Medical örverufræði I: meinvaldar og örverur úr mönnum

By Allen Kuslovic, Andreas Vanilssen and Rogers Nilstrem

Það eru nokkrar leiðir þar sem sýkla getur ráðist á her. Helstu leiðir hafa mismunandi tímaramma en jarðvegur hefur lengsta eða viðvarandi möguleika til að haga sjúkdómsvaldi. Sjúkdómar hjá mönnum sem orsakast af smitandi lyfjum eru þekktir sem sjúkdómsvaldandi sjúkdómar. Mannlegt örveruefni er samanlagður allra microbiota sem eru búsettir í eða innan mannavefja og lífflæði ásamt tilheyrandi líffærafræðilegum stöðum þar sem þeir eru búsettir, þar á meðal húð, brjóstkirtlar, fylgju, mænuvökvi, leg, eggbú eggbús, lunga, munnvatn, slímhúð í munni, tárubólga, gallvegur og meltingarvegur. Innihald þessarar bókar: Sjúkdómsvaldur, prion, veira, meinvaldandi bakteríur, sveppur, meinafræðilegur sveppur, sníkjudýr manna, frumdýr, sníkjudýr ormur, listi yfir sníkjudýr á menn, klínísk örverufræði, víxlverkun milliverkana, smitsjúkdómur, listi yfir smitsjúkdóma, sýkingar í tengslum við sjúkdóma, microbiota örverukerfi manna, örveruverkefni manna, tilgáta um líffræðilegan fjölbreytileika um heilsufar, upphafleg öflun microbiota, mannleg viróm, meltingarfæri í mönnum microbiota, Þarmarás, geðrofslyf, þol gegn nýlendu, flóru í húð, flóru í leggöngum, leggisflóra á meðgöngu, Listi yfir bakteríusjúkdóm af völdum baktería microbiota, microbiota örveru í fylgju, microbiota örveru í brjóstamjólk, lífríki í microbiota munni, microbiota munnsogstór sýru, lunga microbiota, Listi yfir manna microbiota, Probiotic, Probiotics hjá börnum, Psychobiotic, Bacillus clausii, Postbiotic, Proteobiotics, Synbiotics, Bacillus coagulans, Bacterial vaginosis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum 2, Botryosphaeran, Clostridium butyricum, Escherichia coli Nissle 1917, Gal4 umritunarstuðull, Ganeden, Lactinex, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus crispatus .
Authors: Allen Kuslovic, Andreas Vanilssen, Rogers Nilstrem

• Language: Íslenska
• Publisher: Cambridge Stanford Books
• Release date: Sep 24, 2020
• ISBN: 9781005592257

Book preview

Læknisfræðileg örverufræði

Medical örverufræði, stóra hluti örverufræði sem er beitt á læknisfræði, er grein læknavísinda sem varða forvarnir, greiningu og meðferð smitsjúkdóma. Ennfremur rannsakar þetta vísindasvið ýmsar klínískar notkun örvera til að bæta heilsu. Það eru fjórar tegundir af örverum sem valda smitsjúkdómi: bakteríur, sveppir, sníkjudýr og vírusar og ein tegund smitandi próteina sem kallast prion.

Læknisfræðilegur örverufræðingur rannsakar einkenni sýkla, smitleiðir þeirra, smitunarhætti og vöxt. Með því að nota þessar upplýsingar er hægt að móta meðferð. Læknisfræðilegir örverufræðingar þjóna oft sem ráðgjafar fyrir lækna, veita auðkenningu sýkla og benda til meðferðarúrræða. Önnur verkefni geta falið í sér að bera kennsl á hugsanlega heilsufarsáhættu fyrir samfélagið eða fylgjast með þróun hugsanlegra meinvirkra eða ónæmra stofna af örverum, fræða samfélagið og aðstoða við hönnun heilsuhátta. Þeir geta sömuleiðis hjálpað til við að koma í veg fyrir eða hafa stjórn á faraldri og uppkomu sjúkdóms. Ekki allir læknar örverufræðingar rannsaka örverueinafræði; sumar rannsaka algengar tegundir sem ekki eru smitandi til að ákvarða hvort nota megi eiginleika þeirra til að þróa sýklalyf eða aðrar meðferðaraðferðir.

Faraldsfræði, rannsókn á mynstrum, orsökum og áhrifum heilsu og veikinda hjá íbúum, er mikilvægur þáttur í læknisfræðilegri örverufræði, þrátt fyrir klíníska eiginleika sviðsins beinist í grundvallaratriðum að nærveru og vexti örverusýkinga hjá einstaklingum, áhrif þeirra á mannslíkamann og aðferðir við að meðhöndla þessar sýkingar. Í þessu samhengi er hægt að skipta öllu þessu sviði, sem hagnýtum vísindum, í huglægar og klínískar undirgreinar, þrátt fyrir í raun og veru er flæði samfellu milli örverufræði í lýðheilsu og greiningar læknisfræðinnar örverufræði, rétt eins og nútímans. á klínískum rannsóknarstofum er háð stöðugum endurbótum á fræðilegum lækningum og rannsóknarstofum.

Algengir smitandi smitsjúkdómar

Bakteríur

Streptococcal kokbólga

Chlamydia

Taugaveiki

Berklar

Veiru

Rotavirus

Lifrarbólga C

Mannleg papillomavirus ( HPV)

Sníkjudýr

Malaría

Giardia lamblia

Toxoplasma gondii

Sveppir

Candida

Histoplasmosis

Orsakir og smitsjúkdómar

Sýkingar geta stafað af bakteríum, es, sveppum og sníkjudýrum. Sjúkdómsvaldið sem veldur sjúkdómnum getur verið utanaðkomandi (fengið frá utanaðkomandi uppruna; umhverfis, dýra eða annars fólks, td inflúensu) eða innræns (frá venjulegri flóru td Candidiasis).

Síðan sem örvera fer í líkamann er vísað til gáttarinnar. Meðal þeirra eru öndunarfærin, meltingarvegurinn, kynfærin, húðin og slímhúðin. Aðgangsgátt fyrir ákveðna örveru er aðallega háð því hvernig hún ferðast frá náttúrulegu umhverfi sínu til vélarinnar.

Það eru ýmsar leiðir sem hægt er að smita á milli einstaklinga. Má þar nefna:

Bein snerting - Að snerta sýktan gestgjafa, þar með talið kynferðislegt samband

Óbein snerting - Snerting á menguðu yfirborði

Snerting dropa - Hósti eða hnerri

Fecal – oral inntöku - Inntaka mengaðan mat eða vatnsból

Loftsending - meinvörp með gró

Vektarsending - Lífvera sem veldur ekki sjálfum sér mein en sendir smit með því að flytja sýkla frá einum hýsa til annars

Fomite sending - Dáinn hlutur eða efni sem getur borið smitandi gerla eða sníkjudýr

Umhverfismál - sýking af völdum sjúkrahúsa (neffrumusýking)

Eins og aðrir sjúkdómsvaldar nota þeir þessar smitunaraðferðir til að komast inn í líkamann, en þær eru mismunandi að því leyti að þær verða sömuleiðis að fara inn í raunverulegar frumur hýsilsins. Þegar búið er að fá aðgang að frumum hýsilsins verður að setja erfðaefnið (RNA eða DNA) í frumuna. Endurtekning á milli er mjög breytileg og fer eftir tegund gena sem taka þátt í þeim. Flest DNA sameinast í kjarna hins vegar flest RNA þróast eingöngu í umfrymi.

Fyrirkomulag smits, útbreiðslu og þrautseigju í frumum hýsilsins skiptir sköpum fyrir lifun þess. Svo sem eins og að sumir sjúkdómar, til dæmis mislingar, noti stefnu þar sem hún verður að dreifast til fjölda allsherja. Í þessum tegundum veirusýkinga er sjúkdómurinn oft meðhöndlaður með eigin ónæmissvörun líkamans og þess vegna þarf að dreifa honum til nýrra vélar áður en því er eytt með ónæmisfræðilegu ónæmi eða hýsil death. Sum smitandi lyf, til dæmis Feline leukemia, geta staðist ónæmissvörun og eru fær um að ná langtíma búsetu innan einstakra hýsiliða, en halda samt getu til að dreifa sér í röð allsherjar.

Greiningarpróf

Auðkenning smitandi lyfs fyrir minniháttar sjúkdóm getur verið eins einföld og klínísk framsetning; til dæmis meltingarvegi og húðsýkingar. Til þess að gera menntað mat á því hver örvera gæti valdið orsökinni þarf að huga að faraldsfræðilegum þáttum; til dæmis líkur sjúklings á útsetningu fyrir grun um lífveru og nærveru og algengi örverustofns í samfélagi.

Greining smitsjúkdóms er næstum alltaf hafin með því að hafa samráð við sjúkrasögu sjúklingsins og framkvæma læknisskoðun. Ítarlegri auðkennisaðferðir fela í sér örveruuppskeru, smásjá, lífefnafræðilegar prófanir og arfgerð. Önnur sjaldgæfari tækni (svo sem röntgengeislar, CAT skannar, PET skannar eða NMR) eru notaðar til að framleiða myndir af innri frávikum sem stafa af vexti smitandi lyfs.

Örveruuppskera

Örverufræðileg ræktun er aðal aðgerðin sem notuð er til að einangra smitsjúkdóm til rannsókna á rannsóknarstofunni. Vefjasýni eða vökvasýni eru prófuð á nærveru ákveðins sýkla, sem er ákvörðuð með vexti í sértækum eða mismunadrifnum.

Þrjár helstu tegundir miðla sem notaðir eru til að prófa eru:

Fast uppskera: Stofið yfirborð skapast með blöndu af næringarefnum, söltum og agar. Stak örvera á agarplötu getur síðan vaxið í þyrpingar (einrækt þar sem frumur eru eins hver annarri) sem innihalda þúsundir frumna. Þetta er í grundvallaratriðum notað til að rækta bakteríur og sveppi.

Fljótandi ræktun: Frumur eru ræktaðar í fljótandi miðli. Örveruvöxtur ræðst af þeim tíma sem það tekur vökvann að mynda kolloidal sviflausn. Þessi tækni er notuð til að greina sníkjudýr og greina mycobacteria .

