Většina snímků barvení dle Grama + makrofota misek převzata z: http://sci.muni.cz/mikrob/Miniatlas/mikr.htm Escherichia coli (Enterobacteriaceae) G- rovné tyčky (2,0-6,0 x 1,1-1,5 µm), jednotlivé nebo po dvou Optimální kultivační teplota: 37°C, fakultativně anaerobní - běžný komenzál tlustého střeva, pomáhá udržovat rovnováhu mikroflory – působí proti patogenům střeva, syntetizuje vitaminy A, B, K - dostává-li se mimo střevo, působí již jako patogen (nebezpečí při jeho perforaci) - fekálním znečištěním se dostává do vody, kde může přežít řadu týdnů (je to tedy nejběžnější indikátor fekální kontaminace pitné vody) - určité ze stovek kmenů (nikoli z našeho cvičení) mohou způsobovat onemocnění a to střevní i mimostřevní (komenzální sérotypy vyvolávají onemocnění močových cest po adherenci, septická onemocnění, infekce ran, hnisavé procesy) - antigenní struktury na povrchu buňky (polysacharidy, proteiny membrán, bičík...) charakterizují sérotypy tohoto druhu, je jich celých 240 (kombinace antigenů) - Escherichia coli K1 – způsobuje meningitidu a septikémii (septikemie je těžká infekce provázená systémovými projevy zánětu; z infekčního ložiska v těle se občas či trvale uvolňují choroboplodné zárodky do krve = bakteriémie) - některé kmeny způsobují cestovatelské průjmy - enterotoxigenní (ETEC) – u hostitele druhově specifické fimbrie pro adhezi; endemický výskyt v teplých oblastech - průjmy novorozenců - enteropatogenní E. coli (EPEC) – alterace epitelií střeva - enteroinvazivní (EIEC) - enterohemorrhagická E. coli (EHEC) - způsobuje hemorrhagie (krvácení do orgánů trávicího traktu), v USA „hamburger disease“ – spojená se sekaným masem v bulce (pouze 10 bakteriálních buněk stačí ke kontaminaci jídla; kmen E coli O157:H7 je komenzálem dobytka, kuřat, vysoké zvěře, ovcí, koz a prasat; zvířecí přenašeči jsou rezervoárem, nejeví známky onemocnění. Lidé: krvavé průjmy (poprvé v r.1982) - onemocnění bylo popsáno rovněž z kontaminace nepasterizovaného jablečného a pomerančového džusu, mléka a vody, 10 – 72h po strávení kontaminované potravy může propuknout infekce; mezilidský přenos se vyskytuje zejména v prostředí nemocnic, sanatorií, jeslí; mortalita je u starších osob až nad 50% - E. coli, jakožto model genového inženýrství (známý celý genom), je však i užitečným bakteriálním druhem: dnešní elegantní metoda vloží lidský gen pro tvorbu inzulínu do bakterie Escherichia coli, které se kultivují ve velkokapacitních fermentorech a jsou schopny vytvořit tuny lidského inzulinu schopného uspokojit rostoucí počet pacientů s diabetem konjugace E. coli - na povrchu mají různé typy fimbrií (jedny zastoupeny ve velkém počtu na povrchu: umožňují adhezi na hostitelskou buňku, další - sex pili, jsou v menším počtu a umožňují vazbu mezi donorem a recipientem při konjugaci (viz snímek konjugace níže). Některé typy E. coli tvoří pouzdra a jejich kolonie mají hlenovitý charakter. Serratia marcescens (Enterobacteriaceae) G- rovné tyčky (0,9-2,0 x 0,5-0,8 µm) fakultativně anaerobní půda, voda, rostlinné povrchy, oportunní patogen člověka Optimální kultivační teplota: 37°C, rozmezí růstu 5 – 40 °C!! - tento druh se vyskytuje v humánním klinickém materiálu, častý původce nosokomiálních infekcí, infekcí močového a dýchacího traktu, očí, ran, endokarditid, osteomyelitid, meningitid - pigmentující – červenooranžový prodigiozin - součást zubního povlaku (pigmentace zubu) a je původcem růžového povlaku ve vlhkém prostředí koupelen - výskyt rezistencí na antibiotika (informace pro rezistenci nesena doplňkovou genetickou informací = R – plazmidy, které si mohou buňky předávat) - „zázrak v Bolseně“ a reaction in medium Pseudomonas (Pseudomonadaceae) G- rovné nebo nepatrně zakřivené tyčky (0,5-1,0 x 1,5-5,0 µm) Optimální kultivační teplota: 25-30°C, aerobní běžně ve zkažené potravě (vajíčka, ryby, mléko), často izolovaná z klinických vzorků Pseudomonas putida - jeden ze zástupců druhově bohaté rodiny rodu Pseudomonas; uvnitř tohoto rodu je přibližně 160 druhů (!), z toho 100 druhů sensu stricto - při bioremediacích se využívá její schopnosti degradovat toluen! Remediace půd znečištěných naftalenem; dokáže konvertovat styren na odbouratelné polyhydroxyalkanoáty (recyklace polystyrenu) - úspěšně působí jako biokontrolní agens