מבוא PDF - סקירה כללית של חיידקים

**הבדלים בולטים בין פרוקריוטיים לבין אאוקריוטיים** ההבדל הבולט ביותר הוא שבתאים אאוקריוטיים יש אברונים ובפרוקריוטיים אין אברונים. ההגדרה הערבית לאברונים הם אזורים בתוך התא שמוקפים בממברנה. **מאפיינים** **אאוקריוטי** **פרוקריוטי** --------------...

**הבדלים בולטים בין פרוקריוטיים לבין אאוקריוטיים** ההבדל הבולט ביותר הוא שבתאים אאוקריוטיים יש אברונים ובפרוקריוטיים אין אברונים. ההגדרה הערבית לאברונים הם אזורים בתוך התא שמוקפים בממברנה. **מאפיינים** **אאוקריוטי** **פרוקריוטי** ----------------------- ---------------------------------------------------- ---------------------- **אברונים** כן. לא. **דנא** פנימי, לניארי, הרבה כרומוזומים כרומוזום יחיד מעגלי. **דנא לא כרומוזומלי** לא כן (פלסמיד) **ריבוזומים** גדולים יחסית קטנים יחסית **חלוקת תא** מיטוזה בינארית. **דופן תא** באנומליים לא, אבל בצמחים, פטריות ועצמות יכול להיות ברוב המקרים **גודל תא** 10-200 מיקרון 1-5 מיקרון **סוג האורגניזם** צמחים, פטריות, חיות חיידקים וארכאה הכרומוזום בחיידקים אמנם לא נמצא בתוך אברון כמו אצל האאוקריוטיים אבל הוא כן נמצא באוזר ספציפי שנקרא **נוקלואיד**. בחיידקים יכולות להיות גם מולקולות שנושאות מידע גנטי אבל לא חלק מהכרומוזום עצמו והן נקראות **פלסמידים.** בתאים אאוקריוטיים יש מבנה שנקרא **שלד התא** שלוקח חלק בייצוב התא. עד לא זמן האמינו שאין כזה מבנה בחיידקים אבל גילו שגם לו יש שלד. **חיידקים** כל תא של חיידק יכול לקיים חיים עצמאיים בין אם הם חיים כבודדים או באוכלוסייה עם חיידקים אחרים. כל חיידק נחשף באופן ישיר לסביבה כי הוא עושה איתו חילוף חומרים. בתמונה אנחנו רואים שני מבנים שיוצאים מהתא: שוטון (flagelium) שמאפשר לחיידק לנוע ממקום למקום ו-flimbriae שגם לו תפקידים חשובים. אורגניזמים חיים מורכבים ממספר תאים שיכולים ליצור רקמות ומבנים מורכבים. תאים אלו הם לא עצמאיים ותלויים באורגניזם המלא או בתאים שצמודים לו. חיידקים מסוגים שונים יכולים לחיות ביחד באותה הסביבה. יכולה להיות תקשורת בין החיידקים או יחסי גומלין. החיידקים יכולים להיות מאותה אוכלוסייה או מסוגים שונים. לאורך השנים פותחו שיטות שונות לפיהן ממיינים חיידקים: **מורפולוגיה** -- צורת החיידק, **דרישה לחמצן,** **דרישה של נוטריינטים ספציפיים** -- יש חיידקים שיכולים לייצר חומרים בעצמם ואחרים צריכים לקבל אותו מהסביבה. חלוקה נוספת היא **יצירה של אנזימים** -- יש אנזימים שמיוצרים רק על ידי חיידקים מסויימים וכך אפשר לסווג חיידקים. אפשר **לרצף** את דנא החיידקים, אפשר לזהות חיידקים באמצעות **נוגדנים** שספציפיים לאנטיגנים של החיידקים, **עמידות לאנטיביוטיקות** ובאמצעות **צביעה** של חיידקים. הצביעה הכי מוכרת נקראת **gram staining.** **סיווג על פי מורפולוגיה** **צורת קוקוס** -- חיידקים כדוריים. לקבוצה הזו שייכים למשל סטפילוקוקוס וסטרפטוקוקוס. **מתג (rod)** -- חיידקים שצורתם מאורכת כצינור. **ספיריליום (spirillium)** -- דומה לחיידק מתג אבל מעוגל יותר. צורתם קריטית עבורם ליצירת מחלות. **סלילונים (spirochete)** -- חיידקים בעלי צורת סליל. **פילמנטים (filamentous)** -- מבנה של חיידקים שהתחלקו אבל לא נפרדו אחת מהשני ונשארו מחוברים. נראה בהתחלה שאין הבדל גדול בין חיידקים שהם בצורת מתג לבין כאלה בצורת ספיריליום, אבל בפועל יש חשיבות רבה למורפולוגיה של החיידק על התפקוד שלו ויכולת לעורר מחלות. במחקר שנעשה לפני כמה שנים נמצא שקיים חלבון שגורם לחיידק להתעכל כשהוא נכנס לתוך