Úvod do mikrobiológie

Mikrobiológia je fascinujúca vedná disciplína 21. storočia, ktorá sa zaoberá štúdiom mikroorganizmov – malých živých organizmov viditeľných len so zväčšením. Tento úvod do mikrobiológie vám priblíži jej základné piliere, historický vývoj a obrovský vplyv, ktorý má na náš život a planétu. Pripravte sa na komplexný rozbor mikrobiológie a objavte svet neviditeľných, no nesmierne dôležitých bytostí.

Čo je mikrobiológia? Vedecká disciplína a predmet jej skúmania

Mikrobiológia skúma rozmanitý svet mikroorganizmov. Patrí sem široké spektrum foriem života, od tých najjednoduchších až po zložitejšie bunkové štruktúry. Bez nich by život na Zemi, ako ho poznáme, neexistoval.

Typy mikroorganizmov a ich charakteristika

Medzi hlavné skupiny mikroorganizmov, ktoré mikrobiológia študuje, patria:

• Vírusy: Nebunkové organizmy s nukleovou kyselinou (DNA alebo RNA) obalenou proteínovým plášťom.
• Archeóny: Prokaryotické organizmy bez peptidoglykánu, často žijúce v extrémnych prostrediach (metanogény, halofily, termofily).
• Baktérie: Bunkové prokaryotické organizmy bez klasického jadra. Majú tri hlavné tvary: tyčinkový (bacillus), kokovitý (coccus) a špirálovitý (spirillum). Väčšina má peptidoglykán v bunkovej stene a niektoré aj bičíky alebo fimrie.
• Huby: Eukaryotické organizmy, niektoré mnohobunkové. Živiny získavajú absorpciou organického materiálu z prostredia. Morfologicky sa delia na kvasinkové a mycéliové formy (napr. Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger).
• Riasy: Jednobunkové alebo mnohobunkové eukaryoty, kľúčové pre produkciu kyslíka a cukrov v ekosystémoch.
• Prvoky: Jednobunkové eukaryotické organizmy s vnútornými štruktúrami na prijímanie a spracovanie potravy (napr. Amoeba proteus).

Veľkosť a tvar mikroorganizmov – základná charakteristika

Mikroorganizmy sa líšia veľkosťou, meranou v mikrometroch (µm). Napríklad priemerná baktéria má priemer 0.5-1.0 µm a dĺžku 2.0-5.0 µm. E. coli má približne 0.5 µm v priemere a Staphylococcus 0.5–1 µm. Vírusy sú ešte menšie, často 0.1-0.3 µm.

Tvar baktérií je daný bunkovou stenou a rozlišujeme:

• Coccus: guľatý (napr. Streptococcus)
• Bacillus: palička (napr. Proteus, Bacillus)
• Spirillum: špirálovitý (napr. Spirillum, Vibrio)

Usporiadanie baktérií môže byť rôzne: diplokoky (páry), streptokoky (retiazky), tetrakoky (štvorice), stafylokoky (strapce), sarcíny (kocky).

Hlavné disciplíny mikrobiológie

Mikrobiológia sa delí na štyri hlavné študijné oblasti, ktoré sú zamerané na konkrétne skupiny mikroorganizmov:

1. Bakteriológia: študuje baktérie a archeóny.
2. Virológia: študuje vírusy.
3. Mykológia: študuje mikroskopické huby.
4. Protistológia: študuje protista, vrátane parazitických prvokov (Protozoa).

História mikrobiológie: Cesta za objavmi neviditeľného sveta

História Zeme a života je neoddeliteľne spojená s mikroorganizmami, ktoré formovali našu planétu. Prvý úvod do mikrobiológie sa začal už pred miliardami rokov.

