Mapa mikroświata
Granice mikrobiologii, podstawowe grupy obiektów biologicznych oraz zasady ich klasyfikowania i nazywania.
- Czym zajmuje się mikrobiologia i gdzie przebiegają jej granice
Mapa mikrobiologii od bakterii, archeonów i eukariontów po wirusy, społeczności, laboratorium, biotechnologię oraz granice wiarygodnego wnioskowania.
- Gatunek, szczep, klon, izolat i kultura — pojęcia, których nie wolno używać zamiennie
Precyzyjne rozdzielenie jednostki taksonomicznej, genealogii komórek i fizycznego materiału laboratoryjnego wraz z zasadami identyfikacji i raportowania.
- Wirus, wirion, bakteriofag, wiroid i prion — pięć różnych pojęć
Mechanistyczne porównanie wirusa, wirionu, bakteriofaga, wiroidu, satelity i prionu wraz z wyjaśnieniem genomów, cykli, klasyfikacji oraz poziomów dowodu.
- Bakterie, archeony i mikroorganizmy eukariotyczne — podobna skala, trzy różne historie
Porównanie trzech głównych organizacji komórkowych: błon, ścian, genomów, metabolizmu, endosymbiozy i współczesnej klasyfikacji bakterii, archeonów oraz mikroorganizmów eukariotycznych.
- Jak zapisuje się i aktualizuje nazwy mikroorganizmów
Praktyczny przewodnik po nazwach taksonów, szczepów i wariantów oraz po kodeksach ICNP, SeqCode, ICN, ICZN i ICTV, synonimach, typach i bezpiecznym wersjonowaniu klasyfikacji.
- Od fenotypu i 16S rRNA do ANI oraz klasyfikacji genomowej
Porównanie fenotypu, markerów 16S rRNA, MLSA, klasycznego i cyfrowego DDH, ANI oraz filogenomiki wraz z progami, kontrolą jakości genomów i zasadami raportowania.
- Historia mikrobiologii: od mikroskopu do metagenomiki
Historia zmian kryteriów dowodu w mikrobiologii: od obserwacji komórek, czystej kultury i teorii zarazkowej po rRNA, genomikę oraz analizę metagenomów.
- Bakterie i archeony według funkcji
Funkcjonalna mapa bakterii i archeonów: od fototrofii, cykli azotu, metanu, siarki i żelaza przez fermentację, syntrofię i degradację aż do symbioz, platform biotechnologicznych i oceny jakości dowodu.
Komórka
Budowa i funkcjonowanie komórek bakterii oraz archeonów, od osłon i transportu po ruch, komunikację i formy przetrwalne.
- Rozmiar, kształt i organizacja komórki prokariotycznej
Od ultramałych bakterii po komórki centymetrowe: fizyczne ograniczenia rozmiaru, morfogeneza, układy po podziale, polaryzacja i przestrzenna organizacja prokariotów.
- Błony, ściana i osłony bakterii Gram-dodatnich oraz Gram-ujemnych
Warstwowa architektura komórki: błona cytoplazmatyczna, peptydoglikan, peryplazma, błona zewnętrzna, LPS, kwasy tejchojowe, kapsuły i najważniejsze wyjątki od wyniku Grama.
- Transport przez błonę i homeostaza osmotyczna
Termodynamika kanałów, transporterów ABC, symportu, antyportu i PTS oraz mechanizmy ochrony komórki podczas wzrostu i spadku osmolarności.
- Nukleoid, rybosomy, cytoszkielet i materiały zapasowe
Przestrzenna organizacja chromosomu i rybosomów, dynamiczne filamenty prokariotów oraz regulowane magazyny węgla, azotu, fosforu, siarki i żelaza.
- Mikroprzedziały, magnetosomy, karboksysomy i pęcherzyki gazowe
Białkowe i błonowe nanoreaktory prokariotów: selektywne pory BMC, koncentracja CO₂, biomineralizacja magnetosomów, anammoksosom oraz regulacja wyporności.
- Endospory i inne formy przetrwalne
Endospora warstwa po warstwie: decyzja o sporulacji, asymetryczny podział, kora, płaszcz, Ca-DPA, SASP, germinacja oraz porównanie z cystami, miksosporami i akinetami.
- Rzęski, fimbrie, ruch i chemotaksja
Od budowy wici, archaellum, fimbrii i pili przez fizykę napędu w mikroskali po MCP, CheA–CheY, adaptację, rodzaje taksji oraz poprawną interpretację pomiarów ruchu.
Wzrost i metabolizm
Jak mikroorganizmy pozyskują energię, budują biomasę, reagują na środowisko i tworzą mierzalne populacje.
- Co naprawdę przedstawia krzywa wzrostu populacji
Jak odróżnić sygnał zbiorczy od losu pojedynczej komórki: lag, wzrost wykładniczy, faza stacjonarna, zamieranie, diauksja, μ, czas podwojenia i ograniczenia modeli.
- OD, JTK, liczba komórek i sucha masa — różne miary biomasy
OD jako sygnał rozpraszania, JTK jako zdolność do odrostu, bezpośrednie liczenie komórek i grawimetryczna sucha masa: kalibracja, zakres, odzysk oraz niepewność.
- Temperatura, pH, tlen, zasolenie i ciśnienie jako czynniki wzrostu
Wielowymiarowa nisza fizjologiczna mikroorganizmów: krzywe wzrostu, homeostaza, błony, tlen i redoks, osmoregulacja, piezofilia oraz interakcje stresów.
