EBOOKI WYDAWCY
Redakcja:
Wydawca:
Format:
pdf, ibuk
Nowe, drugie zaktualizowane wydanie jedynego na rynku polskim podręcznika akademickiego, w którym są omówione na poziomie molekularnym zagadnienia związane z budową, fizjologią i genetyką bakterii, ich oddziaływaniem na komórki eukariotyczne oraz budową bakteriofagów i ich działaniem na bakterie.
Rozdział 1 poświęcony jest taksonomii bakterii, następnie omówiono bardzo szczegółowo budowę komórki bakteryjnej, co stanowi podstawę do dalszych rozdziałów. W rozdziale dotyczącym metabolizmu szczególny nacisk położono na fizjologię. Trzy następne rozdziały dotyczą problemów związanych z genetyką bakterii, m.in. powielanie materiału genetycznego, zmienność genetyczna, i obejmują zarówno informacje podstawowe, jak i najnowsze odkrycia. Omówiono wirusy bakteryjne (bakteriofagi), a także molekularne mechanizmy bakteryjnej patogenezy. Podręcznik jest bogato ilustrowany.
Książka przeznaczona dla studentów biologii (mikrobiologia ogólna, fizjologia bakterii, genetyka bakterii), biotechnologii, ochrony środowiska uniwersytetów, akademii rolniczych, akademii pedagogicznych i politechnik; weterynarii; akademii medycznych (mikrobiologia lekarska, farmacja, analityka medyczna) oraz doktorantów i pracowników naukowych.
Rok wydania | 2016 |
---|---|
Liczba stron | 544 |
Kategoria | Biologia molekularna |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-18183-3 |
Numer wydania | 2 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
EBOOKI WYDAWCY
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
NAJWAŻNIEJSZE STOSOWANE SKRÓTY XI | |
1. POZYCJA FILOGENETYCZNA BAKTERII I ZASADY ICH TAKSONOMII | 1 |
Wprowadzenie | 1 |
1.1. Prokarioty i eukarioty | 1 |
1.1.1. Miejsce bakterii we wczesnych systemach klasyfikacji organizmów | 2 |
1.1.2. Trzy domeny świata żywego i „uniwersalne drzewo życia”, pozycja filogenetyczna bakterii według koncepcji Woesego | 2 |
1.2. Ogólna charakterystyka domen | 3 |
1.2.1. Bacteria i Archaea – podobieństwa i różnice | 4 |
1.3. Klasyfikacja i nazewnictwo bakterii | 6 |
1.3.1. Koncepcja gatunku u prokariotów | 6 |
1.3.2. Zasady nazewnictwa | 8 |
1.3.3. Najważniejsze typy i klasy taksonomiczne bakterii | 8 |
1.4. Metody identyfikacji i klasyfikacji bakterii i archeonów | 10 |
1.4.1. Analizy fenotypowe | 10 |
1.4.2. Analizy DNA | 11 |
1.4.3. Analiza porównawcza białek | 15 |
1.5. Bakterie i archeony w dobie metagenomiki | 15 |
1.6. Bergey’s manual of systematic bacteriology i The prokaryotes | 16 |
Literatura uzupełniająca | 16 |
2. BUDOWA I FUNKCJE KOMÓRKI BAKTERYJNEJ | 18 |
Wprowadzenie | 18 |
2.1. Morfologia i cykle życiowe bakterii | 18 |
2.1.1. Kształt bakterii i układy komórek | 19 |
2.1.2. Cykle życiowe bakterii | 20 |
2.2. Barwienie Grama – bakterie gramdodatnie i gramujemne | 20 |
2.3. Cytozol i jego elementy składowe | 23 |
2.3.1. Rybosomy | 23 |
2.3.2. Białka cytoszkieletu | 23 |
2.3.3. Materiały zapasowe | 27 |
2.3.4. Magnetosomy | 29 |
2.3.5. Karboksysomy i enterosomy | 30 |
2.3.6. Przedziały komórkowe u przedstawicieli Planctomycetes | 31 |
2.3.7. Pęcherzyki gazowe | 33 |