שכבת אפיתל של הגוף אליו הוא חודר. הצורה היא זו שמאפשרת לחיידק לחדור את השכבה הרירית של מערכת העיכול ולעורר את המחלה. חוץ מהמבנה הספציפי של כל חיידק, יש גם חשיבות להסתדרות שלהם בתוך אוכלוסייה. למשל כאשר החיידקים מתחברים אחד לשני באופן לניארי הם יקראו סטרפטוקוקוס ואם הם מחוברים בצבר, סטפילוקוקוס. יחד עם זאת, לא נוכל לכפות על סוג אחד להפוך לאחר כי המבנה שלהם נובע ממידע גנטי שונה שכל אחת מהם נושא. **סיווג לפי דרישת חמצן** חיידקים יכולים לעשות נשימה ארובית או אנארובית. בנשימה ארובית מפיקים יותר אנרגיה. האדום זה החיידקים הצהוב זה מצע הגידול. ככל שחיידקים נמצאים גבוה יותר במבחנה, כך הם נחשפים יותר לחמצן. **חיידקים ארוביים אובליגטוריים (A)** -- חיידקים אלו חייבים חמצן כדי לחיות. הם יכולים לחיות רק בנוכחות חמצן, בלעדיו הם ימותו. **במבחנה B יש חיידקים שהם אנארוביים אובליגטוריים**. כלומר, לא רק שהם לא צריכים חמצן אלא שהוא גם מזיק להם -- הם לא יכולים לחיות בנוכחות חמצן, לכן הם שוקעים בתחתית איפה שיש כמה שפחות חמצן. דוגמה לחיידקים שגורמים למחלת הטטנוס (שיתוק שרירים ומוות). אם חיידקים כאלה מגיעים לסביבה עם חמצן, הם יכולים ליצור מבנה רדום. ככל שפצעים הם עמוקים יותר, ככה הסביבה יותר אנארובית ויותר מתאימה למחייה עבור טטנוס. **חיידקים ארוביים פקולטטיביים C** -- חיידקים שיעדיפו להשתמש בחמצן אם הוא זמין, אבל יכולים לנשום גם בדרכים אלטרנטיביות, בלעדיו. למשל חיידקי e-coli. **חיידקים אנארוביים אירוטולרנטים D** -- יכולים לחיות בסיבה של חמצן אבל הוא לא משפיע עליהם. **חיידקים מיקרואירופיליםE** -- חיידקים חיים רב בסביבה עם ריכוז נמוך יחסית של חמצן, בריכוזים גבוהים או נמוכים מדי, כמו שנראה במבחנה, הם לא יכולים לחיות. לדוגמה חיידק שאחראי למחלת האולקוס. **סיווג לפי צביעת גראם** שיטה שמסווגת את החיידקים לשתי קבוצות: אלו שנצבעים ונקראים **גראם חיוביים** ואלו שלא נצבעים ונקראים **גרם שליליים.** ההבדל ביניהם נובע ממבנה ממברנלי. שיטה זו מתבססת על צביעה זהה של כל החיידקים שנמצאים בקיבוע ולאחר מכן שטיפה והוספה של תמיסת יוד. תמיסת היוד יוצרת גבישים עם הצבען. לאחר מכן שוטפים את החיידקים עם אלכוהול -- מי שגראם חיובי נשאר עם הצביעה ומי שגראם שלילי נשטף ממנו הצבען. אם עושים שלב נוסף ומוסיפים עוד חומר לאחר מכן, אפשר לצבוע גם את החיידקים שנשטף מהם הצבען וכך להעניק צבע לכל החיידקים ולא רק לאלו שהם גראם חיוביים. הגראם חיוביים נשארים בצבען הסגול ולא נצבעים באדום. מה שגורם להבדלים האלו בצביעה היא מעטפת החיידק. לחיידקים שהאם **גראם חיוביים** יש שכבה חיצונית עבדה **אחת** שנקראת **פפטידוגליקן** והיא מהווה את דופן החיידק. אובי השכבה הוא 20-80 ננומטר. הפפטידוגליקן הוא זה שמקנה לחיידק את הדופן שלו והוא מורכב משרשרות של רב סוכרים שמחוברות ביניהם באמצעות פפטידים קצרים. השכבה הפנימית של חיידקים **גראם חיוביים** היא הממברנה הציטופלזמטית. בחיידקים **גראם שליליים** יש ממברנה חיצונית נוספת (outer membrane), אחריה יש שכבה דקה יותר של הדופן (11-20 ננומטר) ולבסוף ממברנת התא -- הממברנה הציטופלזמטית. בין השניים האחרונים יש מרווח שנקרא **המרווח הפרי-פלסמתי**. כאשר עושים את צביעות, החומרים עוברים את השכבות הראשונות וצובעים את הממברנה הציטופלזמטית ונוצרים גבישים. השכבה העבה של פפטידוגליקן **בגראם חיובי** היא זו שמונעת את השטיפה של הגבישים מהממברנה בעוד **שבגראם שלילי** השכבה לא עבה מספיק והגבישים נשטפים. יש חיידקים חסרי דופן שנקראים mycoplasma ולרוב צריכים מאכסן כדי לשרוד.