Frumurækt: Mannrækt eða dýrafrumur ræktaðar smitast af örverunni sem vekur áhuga. Þessar uppskerur eru síðan gerðar til að ákvarða áhrif örverunnar á frumurnar. Þessi tækni er notuð til að auðkenna.

Smásjá

Uppskerutækni mun oft nota smásjárskoðun til að hjálpa við að bera kennsl á örveruna. Nota má tæki svo sem samsett ljós smásjá til að meta mikilvæga þætti lífverunnar. Þetta er hægt að framkvæma strax eftir að sýnið er tekið frá sjúklingnum og er notað í tengslum við lífefnafræðilega litunartækni, sem gerir kleift að leysa frumueiginleika. Rafeindasmásjá og flúrljómun smásjá eru einnig notuð til að fylgjast nánar með örverum til rannsókna.

Lífefnafræðileg próf

Hægt er að nota skjót og tiltölulega einföld lífefnafræðileg próf til að finna smitefni. Til að bera kennsl á bakteríur er notkun efnaskipta eða ensím eiginleika einkennd af þeirri ástæðu að geta þeirra til að gerja kolvetni í mynstri sem eru einkennandi fyrir ætt þeirra og tegundir. Sýrur, alkóhól og lofttegundir greinast oft í þessum prófum þegar bakteríur eru ræktaðar í sérhæfðum vökva eða föstu miðli, eins og getið er hér að ofan. Til að framkvæma þessar prófanir í einu og öllu eru sjálfvirkar vélar notaðar. Þessar vélar framkvæma margar lífefnafræðilegar prófanir samtímis og nota kort með nokkrum borholum sem innihalda mismunandi vökvaþurrð efni. Örveran sem vekur áhuga mun bregðast við hverju efni í tilteknu ferli og hjálpa til við að bera kennsl á það.

Sermisaðferðir eru mjög viðkvæmar, sértækar og oft mjög hröð rannsóknarstofuprófanir sem notaðar eru til að finna ólíkar tegundir örvera. Prófin eru byggð á getu mótefnis til að bindast sérstaklega mótefnavaka. Mótefnavakinn (venjulega prótein eða kolvetni framleitt af smitandi efni) er bundið af mótefninu, sem gerir kleift að nota þessa tegund prófa fyrir aðrar lífverur en bakteríur. Þessi binding setur síðan af stað atburðarás sem auðvelt er að fylgjast með og endanlega, allt eftir prófinu. Fleiri complex sermatækni eru þekkt sem ónæmisgreiningar. Með því að nota svipaðan grunn og lýst er hér að ofan geta ónæmisgreiningar leitt í ljós eða mæld mótefnavaka frá annað hvort smitandi efnum eða próteinum sem myndast af sýktum her sem svar við sýkingunni.

Pólýmerasa keðjuverkun

Pólýmerasa keðjuverkun( PCR) eru mest sameindartækni sem oftast er notuð til að sýna og rannsaka örverur. Í samanburði við aðrar aðferðir, er röð og athugun endanleg, áreiðanleg, nákvæm og fljótleg. Í dag er megindleg PCR aðal tækni notuð, þar sem þessi aðgerð veitir hraðari gögn samanborið við venjulega PCR próf. Svo sem eins og hefðbundnar PCR aðferðir krefjast notkunar gel electrophoresis til að mynda magnaða DNA sameindir eftir að hvarfinu er lokið. Magn PCR þarf ekki þetta, þar sem staðfesta röðin notast við flúrljómun og rannsaka til að sýna DNA sameindir þegar verið er að magna þær. Ennfremur að þessu leyti, fjarlægir megindleg PCR sömuleiðis hættuna á mengun sem getur orðið við venjulegar PCR aðgerðir (flutningur PCR vöru í síðari PCR). Annar kostur þess að nota PCR til að sýna og rannsaka örverur er að DNA röð nýuppgötvaða smitandi örvera eða stofna er hægt að bera saman við þá sem þegar eru skráðir í gagnagrunna, sem aftur hjálpar til við að auka skilning á því hver lífveran veldur smitandi veikindi og þar af leiðandi hvaða mögulegu meðferðaraðferðir væri hægt að nota. Þessi tækni er núverandi staðall til að greina veirusýkingar td AIDS og lifrarbólgu.

Meðferðir

Þegar sýking hefur verið greind og greind, verður læknirinn og ráðgefandi læknir örverufræðinga að meta viðeigandi meðferðarúrræði. Sumar sýkingar er hægt að meðhöndla með eigin ónæmisbundinni röð líkamans, en alvarlegri sýkingar eru meðhöndlaðar með örverueyðandi lyfjum. Bakteríusýkingar eru meðhöndlaðar með sýklalyfjum (oft kölluð sýklalyfjum) í mótsögn við sveppasýkingum og veirusýkingum er meðhöndlað með sveppalyfjum og vírusvarnarlyfjum. Víðtækur flokkur lyfja þekktur sem geðrofslyf eru notuð til að meðhöndla sníklasjúkdóma.

Læknisfræðilegir örverufræðingar gera ráðleggingar til meðferðar til læknis sjúklingsins á grundvelli stofns örvera og sýklalyfjaónæmi hans, sýkingarstaðnum, hugsanlegum eiturverkunum örverueyðandi lyfja og hvers konar ofnæmi fyrir lyfjum sem sjúklingurinn hefur.

Auk þess að lyf eru sértæk fyrir ákveðna tegund lífveru (bakteríur, sveppir osfrv.) Eru sum lyf sérstök fyrir ákveðna ætt eða tegund lífveru, og munu ekki virka á aðra lífveru. Í tilefni þess að þessi sérstaða verða læknisfræðilegir örverufræðingar að íhuga virkni tiltekinna örverueyðandi lyfja þegar tillögur eru gerðar. Að auki geta stofnar af lífveru verið ónæmir fyrir ákveðnu lyfi eða flokki lyfja, jafnvel þegar það er almennt áhrifaríkt gegn tegundinni. Þessir stofnar, kallaðir ónæmir stofnar, sýna alvarlega lýðheilsuáhyggju sem hefur aukið vægi fyrir læknaiðnaðinn þegar útbreiðsla sýklalyfjaónæmis versnar. Ónæmi gegn örverum er sífellt erfiðara mál sem leiðir til milljón dauðsfalla á hverju ári.

Þó að ónæmi gegn lyfjum feli oft í sér örverur sem virkja efnafræðilega örverueyðandi lyf eða frumu sem stöðvast upptöku lyfsins á vélrænan hátt, getur önnur tegund lyfjaónæmis myndast við myndun líffilms. Sumar bakteríur geta myndað líffilmyndir með því að loða við yfirborð á ígræddum tækjum, til dæmis leggjum og gervilimum og búa til utanfrumu fylki fyrir aðrar frumur til að fylgja. Þetta veitir þeim stöðugt umhverfi sem bakteríurnar geta dreift úr og smitað öðrum hlutum hýsilsins. Að auki getur utanfrumu fylkið og þétt ytri lag gerlafrumna verndað innri bakteríufrumurnar gegn örverueyðandi lyfjum.

Læknisfræðileg örverufræði tengist ekki aðeins greiningu og meðhöndlun á sjúkdómi, heldur felur hún einnig í sér rannsókn á gagnlegum örverum. Sýnt hefur verið fram á að örverur hjálpa til við að berjast gegn smitsjúkdómi og efla heilsu. Hægt er að þróa meðferðir úr örverum, eins og sýnt var fram á að Alexander Fleming uppgötvaði penicillín til viðbótar sem þróun nýrra sýklalyfja úr Streptomyces gerlaættinni meðal margra annarra. Ekki aðeins eru örverur uppspretta sýklalyfja heldur geta sumar sömuleiðis virkað sem probiotics til að veita gestgjafanum heilsufarslegan ávinning, til dæmis til að veita betri meltingarfærum heilsu eða hindra sýkla.

Meinvörp

Í líffræði, sjúkdómsvaldandi í elstu og víðustu skilningi, er allt sem getur framkallað mein. Sömuleiðis er einnig hægt að vísa til smitaefni eða smitandi efna eða einfaldlega sýkils.

Hugtakið sjúkdómsvaldur kom í notkun á 1880 áratugnum. Algengt er að hugtakið sé notað til að lýsa smitandi örveru eða miðli, til dæmis bakteríu, frumdýrum, veiru eða sveppi. Smá dýr, til dæmis ákveðin tegund af ormum og skordýralirfum, geta sömuleiðis framkallað ail. Engu að síður eru þessi dýr oft í algleymingi nefnd sem sníkjudýr í staðinn en sýkla. Vísindaleg rannsókn á smásjá lífverum, þar með talin smásjá sjúkdómsvaldandi lífverum, er kölluð örverufræði, á hinn bóginn er rannsókn á ail sem getur innihaldið þessar sýkla kallað meinafræði. Sníkjudýr eru vísindarannsóknir á sníkjudýrum og lífverunum sem hýsa þær.

Það eru nokkrar leiðir þar sem sýkla getur ráðist á her. Helstu leiðir eru ólíkir tímarammar, en jarðvegur hefur lengstu eða viðvarandi möguleika til að haga sjúkdómsvaldi. Sjúkdómar hjá mönnum sem orsakast af smitandi lyfjum eru þekktir sem sjúkdómsvaldandi sjúkdómar, jafnvel þó að ekki séu allir sjúkdómar af völdum sýkla. Sumir sjúkdómar, svo sem veiki Huntington, stafar af erfðum óeðlilegra gena.

Meinvirkni

Meinvirkni er hugsanleg sjúkdómsvaldandi getu sýkla. Meinvirkni er tengd meinleysi í merkingu en sum yfirvöld hafa komist að því að afhjúpa það sem eigindlegt hugtak, öfugt við það síðara er megindlegt. Samkvæmt þessum staðli má segja að lífverur séu sjúkdómsvaldandi eða ekki smitandi í tilteknu samhengi, en ekki sjúkdómsvaldandi en annað. Slíkum samanburði er lýst í staðinn miðað við hlutfallslegt meinleysi. Sjúkdómsvaldandi áhrif eru sömuleiðis ójöfn frá því að framseljanlegt er í því, sem metur hættu á smiti.

Lýsa má sjúkdómsvaldi með tilliti til getu hans til að framleiða eiturefni, fara í vefi, nýlendu, ræna næringarefni og getu hans til að ónæmisbæla hýsilinn.

