Houby eukaryotické mikroorganismy œ unikátní organismy, specifická stavba i funkce buňky œ samostatná říše œ celá řada aktivit s praktickým dopadem (dekompozice, patogeni rostlin a člověka, producenti významných látek) œ mezi mikroorganismy je řadí velikost (mikroskopické vláknité houby a kvasinky) a metody studia – kultivace submerzní a na agarových médiích, mikroskopické metody Houby jako modelové organismy œ Saccharomyces cerevisiae œ Schizosaccharomyces pombe œ Neurospora crassa œ jedna ze 3 evolučních větví eukaryotických mikrorganismů – Pravé houby œ monofyletická skupina (společný předek) œ eukaryotické stavba buňky œ typicky haploidní jádro, pučící kvasinky jsou diploidní, v kompartmentech hyf je více jader œ jádro je obdáno membránou a obsahuje několik chromozómů œ membránové organely – mitochondrie, vakuoly œ DNA obsahuje introny œ 80S ribozómy – 18S rRNA je základem pro stanovení fylogenetické příbuznosti œ mycelium – apikální růst œ kvasinky – pučení – často dimorfní – pseudomycelium – průnik do tkání œ chitin v buněčné stěně (a glukany) œ ergosterol v membránách œ heterotrofní metabolismus – využití jednoduchých látek procházejících BS a CM – lytické enzymy vylučované apikálně – degradují komplexní polymery œ pohlavní i nepohlavní rozmnožování œ produkují spory Hyfa = houbové vlákno œ vlákno s pevnou BS œ průměr 2 – 30 mm œ roste pouze na konci – zóna růstu œ apikální část – membránově vázané vezikuly – syntéza chitinu, ekvivalent GA ..., v centru skupiny vezikulů – aktinová filamenta œ následuje zóna bohatá na mitochondrie œ část s větvenými tubulárními vakuolami œ jádro – askomycety a mitosporické houby – zpravidla větší počet v apikální část Kolonie œ typicky se vyvíjí z 1 klíčící spory œ vznikající hyfa se větví a dává vznik cirkulární kolonii Kvasinkovité houby œ množí se pučením œ buňka obsahuje 1 jádro, které se dělí, když dceřinný pupen dosáhne určité velikosti œ často dimorfismus – kvasinkovitá i vláknitá forma œ pohlavní rozmnožování Saccharomyces cerevisiae Životní strategie hub ► saprofyté (dekompozitoři, přeměňují organickou hmotu na anorganickou) ► nekrotrofové (napadají živá pletiva, která po usmrcení využívají jako zdroj živin) ► biotrofové (napadají a využívají živá pletiva) ► interakce s dalšími organismy: § parazitismus (rostliny, houby, živočichové) § symbiosa s hmyzem – ambrosiové houby, houby v mycetangiích členovců § mykorrhiza = symbióza s kořeny cévnatých rostlin § lichenizované houby = symbióza se zelenými řasami nebo cyanobakteriemi Fyziologie hub œ heterotrofní metabolismus œ nejčastěji aerobní, kyslík je terminálním akceptorem elektronů œ mnoho kvasinek a některé vláknité – fakultativní – mohou růst a metabolizovat i anaerobně - Saccharomyces – ne pohlavní rozmn. - fermentace œ několik vodních hub – pouze fermentace – aerobní nebo anaerobní – nemají mitochondrie a cytochromy œ anaerobní Chytridiomycota – v rumenu přežvýkavců Centrální metabolismus hub Chytridiomycota v rumenu přežvýkavců Houby a vliv vnějších podmínek ► vlhkost ► zpravidla mezofilní ► psychrofilní ► termofilní ► acidofilní – kvasinky ► tolerance k 1 suboptimálnímu faktoru, nikoliv k několika Genom hub œ typicky haploidní jádro – odlišnost od ostatních eukaryot (pučící kvasinky – diploidní) œ haploidní – snadno vzniká mutace, snadná selekce mutantů œ pohlavní rozmnožování – segregace a rekombinace genů, produkt meiózy má projev v haploidní pohlavní spoře œ nepohlavní spory mohou být využity k produkci uniformní populace œ homothalické houby œ heterothalické houby Systém a fylogeneze hub a příbuzných organismů (Deacon, 2005 – viz Literatura) ►ŘÍŠE: FUNGI (MYCOTA) HOUBY ►Oddělení Chytridiomycota ►Oddělení Zygomycota ►Oddělení Glomeromycota ►Oddělení Ascomycota ►Oddělení Basidiomycota Houby v širším slova smyslu ►ŘÍŠE: STRAMINIPILA ►Oddělení Oomycota ►Oddělení Hyphochytridiomycota ►Oddělení Labyrinthulomycota Houbám podobné organismy ►Oddělení Myxomycota (plasmodial slime moulds) ►Oddělení Plasmodiophoromycota (plasmodiophorids) ►Oddělení Dictyosteliomycota (dictyostelid