Mikrobioloogia: viirused, bakterid ja algloomad

Kolm rühma, mis on väga väikesed

Mikroobid (ehk mikroorganismid) on olendid, keda palja silmaga ei näe. Neid uuritakse mikroskoobiga. Selles kordamises on kolm rühma: viirused, bakterid ja algloomad. Nad elavad kõikjal: mullas, vees, õhus, toidus, meie nahal ja soolestikus.

Kõigepealt vaata, kui väikesed nad on. Skaala on logaritmiline: iga tähis paremal on 10 korda suurem kui eelmine. Nii mahuvad ühele joonisele nii viirus kui ka alglooma suurune rakk.

Kõige tähtsam vahe: kas on rakk?

Kontrolltöös antakse sulle kas kirjeldus („see olend on kaetud ripsmetega ja tal on tuum“) või pilt. Pead ütlema, kas tegu on viiruse, bakteri või algloomaga. Õpi iga rühma kõige silmatorkavam tunnus selgeks, siis oled valmis.

Viirus: valgukest ja pärilikkusaine, rohkem midagi

• Suurus: 20–300 nm. Nähtav ainult elektronmikroskoobiga.
• Kuju: mitmekesine. Kera (gripp), kepp, hulktahukas, faagil ka „saba“.
• Kinnitusvalgud kesta pinnal sobivad ainult teatud rakutüübiga, nagu võti lukuga. Sellepärast nakatab üks viirus tavaliselt ainult üht liiki rakke.
• Bakteriofaag on viirus, mis nakatab baktereid. Tal on „saba“, millega ta bakteri külge kinnitub.

Bakter: üks rakk, aga tuuma ei ole

Algloom: üks rakk, aga keeruline ja tuumaga

• Kingloom liigub ripsmetega. Tal on suur ja väike tuum ning suu-ava toidu jaoks.
• Amööb liigub ebajalgadega: keha voolab ühes suunas välja ja tõmbab ülejäänu järele. Toidu ümber moodustab ta ebajalad ja neelab selle.
• Silmviburlane liigub viburiga. Tal on kloroplastid, seega ta teeb valguses fotosünteesi. Punane silmtäpp tunneb valgust.

Kuidas ära tunda? Kolm küsimust

Viiruse iseloomulikud tunnused

• Ei ole rakuline. Koosneb valgukestast ja pärilikkusainest (DNA või RNA).
• Ei toimu iseseisvat ainevahetust. Viirus ei söö, ei hinga ega kasva. Väljaspool rakku on ta nagu elutu osake.
• Paljuneb ainult teise organismi elusas rakus. Sellist rakku nimetatakse peremeesrakuks.
• On väga väike (20–300 nm) ja seetõttu läheb läbi filtrite, mis baktereid kinni hoiavad.
• Ei sobi antibiootikumid. Need mõjuvad baktereile, mitte viirustele.
• Iga viirus nakatab kindlat liiki rakke ja kindlaid liike: näiteks tuulerõugete viirus inimest, taimeviirus taimi, bakteriofaag baktereid.

Kuidas viirus paljuneb?

Viirus ei saa ise oma koopiaid teha. Ta kasutab selleks peremeesraku ainet ja energiat. Peremeesrakk on nagu tehas, mis ei tea, et ta hakkab tootma võõraid tooteid.

1. Kinnitumine. Viiruse pinnavalgud kinnituvad sobivale rakule.
2. Sisenemine. Viiruse pärilikkusaine (või kogu viirus) satub rakku.
3. Koopiad. Rakk loeb viiruse pärilikkusainet ja valmistab viiruse osi: uut pärilikkusainet ja uusi valgukesti.
4. Kokkupanek. Osadest koguneb palju uusi viiruseid.
5. Vabanemine. Rakk lõhkeb või uued viirused väljuvad rakust. Nad nakatavad uusi rakke.

Kuidas nakkus levib? Siirutaja

Viirus jõuab uue peremeheni mitmel viisil: õhu kaudu (köha, aevastamine: gripp, leetrid), toidu ja vee kaudu (A-hepatiit), vere või kehavedelike kaudu (HIV, B-hepatiit) või puudutamisel (külmavill).

Siirutaja on loom, kes kannab haigustekitajat ühelt peremehelt teisele. Ta ise ei pruugi haigestuda. Viirushaiguse tuntuim siirutaja on puuk (puukentsefaliit). Bakterhaiguse (borrelioos) ja algloomahaiguse (malaaria, siirutaja sääsk) siirutajad on samuti sellised.

Kuidas keha end kaitseb? Õgirakud ja antikehad

Kui haigustekitaja pääseb kehasse, on organismi immuunsüsteem valmis vastu hakkama. Kaks olulist kaitsjat on õgirakud ja antikehad.

