Prokariotska ćelija

Question 1

Kako je dobila naziv prokariotska ćelija

Answer 1

Prokariotska ćelija dobila je naziv po tome što nema formiranu jedrovu membranu, tako da njen
genetički materijal nije odvojen od citoplazme, za razliku od eukariota. Reč prokariot nastala je kombinacijom grčkih reči po, što znači preteča i karuov, što
znači jedro.

Question 2

Šta ubrajamo u prokariote

Answer 2

U prokariote ubrajamo bakterije i arhee (arheabakterije) i cijanobakterije

Question 3

Kapsula kod bakterija

Answer 3

Kapsula je najpovršniji omotač bakterijske ćelije. Sama kapsula je želatinozne (mukoidne) strukture, izgrađena od polisaharida i proteina.

Question 4

Uloga kapsule

Answer 4

Uloga kapsule je različita: ona ima antifagocitno dejstvo (štiti ćeliju od fagocitoze, jer se fagociti ne mogu
vezati za kapsulu zbog njene želatinozne strukture);
vezuje vodu i štiti ćeliju od isušivanja; poseduje adhezivno svojstvo, odnosno, omogućava pričvršćivanje i
prilepljivanje za podlogu na kojoj se nalazi bakterijska ćelija

Question 5

Da li sve bakterije imaju kapsulu

Answer 5

Kapsulu nemaju sve bakterije. Primeri bakterija koji imaju kapsulu su Streptococcus pneumoniae,
Bacillus anthracis, Neisseria meningitidis…

Question 6

Ćelijski zid bakterija

Answer 6

Ćelijski zid se nalazi ispod kapsule
(ukoliko bakterija poseduje kapsulu), ali, ako je nema,
ćelijski zid u tom slučaju predstavlja najpovršniji omotač bakterijske ćelije.

Question 7

Od čega je izgrađen ćelijski zid bakterija

Answer 7

Ćelijski zid bakterija je izgrađen od peptidoglikana, strukture koja je specifična samo za bakterijske ćelije. Strukturno, peptidoglikan je izgrađen od peptida i ugljenih hidrata. Polimeri izmenjenih monosaharida su međusobno povezani oligopeptidima gradeći na taj način čitav ćelijski zid

Question 8

Koja je to struktura specifična samo za bakterijske ćelije

Answer 8

peptidoglikan

Question 9

Kako se to razlikuje građa ćelijskog zida

Answer 9

Grada ćelijskog zida se može razlikovati između različitih rodova bakterija. Hans Kristijan Gram
je 1884. godine uveo specijalnu vrstu bojenja bakterija koje je u njegovu čast nazvano bojenje po Gramu, kojim se bakterije boje u zavisnosti od toga kakav ćelijski
zid imaju.

Question 10

Bojenje po Gramu

Answer 10

Ukoliko se bakterije nakon bojenja po Gramu oboje plavo-ljubičasto, za njih kažemo da su Gram-pozitivne.
Ukoliko se bakterijske ćelije nakon bojenja po Gramu oboje crveno, tada kažemo da su one Gram
negativne.

Question 11

Gram pozitivne bakterije

Answer 11

Ćelijski zid Gram-pozitivnih bakterija izgrađen je od jednog debelog sloja peptidoglikana.

Question 12

Gram negativne bakterije

Answer 12

Ćelijski zid Gram- negativnih bakterija ima malu količinu peptidoglikana, ali takođe poseduje
i jedan fosfolipidni omotač koji prekriva “sloj” peptidoglikana. Pošto je građen veoma slično kao ćelijska
membrana, često se u literaturi može sresti pod nazivom spoljašnja membrana

Question 13

Ćelijska membrana bakterija

Answer 13

Ćelijska membrana prokariotskih ćelija je u osnovi iste strukture kao i ćelijska membrana eukariotskih ćelija: izgrađena je od fosfoli-
pidnog dvosloja, ali ne sadrži holesterol. Za razliku od
kapsule i ćelijskog zida, ćelijsku membranu poseduju
sve bakterijske vrste, bez izuzetaka.

Question 14

Kako ćelijska membrana prokariota može biti povećana

Answer 14

Površina ćelijske membrane može biti povećana usled postojanja invaginacija (uvrata) ćelijske
membrane koji se nazivaju mezozomi

Question 15

Funkcija mezozoma

Answer 15

lako tačna funkcija mezozoma i dalje nije utvrđena, pretpostavlja
se da oni imaju ulogu u ćelijskoj deobi, odnosno, da se
za njih vezuje molekul DNK tokom deobe, kao i da učestvuju u procesu ćelijskog disanja.