- ATP, gradient protonowy i bilans redoks
Od energii swobodnej i potencjałów Nernsta przez NADH, ferredoksynę i modułowe łańcuchy elektronowe po siłę protonomotoryczną, obrotową syntazę ATP oraz bilans utrzymania.
- Glikoliza, cykl TCA i centralny metabolizm węgla
EMP, szlak Entnera–Doudoroffa i PPP jako równoległe drogi, węzły pirogronianu i acetylo-CoA, amfiboliczny TCA, anapleroza, obejście glioksalanowe, glukoneogeneza i analiza strumieni ¹³C.
- Oddychanie tlenowe, beztlenowe i fermentacja
Modułowe i rozgałęzione łańcuchy oddechowe, alternatywne akceptory elektronów, rzeczywisty zysk ATP, bilans fermentacji, syntrofia, respirofermentacja oraz pomiar przepływu elektronów.
- Fototrofia, chemolitotrofia, metylotrofia i metabolizm C1
Źródła energii, elektronów i węgla jako niezależne osie: fotosystemy i rodopsyny, chemolitotroficzni donorzy, siedem dróg wiązania CO₂ oraz metanotrofia, RuMP, cykl serynowy i redukcyjny szlak glicynowy.
- Stan stacjonarny, głód, persystencja i śmierć komórek
Stan stacjonarny jako bilans populacji, odpowiedź na głód, hibernacja rybosomów, wzrost kryptyczny, persystencja, stan VBNC oraz sposoby rozróżniania śmierci i przeżycia komórek.
Genom bakterii
Organizacja, kopiowanie, naprawa i ekspresja genomów bakteryjnych i archealnych.
- Chromosom, nukleoid, replikony i chromidy
Od genomu i replikonu przez chromosomy koliste i liniowe, chromidy, megaplazmidy i poliploidię po topologię, domeny oraz metody badania nukleoidu.
- Replikacja i segregacja chromosomu bakteryjnego
Od kontroli oriC i dynamicznego replisomu przez terminację, topologię DNA i dekatenację po ParABS, kondensyny oraz bezpieczne przekazanie chromosomów komórkom potomnym.
- Mutacje oraz naprawa uszkodzeń DNA
Od rozróżnienia uszkodzenia, błędu i mutacji przez BER, NER oraz MMR po rekombinację homologiczną, translezję, regulon SOS i wiarygodny pomiar tempa mutacji.
- Operony, promotory i czynniki sigma
Od jednostek transkrypcyjnych i złożonych wariantów operonów przez architekturę promotorów i regulację lac po alternatywne sigma, ECF, anty-sigma oraz odrębny mechanizm σ54.
- Transkrypcja, translacja i ich sprzężenie u bakterii
Od elongacji, pauz i terminacji transkrypcji przez pełny cykl rybosomu po expressome, atenuację, Rho oraz systemy ratowania zatrzymanej translacji.
Mobilom i ewolucja
Plazmidy, transpozony, wyspy genomowe i horyzontalny transfer genów jako mechanizmy adaptacji populacji.
- Plazmid jako naturalny element mobilomu
Naturalny plazmid jako modułowy replikon: mechanizmy replikacji, kontrola liczby kopii, partycja, niezgodność, mobilność, zakres gospodarzy oraz ewolucyjny koszt.
- Transpozony, integrony, kasety i wyspy genomowe
Mechanizmy transpozycji, architektura IS i Tn, przechwytywanie kaset przez integrony oraz rozpoznawanie aktywnych i zdegradowanych wysp genomowych.
- Transformacja, transdukcja i koniugacja
Trzy główne drogi horyzontalnego transferu DNA porównane od nośnika i aparatu wejścia po rekombinację, replikację, zakres gospodarzy i trwałe dziedziczenie.
Patogeneza
Relacja patogen–gospodarz od kolonizacji i adhezji po rozsiew, toksyny i odpowiedź ogólnoustrojową.
- Kolonizacja, zakażenie, choroba i nosicielstwo
Jak odróżniać ekspozycję, kontaminację, kolonizację, zakażenie bezobjawowe, chorobę, latencję i nosicielstwo na podstawie niszy, czasu, szkody i transmisji.
- Wrota zakażenia, dawka i podatność gospodarza
Jak droga wejścia, dawka dostarczona i efektywna, tropizm, bariery, odporność oraz mikrobiota wspólnie kształtują prawdopodobieństwo zakażenia i choroby.
- Adhezja, inwazja i rozsiew w organizmie
Od pierwszego wiązania z receptorem przez przejście trans- i parakomórkowe po rozsiew limfatyczny, krwiopochodny, wewnątrz leukocytów i wzdłuż nerwów.
- Egzotoksyny, endotoksyna i superantygeny
Mechanizmy działania toksyn białkowych, porów, LPS/LOS i superantygenów oraz różnice między genem, aktywną cząsteczką, jednostką endotoksynową i skutkiem u gospodarza.
- Bakteriemia, wiremia i sepsa — terminy niezamienne
Jak odróżniać obecność drobnoustroju lub jego genomu we krwi od zakażenia krwi, sepsy i wstrząsu oraz prawidłowo interpretować posiew, DNAemię i dysfunkcję narządową.
