με τη Gram-χρώση)


Δομή κυτταρικού τοιχώματος σταGram-θετικά βακτήρια

Δομή κυτταρικού τοιχώματος σταGram-αρνητικά βακτήρια


Προκαρυωτικά κύτταρα και εξέλιξη

• διαίρεση του ενόςχρωμοσώματος σε δύο ίσατεμάχια

• Λείπει η δυνατότητα γενετικούανασυνδυασμού


Μεταφορά γενετικού υλικού στα βακτήρια

Transformation: Μεταφορά “γυμνού” DNA, πείραμα του Griffith: η δυνατότητα σχηματισμού ελύτρου‘μεταφέρεται’ μεταξύ των πνευμονιοκόκκων



Transduction: Γενετικό υλικό μεταφέρεται με βακτηριοφάγους



Conjugation: μεταφορά γενετικού υλικού μέσω συζευκτικής φίμπριας


• Ζεύγη: diplococci, diplobacilli

• Ομάδες: staphylococci

• Αλυσίδες: streptococci, streptobacilli

Διάταξη βακτηριακών κυττάρων


Βλεφαρίδες ή Μαστίγια (Flagella)

Figure 4.7


Κυματοειδής και ταχεία κίνηση βακτηρίων (κίνηση προπέλας)

Figure 4.9


• Τα ινίδια επιτρέπουντην προσκόλλησηστους ειδικούςυποδοχείς τωνιστών

• Ειδικά ινίδια (Pili)χρησιμεύουν για τημεταφορά DNA απόκύτταρο σε κύτταρο

Ινίδια (Φίμπριες)


• Δότης – Δέκτης

Συζευκτική φίμπρια


• Πολυσακχαριδική κατασκευή• Μειώνει τη φαγοκυττάρωση• Αντιγονικές ιδιότητες• Χρησιμοποιείται ως αντιγόνο

σε εμβόλια (π.χ. εμβόλιοπνευμονιοκόκκου)

• Συμβάλλει στηνπροσκόλληση στους ιστούς

Βακτηριακό Έλυτρο (Capsule)


• Μόνο οι βάκιλλοι καιτα κλωστηρίδιαμπορούν νασχηματίζουνενδοσπόρια

Σπόροι βακτηριδίων


ΧρώσηΧρώση κατάκατά GramGram

Ανακαλύφθηκε:Hans Christian Gram, 1884

Είναι σύνθετη-διαφορική χρώσηΔιαχωρίζει τα κύτταρα ανάλογα μετην κατασκευή του κυτταρικούτοιχώματος

Εξαιρέσεις: Mycobacteria, Spirochetes, Mycoplasma


Αναπαράσταση κυτταρικής κατασκευής σε cartoon


GramGram--θετικάθετικά βακτήριαβακτήρια

Clusters: Staphylococci

Chains: Streptococci


GramGram--θετικάθετικά βακτήριαβακτήρια

Tetrads: Micrococci

Rods: Gram (+) bacilli


GramGram--αρνητικάαρνητικά βακτήριαβακτήρια

Diplococci

Bacilli


ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ


Μορφολογίες αποικιών


Streak Plate

Figure 6.10a, b

Μετά από 24 h επώαση στους 37οC


Είδη αιμόλυσης στο αιματούχο άγαρ


ΟΔΗΓΟΣ ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗΣ GRAM-ΘΕΤΙΚΩΝ ΚΟΚΚΩΝ

Catalase + Oxidative action on glucose

Growth on mannitol

Hemolysis Bacitracin sensitivity

CAMP testHydrolysis of bile esculin

Serological Group

Coagulase test


ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

• Δοκιμασία καταλάσης• Σταφυλόκοκκοι καταλάση (+)• Στρεπτόκοκκοι καταλάση (-)

• Δοκιμασία κοαγκουλάσης (πηκτάσης)• Staphylococcus aureus κοαγκουλάση (+)• Άλλοι σταφυλόκοκκοι κοαγκουλάση (-)

• Εμβολιασμός αποικίας σε τυποποιημένο «σετ» βιοχημικώνδοκιμασιών• Staph Api System• Strep Api System


Επιδημιολογικοί όροι που χρησιμοποιούνται στις λοιμώξεις

• Σποραδική εμφάνιση• Ενδημική εμφάνιση: δεν υπάρχει χρονικός περιορισμός• Επιδημία (βραδεία ή εκρηκτική): τοπικά και χρονικά μαζική

εμφάνιση• Πανδημία: δεν υπάρχει περιορισμός τόπου• Επίπτωση: αναφέρεται στις νέες νοσήσεις• Επιπολασμός• Θνησιμότητα• Θνητότητα• Δείκτης εκδήλωσης• Χρόνος επώασης


Πρωτογενείς πηγές μόλυνσης

• Αναφέρεται στον τόπο όπου διατηρείται καιπολλαπλασιάζεται ο μικροοργανισμός.

