Fizjologia bakterii - 1400-215FB

Grupy:

Prowadzący grup: Magdalena Popowska; Dorota Korsak, Agata Krawczyk-Balska

Typ zajęć: ćwiczenia 60 godzin, wykład 30 godzin

Zaliczenie: Egzamin

Warunki zapisu: zaliczenie Mikrobiologii z inż. genetyczną i Biochemii. Przy nadmiarze zgłoszeń brane będą pod uwagę stopnie z w/w przedmiotów (ćwiczenia, egzamin). Informacje dotyczące rejestracji na zajęcia są umieszczone na stronie Wydziału Biologii www.biol.uw.edu.pl w zakładce STUDIA/ SIATKA ZAJĘĆ, REJESTRACJA.

Kryteria zaliczenia:zaliczenie ćwiczeń - jedna nieobecność nieusprawiedliwiona; pisemne opracowanie oraz wykonanie 1 ćwiczenia (dowolnego ale oryginalnego) w zakresie fizjologii bakterii, kolokwium pisemne, 6-7 pytań, odpowiedzi opisowe; egzamin - pisemny, wymagający krótkich i zwięzłych odpowiedzi na 26 pytań. W obu przypadkach do zaliczenia wymagane jest uzyskanie 51% punktów.

Pełny opis przedmiotu

Tematyka wykładów: Wykład obejmuje wybrane zagadnienia z szeroko pojętej fizjologii bakterii. Zasadniczym celem wykładu jest zwrócenie uwagi na powszechność występowania bakterii, ich różnorodność, związane z tym ogromne zróżnicowanie i możliwości metaboliczne, wpływ na środowisko w skali mikro i makro. Poruszane są także zagadnienia związane z mechanizmem działania różnych klas antybiotyków oraz bakteryjnej oporności, przedstawione są alternatywne drogi leczenia infekcji bakteryjnych w tym min. działanie substancji bioaktywnych, rolę pęcherzyków błonowych. Jako odrębne zagadnienie omawiana jest również terapia genowa, jej założenia, cele oraz stosowanie w praktyce klinicznej.

  1. Błona cytoplazmatyczna bakterii i archeonów: budowa, systemy transportu substancji przez błonę, pompy oporności wielolekowej
  2. Budowa i funkcje osłon bakterii gramujmnych: przestrzeń perypyplazmatyczna, błona zewnętrzna
  3. Peptydoglikan - heteropolimer tworzący „szkielet zewnętrzny” bakterii:
  4. budowa, etapy biosyntezy, budowa i funkcje białek wiążących penicylinę, organizmy prokariotyczne nie posiadające peptydoglikanu
    4.1 Budowa i funkcje osłon bakterii gramdodatnich - polimery związane z peptydoglikanem bakterii gramdodatnich; 4.2 Budowa i funkcje warstwy S, otoczek i śluzów
  5. 5.1 Prokariotyczne białka cytoszkieletu;5.2 Budowa i mechanizm działania bakteriocyn
  6. Budowa i mechanizm działania antybiotyków i chemioterapeutyków
  7. Mechanizmy oporności bakterii na antybiotyków i chemioterapeutyków
  8. Bakteryjne enzymy biorące udział w hydrolizie i modyfikacji mureiny (autolizyny)
  9. Białka powierzchniowe, charakterystyka i właściwości, a architektura peptydoglikanu i kwasy tejchojowe
  10. Struktury zewnątrzkomórkowe; Rzęski i chemotaksja, Sposoby poruszania się bakterii, Fimbrie, Celulosomy, Pęcherzyki błonowe,Fibryle
  11. Społeczności bakteryjne, biofilmy oraz proces quorum sensing
  12. Gleba jako rezerwuar genów warunkujących oporność na antybiotyki
  13. Probiotyki, prebiotyki, szczepionki, alternatywa dla leków
  14. Wektory bakteryjne oraz genetyczne (plazmidowe i wirusowe) wykorzystywane w terapii genowej

Tematyka ćwiczeń: Studenci poznają wybrane zagadnienia z bardzo obszernej dziedziny fizjologii bakterii: struktura, metabolizm, działanie antybiotyków, aktywność wybranych enzymów, metody identyfikacji bakterii, wpływ bakterii na środowisko oraz wpływ czynników środowiska na bakterie. Doświadczenia prowadzone są na ogół w parach, rzadko w większych grupach.
Główne zagadnienia:

  • Oznaczanie wartości Minimalnego Stężenia Hamującego antybiotyku - MIC (ang. Minimal Inhibitory Concentration), dla przedstawicieli bakterii gramujemnych i gramdodatnich.
  • Działanie antybiotyków beta-laktamowych na bakterie gramujemne.
  • Badanie aktywności beta-laktamaz, bakteryjnych enzymów hydrolizujących pierścień antybiotyków beta-laktamowych.
  • Indukowanie zjawiska autolizy u bakterii z zastosowanie detergentów powierzchniowo czynnych oraz antybiotyków hamujących etapy syntezy mureiny.
  • Badanie aktywności litycznej transglikozylazy Escherichia coli, enzymu uczestniczącego w hydrolizie łańcuchów cukrowych mureiny.
  • Izolacja oraz oznaczanie aktywności wybranych enzymów występujących w przestrzeni peryplazmatycznej.
  • Identyfikacja genów oporności na antybiotyki
  • Tworzenie biofilmu przez bakterie
  • Izolacja i charakterystyka mutantów Serratia mercescens tworzących kolonie o zmienionym zabarwieniu.
  • Badanie wpływu wybranych leków przeciwbakteryjnych na ekspresje genów.
  • Identyfikacja wybranych bakterii przy wykorzystaniu testów biochemicznych, fizjologicznych oraz techniki amplifikacji PCR.
  • Fenotypowe typowanie β-laktamaz enterobakterii
  • Badanie tolerancji bakterii na antybiotyki β-laktamowe

Tematy wykładów - zobacz zakładka Pliki

Konspekty ćwiczeń - zobacz zakładka Pliki

Literatura

  1. Baj J., Z. Markierwicz - redakcja naukowa. 2006. Biologia molekularna bakterii, PWN.
  2. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Williams, Wilkins, Baltimore, USA 1989.
  3. Brock, Biology of Microorganisms. M.T. Madigan, J.H. Martinko, Eleventh edition, USA 2006.
  4. Chmiel A. 1991. Biotechnologia (podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne), PWN.
  5. Hryniewicz W., J. Meszaros. 2002. Antybiotyki w profilaktyce i leczeniu zakażeń, PZWL.
  6. Markiewicz Z., Z. Kwiatkowski. 2001. Bakterie, antybiotyki, lekooporność, PWN.
  7. Jawetz E. , Melnick J.L., Adelberg E.A. 1991. Przegląd mikrobiologii lekarskiej, PLWL.
  8. Singelton P. 2000. Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie, PWN.
  9. Szala S. 2003. Terapia genowa, PWN.