Samhengisháð sjúkdómsvaldandi áhrif

Algengt er að tala um heila bakteríutegund sem sjúkdómsvaldandi þegar hún er greind sem orsök sjúkdóms (sbr. Staðsetningar Kochs). Engu að síður er nútímaskoðunin sú að sjúkdómsvaldandi áhrif velti á örverukerfinu í heild sinni. Baktería getur tekið þátt í tækifærissýkingum í ónæmisbældum gestgjöfum, eignast veiruþætti með plasmíðsýkingu, flutt á mismunandi stað innan hýsilsins eða svarað breytingum á aðallega fjölda annarrar bakteríu sem er til staðar. Svo sem að smitun á eitilfrumukirtlum músa með Yersinia geti hreinsað ferlið við áframhaldandi sýkingu á þessum stöðum með Lactobacillus, mögulega með ónæmisfræðilegum örum.

Skyld hugtök

Meinleysi

Meinvirkni (tilhneiging sýkla til að draga úr líkamsrækt hýsils) þróast þegar sýkill getur breiðst út frá sjúkum gestgjafa, þrátt fyrir að gestgjafi verði veikur. Lárétt sending fer fram milli hýsa sömu tegundar, en við lóðrétta smit, sem hefur tilhneigingu til að þróast í átt að samhjálp (eftir tímabil mikillar sjúkdóms og dánartíðni hjá íbúum) með því að tengja þróun árangurs sjúkdómsvaldsins við þróun árangurs gestgjafaverunnar. Þróunarlíffræði leggur til að margir sjúkdómsvaldar þrói ákjósanlegan meinvirkni þar sem hæfni sem fæst með aukinni afritunarhlutfalli er jafnvægi með jöfnunarmöguleikum við minni sendingu, en nákvæmir aðferðir sem liggja til grundvallar þessum samskiptum eru áfram umdeildir.

Smit

Flutningur sýkla fer fram á mörgum ólíkum leiðum, þar með talið í lofti, beinni eða óbeinni snertingu, kynferðislegri snertingu, í gegnum blóð, brjóstamjólk eða aðra líkamsvökva og í gegnum fecal-oral leið.

Tegundir sýkla

Prjón

Prions eru rangfaldar prótein sem geta flutt rangfelld ástand þeirra í önnur aðallega brotin prótein af sömu gerð. Þau innihalda hvorki DNA né RNA og geta ekki endurtekið annað en að umbreyta núgildandi próteinum sem þegar eru til rangfalsaðs ástands. Þessi óeðlilega brotnu prótein finnast örugglega í sumum sjúkdómum, svo sem riðuveiki, svamphimnubólgu af nautgripum (vit kýrasjúkdóms) og Creutzfeldt – Jakob ail.

Veirur

Veirur eru litlar agnir, venjulega á bilinu 20 til 300 nanómetrar að lengd, sem innihalda RNA eða DNA .es þarf hýsilfrumu til að endurtaka. Sumir af þeim sjúkdómum sem orsakast af veirum sýkla eru bólusótt, inflúensa, hettusótt, mislinga, hlaupabólu, ebóla, HIV og rauðum hundum.

Sykursýki er stranglega frá fjölskyldunum: Adenoviridae, Picornaviridae, Herpesviridae, Hepadnaviridae, Flaviviridae, Retroviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Papovaviridae, Polyomavirus, Rhabdoviridae, og Togaviridae. HIV er athyglisverður aðstandandi Retroviridae sem hafði áhrif á 37,9 milljónir manna um allan heim árið 2018.

Bacteria

Mikill meirihluti baktería, sem getur verið á bilinu 0,15 til 700 μM að lengd, er skaðlaus eða gagnlegur mönnum. Engu að síður getur tiltölulega lítill listi valdið smitsjúkdómum. Hafa ýmsar leiðir sem þær geta valdið kvillum. Þeir geta annað hvort haft bein áhrif á frumur hýsilsins, framleitt eitureitur sem skemma frumur hýsilsins eða valdið nægilega sterku ónæmissvörun til að hýsilfrumurnar séu skemmdar.

Einn bakteríusjúkdómsins sem er með mesta kvillinn er berklar, af völdum bakteríunnar Mycobacterium berkla, sem drápu 1,5 milljónir manna árið 2013, venjulega í Afríku sunnan Sahara. Stuðla að öðrum heimsvísu sjúkdómum, til dæmis lungnabólgu, sem geta verið af völdum baktería td Streptococcus og Pseudomonas, og matarsjúkdóma sem geta verið af völdum baktería til dæmis Shigella, Campylobacter og Salmonella. Sömuleiðis valdið sýkingum, td stífkrampa, taugaveiki, barnaveiki, sárasótt og líkþrá.

Sveppir

Sveppir eru heilkjörnungar lífverur sem geta þjónað sem sýkla. Það eru um það bil 300 þekktir sveppir sem eru sjúkdómsvaldandi fyrir menn, þar á meðal Candida albicans, sem er algengasta orsök Cryptococcus þrusu, og Cryptococcus neoformans, sem geta valdið alvarlegu formi heilahimnubólgu. Dæmigerð sveppastórstærð er <4,7 m að lengd en sumar gró geta verið stærri.

Þörungar

Þörungar eru einfrumugerðar plöntur sem greinilega eru ekki smitandi þrátt fyrir sjúkdómsvaldandi afbrigði. Protothecosis er Protothecosis veikindi sem finnast í hundum, köttum, nautgripum og mönnum af völdum tegundar grænþörunga sem kallast prototheca sem skortir blaðgrænu.

Önnur sníkjudýr

Sumar heilkjörnungar, þar á meðal fjöldi frumdýra og helminths, eru.

Pathogen gestgjafar

Bacteria

Þótt bakteríur geti verið sýkla sjálfir geta þær sömuleiðis smitast af sýkla. death Sem eru tegundir, einnig þekktar sem fag, sem smita bakteríur sem oft leiða til death bakteríanna sem sýktust. Algengar eru T7 og Lamda fas. Til eru smitandi hvers kyns bakteríur, þar á meðal bæði gramm-neikvæðir og gramm-jákvæðir. Jafnvel það sem smitar aðra tegund, þar með talið menn, getur smitast af fagi.

Plöntur

Plöntur geta leikið hýsingu fyrir margs konar sýklagerðir, þar á meðal, bakteríur, sveppir, þráðormar og jafnvel aðrar plöntur. Áberandi plöntur eru Papaya hringpotturinn sem hefur valdið bændum á Hawaii og Suðaustur-Asíu milljóna dollara tjóni og Beijerinck tóbaksmósaíkið sem olli því að vísindamaðurinn Martinus Beijerinck munaði hugtakinu vírus árið 1898. Sýkla af völdum bakteríugerða er að sama Beijerinck skapi alvarlegt vandamál sem veldur laufblettum, blettum og rottum í mörgum plöntutegundum. Tveir efstu bakteríur sýkla fyrir plöntur eru P. Syringae og R. Solanacearum sem valda laufbrúnni og annað mál í kartöflum, tómötum og banönum.

Sveppir eru önnur aðal smitategund fyrir plöntur. Þau geta valdið margvíslegum atriðum, svo sem styttri plöntuhæð, vexti eða gryfjum á trjástofnum, rótar- eða frærotum og laufblettum. Algengir og alvarlegir plöntusveppir fela í sér hrísgrjónasvampinn, hollenskan almarveik, kastaníuþurrð og svartan hnút og brúnan rotssjúkdóm kirsuberja, plómur og ferskja. Áætlað er að einn og sér valdi allt að 65% lækkun á uppskeru.

Á heildina litið hafa plöntur mikið úrval af sýkla og það hefur verið áætlað að aðeins sé hægt að stjórna 3% af þeim sjúkdómi sem orsakast af sýkla af plöntum.

Dýr

Dýr smitast oft af mörgum af sömu eða svipuðum sýkla og mönnum, þar á meðal, es, bakteríum og sveppum. Aftur á móti fá villt dýr oft veikindi, stærri hættan er fyrir búfénað. Áætlað er að í dreifbýlissvæðum megi rekja 90% eða meira af búfjárdauða til sýkla. Aong nautgripakrabbamein í lungum, oftast þekkt sem vit kýr, er einn fárra sjúkdóma sem hafa áhrif á dýr. Annar dýrasjúkdómur HIV samanstendur af ýmsum ónæmisbrestum sem orsakast af völdum tengdum ónæmisbresti manna( HIV) þar á meðal BIV og FIV .

Mannfólk

Menn geta smitast af mörgum tegundum sýkla þar á meðal, es, bakteríum og sveppum og bakteríum sem smita menn geta valdið einkennum, til dæmis hnerri, hósta, hita, uppköstum og jafnvel leitt til death. Sum þessara einkenna eru af völdum sjálfrar, hins vegar eru önnur af völdum ónæmiskerfisins sem sýkt er.

Meðferð

Prion

Þrátt fyrir margar tilraunir hefur hingað til ekki verið sýnt fram á að engin meðferð stöðvar versnun sjúkdóma.

Veira

Margvísleg forvarnar- og meðferðarúrræði eru fyrir suma veirusýkla. Bóluefni eru ein algeng og árangursrík fyrirbyggjandi aðgerð gegn ýmsum veirusýkingum. Bóluefni eru ónæmiskerfi röð hýsilsins, svo að þegar hugsanlegur gestgjafi lendir í náttúrunni, getur ónæmisbundin röð verndað gegn smiti fljótt. Bóluefni eru til, svo sem mislinga, hettusótt og rauðum hundum og inflúensan. Sumir, til dæmis HIV, dengue og chikungunya, hafa ekki bóluefni í boði.

Meðferð við veirusýkingum felst oft í því að meðhöndla einkenni sýkingarinnar í staðinn en að veita einhver lyf sem hafa áhrif á veiru sjúkdómsvaldið sjálft. Meðhöndlun einkenna veirusýkingar gefur ónæmiskerfinu staðfestan tíma til að þróa mótefni gegn veirusýkingu sem mun þá hreinsa sýkinguna. Í sumum tilvikum er meðferð gegn því nauðsynleg. Eitt dæmi um þetta er HIV þar sem andretróveirumeðferð, einnig þekkt sem ART eða HAART, er nauðsynleg til að koma í veg fyrir tap á ónæmisfrumum og framvindu í AIDS .

