Opiskeletko biologian tenttiä varten? Pakko jäädä nukkumaan flunssan kanssa ja olla utelias tietämään, minkä tyyppinen mikro -organismi saa sinut sairastumaan? Vaikka bakteerit ja virukset voivat saada sinut sairastumaan samalla tavalla, ne ovat itse asiassa hyvin erilaisia organismeja, joilla on hyvin erilaisia ominaisuuksia. Näiden kahden välisen eron oppiminen voi auttaa sinua pysymään ajan tasalla meneillään olevasta lääketieteellisestä hoidosta ja antamaan sinulle paremman käsityksen kehon sisällä olevista monimutkaisista biologisista järjestelmistä. Voit oppia erottamaan bakteerit ja virukset paitsi käymällä läpi niiden perusasiat, myös tutkimalla niitä mikroskoopilla ja tutkimalla enemmän niiden koostumuksesta ja toiminnasta.
Vaihe
Osa 1/2: Eron oppiminen
Vaihe 1. Opi peruserot
Bakteerien ja virusten välillä on suuria eroja koon, alkuperän ja kehon vaikutuksen suhteen.
- Virukset ovat pienin ja yksinkertaisin elämänmuoto; Virukset ovat 10-100 kertaa pienempiä kuin bakteerit.
- Bakteerit ovat yksisoluisia organismeja, jotka voivat elää sekä muiden solujen sisällä että ulkopuolella. Bakteerit voivat elää ilman isäntäsolua. Sitä vastoin virukset ovat vain solunsisäisiä organismeja, mikä tarkoittaa, että ne voivat tunkeutua isäntäsoluun ja elää sitten solun sisällä. Virukset toimivat muuttamalla isäntäsolun geneettistä materiaalia normaalitoiminnastaan viruksen tuottamiseksi itse.
- Antibiootit eivät voi tappaa viruksia, mutta ne voivat tappaa useimmat bakteerit, lukuun ottamatta bakteereja, jotka ovat vastustuskykyisiä antibiooteille. Antibioottien väärinkäyttö ja liiallinen käyttö voivat johtaa bakteerien vastustuskykyyn antibiooteille. Antibiootit ovat vähemmän tehokkaita bakteereja vastaan, jotka voivat olla haitallisia. Gram-negatiiviset bakteerit ovat erittäin vastustuskykyisiä antibioottihoidolle, mutta jotkut antibiootit voivat tappaa ne.
Vaihe 2. Tunnista lisääntymiseen liittyvät erot
Viruksilla on oltava elävä isäntä lisääntymiseen, kuten kasveihin tai eläimiin. Samaan aikaan suurin osa bakteereista voi kasvaa elottomilla pinnoilla.
- Bakteereilla on kaikki "laitteet" (soluorganellit), joita tarvitaan kasvamaan ja lisääntymään, ja yleensä lisääntyvät aseksuaalisesti.
- Sitä vastoin virukset kantavat pohjimmiltaan tietoa - esimerkiksi DNA: ta tai RNA: ta, jotka on kääritty proteiinipäällysteeseen ja/tai kalvoon. Virukset tarvitsevat isäntälaitteita lisääntyäkseen. Viruksen "jalat" tarttuvat solun pintaan ja viruksen sisältämä geneettinen materiaali siirtyy soluun. Toisin sanoen virukset eivät todellakaan ole "eläviä" olentoja, vaan ovat pohjimmiltaan tietoa (DNA tai RNA), joka kelluu ympäri, kunnes se löytää sopivan isännän.
Vaihe 3. Selvitä, onko organismilla suotuisa vaikutus kehoon
Niin vaikealta kuin se kuulostaakin uskoa, kehossamme (mutta lukuun ottamatta) asuu niin paljon pieniä organismeja. Itse asiassa puhtaan solumäärän osalta suurin osa ihmisistä muodostaa noin 90% mikrobien elämästä ja vain 10% ihmissoluista. Monet bakteerit elävät hiljaa kehossamme; jotkut suorittavat jopa erittäin tärkeitä tehtäviä, kuten vitamiinien tuottamista, jätteiden hajottamista ja hapen tuottamista.
- Esimerkiksi suuri osa ruoansulatusprosessista suoritetaan bakteerityypillä, jota kutsutaan "suolistoflooraksi". Nämä bakteerit auttavat myös ylläpitämään kehon pH -tasapainoa.
- Vaikka monet ihmiset tuntevat "hyvät bakteerit" (kuten suolistoflooran), on olemassa myös "hyviä" viruksia, kuten bakteriofageja, jotka "kaappaavat" bakteerisolumekanismin ja tappavat solut. Yalen yliopiston tutkijat ovat luoneet viruksen, joka voi auttaa tappamaan aivokasvaimia. Useimpien virusten ei kuitenkaan ole osoitettu kykenevän suorittamaan ihmiselle hyödyllisiä toimintoja. Yleensä virukset ovat vain haitallisia.
