BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη...

62
BIO111 Μικροβιολογια Διαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια Τάσος Οικονο ου-ΒΙΟ111-2004 1

Transcript of BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη...

Page 1: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

BIO111 Μικροβιολογια∆ιαλεξη 2

Εισαγωγη στηΜικροβιολογια

Τάσος Οικονοµου-ΒΙΟ111-2004

1

Page 2: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

ΒΙΟ111-ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ

Bιολογια των µονοκυτταρων

οργανισµων και των ιων

2

Page 3: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

1. Απο τον αρχεγονοζωµο στο ζωντανο

κυτταρο

3

Page 4: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

ΒΑΚΤΗΡΙΑ

ΑΡΧΑΙΑΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

LUCA

ΙΟΙ

(µονοκύτταροι) (πολυκύτταροι)ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

Η ζωή όπως την ξερουµε

4

Page 5: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

LUCA

Η ζωή όπως ξεκίνησε?

RNA + πρωτόγονες µεβράνες

Nερό-4.1δις

-4.1-3.9 δις

-3.9 δις

5

Page 6: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Υποθετικά βασικά χαρακτηριστικά του LUCA

α. Mηχανισµός µετατροπής της ενέργειαςβ. Xηµικός τρόπος της µεταφοράς της πληροφορίας για την σύνθεση του παραπανω µηχανισµούγ. ∆υνατοτητα να εξελισεται

6

Page 7: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

7

Page 8: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Χθες(~1 δις χρονια πριν)

Σηµερα

Κυανοβακτηρια-Χθες και σηµερα

Oscillatoria

Palaeolyngbya-Απολιθωµα απο το Bitter Springs Chert (Βορεια Αυστραλια)

http://www.ucmp.berkeley.edu/bacteria/bacteriafr.html

8

Page 9: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Bacillus 2-9-3,250 myr

Τα βακτήρια ζουσαν εκατοµµυρια χρονια πριν απο τους δεινοσαυρους

Reuters

9

Page 10: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Τιποτα στη Βιολογια δεν εχει νοηµα αν δεν ειδωθει κατω απο το φως

της Εξελιξης

10

Page 11: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

ΒΑΚΤΗΡΙΑ

ΑΡΧΑΙΑΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

LUCA

ΙΟΙ

(µονοκύτταροι) (πολυκύτταροι)ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

Η ζωή όπως την ξερουµε

11

Page 12: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

ΒΑΚΤΗΡΙΑ

ΑΡΧΑΙΑΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

LUCA

ΙΟΙ

(µονοκύτταροι) (πολυκύτταροι)ΕΥKΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

Tι εξετάζει η Mικροβιολογία

12

Page 13: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Και που ζουν οιΜικροοργανισµοι

και οι Ιοι?

13

Page 14: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

14

Page 15: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Βακτηριακα κυτταρα (βιοφιλµ) σεβιοµηχανικο συµπυκνωτη

15

Page 16: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Βακτηριακα κυτταρα (βιοφιλµ) σεφακό επαφης

16

Page 17: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Κυτταρα Pseudomonas aeruginosaσε επιφανεια ενδοφλεβειου καθετηρα

17

Page 18: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Βακτηρια πανω σε Νηµατωδη

18

Page 19: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Και που ζουν οιΜικροοργανισµοι

και οι Ιοι?

19

Page 20: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Και που ζουν οιΜικροοργανισµοι

και οι Ιοι?

ΠΑΝΤΟΥΥΥΥ!!!!!20

Page 21: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πως µοιαζουν οιΜικροοργανισµοι

και οι Ιοι?

21

Page 22: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

∆ιαφορα Βακτηριακα κυτταρα

22

Page 23: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

∆ιαφορα Βακτηριακα κυτταρα

23

Page 24: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

∆ιαφορα κυτταρα Αρχαιων

24

Page 25: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πλανκτονικα Αrchaea απο το Monterey Bay (πρασινα κυτταρα) περιτριγυρισµενα αποΒακτηριακούς γειτονες (µπλε κυτταρα).

Το συµβιωτικο Αrchaeon Cenarchaeum symbiosum (πρασινα κυτταρα) µε τον σπογγο-ξενιστη του (οι κοκκινες σφαιρες ειναι οι πυρηνες του σπογγου).

Ψυχροφιλα Archaea

25

Page 26: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Saccharomyces cereviciae

Ευκαρυωτικα κυτταρα

26

Page 27: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Ευκαρυωτικα κυτταρα

27

Page 28: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

∆ιαφοροι Ιοι

28

Page 29: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

∆ιαφοροι Ιοι

29

Page 30: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Ποσο µικρο ειναιτο µικρο?