Bacteria

Líkt og veirusýkla er hægt að koma í veg fyrir sýkingu af vissum sýkla sýkla með bóluefni. Bóluefni gegn sýkla af völdum baktería innihalda bóluefnið anthrax og bóluefnið gegn pneumókokkum. Mörg önnur sýkla af völdum baktería skortir bóluefni sem fyrirbyggjandi meðferð, en oft er hægt að meðhöndla eða koma í veg fyrir sýkingu með þessum sýklalyfjum með sýklalyfjum. Algeng sýklalyf eru ma amoxicillin, ciprofloxacin og doxycycline. Hvert sýklalyf hefur ólíkar bakteríur sem það er áhrifaríkt gegn og hefur mismunandi leiðir til að drepa þá bakteríur. Svo sem, doxycycline hindrar myndun nýrra próteina í bæði gramm-neikvæðum og gramm-jákvæðum bakteríum sem leiðir til death viðkomandi baktería.

Að hluta til vegna ofávísana á sýklalyfjum við aðstæður þar sem ekki er þörf á þeim, hafa sumir sýkla af bakteríum þróað ónæmi fyrir sýklalyfjum og verða erfið við meðhöndlun með klassískum sýklalyfjum. MRSA Erfðafræðilega ójafn stofn sem kallast MRSA er eitt dæmi um sýkla af völdum baktería sem erfitt er að meðhöndla með algengum sýklalyfjum. Skýrsla sem gefin var út árið 2013 af Center for ail Control( CDC) áætlaði að á hverju ári í Bandaríkjunum fái að minnsta kosti 2 milljónir manna sýklalyfjaónæmri bakteríusýkingu og að minnsta kosti 23.000 manns deyi úr þessum sýkingum.

Sveppir

Sýking af völdum sveppasýkla er meðhöndluð með sveppalyfjum. Sveppasýkingar, til dæmis fótur íþróttamanns, kláði í klemmu og hringormur, eru sýkingar í húðinni og hægt er að meðhöndla þær með staðbundnum sveppalyfjum eins og Clotrimazole. Önnur algeng sveppasýking fela í sér sýkingar af Candida albicans gerstofni. Candida getur valdið sýkingum í munni eða hálsi, oftast kallað þruskur, eða það getur valdið sýkingum í leggöngum. Þessar innri sýkingar er annað hvort hægt að meðhöndla með sveppakremi eða með lyfjum til inntöku. Algeng sveppalyf gegn innri sýkingum fela í sér Echinocandin fjölskyldu lyfja og Fluconazole .

Þörungar

Þörungum er yfirleitt ekki hugsað sem sýkla, en vitað er að ættin Prototheca veldur illu í mönnum. Meðferð við sýkingu af þessu tagi er nú til rannsóknar og það er ekkert samræmi í klínískri meðferð.

Kynferðisleg samskipti

Margir sýkla eru færir um kynmök. Meðal kynferðislegra samskipta eiga sér stað milli frumna af sömu tegund með náttúrulegum erfðabreytingum. Umbreytingin felur í sér flutning DNA frá gjafafrumu yfir í DNA viðtakafrumu og samþættingu gjafa DNA í DNA viðtakamenginu við endurröðun. Dæmi um sýkla af völdum baktería sem geta náttúrulega umbreytingu eru Helicobacter pylori, Haemophilus influenzae, Legionella pneumophila, Neisseria gonorrhoeae og Streptococcus pneumoniae .

Sykursýkilyf eru oft fær um kynferðisleg samskipti með aðgerð sem felur í sér meiosis og syngamy. Meiosis felur í sér náinn pörun homologous litninga og homologous endurmyndun þeirra á milli. Dæmi um heilkjörnunga sýkla sem geta kynlíf fela í sér sníkjudýr sníkjudýr Plasmodium falciparum, Toxoplasma gondii, Trypanosoma brucei, Giardia intestinalis og sveppirnar Aspergillus fumigatus, Candida albicans og Cryptococcus neoformans.

Veirur geta sömuleiðis gengist undir kynferðisleg samskipti þegar tvö eða fleiri veiru genamengi fara inn í sömu hýsilfrumu. Þessi aðgerð felur í sér að para saman homologous erfðamengi og sameina sín á milli með aðgerð sem nefnd er margföld endurvirkjun. Dæmi um að gangast undir þessa aðgerð eru herpes simplex, ónæmisbrestur manna og bóluefni.

Kynferðislegir ferlar í bakteríum, örvera í homologous heilablóðfalli og önnur felur í sér endurröðun milli homologous gena sem virðist auðvelda viðgerðir á genamengdum skemmdum sem valdið hafa erfðamengi sýkla með varnir viðkomandi markhýsa.

Prion

Prions eru rangfaldar prótein með hæfileika til að senda misfellda lögun sína yfir í venjuleg afbrigði af sama próteini. Þeir einkenna nokkra banvæna og smitanlega taugahrörnunarsjúkdóma hjá mönnum og mörgum öðrum dýrum. Ekki er vitað hvað veldur því að eðlilegt prótein fellur saman, en grunur leikur á að óeðlilegt þrívíddarvirki hafi smitandi eiginleika og falli nærliggjandi próteinsameindir í sömu lögun. Orðið er dregið af próteinmjúkri smitandi agni. Hugsanleg hlutverk próteina sem smitandi lyfs er en hjá öllum öðrum þekktum smitefnum eins og ases, bakteríum, sveppum og sníkjudýrum, sem öll innihalda kjarnsýrur (DNA, RNA eða hvort tveggja).

Prion afbrigði af próteini( PrP), þar sem sértæk þjónusta er óviss, eru tilgátu sem orsök smitandi spongiform heilakvilla (TSE), þar á meðal riðuveiki í sauðfé, langvarandi eyðileggjandi ail( CWD) í dádýr, nautgripakenndum heilakvilla (nauta). BSE) í nautgripum (almennt þekktur sem "vitlaus CJD kýrasjúkdómur) og Creutzfeldt – Jakob ail( CJD) hjá mönnum. Allir þekktir sjúkdómar hjá spendýrum hafa áhrif á uppbyggingu heilans eða annan taugavef; allir eru framsæknir, hafa enga þekkta árangursríka meðferð og eru alltaf banvæn. Fram til 2015 voru allir þekktir spendýrasjúkdómar taldir vera af völdum próteinsins( PrP); engu að síður árið 2015 margs konar staðfesta rýrnun( MSA) reyndist vera smitandi og var í tilgátu orsakað af formi alfa-synuclein.

Prions mynda óeðlilegt samsöfnun próteina sem kallast amyloids, sem safnast upp í sýktum vefjum og tengjast vefjaskemmdum og frumu death. Amyloids eru sömuleiðis ábyrgir fyrir nokkrum öðrum taugahrörnunarsjúkdómum, svo sem Alzheimer-sjúkdómi og Parkinsons-sjúkdómi. Samanburður er stöðugur og þessi burðarvirki stöðugleiki þýðir að það er ónæmur fyrir denaturation með efna- og eðlisfræðilegum efnum: ekki er hægt að eyða þeim með venjulegri sótthreinsun eða matreiðslu. Þetta gerir förgun og innilokun þessara agna erfið.

Sjúkdómur er tegund prótópatíu eða sjúkdóms af óeðlilegum próteinum. Hjá mönnum er talið að orsök Creutzfeldt – Jakob ail( CJD), afbrigði þess( vCJD), Gerstmann – Sträussler – Scheinker heilkenni( GSS), banvæn svefnleysi í fjölskyldum( FFI) og kuru. Það er sömuleiðis vísbending um að vísbendingar geti átt sinn þátt í verkun Alzheimers-meins, Parkinsons-ail og amyotrophic lateral sclerosis( ALS) og þessir hafa verið kallaðir líkir sjúkdómar. Nokkur gerprótein hafa sömuleiðis verið greind sem hafa mótefna eiginleika. Endurtekning er háð uppskeru og náttúrulegu vali rétt eins og fyrir önnur afritunarform, og uppbygging þeirra er lítillega breytileg milli tegunda.

Prion prótein

Uppbygging

Próteinið sem er unnið úr( PrP) finnst um allan líkamann, jafnvel hjá heilbrigðu fólki og dýrum. Engu að síður, PrP sem finnast í smitandi efni hefur mismunandi uppbyggingu og er ónæmur fyrir próteasum, ensímin í líkamanum sem aðallega geta brotið niður prótein. Venjulegt form próteins er kallað PrP C, hins vegar smitandi formið kallað PrP Sc- C vísar til 'frumu' PrP, á hinn bóginn vísar Sc til 'riðuveiki', frumgerðarkjarnsins, sem kemur fyrir í sauðfé. Aftur á móti er PrP Cskipulagslega vel skilgreint, PrP Scer í meginatriðum fjölgreitt og skilgreint á tiltölulega lélegu stigi. PrP er hægt að framkalla fold í annan meira eða minna vel skilgreindan ísóform í in vitro og tengsl þeirra við formið / formin sem eru sjúkdómsvaldandi in vivo eru ekki enn skýr.

PrP C

PrP Cer venjulegt prótein sem finnast á himnum frumna. Það hefur 209 amínósýrur (hjá mönnum), eitt disúlfíð tengi, mólmassinn 35–36 kDa og stranglega alfa-helical uppbygging. Nokkur topological form eru til; eitt frumuyfirborð sem er fest í glýkólípíð og tvö blóðrásarform. Venjulegt prótein er ekki setlög; sem þýðir að ekki er hægt að aðgreina það með skilvindunartækni. Þjónusta þess er complex mál sem heldur áfram að rannsaka. PrP Cbindur kopar (II) jónir með mikla sækni. Mikilvægi þessarar niðurstöðu er ekki ljóst en talið er að það tengist PrP uppbyggingu eða þjónustu. PrP Cer auðvelt að melta af proteinase K og hægt er að losa það frá frumuyfirborðinu in vitro með ensíminu phospholipase fosfóínósíósíð C (PI-PLC), sem klýfur glýkófosfatidýlínósítól( GPI) glýkólípíð akkerið. PrP Tilkynnt hefur verið um að PrP gegni mikilvægum hlutverkum í viðloðun frumna og innanfrumuskiltum in vivo og gæti þar af leiðandi tekið þátt í samskiptum frumna í heila.