Vaihe 4. Tarkista, täyttääkö organismi elämän kriteerit
Vaikka ei ole tarkkaa virallista määritelmää elämälle, tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että epäilemättä bakteerit ovat eläviä olentoja. Samaan aikaan virukset ovat enemmän kuin zombeja: eivät kuolleita, mutta eivät varmasti elossa. Esimerkiksi viruksilla on joitakin elämän ominaisuuksia, kuten geneettisen materiaalin läsnäolo, ne kehittyvät ajan myötä luonnollisen valinnan kautta ja voivat lisääntyä toistamalla itseään. Viruksilla ei kuitenkaan ole omaa solurakennetta tai aineenvaihduntaa; Virukset tarvitsevat isäntäsolun lisääntyäkseen. Toisin sanoen virukset ovat olennaisesti elottomia. Harkitse seuraavaa:
- Kun virus ei ole tunkeutunut muiden organismien soluihin, virus on pohjimmiltaan täysin inaktiivinen. Viruksen kehossa ei ole biologisia prosesseja. Virukset eivät voi metaboloida ravinteita, tuottaa ja erittää jätettä tai liikkua itse. Toisin sanoen virukset ovat hyvin samanlaisia kuin elottomat esineet. Virukset voivat pysyä "kuolleessa" tilassa pitkään.
- Kun virus joutuu kosketuksiin hyökkäävän solun kanssa, virus kiinnittyy ja proteiinientsyymi liuottaa soluseinän niin, että virus voi kanavoida geneettisen materiaalinsa soluun. Tässä vaiheessa, kun virus kaappaa solun lisääntymään, sillä alkaa olla yksi elämän tärkeä ominaisuus: kyky siirtää geneettinen materiaalinsa seuraavalle sukupolvelle, jolloin syntyy enemmän organismeja, jotka ovat täsmälleen samanlaisia kuin virus itse.
Vaihe 5. Tunnista bakteerien ja virusten yleiset sairauden syyt
Jos sinulla on sairaus ja tiedät mitä se on, bakteerin tai viruksen selvittäminen voi olla yhtä helppoa kuin tiedon etsiminen itse taudista. Yleisiä bakteeri- ja virusperäisiä sairauksia ovat:
-
Bakteerit:
Keuhkokuume, ruokamyrkytys (yleensä E. colin aiheuttama), aivokalvontulehdus, kurkkukipu, korvatulehdukset, haavainfektiot, tippuri.
-
Virus:
influenssa, vesirokko, flunssa, hepatiitti B, vihurirokko, SARS, tuhkarokko, Ebola, HPV, herpes, raivotauti ja HIV (aidsin aiheuttava virus).
- Huomaa, että jotkut sairaudet, kuten ripuli ja flunssa, voivat johtua minkä tahansa tyyppisistä organismeista.
- Jos et tiedä tarkkaa sairauttasi, on vaikeampaa erottaa bakteerit ja virukset, koska kunkin organismin oireita voi olla vaikea erottaa. Sekä bakteerit että virukset voivat aiheuttaa pahoinvointia, oksentelua, kehon lämpötilan nousua, väsymystä ja huonovointisuutta. Paras (ja joskus ainoa) tapa selvittää, onko sinulla bakteeri- tai virusinfektio, on käydä lääkärissä. Lääkäri suorittaa laboratoriokokeita sen määrittämiseksi, minkä tyyppinen infektio sinulla on.
- Yksi tapa selvittää, onko sinulla virus tai bakteeri, on arvioida nykyisen antibioottihoidon tehokkuutta. Antibiootit, kuten penisilliini, voivat auttaa vain, jos sinulla on bakteeri -infektio, ei virusinfektio. Siksi voit ottaa antibiootteja vain lääkärin määräyksestä.
- Useimmat virusinfektiot ja sairaudet, mukaan lukien flunssa, eivät parane, mutta on olemassa viruslääkkeitä, jotka voivat usein auttaa hallitsemaan tai rajoittamaan sairauden oireita ja vakavuutta.
