01. Εισαγωγή και Ιστορική Αναδρομή.pptx

ΓΕΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ Ζαχαρούλα Κυριακοπούλου Αν. Καθηγήτρια Μικροβιολογίας Τμήμα Περιβάλλοντος Σχολή Τεχνολογίας Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Λάρισα 2024  Στόχος του μαθήματος Η Γενική Μικροβιολογία εισάγει τους φοιτητές του τμήματο...

ΓΕΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ Ζαχαρούλα Κυριακοπούλου Αν. Καθηγήτρια Μικροβιολογίας Τμήμα Περιβάλλοντος Σχολή Τεχνολογίας Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Λάρισα 2024  Στόχος του μαθήματος Η Γενική Μικροβιολογία εισάγει τους φοιτητές του τμήματος περιβάλλοντος στις βασικές έννοιες της Μικροβιολογίας. Κύριος στόχος του μαθήματος είναι η κατανόηση της δομής και λειτουργίας των μικροοργανισμών και των επιπτώσεων τους στο περιβάλλον και τα έμβια όντα. Εξετάζονται εφαρμογές των μικροοργανισμών στην ιατρική, τη γεωργία, τη βιοτεχνολογία και το περιβάλλον.  Βιβλία – διαφάνειες-τρόπος μελέτης Prescott's Μικροβιολογία. Willey J.M. Εκδόσεις : BROKEN HILL PUBLISHERS LTD (1/2024) Διαφάνειες Ερωτήσεις κατανόησης  Εργαστηριακές Ασκήσεις- Φροντιστήρια Η παρακολούθηση των φροντιστηρίων και των εργαστηριακών ασκήσεων είναι υποχρεωτική Δικαίωμα 1 απουσίας Εγγραφή σε εργαστηριακές-φροντιστηριακές ομάδες Υλικό μαθήματος και e-class  Εξετάσεις-Βαθμολογία Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου, μόνο εφ’ όσον έχει ολοκληρωθεί η παρακολούθηση των εργαστηριακών ασκήσεων. Τελικός βαθμός = 70% βαθμός θεωρίας + 30% βαθμός Εργαστηρίου  Επικοινω Ανακοινώσεις: νία  e-class  Ιστοσελίδα τμήματος (https://env.uth.gr/anakoinoseis- tmimatos/) Επικοινωνία  Φυσική παρουσία  e-class  e-mail: [email protected]  Τηλ: 2410-684611 (ώρες γραφείου) Εισαγωγή στη μικροβιολογία  Τι είναι η μικροβιολογία? (μικροβιο-λογία) Είναι η επιστήμη που μελετά τους μικροοργανισμούς Μπορείτε να σκεφτείτε πού υπάρχουν μικροοργανισμοί? Στον ωκεανό υπάρχουν πάνω από 1,3 x 1029 βακτήρια Στο χώμα υπάρχουν πάνω από 1 x 109 /γρ μικροοργανισμοί  Το 60% της βιομάζας του πλανήτη είναι μικρόβια τα οποία υπολογίζεται ότι ανέρχονται σε 6Χ1030 κύτταρα, κατανεμημένα σε Φωτογραφία κυττάρων του μικροβίου F. 108 διαφορετικά είδη. nucleoatum Τα μικρόβια καταλαμβάνουν όλα τα οικοσυστήματα της γης (γη/ χώμα, αέρας, νερό, ζωντανοί οργανισμοί) έχοντας προσαρμοστεί στις πιο διαφορετικές και ορισμένες φορές πολύ ακραίες Γαλακτοβάκιλλοι περιβαλλοντικές συνθήκες.  Το ανθρώπινο μικροβίωμα Οι μικροοργανισμοί είναι οι κυριότεροι κάτοικοι του σώματός μας Ένας από τους βιότοπους των μικροβίων είναι το σώμα άλλων οργανισμών μεταξύ των οποίων και του ανθρώπου Ένας ενήλικας άνθρωπος αποτελείται από 1013 13 κύτταρα τα οποία αποικίζονται από 1014 14 μικρόβια Ο αποικισμός του ανθρώπινου αρχίζει αμέσως μετά την γέννηση, κατά τον τοκετό. Τα μικρόβια αποικίζουν κάθε περιοχή του σώματος που έρχεται σε επαφή με το περιβάλλον, όπως το δέρμα, τους βλεννογόνους και ανοικτές κοιλότητες και αποτελούν τη φυσιολογική χλωρίδα του οργανισμού Το ανθρώπινο μικροβίωμα συντελεί στη διατήρηση της υγείας και της ευεξίας μας  Οι μικροοργανισμοί ήταν οι πρώτοι «κάτοικοι» της Γης Τα μικρόβια έχουν υπάρξει στη Γη για δισεκατομμύρια χρόνια πολύ πριν από την έναρξη ζωής των φυτών και των ζώων. Τα μικροβιακά κύτταρα εμφανίστηκαν για πρώτη φορά μεταξύ 3,8 και 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.  4 Όταν η Γη πρωτοσχηματίστηκε δεν υπήρχε οξυγόνο μόνο τα βακτήρια που θα μπορούσαν να αναπτυχθούν χωρίς οξυγόνο θα επιβίωναν. Τελικά μια ομάδα των βακτηρίων που ονομάζονται κυανοβακτήρια εξελίχθηκε, η οποία ήταν σε θέση να κάνει φωτοσύνθεση, δημιουργώντας έτσι το οξυγόνο. Οι μικροοργανισμοί είναι σημαντικοί για τη ζωή του πλανήτη, των φυτών και των ζώων Τι ρόλο παίζουν οι μικροοργανισμοί?  