Haiguse kulg ja vaktsiini mõte

Pärast nakatumist algab peiteaeg: viirus paljuneb, aga inimene tunneb end veel hästi. Kui viirust on palju, tulevad haigustunnused. Antikehi hakkab organism tegema alles siis, kui ta on viiruse „ära tundnud“, ja see võtab aega. Alles kui antikehi on piisavalt, viirus hävib ja inimene paraneb.

Viirushaigused, mida pead nimetama oskama

Bakteri iseloomulikud tunnused

• Ainuraksed ja ise elutsevad: neil on oma ainevahetus, nad kasvavad ja paljunevad.
• Eeltuumsed. Rakus ei ole tuuma ega mitokondreid. Pärilikkusaine on rõngasjas DNA tsütoplasmas. See on nende kõige olulisem vahe algloomadest.
• Rakukest kaitseb ja annab kuju.
• Väga väikesed, tavaliselt 0,5–5 µm.
• Paljunevad poolitumisega: üks rakk kasvab, kopeerib DNA ja jaguneb kaheks. Soodsates tingimustes võib see juhtuda iga 20–30 minuti järel.
• Toitumine on mitmekesine. Enamik on heterotroofid (söövad valmis orgaanilist ainet, näiteks toitu või surnud jäänuseid). Osa on autotroofid: näiteks sinivetikad (tsüanobakterid) teevad fotosünteesi.
• Vibur on pikk keerduv niit, millega osa baktereid liigub. Karvakestega kinnitutakse pinnale.

Spoor: bakteri „ellujäämiskapsel“

Kui elutingimused muutuvad halvaks (liiga kuiv, kuum, külm), võivad mõned bakterid moodustada spoori. Spoor on paksu kestaga puhkeolekus rakk, mille sees on DNA ja veidi tsütoplasmat. See ei kasva ega paljune, aga elab üle asjad, mis tavalise bakteri tapaksid.

Milline keskkond sobib bakteritele?

Bakter vajab kolme asja: sobivat temperatuuri, niiskust ja toitu. Mõnele on tähtis ka hapnik.

• Soojus. Enamik baktereid paljuneb kõige paremini 20–40 °C juures. Inimese kehatemperatuur (37 °C) on haigustekitajatele väga sobiv.
• Niiskus. Vesi on eluks vajalik. Kuivas keskkonnas bakterid ei paljune. Sellepärast säilivad kuivatatud toidud (kuivatatud puuvili, jahu).
• Toit. Bakteritele sobib enamasti orgaaniline aine: liha, piim, mahl. Soola või suhkru suur kogus kuivatab bakterirakke ja ei lase neil paljuneda (soolakala, moos).

Aeroob ja anaeroob

Kõik ei vaja hapnikku ühtemoodi.

Kuidas baktereid hävitada? Steriilimine ja pastöörimine

Inimene tahab bakterite paljunemist peatada, et toit ei rikneks ja et haigusi ei tekiks. Selleks kasutatakse kahte olulist võtet.

Antibiootikum

Antibiootikum on ravim, mis tapab baktereid või takistab nende paljunemist. Esimese avastas Alexander Fleming 1928: hallitusseen Penicillium eritas ainet (penitsilliin), mis hävitas ta kasvatatud baktereid.

• Aitab ainult bakteritest põhjustatud haiguste (angiin, kopsupõletik, kõhutüüfus) puhul.
• Ei aita viirushaiguste (gripp, külmetus) ega algloomade põhjustatud haiguste vastu.
• Kuur tuleb lõpuni võtta. Kui lõpetad liiga vara, jäävad ellu tugevamad bakterid ja hakkavad uuesti paljunema.
• Resistentsus: kui antibiootikume kasutatakse liiga tihti või valesti, tekivad bakterid, kellele see enam ei mõju. Neid on raske ravida.

Bakterid on nii head kui halvad, aga enamik on kas kasulikud või kahjutud. Haigust tekitab ainult väike osa.

Tähtsus looduses

• Lagundajad (kõdu- ja mullabakterid). Nad lagundavad surnud taimi, loomi ja väljaheiteid lihtsateks mineraalaineteks. Ilma nendeta oleks maapind täis surnud jäänuseid ja taimedel ei oleks toitaineid.
• Mügarbakterid. Elavad uba, herne ja ristiku juurtel mügarates. Nad seovad õhu lämmastiku taimedele kasutatavasse kujusse. See on sümbioos: taim annab toitu, bakter lämmastikku. Sellepärast külvatakse põldudele kaunvilju, mis mulda rikastavad.
• Sinivetikad (tsüanobakterid). Teevad fotosünteesi ja annavad hapnikku. Just nemad tegid ammu maakera õhu hapnikurikkaks.
• Soolebakterid. Meie soolestikus elavad tuhanded liigid, kes aitavad seedida ja toodavad mõnda vitamiini. Nad võtavad ka kohta ära haigustekitajatelt.