2.3.8. Systemy błon wewnątrzcytoplazmatycznych u bakterii | 33 |
2.4. Budowa i funkcje osłon bakteryjnych | 33 |
2.4.1. Błona cytoplazmatyczna | 33 |
2.4.2. Udział białek błony cytoplazmatycznej w procesach energetycznych | 35 |
2.4.3. Procesy transportu przez błonę cytoplazmatyczną | 37 |
2.4.4. Antybiotyki działające na błonę cytoplazmatyczną | 41 |
2.4.5. Przestrzeń peryplazmatyczna | 42 |
2.4.6. Mureina ściany komórkowej | 46 |
2.4.7. Polimery związane z mureiną | 51 |
2.4.8. Bakterie pozbawione sakulusa | 57 |
2.4.9. Błona zewnętrzna bakterii gramujemnych | 59 |
2.4.10. Warstwa S | 66 |
2.4.11. Białka amyloidalne | 68 |
2.4.12. Otoczki bakteryjne | 68 |
2.4.13. Biosynteza związków budujących osłony komórkowe bakterii | 72 |
2.5. Struktury zewnątrzkomórkowe | 81 |
2.5.1. Rzęski i chemotaksja | 81 |
2.5.2. Inne sposoby poruszania się bakterii | 86 |
2.5.3. Fimbrie | 88 |
2.5.4. Celulosomy | 90 |
2.5.5. Pęcherzyki błonowe | 90 |
2.5.6. Fibryle | 92 |
2.5.7. Spinae | 92 |
2.6. Formy przetrwalnikowe bakterii | 93 |
2.6.1. Endospory | 93 |
2.6.2. Inne formy przetrwalnikowe | 95 |
2.7. Wielokomórkowe społeczności bakteryjne | 96 |
2.7.1. Biofilmy | 97 |
2.7.2. Maty mikroorganizmów | 100 |
Literatura uzupełniająca | 101 |
3. METABOLIZM | 103 |
Wprowadzenie | 103 |
3.1. Ogólna charakterystyka metabolizmu | 104 |
3.1.1. Typy pokarmowe | 104 |
3.1.2. Pierwiastki biogenne | 105 |
3.1.3. Azot | 106 |
3.1.4. Siarka | 114 |
3.1.5. Fosfor | 116 |
3.1.6. Czynniki wzrostowe | 117 |
3.2. Metabolizm chemoorganoheterotrofów | 117 |
3.2.1. Rozkład polimerów | 117 |
3.2.2. Wykorzystanie węglowodorów alifatycznych i związków aromatycznych | 123 |
3.2.3. Glikoliza | 125 |
3.2.4. Szlak heksozomonofosforanowy | 128 |
3.2.5. Szlak Entnera–Doudoroffa | 128 |
3.2.6. Cykl kwasu cytrynowego | 130 |
3.2.7. Cykl glioksalowy | 132 |
3.2.8. Fermentacje – fosforylacja substratowa i endogenne akceptory elektronów | 133 |
3.3. Metabolizm chemolitotrofów | 139 |
3.3.1. Nitryfikacja i anamoks | 140 |
3.3.2. Utlenianie związków siarki | 145 |
3.3.3. Metabolizm wodoru | 150 |
3.3.4. Utlenianie tlenku węgla | 152 |
3.3.5. Bakterie utleniające żelazo | 153 |
3.3.6. Wykorzystanie innych związków nieorganicznych w metabolizmie chemolitotroficznym | 154 |
3.4. Metabolizm fototrofów | 155 |
3.4.1. Barwniki uczestniczące w fotosyntezie | 156 |
3.4.2. Bakterie fototroficzne | 159 |
3.4.3. Fotosynteza anoksygenna | 159 |
3.4.4. Fotosynteza oksygenna | 165 |
3.4.5. Inny sposób wykorzystania światła przez bakterie | 167 |
3.5. Metabolizm tlenowy i beztlenowy | 168 |
3.5.1. Metabolizm tlenowy | 168 |
3.5.2. Oddychanie | 171 |
3.5.3. Oddychanie beztlenowe | 173 |
3.5.4. Inne sposoby generowania siły protonomotorycznej | 182 |
3.6. Asymilacja dwutlenku węgla i metabolizm związków C1 | 183 |
3.6.1. Cykl Calvina | 183 |
3.6.2. Redukcyjny cykl kwasów trikarboksylowych | 186 |
3.6.3. Redukcyjny szlak acetylo-CoA (szlak Ljungdahla–Wooda) | 187 |
3.6.4. Szlak 3-hydroksypropionowy | 189 |
3.6.5. Metylotrofia – wykorzystanie związków C1 | 190 |
3.6.6. Asymilacja węgla u metylotrofów | 193 |
Literatura uzupełniająca | 197 |