Χωρίς τους μικροοργανισμούς δεν θα υπήρχε ζωή όπως την γνωρίζουμε σήμερα Πριν 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια τα κυανοβακτήρια ήταν οι πρώτοι οργανισμοί που απελευθέρωσαν οξυγόνο σε αφθονία στην ατμόσφαιρα- «μεγάλο οξειδωτικό γεγονός»  Πρωταγωνιστικός ρόλος στην εξέλιξη της ζωής Τα βακτήρια δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο και τον μετατρέπουν σε οργανικό για χρήση από φυτά και ζώα  Αποσύνθεση οργανικών υλικών  Μικροβιακά προϊόντα Τρόφιμα-κρασί, μπύρα, τυρί, γιαούρτι κλπ  Φάρμακα-αντιβιοτικά  Βιοτεχνολογία-εφαρμοσμένη μικροβιολογία  Βιοκαύσιμα  Βιοαποκατάσταση Τα προκαρυωτικά κύτταρα παρά το μικρό τους μέγεθος συνιστούν το μεγαλύτερο τμήμα της συνολικής βιομάζας του πλανήτη και αποτελούν σημαντικές δεξαμενές των θρεπτικών ουσιών της ζωής  Οι μικροοργανισμοί ως νοσογόνοι παράγοντες  Ωστόσο οι περισσότεροι μικροοργανισμοί δεν είναι  επιβλαβείς για τον άνθρωπο Είναι απαραίτητοι για την ανθρώπινη ευημερία και λειτουργία του πλανήτη  Yersinia pestis, το αίτιο της πανώλης («ο μαύρος θάνατος»)  Μέλη του μικροβιακού κόσμου Μικροοργανισμοί ονομάζονται εκείνοι οι οργανισμοί που δε φαίνονται με γυμνό μάτι (28°C, ανάπτυξη αποικιών στην επιφάνεια) Το 1881 ο Koch ανακοίνωσε την απομόνωση του βακίλου της φυματίωσης και το ίδιο έτος ο συνεργάτης του Koch Walther Hesse, Τοχρησιμοποίησε το AGAR-AGAR, AGAR-AGAR καθίσταται έναν πολύπλοκο το ιδανικό στερεό πολυσακχαρίτη θρεπτικό που εξάγεται από υπόστρωμα θαλασσινά για φύκη σαν την ανάπτυξη τωνθρεπτικό υπόστρωμα μικροβίων για την λόγω του ότι ανάπτυξη : των μικροβίων. είναι ατοξικό για τα περισσότερα μικρόβια.  τήκεται στους 100o C, αλλά στερεοποιείται στους 45o C (θερμοκρασία στην οποία τα περισσότερα μικρόβια επιζούν).  είναι ατοξικό για άλλες μορφές ζωής.  παραμένει σταθερό σε θερμοκρασία αποστείρωσης.  δεν διασπάται από τα ένζυμα που παράγουν τα περισσότερα Ο Richard Petri ανέπτυξε τα τρυβλία Petri, έναν περιέκτη για στερεά υποστρώματα καλλιέργειας μικροοργανισμών.  Ανοσολογία Edward Jenner (1749-1823): χρησιμοποίησε υλικό από αλλοιώσεις βοοειδώνπου νοσούσαν από δαμαλίτιδαγια να προστετέψει ανθρώπους από την ευλογιά Louis Pasteur (1822-1895): χρησιμοποίησε εξασθενημένο στέλεχος ιού λύσσας με το οποίο εμβολίασε εννιάχρονο αγόρι  Μικροβιακή Οικολογία Edward Jenner (1749-1823): χρησιμοποίησε υλικό από αλλοιώσεις βοοειδώνπου νοσούσαν από δαμαλίτιδαγια να προστετέψει ανθρώπους από την ευλογιά Louis Pasteur (1822-1895): χρησιμοποίησε εξασθενημένο στέλεχος ιού λύσσας με το οποίο εμβολίασε εννιάχρονο αγόρι  Μικροβιακή Οικολογία Sergei Winogradsky (1856-1953): Μικροβιολογία εδάφους ανακάλυψη βακτηρίων του εδάφους που μπορούν να οξειδώσουν σίδηρο, θείο και αμωνία. Απομόνωσε αζωτοδεσμευτικά βακτήρια και μελέτησε αποικοδόμηση της κυτταρίνης  Οι κύριοι τομείς της μικροβιολογίας Ιατρική Μικροβιολογία: Μελέτη παθογόνων μικροοργανισμών Μικροβιολογία Τροφίμων: Μελέτη αλλοιογόνων, τροφοπαθογόνων, και ωφέλιμων μικροοργανισμών (σε ζυμούμενα και σε προβιοτικά τρόφιμα) Περιβαλλοντική Μικροβιολογία: Μελέτη παθογόνων του νερού και του εδάφους, αλλά και τεχνολογικά ωφέλιμων μικροοργανισμών (στην αποικοδόμιση τοξικών ουσιών/αποβλήτων, βιολογικό καθαρισμό, βελτίωση εδαφών και υδάτων, κλπ) Μικροβιακή Οικολογία: μελέτη αλληλεπίδραης μικροοργανισμώνμε άλλους οργανισμούς και τα περιβάλλοντά τους, η σημασία τους στον κύκλο του αζώτου, θείου, άνθρακα, μελέτη της αξιοποίησής τους στην απομάκρυνση των αερίων του θερμοκηπίου όπως CO2 και μεθάνιο Αγροτική Μικροβιολογία: επίδραση μικροοργανισμών στην παραγωγή τροφίμων, παθογόνα φυτών και ζώων, αξιοποίηση για βελτίωση παραγωγής κρέατος και γάλακτος κλπ Βιομηχανική μικροβιολογία: Η επιστήμη της αξιοποίησης ωφέλιμων μικροοργανισμών (ή ενζύμων αυτών, ή ζωικών/φυτικών