proti houbám Fusarium a Pythium Fusarium Pythium - projekt sekvenování genomu: kmen Pseudomonas putida strain KT2440 se rovněž zařadil mezi skupiny organismu se známým genomem - Pseudomonas Genome Project P. putida - rod Pseudomonas je geneticky a metabolicky velice heterogenní - ekologicky významná skupina bakterií; zástupci rodu osídlují všechna prostředí: jako saprofyti izolováni z mnoha přírodních zdrojů (říční vody, půdy, sladké i slané vody, z kalu, piva, javorového sirupu, mléčných výrobků, obilnin) - díky širokého spektra metabolických drah se tato přizpůsobivá skupina bakterií podílí na geochemických cyklech a biodegradacích. Rod Pseudomonas se významně uplatňuje při bioremediacích (zejména Pseudomonas putida a P. sp.) nebo jako biokontrolní agens - buňky zástupců rodu Pseudomonas vykazují schopnost pohybu jedním nebo více polárními bičíky; charakteristickým znakem je dále tvorba fenazinových exopigmentů pyocyaninu a fluorescinu (pyoveridinu), které způsobují žluté až modrozelené zabarvení kultivační půdy. - CHROMagar Pseudomonas Pro izolaci typických modrozelených kolonií Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida a Pseudomonas fragilis (jiné druhy inhibovány nebo bezbarvé) kolonie na živném agaru jsou pravidelné, okrouhlé, hladké i drsné (P. balearica) - projevují se jako významné lidské, zvířecí i rostlinné patogeny, původci nozokomiálních infekcí; faktorem virulence je tvorba biofilmu s vysokým stupněm rezistence na povrchu tkání nebo předmětů díky tvorby polysacharidu alginátu (P. aeruginosa nebo P. fluorescens) tvořícího matrix biofilmu a chránícího buňky vůči působení desinfekčních látek a v těle hostitele vůči působení protilátek a antibiotik P. fluorescens infekce P. aeruginosa Kocuria rosea (Micrococcaceae) G+ kulovité buňky (1-1,5 µm) po dvou nebo v tetrádách půda, voda, prach Optimální kultivační teplota: 30°C, aerobní Nepohyblivé pigmentující: růžově, červeně Micrococcus luteus (Micrococcaceae) G+ kulovité buňky (0,9-1,8 µm) ,v tetrádách (kmen CCM169 i dvojice) primárně pokožka savců, ústa, sliznice dýchacího traktu, sekundárně potraviny, půda a voda Optimální kultivační teplota: 25-37°C, aerobní - dělení ve více než jedné rovině; dělění v rovinách geneticky kódováno - rozkládá složky potu – zápach - žlutý nebo světle oranžový pigment Bacillus cereus G+ tyčky v řetízcích (3-5 x 1,0-1,2 µm), endospóry oválné, nezduřující buňku Optimální kultivační teplota: 30 °C, aerobní i anaerobní půda, voda, potraviny (rýže..), produkuje toxiny (otravy z jídla, gastroenteritidy) Gramovo barvení – autorka snímku Hana Dobiášová - tvoří velmi odolné endospory – zde oválné a centrální Endospora je dormantní („spící“), odolná, nereproduktivní struktura tvořená malým počtem převážně G+ bakterií rodů Bacillus (aerobní tyčky), Clostridum, Thermoactinomyces a Desulfotomaculum (anaerobní tyčky), Sporosarcina (aerobní koky), Sporolactobacillus, Oscillospira, Thermoactinomyces, ale také některými G - bakteriemi (Coxiella burnetii). Objevují se přibližně 6 – 8 hodin po ukončení logaritmické fáze růstu. Pro bakterii představuje spóra možnost přečkat podmínky nevhodné pro život i po tisíce let, jsou také prostředkem šíření bakterií i na značné vzdálenosti a v různém prostředí. Tvorba spory není odpovědí na prostředí, ale přípravou na nepříznivé podmínky. Makromolekuly ve spoře jsou stabilizovány přítomností specifických bílkovin, dále ztrátou vody a její náhradou vápníkem. Jsou odolné k působení UV záření, záření γ, k vysoušení, lysozymu, teplotním změnám, nedostatku živin a působení mnoha dezinfekčních prostředků. V ethanolu mohou přežívat několik měsíců. Sporicidní látky: ethylenoxid, beta-propionlakton, koncentrované louhy a kyseliny, formaldehyd při prodloužené expozici, kyselina peroctová – Persteril, jodové preparáty, chloramin. Morfologie Mikroskopie: spory jsou vysoce světlolomné útvary nepřijímající Gramovo barvivo. Tvar, velikost a uložení – charakteristický znak pro identifikaci. Spory bacilů = biopesticidy - Bt toxin transgen -Bacillus thuringiensis var. israelensis - rod Bacillus: velké množství cca 60ti druhů, jejichž diferenciace obtížná - několik druhů rodu jsou patogeny člověka či hmyzu - dalším významným druhem rodu Bacillus je Bacillus anthracis Bacillus cereus