slime moulds) ►Oddělení Acrasiomycota (acrasid slime moulds) Houby v širším slova smyslu a houbám podobné organismy jsou tradičně studovány mykology œ Oomycota œ liší se někt. základními znaky od hub, bližší rostlinám (celulóza, diploidní jádro, rostlinné steroly) œ ekonomicky významní patogeni rostlin œ Phytophthora infestans – pohlavní rozmnožování – antheridia + oogonia – oospory – klíčí – diploidní hyfy nebo zoospóry nepohlavní rozmnožování – mnohojaderné sporangium – bičíkaté diploidní zoospóry nebo hyfy Chytridiomycota • stáří 1 bilion let • pohyblivé, bičíkaté zoospory • hydrogenozómy – alternativa mitochondrií • u některých střdání haploidního a diploidního stádia • v půdách a ve vodním prostředí • primární kolonizátoři • degradace organické hmoty • v rumenu obratlovců • parazité nematod Glomeromycota • arbuskulární mykorrhiza • u velkého množství druhů rostlin, nevyskytují se samostatně • symbioza s Nostoc punctiforme – Geosyphon pyriforme Zygomycota ● BS – chitin, chitosan a polyglukuronová kyselina ● coenocytické mycelium – mnohojaderné bez přepážek ● rychle rostoucí ● nejvýznamnější zástupci Mucor, Rhizopus Rhizopus * Houba s kosmopolitním výskytem * Častý je zvláště na potravinách nebo v krmivech, způsobuje též hnilobu ovoce * Neprodukuje mykotoxiny * V laboratoři je vzhledem ke svému rychlému růstu a snadnému šíření považována za nebezpečnou kontaminantu * Příležitostně bývá izolován z klinického materiálu Mucor * Rychlý růst a snadné šíření - nebezpečná kontaminanta v laboratořích Ascomycota ► monofyletická skupina ► pohlavní rozmnožování – vznik asků – diploidní jádro, meióza je následována mitózou, vzniká 8 haploidních spor ► celá řada mitosporických druhů – bez pohlavního rozmnožování ►Neurospora crassa ►Sordaria ►75% známých druhů hub ►askus – vzniká fúzí 2 haploidních jader opačných párovacích typů ►askospory – meióza – haploidní ►askokarp - plodnice Umístění askospor a – v peritheciu b – v kleistotheciu Nejvýznamnější zástupci: Aspergillus, Eurotium, Penicillium, Fusarium, Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Kluyveromyces Fusarium • Rozšířen celosvětově zvláště v půdě a na cereáliích • Způsobuje krčkové i kořenové hniloby u obilnin a napadá i uskladněné brambory a cukrovou řepu • Produkuje řadu mykotoxinů, zvláště trichotheceny a zearalenon Mitosporické houby ● dříve Deuteromycota ● dnes zpravidla zařazeny do Ascomycota ● pouze nepohlavní stádium ● formální rody ● různé typy konidií – vznikají mitotickým dělením ● Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Alternaria Basidiomycota ● houby tvořící plodnice ● kvasinkovité houby - Rhodotorula ● patogeni rostlin a člověka ● basidium – meióza – basidiospory (na sterigmatech) ● septa brání průchodu jader ● dvoujaderné části hyf Puccinia graminis Houby jsou původci onemocnění rostlin, živočichů, hmyzu, člověka Houby – parazité rostlin ► Ophiostoma ulmi (Ascomycota) ► Botrytis cinerea (Ascomycota) Entomofágní houby Beauveria bassiana Hirsutella rhossilliensis Houby – původci onemocnění člověka ► onemocnění způsobená houbami - mykózy – asi 200 – 300 druhů hub ► další zdravotní problémy - alergie, působení toxinů ► 5 skupin onemocnění způsobených houbami (mykóz) ► 1. dermatofytické houby ► 2. onemocnění způsobená běžnými komenzály po narušení rovnováhy – Candida albicans ► 3. onemocnění způsobená druhy s drobnými sporami, které se dostávají do alveolů – plicní onemocnění – u imunokompromitovaných pacientů ► 4. infekce ran, především u oslabených jedinců, rozklad tkáně – melanizované stěny hyf -Phialophora, Cladosporium a Sporothrix ► 5. Pneumocystis jirovici – specializované jednoduché houbám podobné organismy, imunokompromitovaní jedinci Mykotoxiny – toxiny produkované mikroskopickými vláknitými houbami Houby a potraviny Houby v symbiotických vztazích Mykorrhiza œ endomykorrhiza (90%) - schopnost mykorrhizní houby kolonizovat buňky primární kůry kořene – vezikulo-arbuskulární œ ektomykorrhizu -rozvoj endofytické houby je omezen na mezibuněčné prostory kořenového kortexu Lišejníky