Tähtsus inimese elus: kasulikud bakterid

Kahjulikud bakterid: toit ja haigused

Toidu riknemine. Bakterid (ja seened) paljunevad toidus ja muudavad selle maitset, lõhna ja ohutust. Toit võib olla mürgine juba enne, kui sa seda märkad.

Haigused. Haigustekitavad bakterid satuvad kehasse õhu, toidu, vee, haava või looma kaudu. Nad paljunevad ja mõned eritavad mürke (toksiine), mis rikuvad keha rakke.

Kuidas end kaitsta

• Käte pesemine seebiga (enne söömist, pärast tualetti).
• Toidu kuumtöötlemine ja külmkapis hoidmine. Liha, kala ja munad tuleb korralikult läbi küpsetada.
• Puhas joogivesi.
• Vaktsineerimine teetanuse, difteeria ja läkaköha vastu.
• Haavad tuleb puhastada ja katta.
• Antibiootikumid ainult arsti juhendamisel ja kuur lõpuni.

Algloomad on ainuraksed päristuumsed organismid. Nad elavad vees, niiskes mullas või teiste organismide sees. Tüüpilised esindajad on amööb, kingloom ja silmviburlane. Nad ei ole loomad, taimed ega seened, vaid eraldi rühm ainuraksete päristuumsete olendite seas.

Iseloomulikud tunnused

• Ainuraksed. Üks rakk teeb kõik elutööd: liigub, sööb, hingab, eritab ja paljuneb.
• Päristuumsed. Rakus on tuum, milles asub DNA. Kingloomal on kaks tuuma (suur ja väike).
• Rakk on „tsütoplasma + organellid“. Tsütoplasma on raku vedel sisu, milles asuvad tuum ja teised osad. Selle sees liiguvad seedevakuoolid ja tõmbevakuool.
• Liikumine: ripsmed (kingloom), viburid (silmviburlane) või ebajalad (amööb).
• Toitumine: enamik on heterotroofid. Nad püüavad baktereid ja teisi väikeseid olendeid ning seedivad neid seedevakuoolides. Silmviburlane on valguses autotroof (fotosüntees), pimedas heterotroof.
• Hingamine: hapnik ja süsihappegaas liiguvad läbi raku pinna. Erilisi hingamisorganeid ei ole.
• Eritamine: tõmbevakuool pumpab liigset vett rakust välja. Magevees siseneb vett rakku pidevalt ja ilma vakuoolita lõhkeks rakk.
• Paljunemine: enamasti poolitumisega. Kingloomad vahetavad vahel pärilikkusainet, aga see ei suurenda arvu.
• Elavad vees ja niiskes keskkonnas. Osa elab parasiidina teise organismi sees.

Tsüst: alglooma ellujäämisvorm

Kui vesi kuivab, muutub külmaks või toit lõpeb, ei sure paljud algloomad välja. Nad tõmbuvad kokku, eritavad enda ümber paksu kesta ja langevad puhkeseisundisse. Seda nimetatakse tsüstiks. Tsüst ei liigu, ei söö ega paljune. Kui tingimused paranevad, tuleb algloom kestast välja ja jätkab elu.

Kolm tüüpilist algloomat

Roll looduse aineringes

• Toiduahela lüli. Kingloomad ja amööbid söövad baktereid ja mikroskoopilisi vetikaid. Nemad omakorda on toiduks väikestele vähilaadsetele, need kaladele ja kalad lindudele ja inimesele. Ilma algloomadeta oleks veekogu toiduahel katkenud.
• Bakterite arvukuse hoidjad. Söövad baktereid ja hoiavad nende hulga tasakaalus. Reoveepuhastis on kingloomad tähtsad, sest nad söövad baktereid ja teevad vee selgemaks.
• Hapniku tootjad. Silmviburlased ja teised fotosünteesivad algloomad teevad valguses hapnikku ja on veekogude toiduahela alus (koos vetikatega).
• Lagundamise abilised. Osa algloomi on osa mulla elustikust ja aitab kõdu lagundada.
• Sümbiondid. Näiteks termiidi soolestikus elavad algloomad aitavad puitu seedida. Termiit ei suudaks seda ise.
• Setted. Merevees elanud lubikojaliste ja teiste algloomade lubjast kojad vajusid miljonite aastate jooksul põhja ja neist tekkisid kriit ja osa lubjakivi.

Algloomad ja inimene: haigused

Enamik algloomi on kahjutud, aga mõned on parasiidid ja tekitavad inimesel raskeid haigusi.

Malaaria: näide siirutajast ja algloomast

Kontrolltöös ei piisa sõna definitsioonist. Pead oskama kasutada seda õiges kontekstis. Igal mõistel on siin seletus ja lause, kus ta on õigesti kasutatud.