της Δήμητρας Σπανού καθηγήτριας χημικού του 1ου Γυμνασίου Δάφνης
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Σαν μικροοργανισμοί χαρακτηρίζονται οι ιοί, τα βακτήρια, τα κυανοβακτήρια, τα φύκη, οι μύκητες, τα πρωτόζωα, και οι μυξομύκητες
Οι συνθήκες διαβίωσής τους , η ανθεκτικότητά τους, η τροφικές τους συνήθειες, οι βιότοποί τους παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλότητα. Όμως υπάρχουν ορισμένα κοινά για όλους τους , όπως, η αλληλεπίδραση με το περιβάλλον πολύ υψηλή, ο πολλαπλασιασός τους αστρονομικά γρήγορος, η μεταβολική τους ευελιξία πολή μεγάλη, ο ρυθμός της εξάπλωσής τους ανάλογος του είδους, η μεγάλη ευαισθησία τους στις περιβαλλοντικές μεταβολές.(φως, οξύτητα, συγκέντρωση θρεπτικών, διοξειδίου του άνθρακα, οξυγόνο, νερό).
Οι ιδιαίτερότητές τους σε μεγάλο βαθμό οφείλονται στην μεγάλη επιφάνειά τους ΄-που έρχεται σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον σε σχέση με τον όγκο τους
Σε αντιπαράθεση, σε ένα ζώο ή σχέση εξωτερικής επιφάνειας και όγκου είναι πολύ μικρότερη από μια ποσότητα μικροβίων ίσου όγκου.
Οι γενετικές μεταβολές στους μικροοργανισμούς.
Σε συνθήκες περιβαλλοντικών διακυμάνσεων, η υψηλή ποικιλότητα συνδέεται με την σταθερότητα και την οικονομία ενέργειας και την αντιμετώπιση των διαταραχών
Δεν ισχύει το ίδιο σε ακραίες πολύ δυσμενείς διαταραχές. Ακραίες πολύ δυσμενείς διαταραχές μπορεί να οδηγήσουν την μιικροβιακή κοινότητα σε κατάρρευση.
Σε μικροβιακές κοινότητες υψηλής ποικιλότητας, διακρίνουμε γένη, τα οποία δίνουν διάφορους συνδυασμούς με αποτέλεσμα να προκύπτουν διαφορές μεταξύ τους όπως και στους γονότυπούς τους
Τα γένη μιας μικροβιακής κοινότητας, μπορούν να μεταφέρουν και να ανσυνδυάσουν το γενετικό υλικό τους με διάφορους τρόπους
α. Σύζευξη με άμεση επαφή δύο μικροοργανισμών και ανταλλαγή - μεταβίβαση γενετικού υλικου
β. Διαμεσολάβηση Όταν υπάρχει ένας τρίτος μικροοργανισμός,, συνήθως βακτήριο που παίζει ρόλο φορέα γενετικού υλικού,
γ. Μετασχηματισμός με την απορρόφηση ελεύθερου DNA από κύτταρο- αποδέκτη .
Αυτόι όλοι οι μηχανισμοί μεταφοράς γενετικού υλικού από τον οποίο προκύπτουν νέοι διαφοροποιημένοι τύποι μικροοργανισμών,
ευνοείται όταν οι μικροβιακοί πληθυσμοί έχουν υψηλές πυκνότητες.
Γενικά τα αίτια αυτών των γενετικών μεταβολών στις μικροβιακές κοινότητες φαίνεται να διαφοροποιούνται από την γενική έννοια της μετάλλαξης των κυττάρων αλλά και ως προς τους μηχανισμούς της.
Μεταλλάξεις και γενετικές μεταβολές
Να θυμιηούμε ότι Μεταλλάξεις στο κύτταρο είναι οι μεταβολές DNA του ίδιου του κυττάρου κατά τις οποίες αποσπώνται κομμάτια του ή και μεταφέρονται σε άλλη θέση ή ακόμα γίνεται αλλαγή στην αλληλουχία των βάσεων. Στις μεταλλάξεις δεν συμμετέχουν γενετικό υλικό από άλλα κύτταρα
Διακρίνουμε τα Αίτια των μεταλλάξεων αυτών σαν αυτόματα (από λάθη στην μεταγραφή) σαν θερμικά για υψηλές θερμοκρασίες, ακτινοβολιών Χ και γ, χημικά μεταλλαξιογόνων ουσιών, βιοχημικά που σχετίζονται με παραγωγή ενζύμων, κληρονομικάι
Φαίνεται ότι, τα πρωταρχικά αίτα των μικροβιακών γενετικών μεταβολών είναι το αποτέλεσμα της δυναμικής σχέσης μιας στης μικροβιακής κοινότητας εσωτερικές αλλά με το περιβάλλον, είναι δηλαδή η δυναμική των "οικοσυστημάτων στα οποία εντάσσονται
Ας εξετάσουμε αρχικά τα ένζυμα του πυρήνα που είαι αυτά που θα καθορίσουν τον διπλασιασμό και την πρωτεϊνοσύνθεση
Στον πυρήνα των κυττάρων βρίσκουμε δύο τύπους οξέων το ριβοζονουκλεϊκό και το δεοξυριβοζονουκλεϊκό. Εκεί γίνεται ο διπλασιασμός του DNA και η αρχή της πρωτεϊοσύνθεσης με την δημιουργία του mRNA. Για να γίνουν αυτά, συμμετέχουν ένζυμα όπως οι DNA πολυμεράσες και οι RNA πολυμεράσες, οι DNA τελομεράσες ,RNA τελομεράσες, τρανφερά σες, οι DNA δεσμάσες, διάφορα επιδιορθωτικά ένζυμα, μεταγραφικοί παράγοντες κ.α.
Όσον αφορά τις μικροβιακές μολύνσεις κάποιες από τις πρωτείνες αυτές όπως το Smith (SM) η ριβονουκλεοπρωτεϊνη RNP παίζουν ρόλο πυρηνικών αντιγόνων εάν πρόκειται για κύτταρο παθογόνου μικροοργανισμού.
Με την έκφραση της γενετικής πληροφορίας που καταγράφεται σε τμήματα του DNA που λέγονται γονίδια,
1. Κατασκευάζονται στα ριβοσώματα, τα πολυπεπτίδια που στην συνέχεια διμορφώνονται και τελειοποιούνται για να δώσουν τις πρωτεϊνες. Πολλές από αυτές χρησιμοποιούνται σαν ένζυμα
2. Από τα συνολικά γονίδια που υπάρχουν σε κάθε πυρήνα, εκφράζονται ορισμένα από αυτά σε κάθε τύπο εξειδικευμένων κυττάρων π.χ στα ερυθροκύτταρα εκφράζονται τα γονίδια των ερυθροπρωτεϊνών
Δήμητρα Σπανού
ΠΗΓΕΣ
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24339376/
ΜΙΚΡΟΒΙΑΚΗ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΚΟΥΣΟΥΡΗΣ
Βιοχημεί Peter Karlson