Question 16

Izraštaji na bakterijskoj ćeliji

Answer 16

Na površini bakterijske ćelije mogu postojati
dve vrste izraštaja: pili i bičevi

Question 17

Pili (fimbrije)

Answer 17

Pili predstavljaju kraće nastavke (izraštaje) koji se mogu naći na površini bakterijske ćelije. Funkcija im je da obezbede bakterijskoj
ćeliji pričvršćivanje za podlogu, da se vezuju za sepcifične receptore na površini humanih ćelija, ili pak da
učestvuju u razmeni genetičkog materijala između dve
bakterijske ćelije (horizontalni prenos gena). Broj fimbrija je veliki i zato prekrivaju čitavu površinu ćelije.

Question 18

Bičevi (flagele)

Answer 18

Flagele su strukture koje
omogućavaju kretanje bakterijske ćelije. Za razliku od fimbrija, koje postoje u velikom broju, broj flagela je znatno manji, ali su mnogo duže od fimbrija. Same flagele su proteinske prirode, i zbog svoje specifične strukture se okreću kao propeler, i na taj način obezbeđuju
bakteriji da se kreće.

Question 19

Šta se to sve nalazi u citoplazmi prokariota

Answer 19

U citoplazmi bakterija nalaze se enzimi, minerali, vitamini, hranljive materije, nukleinske kiseline
i ribozomi. Ribozomi su jedine organele bakterija.

Question 20

Genetički materijal kod prokariota

Answer 20

Genetički materijal bakterija predstavljen je jednim, cirkularnim (kružnim) dvolančanim DNK molekulom koji nema histone. On se nalazi u citoplazmi (jer bakterije nemaju formiran jedrov omotač) i naziva se nukleoid. Bakterijske ćelije uvek imaju samo jedan hromozom (DNK molekul; ćelija je uvek haploidna). Pored hromozoma, određene bakterijske
vrste mogu sadržati i manje DNK molekule koji se nazivaju plazmidi (ekstrahromozomska DNK).

Question 21

Plazmidi

Answer 21

Plazmidi nisu neophodni za život ćelije (za razliku od hromozoma), već se na njima nalaze geni koji se najčešće aktiviraju kada se bakterija nađe u nepovoljnim uslovima,
odnosno, kada su joj život i funkcionisanje ugroženi
(geni rezistencije na antibiotike, geni za metabolisanje različitih ugljenih hidrata, geni za bakteriocine (proteini koji ubijaju ili usporavaju rast drugih bakterija, geni
za sporulaciju…). Plazmidi se replikuju nezavisno od
bakterijskog hromozoma.

Question 22

Rezistencija bakterija na antibiotike

Answer 22

Nakon više decenija korišćenja antibiotika, određene bakterijske vrste su postale otporne
(rezistentne) na delovanje antibiotika. Geni rezistencije su najčešće lokalizovani na plazmidu i zato se mogu
prenositi sa jedne na drugu ćeliju. Određene bakterijske vrste su rezistentne na veliki broj antibiotika, pa ih zbog toga nazivamo superbakterijama.

Question 23

Oblik bakterija

Answer 23

Bakterije mogu biti različitog
oblika: ukoliko su loptastog oblika, nazivamo ih kokama; ukoliko su štapićastog oblika, nazivamo ih bacillma; ukoliko su spiralne, nazivamo ih spirohetama, ali
neke vrste nemaju stalan oblik, kao recimo bakterije iz roda Mycoplasma.

Question 24

Razmnožavanje bakterija

Answer 24

Bakterije se razmnožavaju binarnom (fisionom) deobom. To je bespolni vid razmnožavanja tokom koga se bakterijska ćelija podeli u dve identične čerke ćelije (odnosno, nastaju klonovi majke ćelije).
Nakon replikacije, DNK molekul se postavi u centralni
deo ćelije, nakon čega se ćelija podeli na dva dela,
upravo na mestu na kome se nalazi udvojen DNK molekul. Nakon deobe, ćelije se razdvajaju sa po jednim
DNK molekulom koji se nalazi u svakoj ćerki ćeliji

Question 25

Horizontalni prenos gena kod bakterija

Answer 25

Bakterije imaju znatno veću stopu mutacije nego animalne (eukariotske) ćelije, što predstavlja osnovni uzrok njihove adaptacije na uslove životne sredine, kao i genetičke raznovrsnosti. Međutim, bakterije se mogu, uslovno rečeno, razmnožavati jednim vidom "polnog razmnožavanja", tokom koga dolazi do razmene genetičkog materijala (najčešće plazmida ili pojedinačnih gena) između ćelija različitih bakterijskih vrsta. Ovaj proces naziva se horizontalni prenos gena.