PrP res

Próteasaónæmt PrP Sc-lík prótein (PrP res) er nafnið sem er gefið hvaða ísóformi af PrP csem er með skipulagsbreytingum og breytt í proteinase rangfalt K-ónæmt form in vitro. Til að móta umbreytingu PrP Cí PrP Scin vitro breytti Saborio et al. PrP Chratt í PrP resmeð því að halda áfram með hringlaga magnun á brott brotningu próteina. Hugtakið PrP res hefur verið notað til að afhjúpa á milli PrP Sc, sem er einangrað úr smitandi vefjum og er tengt við smitandi spongiform heilabólgu. Svo sem, ólíkt PrPSc, PrP resgetur ekki endilega verið smitandi.

PrP Sc

Smitandi ísóformið af PrP, þekkt sem PrP Sc, eða einfaldlega það, er fær um að umbreyta venjulegum PrP C próteinum í smitandi ísóformið með því að breyta sköpulagi þeirra eða lögun; þetta aftur á móti breytir ferlinu sem próteinin tengjast. PrP Scveldur alltaf illu. Þrátt fyrir nákvæma 3D uppbyggingu PrP Sc er ekki þekkt, hefur það hærra hlutfall β-ark uppbyggingar, frekar eðlilega a-helix uppbygging. Samsöfnun þessara óeðlilegu ísóforma mynda mjög uppbyggðar amyloid trefjar sem safnast saman til að mynda veggskjöldur. Lok hverrar trefjar virkar sem sniðmát sem ókeypis próteinsameindir geta fest við og leyfir trefjum að vaxa. Við flestar kringumstæður aðeins PrP sameindir með sömu amínósýruröð og smitandi PrP Sceru felldar inn í vaxandi trefjarnar. Engu að síður er sjaldgæft smit yfir tegundir á sama hátt mögulegt.

Venjuleg þjónusta PrP

Lífeðlisfræðileg þjónusta próteins er enn illa skilin. Hins vegar benda gögn frá in vitro tilraunum til margra ólíkra hlutverka, rannsóknir á PrP knockout músum hafa aðeins veitt takmarkaðar upplýsingar á þeim forsendum að þessi dýr sýna aðeins minniháttar frávik. Í rannsóknum, sem gerðar voru á músum, kom í ljós að klofning PrP próteina í útlægum taugum veldur virkjun myelin viðgerðar í Schwann frumum og að skortur á PrP próteinum olli afmýlingu í þessum frumum.

PrP og stjórnaði frumudauða

MAVS, RIP1 og RIP3 eru lík prótein sem finnast í öðrum líkamshlutum. Þeir fjölliða sömuleiðis í þráða amyloid trefjar sem hefja stýrða frumu death þegar um veirusýkingu er að ræða til að koma í veg fyrir að death vírusar dreifist til annarrar, umhverfis frumna.

PrP og langtímaminni

Endurskoðun sönnunargagna árið 2005 benti til þess að PrP gæti haft eðlilega þjónustu við að viðhalda langtímaminni. Að auki kom fram í rannsókn 2004 að mýs sem skortir gen fyrir venjulegt frumu PrP prótein sýna breyttan PrP styrkleika hippocampal til langs tíma. Nýleg rannsókn sem gæti skýrt hvers vegna þetta er komist að því að taugafrumuprótein CPEB hefur svipaða erfðafræðilega röð og gerprótein. Sambærileg myndun CPEB er nauðsynleg til að viðhalda langvarandi samstillingarbreytingum í tengslum við langtímamyndun.

PrP og endurnýjun stofnfrumna

Grein frá Whitehead Institute for Biomedical Research frá 2006 bendir til þess að PrP háttur eða tjáningarmáti á stofnfrumum sé nauðsynlegur til að endurnýja PrP lífmerg lífverunnar. Rannsóknin sýndi að allar langtíma blóðmyndandi stofnfrumur tjá PrP á frumuhimnu sína og að blóðmyndandi vefir með PrP-null stofnfrumur sýna aukna næmi fyrir eyðingu frumna.

PrP og meðfædda friðhelgi

Það er einhver sönnun þess að PrP kann að gegna hlutverki í meðfæddri ónæmi, eins og aðferð eða í hverju hætti á tjáningu PRNP, the PrP gensins, viðtökum í mörgum veirusýkingum og PrP er með veirueyðandi verkun gegn manyes, þar á meðal HIV .

Prion afritun

Fyrsta tilgátan sem reyndi að útskýra hvernig endurtaka á prótein eina leið var heteródímer líkanið. Þetta líkan gerði ráð fyrir að ein PrP Scsameind bindist einni PrP Csameind og hvati umbreytingu þess í PrP Sc. Tveir PrP Scsameindir þá losnað og getur farið á til að breyta meira PRP C. Engu að síður verður líkan afritunar að skýra bæði hvernig fjölga sér og hvers vegna skyndileg útlit þeirra er svo sjaldgæft. Manfred Eigen sýndi að heteródimer líkanið krefst þess að PrP Scsé óvenju árangursríkur hvati, sem eykur hraða umbreytingarviðbragða með stuðlinum um það bil 10 ¹⁵. Þetta vandamál kemur ekki upp ef PrP Scer aðeins til í samanlagðri mynd, til dæmis amyloid, þar sem samvinnuverkefni geta virkað sem hindrun fyrir skyndileg viðskipti. Það sem meira er, þrátt fyrir talsverða fyrirhöfn, hefur smitandi einliða PrP Scaldrei verið einangrað.

Önnur líkan gerir ráð fyrir að PrP Scsé aðeins til sem fibrils, og að fibril endar bindi PrP Cog umbreyti því í PrP Sc. Ef þetta væri allt, þá myndi magnið aukast línulega og mynda sífellt lengri trefjar. En veldisvísisvöxtur bæði PrP Sc og magn smitandi agna er vart við veiruna. Það má skýra með því að taka tillit til fibrilbrots. Stærðfræðilausn fyrir veldishraða vaxtarhraða sem stafar af samsetningu fibril vaxtar og fibril brot hefur fundist. Vöxtur veldisvísis veltur almennt á ferningsrót PrP Cstyrkur. Ræktunartímabilið er ákvarðað með veldishraða vaxtarhraða og in vivo gögn um sjúkdóma í erfðabreyttum músum samsvara þessari spá. Sömu amyloid kvaðrótarháð sést sömuleiðis in vitro í tilraunum með margvíslegar mismunandi amyloid prótein.

Eftirmyndunarháttur hefur áhrif á hönnun lyfja. Þar sem ræktunartími sjúkdóma er svo langur, þarf áhrifaríkt lyf ekki að útrýma alls, heldur þarf einfaldlega að hægja á hraða veldisvextis. Líkön spá því að árangursríkasta aðferðin til að ná þessu, með því að nota lyf með lægsta mögulega skammti, sé að afhjúpa lyf sem binst fibrilendum og hindrar þau í að vaxa ennfremur.

Sjúkdómar

Sjúkdómar af völdum

Áhrif dýr (ir)

ail

Sauðfé, Geit (Áhrifuð dýr)

ail

Riðuveiki

Nautgripir (áhrif dýr)

ail

Vitlaus kýrasjúkdómur

Camel (áhrif dýr)

ail

Kameldýrumyndandi heilakvilli( CSE)

Mink (dýr (s))

ail

Sending TME mince heilakvilla( TME)

Hvítbrún dádýr, elg, múldýr, elgur (áhrif dýr)

ail

Langvinn sóun( CWD)

Köttur (dýr (s))

ail

FSE Spongiform heilakvilla í FSE ketti( FSE)

Nyala, Oryx, Greater Kudu( Oryx Áhrifuð dýr)

ail

Framandi ungholska heilakvilla (EUE)

Strútur (áhrif dýr)

ail

Svampað heilakvilla (Ekki hefur verið sýnt fram á að það sé smitandi.)

Manneskjur (áhrif dýr)

ail

Creutzfeldt – Jakob ail( CJD)

Iatrogenic Creutzfeldt – Jakob ail (iCJD)

Afbrigði Creutzfeldt – Jakob ail( vCJD)

Familial Creutzfeldt – Jakob ail (fCJD)

Sporadic Creutzfeldt – Jakob ail (sCJD)

Gerstmann – Sträussler – Scheinker heilkenni( GSS)

Banvæn svefnleysi í fjölskyldum( FFI)

Kuru

Fjölskylda spongiform heilakvilla

Breytilegt próteasíuviðkvæmni (VPSPr)

Prions valda taugahrörnunarsjúkdómi með því að safnast utanfrumu innan miðtaugakerfisins til að mynda veggskjöldur þekktur sem amyloid, sem truflar eðlilega amyloid vefjauppbyggingu. Þessi röskun einkennist af götum í vefnum með tilkominni svampandi byggingarlist af þeirri ástæðu að lofttæmismyndun í taugafrumum. Önnur vefjafræðilegar breytingar fela í sér astrogliosis og skortur á bólguviðbrögðum. Aftur á móti er ræktunartímabil sjúkdóma tiltölulega langt (5 til 20 ár), þegar einkenni koma í ljós, þróast sjúkdómurinn hratt, sem leiðir til heilaskaða og death. Taugahrörnunareinkenni geta verið krampar, vitglöp, ataxía (jafnvægi og truflun á samhæfingu) og breytingar á hegðun eða persónuleika.

Allir þekktir sjúkdómar eru ómeðhöndlaðir og banvænir. Engu að síður getur bóluefni þróað í músum veitt innsýn í að veita bóluefni til að standast sýkingar hjá mönnum. Að auki tilkynntu vísindamenn árið 2006 að þeir hefðu erfðabreytt nautgripi sem vantaði nauðsynlegt gen til framleiðslu - sem af fræðilegum BSE toga gera þær ónæmar fyrir BSE og byggðu á rannsóknum sem bentu til þess að mýs sem skortir aðallega prótein séu ónæmar fyrir sýkingu með riðuveiki. Árið 2013 leiddi rannsókn í ljós að 1 af hverjum 2.000 manns í Bretlandi gætu haft smitandi prótein sem veldur vCJD .