30

Page 31: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πόσο µικρό είναι το µικρό

31

Page 32: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πόσο µικρό είναι το µικρό

32

Page 33: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πόσο µικρό είναι το µικρό

33

Page 34: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πόσο µικρό είναι το µικρό

34

Page 35: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

35

Page 36: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

36

Page 37: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

37

Page 38: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Μακροφάγο και βακτήριο 2,000,000X(Ακουαρέλλα David S. Goodsell, 2002)Macrophages circulate through the blood, searching for bacterial infection. When bacteria are found, macrophages engulf and digest them. This series of three paintings shows a macrophage engulfing a bacterium. Only a portion of the two cells, where a pseudopod of the macrophage is extending over the bacterium, is shown. The original paintings are 1 meter tall--at this magnification, the macrophage would fill most of a building. These paintings include all of the macromolecules in the two cells and in the surrounding blood serum. Small organic molecules and water, which fill all the space between the macromolecules, are omitted. Cell membranes and associated proteins are colored green, the cytoplasm is colored blue and purple, and nuclear material is colored red and orange. The blood serum proteins are in yellow and brown.

38

Page 39: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

39

Page 40: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Paramecium

E.coli

(τo 1996...)

40

Page 41: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

∆ιαµετρος~0.5 mm

Πως είπατε? ΜΙΚΡΟ....βιολογια?

Κυτταρα του θειοβακτηριου Thiomargaritanamibiensis φωτογραφηµενα διπλα σε εναατοµο Drosophila viriles

Αρθρο ανασκοπισης Schulz HN, Jorgensen BB. (2001) Big bacteria. Annu Rev Microbiol. 55:105-137σ

41

Page 42: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Τα µεγεθη της Ζωης

∆ες επισης http://wsrv.clas.virginia.edu/~rjh9u/power9.html

42

Page 43: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πως µελετουµεοργανισµους πουδεν βλεπουµε?

43

Page 44: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Βιοπληροφορικη

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ∆ΟΜΗ

Γενετική(in vivo χηµεία)

Βιοχηµεία(in vitro χηµεία)

Βακτήριο

Τι είναι το Βακτήριο

Πως µελετούµε µικροοργανισµούς που δε βλέπουµε?

Μακροσκοπικηπαρατηρηση

ΟπτικοΜικροσκοπιο

ΗλεκτρονικοΜικροσκοπιο

Κρυσταλλογραφια/NMR

44

Page 45: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Αναπτυξη µικροοργανισµωνσε στερεο θρεπτικο µεσο

45

Page 46: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Saccharomyces cereviciae

Αναπτυξη µικροοργανισµωνσε στερεο θρεπτικο µεσο

46

Page 47: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Αναπτυξη µικροοργανισµωνσε στερεο θρεπτικο µεσο

47

Page 48: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Προδροµα µικροσκοπια

48

Page 49: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Οπτικο Μικροσκοπιο

49

Page 50: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Ηλεκτρονικο Μικροσκοπιο

50

Page 51: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Μια φετα Escherichia coli

Απεικονιση David Goodsell

µαστίγιο

µεµβρανη

πρωτεινη

ριβοσωµα

mRNA

DNA

51

Page 52: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Και τι µας νοιαζειαν υπαρχουν

µικροοργανισµοιη οχι?

52

Page 53: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΒιοµηχανίαΤροφίµων

Γεωργία

Ενέργεια

Ιατρική

Βιοτεχνολογία

ΧηµικήΒιοµηχανία

ΕξόρυξηΜετάλλων

Περιβάλλον

H ανυπολόγιστη αξία της Mικροβιολογίαςγια τη ζωη σας

Ιατροδικαστικη

Γεωλογία

53

Page 54: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Πυριτικοί σχηµατισµοί αποτελούµενοιαπό στρώµατα ανόργανου πυριτίου

και βακτηριακών αποικιώνΓεωθερµική πηγή, New Zealand

Credit: CEN; http://pubs.acs.org/cen/NCW/8142sci1.html

54

Page 55: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Βακτηριακής προέλευσης βιοορυκτό οξυυδροξυδίου του µαγγανίου(από κανάλι απoστράγγισης ορυχείου, Northern Ontario;

χρήση φασµατοσκοπικής τεχνικής ακτίνων Χ)

Credit: CEN; http://pubs.acs.org/cen/NCW/8142sci1.html

Βακτήρια

Βιοορυκτό

ΑβιοτικήςΠροέλευσηςορυκτό

55

Page 56: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Κενή “θήκη” καλυµµένη µε σφαιρίδια πυριτίου (20-200nm) δηµιουργηµένη από

κυανοβακτήρια

Credit: CEN; http://pubs.acs.org/cen/NCW/8142sci1.html

56

Page 57: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Κυρια αιτια θανατου τα τελευταια 100 χρονια

57

Page 58: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

H ανυπολόγιστη αξία της Mικροβιολογίας

για τη Βιολογια

58

Page 59: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Το βακτηριακο κυτταρο ως ελαχιστη

Μοναδα Ζωης

59

Page 60: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Τα χαρακτηριστικα της Ζωης

60

Page 61: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

Τα χαρακτηριστικα της Ζωης

61

Page 62: BIO111 Μικροβιολογια ∆ιαλεξη 2 Εισαγωγη στη Μικροβιολογια

H µεγάλη σας φίλη

Το βακτηριο E.coli

62