Question 26

Sporulacija

Answer 26

Kada se bakterija nađe u sredini sa nepovoljnim uslovima za život (na primer, manjak kiseonika ili hranljivih materija), ona će otpočeti proces sporulacije (formiranje spore) koji ima za cilj preživljavanje u nepovoljnim uslovima sredine.

Question 27

Kako se formira spora

Answer 27

Nakon replikacije DNK dolazi do deobe ćelije, ali se njen ćelijski zid ne podeli, već deoba obuhvata samo ćelijsku membranu, citoplazmu i DNK molekule, odnosno, deoba se izvrši unutar ćelijskog zida (i to najčešće samo na jednom kraju (polu) ćelije)

Question 28

Spora

Answer 28

Pošto se sama spora nalazi unutar ćelije, često se može sresti i naziv endospora (grč. εvôo - unutra; slika). Spore su otporne gotovo na sve agense koje na nju deluju iz spoljašnje sredine (fizičke i hemi- jske agense), tako da u vidu spore bakterija može živeti godinama. Čim se stvore optimalni uslovi za život, bakterija se iz spore vraća u vegetativni oblik, tako da je sporulacija reverzibilan proces.

Question 29

Hemoautotrofne bakterije

Answer 29

Hemoautotrofne bakterije su organizmi koji energiju za sintezu organskih materija dobijaju putem oksidacije nekih neorganskih jedinjenja (jedinjenja azota, vodonik-suIfid (HS), soli gvožđa...).

Question 30

Azotofiksatori

Answer 30

Neke bakterije su sposobne da metabolišu (asimiluju) nitrite (NO2) i nitrate (NO), redukujući ih u amonijak (NH). Sposobnost asimilacije molekulskog azota (N₂) redukcijom preko amonijaka naziva se fiksacija azota, a bakterije koje imaju ovu sposobnost azotofiksatori. Na ovaj način se od molekulskog azota dobija aminoazot koji se može ugraditi u organska jedinjenja (proteine) samih bakterijskih ćelija koje su ga metabolisale, ali takođe i u ćelije biljaka sa kojima žive u simbiozi.

Question 31

Odnos bakterija prema kiseoniku

Answer 31

Bakterije koje u svom metabolizmzu koriste kiseonik i od njega su zavisne, nazivaju se aerobne bakterije. Bakterije koje u svom metabolizmu ne koriste kiseonik, već je on za njih štetan i smrtonosan, nazivaju se anaerobne bakterije.

Question 32

Simbioza

Answer 32

Simbioza je udruženost dva orga- nizma koji žive zajedno, pri čemu i jedan i drugi organizam imaju koristi od same simbioze. U organizmu čoveka (i životinja) živi veliki broj bakterija koje čine mikrobiom ili normalnu mikrobiotu. Bakterije u organizmu čoveka žive na koži, u gastrointestinalnom traktu, urogenitalnom sistemu, odnosno, svakom sistemu koji je u direktnom (na primer, koža) ili indirektnom kontaktu (na primer, creva preko hrane) sa spoljašnjom sredinom. Primeri bakterija sa kojima čovek živi u simbiozi (koje sačinjavaju njegov mikrobiom) su Escherichia coli u debelom crevu i Staphylococcus epidermidis koji živi na koži.

Question 33

Patogenost bakterija

Answer 33

Patogene bakterije su one koje mogu izazvati bolest, dok su nepatogene one koje tu sposobnost nemaju. Patogene bakterije najčešće oboljenja izazivaju putem njihovih toksina koje sintetišu i luče.

Question 34

Kako se dele toksini koje luče bakterije

Answer 34

Toksini se dele na dve vrste: 1) Endotoksini 2) Egzotoksini

Question 35

Endotoksini

Answer 35

Endotoksine produkuju samo Gram-negativne bakterije, zato što je endotoksin komponenta spoljašnje membrane koju Gram-pozitivne bakterije ne poseduju. Oslobada se tek nakon smrti bakterije.

Question 36

Egzotoksini

Answer 36

Egzotoksini su toksini proteinske prirode koje bakterija sintetiše i izlučuje van ćelije, nakon čega se vezuju za specifične receptore na ćelijama domaćina. Nakon vezivanja za receptor dovode do različitih poremećaja funkcionisanja ćelija, koji vrlo često dovodi do njihove smrti, što vodi ka nastanku oboljenja. Primeri bakterija koji produkuju egzotoksine su Clostridium botullinum (koji izaziva botulizam), Clostridium tetani (koji izaziva tetanus), Corynebacte- rium diphtheriae (koji izaziva difteriju)...