Margar sjúkdómar í mismunandi spendýrum geta haft áhrif á sjúkdóma, þar sem próteinið( PrP) er mjög svipað hjá öllum spendýrum. Af þeim sökum að lítill munur á PrP milli ólíkra tegunda er óvenjulegt að PrP sjúkdómur smitist frá einni tegund til annarrar. Mannkyns afbrigði Creutzfeldt – Jakob ail er engu að síður talið vera af völdum a sem smitar oft nautgripi, veldur svampalegum heilakvilla af nautgripum og smitast um smitað kjöt.

Fram til 2015 voru allir þekktir spendýrasjúkdómar taldir vera af völdum próteinsins, PrP ; Árið 2015 reyndist margfeldi staðfestrar rýrnunar vera smitandi og var í tilgátu orsakað af nýrri, rangfaldri gerð próteins sem kallast alfa-synuclein. Innrænu, almennilega brotnu formi próteinsins er táknað PrP C(fyrir algengt eða frumu), í mótsögn er sjúkdómatengd, rangfaldað form nefnt PrP Sc (fyrir riðu), eftir að einn sjúkdómsins var fyrst tengdur tos og taugahrörnun. Nákvæm uppbygging þeirra er ekki þekkt, jafnvel þó þau geti myndast með því að sameina PrP C, pólýadenýlsýru og lípíð í viðbragði prótíns sem felur í sér hringrásarstækkun (PMCA). Þessi aðgerð er jafnframt sönnun þess að afritun er ekki háð kjarnsýrur.

Smit

Það hefur verið viðurkennt að sjúkdómar geta komið upp á þrjá ólíka vegu: áunninn, fjölskyldusjúkan eða sporadískan. Oft er gert ráð fyrir að sjúka formið hafi bein áhrif á venjulegt form til að endurraða uppbyggingu þess. Ein hugmyndin, Prótein X tilgátan, er sú að enn ógreind frumuprótein (Prótein X) gerir kleift að umbreyta PrP Cí PrP Scmeð því að færa sameind hvers tveggja saman í complex .

Aðal aðgerð smits hjá dýrum er með inntöku. Talið er að það geti komið fyrir í umhverfinu í gegnum leifar dauðra dýra og með þvagi, munnvatni og öðrum líkamsvessum. Þeir geta þá dvalið í jarðveginum með því að bindast við leir og önnur steinefni.

Rannsóknarteymi háskólans í Kaliforníu hefur lagt fram sönnunargögn fyrir þeim kenningum að smit geti komið frá áburð. Og þar sem áburður er til staðar á mörgum svæðum umhverfis vatnsgeymi, auk þess sem hann er notaður á mörgum uppskerureitum, vekur það möguleika á útbreiðslu. Greint var frá því í janúar 2011 að vísindamenn hefðu uppgötvað að hún breiddist út í lofti á úðabrúsa í dýratilraunatilraun í tengslum við riðuveiki í rannsóknarmúsum. Bráðabirgðatölur sem studdu hugmyndina um að hægt sé að senda með notkun þvaglegrar gónadótrópíns úr tíðahvörfum, gefnar til meðferðar á ófrjósemi, voru gefnar út árið 2011.

Prjón í plöntum

Árið 2015 fundu vísindamenn við University of Texas Health Science Center í Houston að plöntur geta verið vigur fors. Þegar vísindamenn borðuðu hamstur gras sem óx á jörðu þar sem hjörtur sem dóu með langvinnri sóun( CWD) var grafinn, urðu hamstrarnir veikir með CWD, sem bentu til þess að það geti bundist plöntum, sem síðan taka þau upp í laufið og stofnbyggingu, þar sem þeir geta borðað grasbíta, og ljúka því hringrásinni. Þar af leiðandi er mögulegt að smám saman sé að safna fjölda af umhverfinu.

Ófrjósemisaðgerð

Smitandi agnir sem eru með kjarnsýru eru háð því að beina áframhaldandi afritun þeirra. Engu að síður eru smitandi af áhrifum þeirra á venjulegar útgáfur af próteini. Ófrjósemisaðgerðir krefjast þess vegna afbreytingu próteins í því ástandi þar sem sameindin er ekki lengur fær um að framkalla óeðlilega fellingu venjulegra próteina. Algengt er að s eru nokkuð ónæmir fyrir próteasum, hita, jónandi geislun og formaldehýðmeðferð, þrátt fyrir smitvirkni þeirra er hægt að minnka með slíkum meðferðum. Árangursrík afmengun byggir á vatnsrofi próteina eða minnkar eða eyðileggur próteinsbyggingu. LpH Sem dæmi má nefna natríumhýpóklórít, natríumhýdroxíð og sterk sýru þvottaefni, til dæmis LpH. 134 ° C (273 ° F) í 18 mínútur í gufuskilju undir þrýstingi í gufu, hefur reynst vera nokkuð árangursríkt við að slökkva á miðli ailsins. Ófrjósemisaðgerð ósons er sem stendur rannsökuð sem hugsanleg aðgerð til að afleiða og slökkva. Endurnýjun á fullkomlega denatured til smitandi stöðu hefur ekki enn náðst; engu að síður er hægt að breyta að hluta denaturedum í smitandi stöðu við vissar gervilegar aðstæður.

Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin mælir með einhverjum af eftirfarandi þremur aðferðum við ófrjósemisaðgerð allra hitaþolinna skurðlækningatækja til að tryggja að þau séu ekki menguð með:

Sökkva í 1N natríumhýdroxíð og setjið í sjálfvirka þyngdaraflaskiptingu við 121 ° C í 30 mínútur; hreint; skola í vatni; og framkvæma síðan venjubundnar ófrjósemisaðgerðir.

Sökkva í 1N natríumhýpóklórít (20, 000 hlutar í milljón fáanlegt klór) í 1 klukkustund; flytja hljóðfæri í vatn; hita í sjálfvirka þyngdaraflinu við 121 ° C í 1 klukkustund; hreint; og framkvæma síðan venjubundnar ófrjósemisaðgerðir.

Sökkva í 1N natríumhýdroxíð eða natríumhýpóklórít (20, 000 hlutar á milljón tiltækt klór) í 1 klukkustund; fjarlægðu og skolaðu í vatni, færðu síðan yfir á opna pönnu og hitaðu í þyngdaraflaskiptingu (121 ° C) eða í porous-load (134 ° C) autoclave í 1 klukkustund; hreint; og framkvæma síðan venjubundnar ófrjósemisaðgerðir.

Niðurbrotsþol í náttúrunni

Yfirgnæfandi vísbendingar sýna að þær standast niðurbrot og eru viðvarandi í umhverfinu í mörg ár, og próteasar brjóta þær ekki niður. Rannsóknargögn sýna að óbundin niðurbrot með tímanum, hins vegar eru jarðvegsmörk áfram stöðug eða vaxandi, sem bendir til þess að líklega safnist það upp í umhverfinu.

Sveppir

Prótein sem sýna hegðun finnast sömuleiðis í sumum sveppum, sem hefur verið gagnlegt til að skilja spendýr. Sveppir virðast ekki valda illu í vélarunum. Í ger er prótínútfelling að uppbyggingunni studd af chaperone próteinum til dæmis Hsp104. Allir þekktir örva myndun amyloid fold, þar sem próteinfjölliðan fjölliður í samanlag sem samanstendur af þéttum beta-blöðum. Amyloid samsöfnun eru trefjar, vaxa í endum þeirra og endurtaka þegar brot veldur því að tveir vaxandi endar verða fjórir vaxandi endar. Ræktunartími sjúkdóma ræðst af veldishraða vaxtarhraða í tengslum við endurtekningu, sem er jafnvægi milli línulegs vaxtar og brots samanlagðar.

Sveppaprótein sem sýndu sniðmát breytingu á sköpulag fundust í gerinu Saccharomyces cerevisiae af Reed Wickner snemma á tíunda áratugnum. Þeir voru kallaðir gerir vegna vélrænni líkleika þeirra og spendýra. Í framhaldi af þessu hefur a einnig fundist í sveppnum Podospora anserina. Ritgerðir hegða sér til viðbótar við PrP en eru oftast ekki eitrað fyrir gestgjafa sína. Hópur Susan Lindquist við Whitehead Institute hefur haldið því fram að sum sveppanna séu ekki tengd neinu veikindaástandi, en geti haft gagnlegt hlutverk; engu að síður vísindamenn við NIH hafa sömuleiðis komið með rök fyrir því að sveppir gætu talist sjúkt ástand. Vísbendingar eru um að sveppaprótein hafi þróað sérstaka virkni sem eru gagnleg fyrir örveruna sem auka getu þeirra til að laga sig að fjölbreyttu umhverfi sínu.

Rannsóknir á sveppum hafa veitt sterkan stuðning við próteinið eina, þar sem sýnt hefur verið fram á að hreinsað prótein, sem dregið er út úr frumum með ástandi, umbreytir eðlilegu formi próteinsins í rangfalsað form in vitro og varðveitir upplýsingarnar samsvarandi við aðgerðina til að afgreiða stofna ríkisins. Það hefur sömuleiðis varpað ljósi á lén, sem eru svæði í próteini sem stuðla að umbreytingu í a. Sveppir hafa hjálpað til við að stinga upp á umbreytingarháttum sem geta átt við alls staðar, jafnvel þó sveppir virðist ójafnir af smitandi spendýrum í skorti á cofactor sem þarf til fjölgunar. Einkennandi lén geta verið mismunandi milli tegunda - td einkennandi sveppalén finnast ekki hjá spendýrum.

