Systém organismů a jejich obecné znaky

Všechny organismy se dělí do dvou hlavních skupin. Nebuněčné organismy zahrnují viry a priony, zatímco buněčné organismy se rozdělují na prokaryoty (bakterie) a eukaryoty (rostliny, živočichové).

Prokaryoty mají nepravé jádro, které není ohraničené membránou, a jejich DNA je uspořádaná do kruhu. Eukaryoty naopak mají pravé jádro s chromatinem a dělí se mitózou.

Každý živý organismus má základní vlastnosti. Dráždivost znamená reakci na podněty, homeostáza udržuje stálost vnitřního prostředí. Další důležité znaky jsou metabolismus (výměna látek s prostředím), dýchání (získávání energie) a rozmnožování.

Tip: Zapamatuj si, že všechny živé organismy musí mít všechny tyto vlastnosti současně!

Nebuněčné organismy - Viry

Viry stojí na hranici mezi živým a neživým světem. Nemají vlastní metabolismus a neschopnost růst nebo dělit se samostatně - proto potřebují hostitelskou buňku.

Virus obsahuje buď DNA nebo RNA obalenou v kapsidě (bílkovinový obal). Celá tato struktura se nazývá virion a dokáže infikovat buňku. Viry se dělí podle typu nukleové kyseliny nebo podle toho, jaké organismy napadají.

Virová nákaza probíhá ve čtyřech fázích: adsorpce (navázání na buňku), penetrace (průnik), eklipsa (rozmnožování) a maturace (uvolnění nových virů). Může končit buď zničením buňky (lytický cyklus) nebo virus zůstane v buňce skrytý (latentní cyklus).

Zajímavost: Viry se používají i prospěšně - například v genové terapii nebo při výrobě vakcín!

Stavba virů a průběh infekce

Virion se skládá z nukleové kyseliny (asi 300 genů) a kapsidy z proteinových podjednotek zvaných kapsomery. Některé viry mají navíc vnější obal s výběžky pro lepší navázání na hostitelskou buňku.

Průběh virové nákazy je přesně daný proces. Virus se nejdřív naváže na specifické receptory buňky, pak do ní pronikne a uvolní svou nukleovou kyselinu. Hostitelská buňka pak "nedobrovolně" vyrábí nové virové částice.

Existují tři typy virových cyklů. Lytický končí zničením buňky, latentní znamená, že virus v buňce "spí", a transformace může změnit buňku na rakovinnou. Retrovirový může svou RNA přepsat do DNA hostitele.

Příklad z praxe: HIV je právě retrovirus, který se trvale začleňuje do našich buněk!

Virová onemocnění a význam virů

Viry způsobují spoustu známých nemocí. AIDS způsobuje HIV virus a přenáší se krví nebo pohlavně. Spalničky, zarděnky a příušnice se šíří kapénkami a proti nim máme očkování.

Mezi další virová onemocnění patří plané neštovice, klíšťová encefalitida nebo vzteklina. Důležitá je inkubační doba - čas od nákazy do prvních příznaků, který může být různě dlouhý.

Viry ale nejsou jen škodlivé. Využívají se v genové terapii pro přenos genů do buněk, například při léčbě hemofilie. Pomáhají také při výrobě vakcín a jako virální pesticidy proti hmyzu.

Důležité: Proti virovým nemocem nepomáhají antibiotika - ta fungují jen na bakterie!

Prokaryota - základní charakteristika

Prokaryotické buňky jsou jednodušší a menší než eukaryotické. Mají nepravé jádro (nukleoid), které není ohraničené membránou, a jejich DNA je stočená do kruhu bez volných konců.

Prokaryota jsou haploidní (mají jen jednu sadu chromozomů) a neumí mitózu ani meiózu. Rozmnožují se jednoduchým zdvojením DNA a rozdělením na dvě dceřiné buňky. Mají buněčnou stěnu a někdy i další struktury jako bičíky nebo fimbrie.

Základní tvary jsou koky (kulaté) a bacily (tyčinkovité). Podle uspořádání rozeznáváme diplokoky (dvojice), streptokoky (řetízky) nebo stafylokoky (hrozny).

Tip: Nukleoid si představ jako "volně plavající" DNA bez jaderného obalu!

Bakterie - rozmanitost a rozmnožování

Bakterie jsou všudypřítomné mikroorganismy schopné samostatné existence. Jejich velikost se pohybuje v mikrometrech $0,1-10 μm$ a mají různorodé tvary - od jednoduchých koků až po spirály.

Podle výživy jsou heterotrofní (využívají organické látky), autotrofní (vytvářejí organické látky ze CO₂) nebo mixotrofní. Podle potřeby kyslíku rozlišujeme aerobní, anaerobní nebo fakultativně aerobní bakterie.

Rozmnožování probíhá hlavně binárním dělením (nepohlavní způsob). Existuje ale i konjugace (výměna částí chromozomů mezi bakteriemi) a transdukce (přenos genů pomocí virů).

Zajímavost: Bakterie dokáží přežít i v extrémních podmínkách - v horké lávě i v arktickém ledu!

Význam bakterií a sinice

Bakterie mají obrovský průmyslový význam. Využívají se při kvašení (výroba sýrů, jogurtů), čištění odpadních vod a v genním inženýrství pro syntézu inzulínu. Některé jsou ale patogenní a způsobují nemoci.

Sinice jsou speciální skupina fotoautotrofních bakterií. V tylakoidech mají chlorofyl a provádějí fotosyntézu jako rostliny. Jejich zásobní látka je sinicový škrob místo normálního škrobu.

Při přehnojení vod (eutrofizaci) se sinice přemnoží a vytvoří vodní květ. To je ekologický problém, protože spotřebovávají kyslík a otrávají vodu toxiny.

Antibiotika jsou chemické látky, které zastavují množení bakterií. Na rozdíl od antiseptik (používají se na povrchu těla) se antibiotika užívają uvnitř organismu.

Ekologie: Bez bakterií by se organické zbytky nerozložily a život by na Zemi zanikl!

Důležité pojmy a definice

HIV je retrovirus způsobující AIDS, zatímco viroidy jsou jen RNA bez kapsidy napadající rostliny. Priony jsou nejpodivnější - infekční proteiny bez nukleové kyseliny ničící mozek.

Epidemie znamená neobvykle vysoký výskyt nemoci v určitém místě a čase. Když se rozšíří na více kontinentů, mluvíme o pandemii. Inkubační doba je čas od nákazy do prvních příznaků.

Biotechnologie a genní inženýrství využívají mikroorganismy k pozměňování vlastností jiných organismů. Nitrogenní bakterie přeměňují vzdušný dusík na sloučeniny, které mohou využívat rostliny.

Budoucnost: Biotechnologie s bakteriemi a viry bude stále důležitější pro medicínu i průmysl!