Vaihe 6. Tämän yksinkertaisen taulukon avulla voit tutkia bakteerien ja virusten peruseroja
Vaikka eroja on enemmän kuin tässä lueteltu, alla ovat tärkeimmät
| Organismi | Koko | Rakenne | Lisääntymismenetelmä | Käsittely | Elämä? |
|---|---|---|---|---|---|
| Bakteerit | Suurempi (noin 1000 nanometriä) | Yksisolu: peptidoglykaani/polysakkaridi -soluseinä; solukalvo; ribosomit; Vapaasti kelluva DNA/RNA | Suvuton. Jäljittele DNA: ta ja lisääntyy halkeamalla. | Antibiootit; antibakteerinen puhdistusaine ulkoiseen sterilointiin | Joo |
| Virus | Pienempi (20-400 nanometriä) | Soluton: yksinkertainen proteiinirakenne; ei soluseiniä tai -kalvoja; ei ribosomeja, DNA/RNA kääritty proteiinipäällysteeseen | Kaappaa isäntäsolut ja tekee niistä kaksoiskappaleen viruksen DNA/RNA: n; uusi virus poistetaan isäntäsolusta. | Ei ole tunnettua parannuskeinoa. Rokotteet voivat estää sairauksia; oireita voidaan hoitaa. | Ei tunnettu; ei täytä yleistä elintasoa. |
Osa 2/2: Mikroskooppisten ominaisuuksien analysointi
Vaihe 1. Etsi solun läsnäolo
Rakenteeltaan bakteerit ovat monimutkaisempia kuin virukset. Bakteerit ovat organismeja, jotka tunnetaan yksisoluisina. Tämä tarkoittaa, että jokainen bakteeri koostuu vain yhdestä solusta. Toisaalta ihmiskeho sisältää biljoonia soluja.
- Samaan aikaan viruksilla ei ole lainkaan soluja. Virukset koostuvat proteiinirakenteesta, jota kutsutaan kapsidiksi. Vaikka tämä kapsidi sisältää viruksen geneettistä materiaalia, siitä puuttuu todellisia solun ominaisuuksia, kuten soluseinä, kantajaproteiinit, sytoplasma, organellit ja niin edelleen.
- Toisin sanoen, jos katsot solua mikroskoopilla, katsot bakteereja, ei viruksia.
Vaihe 2. Tarkista organismin koko
Yksi nopeimmista tavoista erottaa bakteerit ja virukset on nähdä, näetkö ne normaalilla mikroskoopilla. Jos näet sen, se ei ole virus. Virukset ovat yleensä noin 10-100 kertaa pienempiä kuin normaalit bakteerit. Virukset ovat niin pieniä, että et voi nähdä niitä normaalilla mikroskoopilla kuin niiden vaikutus soluun. Tarvitset elektronimikroskoopin tai muun erittäin suuritehoisen mikroskoopin nähdäksesi viruksia.
- Bakteerit ovat lähes aina paljon suurempia kuin virukset. Itse asiassa suurimmat virukset ovat vain yhtä suuria kuin pienimmät bakteerit.
- Bakteerien mitat ovat yleensä useita mikrometrejä (yli 1000 nanometriä). Sitä vastoin useimmat virukset ovat kooltaan alle 200 nanometriä, mikä tarkoittaa, että niitä ei voida nähdä useimmilla olemassa olevilla mikroskoopeilla.
Vaihe 3. Tutki ribosomit (ja muiden organellien puuttuminen)
Vaikka bakteereilla on useita soluja, ne eivät ole monimutkaisia soluja. Bakteereilla ei ole ydintä ja muita organelleja kuin ribosomit.
- Löydät ribosomit etsimällä pieniä yksinkertaisia organelleja. Solukuvassa ribosomeja edustavat yleensä pisteet ja ympyrät.
- Sitä vastoin viruksilla ei ole organelleja, ribosomit mukaan lukien. Itse asiassa lukuun ottamatta ulompaa proteiinikapsidia, muutamia yksinkertaisia proteiinientsyymejä ja DNA/RNA: n muodossa olevaa geneettistä materiaalia, useimpien virusten rakenteessa ei ole paljon muuta.
Vaihe 4. Tarkkaile organismin lisääntymissykliä
Bakteerit ja virukset eivät ole kuin useimmat eläimet. Molemmat eivät harrasta seksiä eivätkä vaihda geneettistä tietoa muiden samantyyppisten organismien kanssa lisääntyäkseen. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että bakteereilla ja viruksilla olisi sama lisääntymistapa.
- Bakteerit lisääntyvät aseksuaalisesti. Lisääntyäkseen bakteerit toistavat oman DNA: n, pidentyvät ja jakautuvat kahteen tytärsoluun. Jokainen tytärsolu saa kopion DNA: sta, mikä tekee siitä kloonin (täydellinen kopio). Yleensä voit nähdä tämän prosessin tapahtuvan mikroskoopilla. Jokainen tytärsolu kasvaa ja lopulta jakautuu jälleen kahteen soluun. Bakteerilajista ja ulkoisista olosuhteista riippuen bakteerit voivat lisääntyä tällä tavalla hyvin nopeasti. Voit nähdä tämän prosessin mikroskoopilla ja erottaa bakteerit tavallisista soluista.
- Toisaalta virukset eivät voi lisääntyä itsestään. Sen sijaan virus hyökkää muihin soluihin ja käyttää kehon järjestelmää uusien virusten luomiseen. Lopulta muodostuu niin paljon viruksia, että hyökkäyksen kohteena oleva solu puhkeaa ja kuolee ja vapauttaa uusia viruksia.
Aiheeseen liittyvä artikkeli
- Gramin värjäysmenetelmän tekeminen
- Virustartunnan tunnistaminen tietokoneella