4. CHROMOSOM BAKTERYJNY | 198 |
Wprowadzenie | 198 |
4.1. Struktura genomów bakteryjnych | 198 |
4.2. Struktura chromosomu bakteryjnego | 201 |
4.2.1. Podwójna helisa | 201 |
4.2.2. Forma kolista, kowalencyjnie zamknięta i forma liniowa | 202 |
4.2.3. Superhelisa | 203 |
4.2.4. Pofałdowany chromosom | 203 |
4.2.5. Białka histonopodobne, budowa i funkcja | 204 |
4.3. Replikacja chromosomu | 206 |
4.3.1. Podstawowe reguły replikacji | 206 |
4.3.2. Inicjacja replikacji | 208 |
4.3.3. Elongacja replikacji | 211 |
4.3.4. Terminacja replikacji i segregacja chromosomów | 214 |
4.3.5. Antybiotyki hamujące syntezę DNA | 216 |
4.4. Rekombinacja homologiczna | 217 |
4.4.1. Typy rekombinacji u bakterii i podstawowe warunki wymagane do zajścia rekombinacji homologicznej | 217 |
4.4.2. Modele rekombinacji homologicznej | 218 |
4.4.3. Molekularny mechanizm rekombinacji homologicznej | 219 |
4.4.4. Rola rekombinacji homologicznej w naprawie DNA | 222 |
4.4.5. Związek między rekombinacją homologiczną i replikacją | 222 |
4.5. Zmienność mutacyjna | 224 |
4.5.1. Typy mutacji, kryteria klasyfikacji | 224 |
4.5.2. Mutacje spontaniczne | 225 |
4.5.3. Mutacje indukowane | 226 |
4.5.4. Supresja mutacji | 228 |
4.6. Naprawa uszkodzeń DNA | 230 |
4.6.1. Prosta rewersja błędu | 230 |
4.6.2. Naprawa przez wycinanie | 231 |
4.6.3. Naprawa rekombinacyjna | 234 |
4.6.4. Regulon SOS | 235 |
Literatura uzupełniająca | 236 |
5. EKSPRESJA GENÓW | 237 |
Wprowadzenie | 237 |
5.1. Transkrypcja | 237 |
5.1.1. Transkrypcyjna organizacja bakteryjnego DNA – operony | 238 |
5.1.2. Rodzaje RNA, ich funkcje w komórce | 238 |
5.1.3. Polimeraza RNA | 240 |
5.1.4. Inicjacja transkrypcji i jej regulacja | 243 |
5.1.5. Elongacja transkrypcji i jej regulacja | 249 |
5.1.6. Terminacja transkrypcji i jej regulacja | 250 |
5.1.7. Potranskrypcyjna modyfikacja RNA i jego stabilność | 256 |
5.1.8. Antybiotyki hamujące transkrypcję | 257 |
5.2. Translacja | 257 |
5.2.1. Budowa rybosomów i ich rola w syntezie białek | 258 |
5.2.2. Inicjacja translacji i jej regulacja | 259 |
5.2.3. Elongacja translacji i jej regulacja | 260 |
5.2.4. Terminacja translacji | 261 |
5.2.5. Aminoacylacja tRNA | 262 |
5.2.6. Kod genetyczny | 262 |
5.2.7. Fałdowanie się białek i udział białek opiekuńczych w tym procesie | 264 |
5.2.8. Potranslacyjna obróbka i degradacja białek | 266 |
5.2.9. Antybiotyki hamujące syntezę białek | 268 |
5.3. Globalne systemy regulacji ekspresji genów | 269 |
5.3.1. Regulon cAMP–CRP | 270 |
5.3.2. Regulon azotowy | 272 |
5.3.3. Regulon szoku cieplnego | 275 |
5.3.4. Odpowiedź ścisła | 277 |
5.4. Ryboregulacja | 279 |
5.4.1. Znaczenie ryboregulacji w kontroli ekspresji genów | 279 |
5.4.2. Antysensowny sRNA kodowany w pozycji cis | 279 |
5.4.3. Regulatorowy sRNA kodowany w pozycji trans | 281 |
5.4.4. sRNA wiążący białka i sRNA dwufunkcyjny | 281 |
5.4.5. Rola białka Hfq w ryboregulacji | 282 |
5.4.6. Ryboprzełączniki | 282 |
Literatura uzupełniająca | 284 |
6. RUCHOME ELEMENTY GENETYCZNE BAKTERII I HORYZONTALNY TRANSFER GENÓW | 285 |
Wprowadzenie | 285 |
6.1. Plazmidy bakteryjne | 285 |
6.1.1. Definicja plazmidu | 285 |