Question 37

Biofilm

Answer 37

Predstavlja zajednicu bakterijskih ćelija koja je ireverzibilno adherisana za neku površinu u/ili jedne za druge, uronjene u vanćelijsku supstancu koju su same proizvele

Question 38

Formiranje i značaj biofilma

Answer 38

Formiranje biofilma odigrava se u nekoliko koraka. Manji broj bakterija dospeva na neku površinu za koju se "zakači" (adheriše). Nakon adhezije, ćelije počinju da se razmnožavaju. Kada broj ćelija postane optimalan, ćelije počinju da sintetišu i luče polisaharidnu ekstracelularnu supstancu koja omogućava "slepljivanje" bakterija u jednu celinu. Takođe, bakterijske ćelije istovremeno sintetišu i luče signalne molekule putem kojih "doziva i privlači" ostale ćelije da se pridruže toj "zajednici" od koje će se formirati biofilm Bitno je naglasiti da u biofilmu postoje različite vrste bakterija koje se metabolički mogu bitno razlikovati: na primer, u biofilmu mogu postojati i aerobne i anaerobne bakterije, pri čemu svaka bakterijska vrsta ima precizno definisan "zadatak" koji obavlja zarad dobrobiti čitave zajednice (biofilma). U obliku biofilma su bakterije značajno otpornije na dejstvo antibiotika i dezinfekcionih sredstava.

Question 39

Arhee

Answer 39

Arheabakterije su prokariotski organizmi koji pretežno naseljavaju zemlju i vodu u kojima su uslovi života krajnje nepovoljni (visoka koncentracija soli, vi- soka temperatura, anaerobni uslovi, nizak pH...). Postoje i neke vrste arheabakterija koje nemaju ćelijski zid. Primer je Thwemoplasma spp, koja živi u veoma kiselim vodama i u vulkanima

Question 40

Vrste arhea

Answer 40

Ukoliko žive u sredinama sa veoma visokom temperaturom (na primer, u gejzirima), nazivamo ih termofilnim arheama; ukoliko žive na prostorima gde je koncentracija soli veoma visoka (na primer, mora ili slana jezera), nazivamo ih halofilnim arheama; ukoliko žive u sredini sa vrlo niskim pH vrednostima, ubrajamo ih u acidofilne arhee. Metanogene arhee redukuju ugljen-dioksid uz pomoć vodonika u metan (CH4). One se ubrajaju u anaerobne organizme, tako da žive samo u sredinama u kojima nema kiseonika. Ulaze u sastav mikrobioma nekih životinja

Question 41

Po čemu se razlikuju bakterije i arhee

Answer 41

Razlikuju se po strukturi ćelijske membrane (imaju drugačije lipide u membrani), po građi ćelijskog zida (izgrađen je od pseudopeptidoglikana umesto od peptidoglikana), imaju drugačiji raspored gena u DNK, drugačije metaboličke puteve...

Question 42

Patogenost arhea

Answer 42

Do sada nije identifikovana arheabakterija sa patogenim svojstvima po čoveka.

Question 43

Cijanobakterije

Answer 43

Cijanobakterije su odgovorne, zajedno sa drugim vrstama algi, za fenomen cvetanje vode. Poseduju hlorofil A, koji im daje zelenu boju, zahvaljujući kom vrše fotosintetu (autotrofni način ishrane). Upravo zbog ove osobine se smatra da su preteča hloroplasta bili upravo preci cijanobakterija. Cijanobakterije proizvode brojne toksične molekule (neke koji su čak i na bazi cijanida), koji mogu dovesti do smrtnog trovanja čoveka i životinja.

Question 44

Kultivisanje bakterija

Answer 44

Postupak uzgajanja bakterija u veštačkoj sredini naziva se kultivacija. Ona se sprovodi na hranljivim podlogama i u uslovima u kojima bakterija inače živi. U sastavu hranljivih podloga nalaze se svi nutrijenti koji su neophodni za život bakterije. Nakon kultivacije u optimalnim uslovima i na optimalnoj hranljivoj podlozi, na hranljivoj podlozi se pojavljuje bakterijska kolonija. Bakterijska kolonija je formacija koja je nastala deobom jedne bakterijske ćelije, koja sadrži ogroman broj bakterija. Kolonije mogu biti različite boje, oblika i veličine, što predstavlja jedan od dijagnostičkih kriterijuma za određivanje vrste bakterija koja je na primer izazvala neku infekciju