Raná história života na Zemi a mikroorganizmy

• 4.6 miliardy rokov: Formovanie Zeme.
• 3.5 miliardy rokov: Prvé prokaryotické baktérie.
• 2.5 miliardy rokov: Objav cyanobaktérií – prvých organizmov s aeróbnou fotosyntézou. Zodpovedali za zvýšenie obsahu kyslíka na Zemi z menej ako 1% na 21%, čo umožnilo kolonizáciu planéty ďalšími organizmami.
• 2-1.5 miliardy rokov: Vznik eukaryotických buniek.
• 500 miliónov rokov: Multicelulárne eukaryotické organizmy.

Fosílie baktérií, najmä cyanobaktérií (staré až 3 miliardy rokov), sú časté, ale ťažko identifikovateľné. Fosílie húb, napríklad z Aberdeenshiru v Škótsku, potvrdzujú symbiózu rastlín a húb už pred 362 miliónmi rokov.

Mikrobiológia v staroveku a temnom období

Prvé nepriame poznatky o mikroorganizmoch siahajú do staroveku:

• Doba bronzová (4000 p.n.l.): Koncentrácia obyvateľstva v mestách viedla k rýchlemu šíreniu bakteriálnych infekcií, ktoré boli hlavným faktorom úmrtí.
• Staroveký Egypt: Praktizovali fermentáciu a mali isté znalosti o infekčných ochoreniach.
• Staroveké Grécko (Aristoteles, 384-322 p.n.l.): Predpokladal neviditeľné živé „bytosti“ ako pôvodcov ochorení a kvasenia.
• Staroveký Rím (600 p.n.l.): Mali „komisionárov pre vodu“, ktorí sa starali o čistotu pitnej vody.
• Temné obdobie (700-900 n.l.): Rozšírenie lepry a tuberkulózy.
• Európske chladné obdobie (1300-1500 n.l.): V roku 1348 masová epidémia moru (čierna smrť, Yersinia pestis) infikovala tretinu európskej populácie, zahynulo viac ako 200 miliónov ľudí.

Začiatok novej éry mikrobiológie – prví pozorovatelia

Skutočný zlom nastal v 17. storočí s vynálezom mikroskopu:

• Antony van Leeuwenhoek (1632-1723): Pozoroval mikroorganizmy jednoduchým mikroskopom a nazval ich „malé zvieratá“, pravdepodobne pozoroval cyanobaktérie.
• Robert Hooke (1635-1703): Ako prvý opísal huby pomocou mikroskopu a v roku 1665 publikoval prácu „Micrographia“.

Teória spontánneho vzniku (abiogenéza), ktorá tvrdila, že život vzniká z neživej hmoty, bola predmetom dlhých debát. Francesco Redi (1626-1698) a John Needham (1770-1854) prispeli k jej spochybneniu. Definitívne ju vyvrátil až Louis Pasteur v roku 1859, ktorý svojimi experimentmi preukázal, že živé pochádza zo živého (biogenéza).

Zlatý vek mikrobiológie: Priekopníci a ich objavy

Zlatý vek mikrobiológie (druhá polovica 19. storočia a začiatok 20. storočia) bol obdobím revolučných objavov:

• Louis Pasteur (1822-1895): Okrem vyvrátenia abiogenézy vyvinul vakcíny proti cholere kurčiat a besnote, študoval antrax. Je známy aj objavom pasterizácie, procesu zvýšenia teploty pre úpravu fermentačných kvasiniek vo víne, aby sa zabránilo kontaminácii baktériami. Zaviedol termín „atenuovaná vakcína“. Bol kľúčový pre úvod do mikrobiológie v praxi.
• Edward Jenner (1749-1823): Ako prvý použil vakcináciu proti pravým kiahňam v roku 1796, pričom si všimol, že dojičky, ktoré prekonali kravské kiahne, neochoreli na pravé kiahne. Slovo „vakcinácia“ je odvodené z latinského „vacca“ (krava).
• Robert Koch (1843-1910): Študoval antrax, objavil, že baktéria tvorí spóry a objasnil jej životný cyklus. Objavil septikémiu a identifikoval pôvodcu tuberkulózy (Mycobacterium tuberculosis). Vypracoval Kochove postuláty, štyri kritériá na preukázanie príčinnej súvislosti medzi mikroorganizmom a ochorením. V roku 1905 získal Nobelovu cenu.
• Joseph Lister (1827-1912): „Otec antiseptickej chirurgie“, ktorý si všimol súvislosť medzi hygienou a úmrtnosťou po operáciách. Zaviedol používanie dezinfekčných roztokov, ako je karbolová kyselina.
• Paul Ehrlich (1854-1915): Pracoval v imunológii, podieľal sa na príprave antidifterického séra a objavil salvarsan, chemickú zmes s arzénom na liečbu syfilisu, čím položil základy chemoterapie. V roku 1908 získal Nobelovu cenu.
• Emil Adolf Behring (1854-1917): Vyvinul sérum na liečbu záškrtu, za čo v roku 1901 získal Nobelovu cenu. Pracoval s antitoxínmi (protilátkami).
• Alexander Fleming (1881-1955): V roku 1928 náhodne objavil penicilín, izolovaný z huby Penicillium notatum, ktorá potlačila rast stafylokokov na Petriho miske. Spustil tak éru antibiotík. Spolu s Howardom Walterom Floreyom a Erstom Borisom Chainom získal Nobelovu cenu v roku 1945.
• Gerhard Domagk (1895-1964): Objaviteľ sulfonamidov (1939 Nobelova cena).
• Selman Abraham Waksman (1888-1973): Objaviteľ streptomycínu (1943), antibiotika účinného proti tuberkulóze (1952 Nobelova cena).

Mikrobiológia ako súčasť nášho života – Vplyv a aplikácie

Mikroorganizmy hrajú kľúčovú úlohu vo všetkých aspektoch nášho života, od životného prostredia až po medicínu. Sú nevyhnutné pre fungovanie ekosystémov a pre rozvoj moderných technológií. Tento úvod do mikrobiológie ukazuje ich pozitívny aj negatívny vplyv.

Metabolizmus uhlíka a dusíka – základné procesy

Mikroorganizmy sú ústrednými aktérmi v globálnych biogeochemických cykloch:

• Metabolizmus uhlíka:
• Oxigénna fotosyntéza: Cyanobaktérie, fytoplanktón a eukaryotické riasy premieňajú CO₂, H₂O a slnečné žiarenie na glukózu a O₂. Sú to hlavní producenti kyslíka.
• Aeróbna respirácia: Organizmy využívajú glukózu a O₂ na produkciu CO₂, H₂O a energie.
• Metabolizmus dusíka: Mikroorganizmy sú zodpovedné za fixáciu dusíka, nitrifikáciu a denitrifikáciu, čím ho sprístupňujú rastlinám a udržiavajú rovnováhu v pôde.

Výroba potravín a mikroorganizmy

Mikroorganizmy sú stáročia využívané vo výrobe potravín:

• Fermentácia: Kvasinky (Saccharomyces cerevisiae) fermentujú cukor na výrobu chleba, vína a piva. Baktérie (Lactobacillus bulgaricus) fermentujú mlieko na jogurty. Plesne (Penicillium) sú kľúčové pri výrobe syrov.

Žiaľ, mikroorganizmy majú aj negatívny vplyv na potraviny:

• Otrava potravinami: Produkcia toxínov baktériami ako Salmonella, Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum.
• Kazenie potravín: Spôsobujú mikroskopické vláknité huby ako Penicillium a Aspergillus.