Sveppir í sveppum

Prótein

Náttúrulegur gestgjafi

Venjuleg aðgerð

Prion ríki

Prion svipgerð

Ár bent

Náttúrulegur gestgjafi - Ure2p (Prótein)

Saccharomyces cerevisiae

Venjuleg aðgerð - Ure2p (Prótein)

Köfnunarefnis katabolít repressor

Prion ástand - Ure2p (Prótein)

(URE3)

Prion svipgerð - Ure2p (Prótein)

Vöxtur á lélegum köfnunarefnisgjöfum

Ár bent - Ure2p (Prótein)

1994

Náttúrulegur gestgjafi - Sup35p (Prótein)

S. Cerevisiae

Venjuleg aðgerð - Sup35p (Prótein)

Stöðvunarþáttur þýðinga

Prion ástand - Sup35p (Prótein)

(PSI +)

Prion svipgerð - Sup35p (Prótein)

Aukið magn af bulli kúgun

Ár bent - Sup35p (Prótein)

1994

Náttúrulegur gestgjafi - HET-S (prótein)

Podospora anserina

Venjuleg aðgerð - HET-S (prótein)

Reglu heterokaryon ósamræmi er

Prion ástand - HET-S (prótein)

(Het-s)

Prion svipgerð - HET-S (prótein)

Heterokaryon myndun milli ósamrýmanlegra stofna

Ár bent - HET-S (prótein)

Ekkert

Náttúrulegur gestgjafi - Rnq1p (Prótein)

S. Cerevisiae

Venjuleg aðgerð - Rnq1p (Prótein)

Prótein sniðmátsstuðull

Prion ríki - Rnq1p (Prótein)

(RNQ +), (PIN +)

Prion svipgerð - Rnq1p (Prótein)

Stuðlar að samsöfnun annarra

Ár bent - Rnq1p (Prótein)

Ekkert

Náttúrulegur gestgjafi - Swi1 (Prótein)

S. Cerevisiae

Venjuleg aðgerð - Swi1 (Prótein)

Endurgerð á krómatíni

Prion ríki - Swi1 (Prótein)

(SWI +)

Prion svipgerð - Swi1 (Prótein)

Lélegur vöxtur á sumum kolefni

Ár greind - Swi1 (Prótein)

2008

Náttúrulegur gestgjafi - Cyc8 (prótein)

S. Cerevisiae

Venjuleg aðgerð - Cyc8 (prótein)

Afskriftarbælir

Prion ríki - Cyc8 (prótein)

(OCT +)

Prion svipgerð - Cyc8 (prótein)

Transcriptional derepression of multiple genes

Ár greind - Cyc8 (prótein)

2009

Náttúrulegur gestgjafi - Mot3 (prótein)

S. Cerevisiae

Venjuleg aðgerð - Mot3 (prótein)

Kjarnafritunarstuðull

Prion ástand - Mot3 (Prótein)

(MOT3 +)

Prion svipgerð - Mot3 (prótein)

Transcriptional derepression of anaerobic gen

Ár bent - Mot3 (prótein)

2009

Náttúrulegur gestgjafi - Sfp1 (Prótein)

S. Cerevisiae

Venjuleg aðgerð - Sfp1 (Prótein)

Hugsanleg afritunarstuðull

Prion ástand - Sfp1 (Prótein)

(ISP +)

Prion svipgerð - Sfp1 (Prótein)

Andstæðingur-kúgun

Ár bent - Sfp1 (Prótein)

2010

Meðferðir

Það eru engar árangursríkar meðferðir við sjúkdómum. Klínískar rannsóknir hjá mönnum hafa ekki skilað árangri og hafa verið hamlað af sjaldgæfum sjúkdómum. Þrátt fyrir nokkrar mögulegar meðferðir sem hafa sýnt loforð á rannsóknarstofunni, hefur engin skilað árangri þegar sjúkdómurinn hefur farið í gang.

Í öðrum sjúkdómum

Prion-lík lén hafa fundist í ýmsum öðrum próteinum frá spendýrum. Sum þessara próteina hafa verið beitt í ALS smitandi aldurstengdum taugahrörnunarsjúkdómum, td amyotrophic lateral sclerosis( ALS), hreyfi taugafrumum, framþróaðri lobar hrörnun með ubiquitin-jákvæðum inniföllum (FTLD-U), Alzheimer's ail, Parkinsons ail, og veikindi Huntington. Þær tengjast sömuleiðis í sumum tegundum altækrar amyloidosis, þar með talin AA amyloidosis sem þróast hjá mönnum og dýrum með bólgusjúkdóma og smitsjúkdóma, svo sem berkla, Crohns ail, iktsýki og HIV AIDS. AA amyloidosis, eins og aal, getur verið smitandi. Þetta hefur gefið tilefni til prion hugmyndafræði, þar sem að öðrum kosti er hægt að breyta skaðlausum próteinum í smitandi form með litlum fjölda rangfaldinna, kjarni próteina.

Skilgreiningin á svipuðu léni kemur frá rannsókn á sveppum. Í geri hafa ógenísk prótein færanlegt lén sem er bæði nauðsynlegt og nægjanlegt til að sjálfsgreiða og próteina sameina. Þetta hefur verið eins og sýnt var með því að festa lénið við fréttaritaraprótein, sem síðan safnast saman eins og þekkt. Að auki, að fjarlægja lénið úr sveppapróteini hamlar myndun. Þessi mát áhorf á hegðun hefur leitt til þeirrar tilgátu að svipuð lén eru til í dýrapróteinum, ennfremur til PrP. Þessi sveppasvið hafa nokkra einkennandi röðareinkenni. Oft eru þau auðguð með asparagíni, glútamíni, týrósíni og glýsínleifum, þar sem asparagín hlutdrægni er sérstaklega til þess fallin að samanlagða eiginleika þeirra. Sögulega hefur ogenesis verið litið á sem óháð röð og aðeins háð hlutfallslegu leifinnihaldi. Engu að síður hefur verið sýnt fram á að þetta er rangt, og hefur verið sýnt fram á að bili prolines og hlaðinna leifa eru mikilvægar í amyloid myndun.

Lífupplýsingaskjár hafa spáð því að yfir 250 manna prótein innihalda svipuð lén (PrLD). PrP Tilkynnt er um þessi lén og hafa sömu PrP smitanlega, amyloidogenic eiginleika PrP og þekkt PrP sveppaprótein. Eins og í geri virðast prótein sem taka þátt í RNA genastillingu eða tjáningarmáta og RNA bindingu vera auðgað sérstaklega í PrLD, samanborið við aðra próteinaflokka. Sérstaklega hafa 29 af þekktum 210 próteinum með RNA viðurkenningu motif sömuleiðis hugsanlegt lén. Á sama tíma hafa nokkur af þessum RNA-bindandi próteinum verið sjálfstætt greind sem sjúkdómsvaldandi í tilvikum ALS, FTLD-U, Alzheimers-meins og Huntington-meins.

Hlutverk í taugahrörnunarsjúkdómi

Hugsanlegt er að smitefni og próteina með svipuð lén komi til vegna amyloid sjálfsmótunargetu þeirra og vegna þess að veldisvextir amyloid trefjanna hafi orðið til. Tilvist amyloid fibrils hjá sjúklingum með hrörnunarsjúkdóma hefur verið vel staðfest. Þessar amyloid trefjar eru litnar afleiðing sjúkdómsvaldandi próteina sem fjölga sér og mynda mjög stöðugt, amyloid óvirk störf. Á hinn bóginn felur þetta ekki endilega í sér orsakasamhengi milli amyloid og hrörnunarsjúkdóma, eituráhrif ákveðinna amyloid mynda og offramleiðsla amyloid í amyloid ættartilvikum með hrörnunarsjúkdóma styður þá hugmynd að amyloid myndun er greinilega eitruð.

Nánar tiltekið hefur samsöfnun TDP-43, RNA-bindandi próteins, fundist hjá ALS / MND sjúklingum, og stökkbreytingar í genunum sem kóðast fyrir þessi prótein hafa verið greindar í ALS ættartilvikum / MND. Þessar stökkbreytingar stuðla að því að brjóta saman próteinin í svipaðan sköpulag. Misbrotin form TDP-43 myndar umfrymis innilokanir í hrjáðum taugafrumum og er að finna í kjarnanum. Ennfremur að ALS / MND og FTLD-U, TDP-43 meinafræði er liður í mörgum tilfellum af Alzheimer-sjúkdómi, Parkinsons-veiki og veiðum Huntington. Misfolding TDP-43 er vinsællega beint af svipuðum lénum. Þessu ríki er í eðli sínu tilhneigingu til að fella saman, hins vegar hefur verið sýnt fram á að sjúklegar stökkbreytingar í TDP-43 auka þessa tilhneigingu til að fella saman, og útskýrir tilvist þessara stökkbreytinga í ALS ættartilfellum / MND. Eins og í ger, hefur verið sýnt fram á að svipað lén TDP-43 er bæði nauðsynlegt og nægilegt til að brjóta saman prótein og samsöfnun.

Á svipaðan hátt hafa sjúkdómsvaldandi stökkbreytingar verið greindar á svipuðum sviðum ólíkra kjarna ríbópróteina hnRNPA2B1 og hnRNPA1 í ættfræðilegum tilfellum vöðva-, heila-, bein- og hreyfiaugasjúkdóms. Villt gerð form allra þessara próteina sýnir tilhneigingu til að setja sig saman í amyloid trefjum, á hinn bóginn auka sjúkdómsvaldandi stökkbreytingar þessa hegðun og leiða til umfram uppsöfnun.

Ritfræði og framburður

Orðið, sem mynduð var árið 1982 af Stanley B. Prusiner, er portmanteau unnin úr próteini og sýkingu, óhjákvæmilega, og er stutt fyrir próteinmjúkan smitandi aga, með vísan til getu þess til að fjölga sér og senda sköpulag þess til annars próteina. Helsti framburður þess er / ˈpriːɒn / (hlusta), þrátt fyrir / ˈpraɪɒn /, eins og samheiti yfir fuglinn er áberandi, heyrist sömuleiðis. Í ritgerð sinni frá 1982 þar sem hann kynnti hugtakið, tilgreindi Prusiner að það væri borið fram fyrirfram.

Veira

Vírus er smitandi smitandi efni sem endurtekur aðeins í lifandi frumum lífveru. Getur smitað allar tegundir lífsforma, allt frá dýrum og plöntum til örvera, þar með talið bakteríur og archaea. Eftir grein Dmitri Ivanovsky frá 1892 þar sem lýst er sýkla sem ekki er baktería smita tóbaksplöntur og uppgötva Beijerinck tóbaksmósaíkið eftir Martinus Beijerinck árið 1898, meira en 6, 000 tegundum hefur verið lýst í smáatriðum, af þeim milljónum tegunda sem eru í umhverfinu. þær finnast í næstum hverju vistkerfi á jörðinni og eru fjölmennasta tegund líffræðilegrar einingar. Rannsóknin er þekkt sem veirufræði, sem er sérgrein í örverufræði.