• Πρωτογενείς πηγές μπορεί να είναι οι παρακάτω: • Ασθενής• Φορείς σε επώαση (σε ιώσεις)• Φορείς σε ανάρρωση (σε σαλμονελλώσεις)• Μόνιμοι φορείς (τυφοειδής πυρετός)• Μικροβιοφόροι• Ζώα• Περιβάλλον


Δευτερογενείς πηγές μόλυνσης

• Τροφές• Εργαλεία• Ρούχα• Χέρια νοσηλευτικού προσωπικού


Μοριακή ταυτοποίηση με βάση την οργάνωση ριβοσωμάτων στο βακτηριακό κύτταρο

T h e p ro k a ry o tic 7 0 S r ib o so m e


Ταυτοποίηση 31 streptococcal species με PCR μεθόδους

PCR προϊόντα με species-specific 16S rRNA primers για διαφορετικά species στρεπτόκοκκων

(lanes 1, 2: S. uberis; lanes 4, 5: S. parauberis)

Alignment συντηρημένων γενετικώναλληλουχιών στη 16S-23S rRNA intergenic spacer region των δύο

διαφορετικών species στρεπτόκοκκου


Real-time PCR μεθοδολογία στην βακτηριακή ταυτοποίηση

Real-time PCR (lightCycler) στηνταυτοποίηση Streptococcus group B

http://jcm.asm.org/content/vol43/issue8/images/large/zjm0080557070002.jpeg




Ταχεία ταυτοποίηση με PCR μεθόδους

Η Real Time PCR (lightCyclerSeptiFast test) επιτρέπει τηνταχεία (6 h) και ευαίσθητηαναγνώριση των 25 σημαντικότερων παθογόνωνστη σηψαιμία

Χρησιμοποιεί την ITS (internal transcriber region) τουβακτηριακού και μυκητιασικούγενόματος. Το DNA πολλαπλασιάζεται με PCR καιτο species ταυτοποιείται μεmelting point analysis


Πλεονεκτήματα Real time PCR

• Σε πραγματικό χρόνο αυτόματη ανίχνευση της ανάπτυξης τουPCR προϊόντος

• Συλλογή πληροφοριών για τη γεωμετρική φάση ανάπτυξης. Υπολογισμός ποσότητας στο αρχικό PCR mixture.

• Απουσία σταδίων μετά την PCR • Melt curve ανάλυση• Υψηλή ακρίβεια και μεγάλη αποδοτικότητα


Οι γνώσεις στη μικροβιολογία στην κλινική πράξη

• Για το μικροοργανισμό που απομονώθηκε, ποια ηπιθανότερη κλινική εκδήλωση;

• Για το μικροοργανισμό που απομονώθηκε, ποιοι είναι οιμηχανισμοί που οδηγούν στα κλινικά ευρήματα;

• Έχοντας τις κλινικές εκδηλώσεις της λοίμωξης, ποιος είναι οπιθανότερος μικροοργανισμός;

• Έχοντας τις κλινικές εκδηλώσεις, ποιος είναι ο πιθανότεροςτρόπος μετάδοσης της λοίμωξης;

• Έχοντας τις κλινικές εκδηλώσεις, ποια είναι τα πιθανότεραεργαστηριακά ευρήματα;

• Έχοντας ένα συγκεκριμένο μικροοργανισμό, ποιοι είναι οιπιθανότεροι μηχανισμοί αντιμικροβιακής αντοχής;

ΤαξινόμησηκαιΤαυτοποίησηΜικροοργανισμών · 9/1/2008...

Documents

Transcript of ΤαξινόμησηκαιΤαυτοποίησηΜικροοργανισμών · 9/1/2008...