Biomedicínske inžinierstvo a verejné zdravotníctvo

• Biomedicínske inžinierstvo:
• Štúdium ochorení: Vplyv mikroorganizmov na ľudské zdravie.
• Využitie geneticky modifikovaných mikroorganizmov: Napríklad na výrobu inzulínu (rekombinantný proteín).
• Výroba antibiotík a chemoterapeutík: Antibiotiká sú chemické substancie produkované hubami (Penicillium notatum) alebo baktériami (Streptomyces). Chemoterapeutiká sú synteticky alebo polosynteticky vyrobené látky, ktoré pôsobia staticky alebo cídne (ničivo) na mikroorganizmy.
• Verejné zdravotníctvo:
• Mikroorganizmy sú pôvodcami mnohých infekčných ochorení človeka, zvierat a rastlín. Príklady zahŕňajú chrípku (vírus Rhinovirus), mor (Yersinia pestis), tuberkulózu (Mycobacterium tuberculosis), maláriu (Plasmodium falciparum) a kožnú mykózu (Candida albicans).
• Vstup mikroorganizmov do tela môže byť cez dýchací trakt (nádcha, chrípka), tráviaci trakt (cholera), urogenitálny trakt (pohlavné choroby, cystitída) alebo poškodenú kožu (tetanus).

Poľnohospodárstvo a bio-ochrana

Mikroorganizmy sú životne dôležité pre poľnohospodárstvo:

• Kvalita pôdy: Zvyšujú biodiverzitu pôdy, podporujú cyklizáciu živín a tvorbu organickej zložky, čím znižujú eróziu a zabezpečujú výživu pre rastliny a malé cicavce. Bez húb dochádza k absentujúcej biodiverzite, sťaženému prijímaniu živín a neadekvátnej výžive.
• Živočíšna výroba: Zlepšujú celkovú kondíciu zvierat ako doplnok výživy.
• Čistenie vody: Eliminujú riasy, patogénne a koliformné baktérie.

Environmentálna politika a mikroorganizmy

Mikroorganizmy majú dve hlavné úlohy v životnom prostredí:

• Primárni producenti: Fotosyntetizujúce riasy a cyanobaktérie.
• Dekompozéri: Huby, baktérie a prvoky, ktoré zabezpečujú mineralizáciu organickej hmoty.

Majú však aj negatívny vplyv na životné prostredie, napríklad prispievajú ku globálnemu otepľovaniu produkciou bioplynov (napr. metánu) vo vulkanických oblastiach.

Prokaryotické vs. eukaryotické bunky: Základné rozdiely

Základom mikrobiológie je pochopenie dvoch hlavných typov buniek na Zemi.

Podstata termínov a kľúčové štrukturálne rozdiely

• Prokaryotická bunka: (Pro – predtým, Karyos – jadro) – DNA je voľne uložená v cytoplazme (nucleoid). Reprezentované sú baktériami a archeónmi. Majú ribozómy 70S a bunkovú stenu (s výnimkou niektorých archeónov).
• Eukaryotická bunka: (Eu – pravý, Karyos – jadro) – Má pravé jadro, obalené membránou. Reprezentované sú hubami, prvokmi, riasami, rastlinami a živočíchmi. Majú ribozómy 80S, mitochondrie, endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát.

Hlavné štrukturálne rozdiely:

Teória endosymbiózy – vývoj eukaryotických buniek

Teória endosymbiózy vysvetľuje pôvod mitochondrií a chloroplastov. Predpokladá, že tieto organely existovali ako samostatné baktérie, ktoré boli pohltené hostiteľskou bunkou a vytvorili endosymbiotický vzťah. Dôkazom je, že obe organely majú vlastnú cirkulárnu DNA, ribozómy 70S (ako baktérie) a sú obklopené dvojitou membránou. Fosílne a molekulárne štúdie ukazujú príbuznosť mitochondrií k alfa-proteobaktériám a chloroplastov k cyanobaktériám.

Baktérie: Detailný pohľad na štruktúru a funkcie

Pozrime sa bližšie na štruktúry, ktoré tvoria bakteriálnu bunku a umožňujú jej prežitie a funkciu. Tento úvod do mikrobiológie by nebol kompletný bez detailnej charakteristiky baktérií.