Þegar smitað er hýsir klefi sig knúinn til að framleiða hratt þúsund af sömu afritum af frumritinu. Þegar það er ekki inni í sýktri frumu eða til að smita frumu, eru þær til í formi sjálfstæðra agna, eða vírusa, sem samanstendur af: (i) erfðaefninu, þ.e. löngum sameindum af DNA eða RNA sem umrita uppbygging próteina sem verkar; (ii) próteinhúð, hylkið, sem umlykur og verndar erfðaefnið; og í sumum tilvikum (iii) ytri umslag lípíða. complex Form þessara agna er allt frá einföldum helical og icosahedral formum til fleiri complex mannvirkja. Flestar tegundirnar hafa veirur sem eru of litlar til að þær sjáist með sjón smásjá þar sem þær eru á annað hundraðasta stærð flestra gerla.

Uppruni þeirra í þróunarsögu lífsins er óljós: sumir kunna að hafa þróast úr plasmíðum - stykki af DNA sem geta færst á milli frumna - á meðan aðrir kunna að hafa þróast úr bakteríum. Í þróuninni eru ES mikilvæg leið til láréttrar genaflutnings, sem eykur erfðafræðilegan fjölbreytileika í ferli sem er hliðstætt kynferðislegri æxlun. Sumir líffræðingar eru álitnir lífform á þeim forsendum að þeir eru með erfðaefni, æxlast og þróast. með náttúrulegu vali, þrátt fyrir að þau skorti lykil einkenni (svo sem frumuuppbyggingu) sem er greinilega talin nauðsynleg til að telja upp sem líf. Á þeim forsendum að þeir búa yfir sumum en ekki öllum slíkum eiginleikum, hefur þeim verið lýst sem lífverum við jaðar lífsins og sem eftirmyndendur.

Veirur dreifast á margan hátt. Ein smitleið er í gegnum sjúkdóma sem bera sjúkdóma sem kallast vigrar: svo sem eins og þeir eru oft smitaðir frá plöntu til plöntu af skordýrum sem nærast á plöntusaf, til dæmis aphids; maur í dýrum geta borist með blóðsogandi skordýrum. Inflúensa dreifist með hósta og hnerri. Norovirus og rotavirus, algengar orsakir meltingarfærabólgu í veiru, berast með hægðum og munnleið, berast með snertingu og fara inn í líkamann í mat eða vatni. HIV er eitt af fjölmörgum sem smitast með kynferðislegri snertingu og með útsetningu fyrir sýktu blóði. Fjölbreytni hýsilfrumna sem dós getur smitað kallast hýsil svið. Þetta getur verið þröngt, sem þýðir að a er fær um að smita nokkrar tegundir, eða breitt, sem þýðir að það er hægt að smita margar.

Veirusýking hjá dýrum vekur ónæmissvörun sem venjulega útrýma smitandi. Ónæmissvörun er sömuleiðis hægt að framleiða með bóluefni, sem veitir sértæku veirusýkingunni tilbúnar ónæmi. Sumir, þar á meðal þeir sem valda AIDS, HPV sýkingu og veiru lifrarbólgu, forðast þessi ónæmissvörun og hafa í för með sér langvarandi sýkingu. Nokkur veirueyðandi lyf hafa verið þróuð.

Ritfræði

Orðið bakteríur er fleirtölu af nýrri latínu bakteríunni, sem er latinisation á gríska βακτήριον (bakterion), sem dregur úr βακτηρκα (bakteria), sem þýðir stafur, reyr, á þeim forsendum að þeir fyrstu sem voru uppgötvuðu voru stöngulaga.

Uppruni og snemma þróun

Forfeður nútíma baktería voru einfrumu örverur sem voru fyrstu lífsformin sem birtust á jörðinni og varða fyrir 4 milljörðum ára. Til að tengjast 3 milljörðum ára voru flestar lífverur smásjá og bakteríur og archaea voru ráðandi lífsform. Þrátt fyrir gerla steingervinga er til, til dæmis stromatolites, skortur á sérstakri formgerð sinni kemur í veg fyrir að þeir séu notaðir til að skoða sögu bakteríuþróunar, eða til dagsetningar upphafstíma tiltekinnar bakteríutegundar. Engu að síður er hægt að nota genaraðir til að endurgera sýklalyfja bakteríunnar og þessar rannsóknir benda til þess að bakteríur hafi vikið fyrst frá archaeal / heilkjörnungum. Síðasti algengi forfaðir baktería og archaea var líklega ofurhiti sem lifði í tengslum við 2,5 milljarða – 3,2 milljarða ára. Elstu líf á landinu gæti hafa verið bakteríur fyrir um 3,22 milljörðum ára.

Bacteria voru sömuleiðis þátttakendur í annarri miklu þróunarmismuninum, archaea og heilkjörnungum. Hér leiddu heilkjörnungar frá því að fornar bakteríur fóru inn í Archaea samtímasamhverfissjúkdóma við forfeður heilkjörnungafrumna, sem sjálfir voru hugsanlega tengdir Archaea. Þetta var fólgið í því að Eukarya frumfrumukyrningafrumur voru rifnar af alfapróteóbakteríumtáknum til að mynda annaðhvort hvatbera eða Eukarya vetnisósóma, sem enn er að finna í öllum þekktum Eukarya (stundum í mjög skertu formi, td í fornum "frumudrepandi frumgerð). Seinna, nokkrar heilkjörnunga sem þegar innihéldu hvatbera ristuðu sömuleiðis cyanobacteria-líkar lífverur, sem leiddu til myndunar klórplasts í og ​​plöntum. Þetta er þekkt sem aðal endosymbiosis.

Formgerð

Bacteria sýna fjölbreytta lögun og stærðir, kallað formgerð. Bakteríufrumur tengjast tíundu stærð heilkjörnungafrumna og eru venjulega 0,5–5,0 míkrómetrar að lengd. Engu að síður eru nokkrar tegundir sjáanlegar fyrir óbeinu auganu - til dæmis er Thiomargarita namibiensis allt að hálfur millimetra löng og Epulopiscium fishelsoni nær 0,7 mm. Meðal minnstu bakteríanna eru meðlimir í ættinni Mycoplasma, sem mæla aðeins 0,3 míkrómetra, eins litla og stærsta. Sumar bakteríur geta verið enn minni en þessar ultramicrobacteria eru ekki vel rannsökuð.

Flestar bakteríutegundir eru annað hvort kúlulaga, kallaðar cocci (eintölu kókus, úr grískum kókkos, korni, fræi), eða Bacillus stöngulaga, kallað bacilli (sing. Bacillus, úr Latin baculus, stafur). Sumar bakteríur, kallaðar vibrio, eru í laginu eins og svolítið bogadregnar stengur eða vibrio kommulaga; aðrir geta verið spirilla spíralformaðir, kallaðir spirilla eða þétt spirochaetes snúnir, kallaðir spirochaetes. Lítill fjöldi annarra óvenjulegra tegunda hefur verið lýst, til dæmis stjörnulaga bakteríur. Þessi fjölbreytni af formum ræðst af bakteríufrumuveggnum og frumum og er mikilvægt á þeim forsendum að það getur haft áhrif á getu baktería til að afla næringarefna, festa sig á yfirborð, synda í gegnum vökva og flýja rándýr.

Margar bakteríutegundir eru einfaldlega til sem stakar frumur, aðrar tengjast einkennandi mynstrum: Neisseria mynda tvífituefni (pör), Streptococcus mynda keðjur og Staphylococcus hópur saman í búnt af vínberjum. Bacteria getur sömuleiðis flokkað sig saman til að mynda stærri fjölfrumu uppbyggingu, til dæmis aflöng þráða Actinobacteria, samanlagðir Myxobacteria og complex hyphae Streptomyces. Þessi fjölfrumu uppbygging sést oft aðeins við vissar aðstæður. Svo sem þegar Myxobacteria sveltur af amínósýrum kemur í ljós aðliggjandi frumur í aðgerð sem kallast kvómsskynjun, flytjast í átt að hver annarri og safnast saman til að mynda ávaxtalíkam sem eru allt að 500 míkrómetrar að lengd og innihalda um það bil 100.000 bakteríur. Í þessum fruiting líkama, bakteríur framkvæma sérstaka verkefni; svo sem varðandi eina af hverjum tíu frumum sem flytjast til efsta hluta ávaxtar líkama og aðgreina í sérhæfðu sofandi ástandi sem kallast myxospore, sem er þola þurrkun og önnur slæm umhverfisskilyrði.

Bacteria festast gjarnan á fleti og mynda þéttar samanlagðir sem kallast líffilms, og stærri myndanir þekktar sem örverumottur. Þessar líf kvikmyndir og mottur geta verið á bilinu frá nokkrum míkrómetrum að þykkt og upp í hálfan metra að dýpi og geta innihaldið margar tegundir af bakteríum, mótmælendum og archaea. Bacteria sem búa í líffilmu sýna complex röðun frumna og utanfrumna íhluta og myndar aukafyrirkomulag, til dæmis örkolóníur, þar sem til eru netkerfi til að auðvelda dreifingu næringarefna. Í náttúrulegu umhverfi, til dæmis jarðvegi eða yfirborði plantna, er meirihluti baktería bundinn við yfirborð í líffilmu. Biofilms eru sömuleiðis mikilvægar í læknisfræði, þar sem þessi mannvirki eru oft til staðar við langvarandi bakteríusýkingu eða við sýkingar í ígræddum lækningatækjum og það er mun erfiðara að drepa bakteríur sem verndaðar eru innan líffilmu en einstaka einangraða bakteríur.

Uppbygging frumna

Innra frumur mannvirki

Bakteríumellan er umkringd frumuhimnu sem er gerð í grundvallaratriðum úr fosfólípíðum. Þessi himna lokar innihaldi frumunnar og virkar sem hindrun fyrir að geyma næringarefni, prótein og annan nauðsynlegan hluta umfrymisins innan frumunnar. Ólíkt heilkjörnungafrumum, vantar oft bakteríur stórar himnubundnar mannvirki í umfryminu, til dæmis kjarna, hvatbera, klórplast og önnur líffæri sem eru í heilkjörnungafrumum. Engu að síður hafa sumar bakteríur próteinbundnar organelle í umfryminu sem flokka þætti í umbrotum