6.1.2. Struktura cząsteczki plazmidu | 287 |
6.1.3. Standardowa charakterystyka, klasyfikacja i nazewnictwo plazmidów | 289 |
6.1.4. Replikacja plazmidów | 290 |
6.1.5. Regulacja procesu replikacji | 298 |
6.1.6. Mechanizmy zapobiegające utracie plazmidów przez komórki bakteryjne | 301 |
6.1.7. Molekularne podstawy niezgodności plazmidów i zakresu gospodarzy | 304 |
6.1.8. Funkcje fenotypowe bakterii determinowane przez plazmidy | 306 |
6.2. Elementy transpozycyjne | 312 |
6.2.1. Transpozony I grupy | 315 |
6.2.2. Transpozony II grupy | 317 |
6.2.3. Nieautonomiczne TE i kasety transpozycyjne | 319 |
6.2.4. Bakteriofag Mu | 320 |
6.2.5. Regulacja częstości transpozycji | 320 |
6.2.6. Rodzaje zmian w DNA wywołanych transpozycją | 322 |
6.3. Elementy integrujące z DNA | 323 |
6.3.1. Klasyfikacja i nazewnictwo elementów integrujących z DNA | 323 |
6.3.2. Struktura genetyczna i właściwości Tn916 | 324 |
6.3.3. Integrony i kasety genowe | 326 |
6.4. Mobilne introny i inteiny | 328 |
6.4.1. Introny I grupy | 328 |
6.4.2. Introny II grupy | 328 |
6.4.3. Inteiny | 330 |
6.5. Ruchome elementy genetyczne o hybrydowej strukturze | 330 |
6.6. Wyspy genomowe | 331 |
6.7. Rola ruchomych elementów genetycznych w horyzontalnym transferze genów | 332 |
6.8. Mechanizmy horyzontalnego transferu genów | 333 |
6.8.1. Koniugacja | 334 |
6.8.2. Transformacja bakteryjna | 346 |
6.8.3. Transdukcja | 349 |
6.8.4. Inne mechanizmy HGT | 352 |
6.9. Bariery horyzontalnego transferu genów | 354 |
6.9.1. Systemy restrykcji i modyfikacji | 354 |
6.9.2. Systemy CRISPR | 355 |
6.10. Wpływ HGT na zmienność i ewolucję bakterii | 357 |
Literatura uzupełniająca | 358 |
7. BAKTERIOFAGI | 359 |
Wprowadzenie | 359 |
7.1. Taksonomia i nazewnictwo bakteriofagów | 359 |
7.2. Budowa cząstek fagowych | 363 |
7.2.1. Cząstki o strukturze helikalnej | 363 |
7.2.2. Cząstki o strukturze izometrycznej | 363 |
7.2.3. Cząstki o złożonej strukturze wirionu | 363 |
7.3. Organizacja i struktura genomowych kwasów nukleinowych | 364 |
7.3.1. Bakteriofagi typu (+)RNA | 365 |
7.3.2. Bakteriofagi posiadające jako genom dwuniciowy RNA | 365 |
7.3.3. Struktura i organizacja genetyczna genomu bakteriofagów typu DNA | 366 |
7.4. Namnażanie się bakteriofagów | 370 |
7.4.1. Etapy procesu namnażania | 370 |
7.4.2. Adsorpcja i penetracja | 370 |
7.4.3. Losy DNA fagowego w komórce | 372 |
7.5. Ekspresja materiału genetycznego bakteriofagów | 374 |
7.5.1. Ekspresja materiału genetycznego prokariotycznych wirusów typu (+)RNA | 374 |
7.5.2. Ekspresja materiału genetycznego faga dsRNA | 375 |
7.5.3. Regulacja ekspresji genomu bakteriofagów typu DNA | 376 |
7.5.4. Ekspresja genów bakteriofagów zawierających genom w postaci ssDNA | 376 |
7.5.5. Ekspresja genów bakteriofagów zawierających genom w postaci dsDNA | 378 |
7.6. Replikacja genomów bakteriofagów | 387 |
7.6.1. Replikacja genomowego RNA o dodatniej polarności | 387 |
7.6.2. Replikacja DNA bakteriofagów | 388 |
7.6.3. Replikacja DNA fagów posiadających jako genom ssDNA | 390 |
7.6.4. Replikacja DNA fagów posiadających jako genom dsDNA | 392 |
7.7. Składanie i dojrzewanie cząstek bakteriofagów | 397 |
7.7.1. Składanie bakteriofagów o strukturze helikalnej i izometrycznej | 397 |
7.7.2. Składanie bakteriofagów o złożonej strukturze | 398 |
7.8. Uwalnianie cząstek fagowych z komórki | 400 |
7.9. Zastosowanie i rola bakteriofagów | 401 |
7.9.1. Zastosowanie bakteriofagów w technice phage display | 401 |
7.9.2. Zastosowanie bakteriofagów w leczeniu zakażeń bakteryjnych (terapia fagowa) | 401 |
7.9.3. Rola bakteriofagów w patogenności bakterii | 402 |
Literatura uzupełniająca | 403 |
8. MOLEKULARNE PODSTAWY BAKTERYJNEJ PATOGENEZY | 404 |
Wprowadzenie | 404 |
8.1. Choroby infekcyjne | 405 |
8.1.1. Definicje, klasyczne i molekularne postulaty Kocha | 405 |
8.1.2. Zachorowalność, śmiertelność | 406 |
8.2. Zmienność genomów bakterii patogennych | 408 |
8.2.1. Horyzontalny transfer genów | 408 |
8.2.2. Globalne mutatory | 409 |
8.2.3. Rearanżacje genomów | 410 |
8.2.4. Analizy porównawcze genomów; pangenomy bakterii patogennych | 410 |
8.2.5. Analizy porównawcze transkryptomów | 415 |
8.3. Projekt HMP – Human Microbiome Project | 416 |
8.4. Przezwyciężanie mechanizmów obronnych organizmu gospodarza | 417 |
8.4.1. Mechanizmy obronne we wrotach zakażenia (skóra i błony śluzowe) | 418 |
8.4.2. Mechanizmy nieswoiste działające na poziomie krwi i tkanek | 419 |
8.4.3. Peptydy antybakteryjne | 426 |
8.4.4. Mechanizmy swoiste | 427 |
8.5. Sekrecja czynników wirulencji | 428 |
8.5.1. Białka powierzchniowe bakterii gramdodatnich | 429 |
8.5.2. Sekrecja czynników wirulencji bakterii gramujemnych | 430 |
8.5.3. Systemy sekrecji typu VII charakterystyczne dla bakterii rodzajów Mycobacterium i Corynebacterium | 440 |
8.5.4. Pęcherzyki błonowe – MV i OMV | 440 |
8.5.5. Niesklasyfikowane systemy sekrecji (ang. non classically secreted) | 441 |
8.6. Adhezja | 441 |
8.6.1. Mediatory adhezji – fimbrie | 442 |
8.6.2. Adhezyny niefimbrylarne | 443 |
8.6.3. Procesy adhezji w jamie ustnej | 444 |
8.6.4. Skutki procesów adhezji | 446 |
8.7. Patogeny wewnątrzkomórkowe | 447 |
8.7.1. Wykorzystanie białek G (GTPaz) | 448 |
8.7.2. Wpływ wewnątrzkomórkowych patogenów na procesy ubikwitynacji białek gospodarza – rola w patogenezie | 449 |
8.7.3. Inwazyjność bakterii rodzaju Salmonella | 449 |
8.7.4. Inwazyjność bakterii rodzaju Shigella | 453 |
8.7.5. Oddziaływanie enteropatogennych Escherichia coli z komórkami nabłonkowymi | 456 |
8.8. Modulacja procesów przeżywalności komórek eukariotycznych przez bakterie patogenne | 460 |
8.8.1. Salmonella | 461 |
8.8.2. Helicobacter pylori | 463 |
8.9. Regulacja wytwarzania czynników wirulencji | 464 |
8.9.1. Zmienność antygenowa, zmienność fazowa | 464 |
8.9.2. Regulacja ekspresji genów kodujących czynnik wirulencji przez czynniki środowiska na poziomie transkrypcji | 468 |
8.9.3. Regulacja syntezy czynników wirulencji na poziomie RNA (małe RNA, ryboprzełączniki, antysensowne RNA) | 473 |
8.9.4. Przykłady kaskadowej regulacji ekspresji genów kodujących czynniki wirulencji | 474 |
8.10. Toksyny bakteryjne | 477 |
8.10.1. Egzotoksyny | 478 |
Literatura uzupełniająca | 482 |
SŁOWNICZEK | 484 |
SKOROWIDZ | 496 |