Komponenty bakteriálnej bunky a ich funkcie

• Bunková stena: Určuje tvar a ochranu pred prostredím. Hlavným komponentom je peptidoglykán (mureín), ktorý sa skladá z N-acetylglukózoamínu, N-acetylmurámovej kyseliny a krátkych proteínových reťazcov.
• Periplazmový priestor: Obsahuje hydrolytické enzýmy a proteíny dôležité pre výživu.
• Plazmatická membrána: Selektívne permeabilná bariéra, mechanická ochrana, transport živín a odpadu, miesto metabolických procesov (dýchanie, fotosyntéza).
• Ribozómy: Syntéza proteínov. Prokaryotické ribozómy sú 70S (30S a 50S podjednotky). Translácia začína štart kodónom AUG, ktorý kóduje formylmetionín.
• Nepravé jadro (nucleoid): Voľne uložená cirkulárna dvojzávitnica DNA. Môže byť asociovaná s proteínmi, odlišnými od histónov.
• Plazmidy: Malé kruhové, samoreplikujúce sa dvojzávitnice DNA, ktoré kódujú génovú rezistenciu alebo produkciu toxínov, čo poskytuje selekčnú výhodu.
• Fimbrie a pili: Nepenetrujú plazmatickú membránu a neslúžia na pohyb. Sú asociované s patogenitou (adhezíny) a adherenciou. Sex pilus sa používa pri konjugácii (výmena genetického materiálu).
• Bičíky: Zabezpečujú pohyb baktérií. Obsahujú proteín flagelín a rotácia je energeticky závislý proces. Gram-negatívne baktérie majú viac prstencov ako Gram-pozitívne.
• Endospóry: Rezistentné kľudové štádium, nie reproduktívna forma, produkovaná niektorými baktériami (Bacillus, Clostridium). Sú odolné voči vysokým teplotám, dezinfekcii, suchu, radiácii a antibiotikám. Ich germináciou vzniká vegetatívna forma.
• Exospóry, slizové puzdrá, kapsuly: Polysacharidové obaly, ktoré chránia pred suchom a fagocytózou. Exospóry sa tvoria mimo buniek (Actinobacteria, Penicillium), slizové puzdrá sú difúznejšie (Azotobacter), kapsuly sú pevnejšie (Klebsiella pneumoniae).
• Inklúzne telieska: Granulárne štruktúry v cytoplazme, ktoré slúžia ako potravinová rezerva (škrob, glykogén, lipidy) alebo zásoba síry a polyfosfátu.

Gram-pozitívne vs. Gram-negatívne baktérie – rozdiely v bunkovej stene

Farbenie podľa Hansa Christiana Grama (1884) umožňuje rozlíšiť baktérie na základe štruktúry ich bunkovej steny:

• Gram-pozitívne baktérie (G⁺): Majú hrubú bunkovú stenu (20-80 nm) zloženú z niekoľkých vrstiev peptidoglykánu, kyslých polysacharidov (kyseliny teichoové a lipoteichoové). Niektoré majú periplazmový priestor. Príklady: Bacillus cereus, Staphylococcus aureus.
• Gram-negatívne baktérie (G⁻): Majú tenšiu (8-10 nm), ale komplexnejšiu bunkovú stenu. Obsahuje peptidoglykán, lipoproteíny, vonkajšiu membránu, lipopolysacharid (LPS) a poríny. LPS má tri časti: lipid A (endotoxín), jadro polysacharidu a O-polysacharid (špecifický antigén). Poríny tvoria kanály pre transport malých molekúl. Príklady: Escherichia coli, Neisseria.

Archeóny: Unikátne mikroorganizmy

Archeóny sú evolučne odlišné od eubaktérií. Žijú často v extrémnych prostrediach (obligátne anaeróby).

• Bunková stena: Namiesto peptidoglykánu majú pseudopeptidoglykán (pseudomureín), kde je N-acetylmurámová kyselina (NAM) nahradená N-acetyltalosaminurónovou (NAT) a väzby sú β-1,3-glykozidické. Mnohé archeóny majú iba S-vrstvu z proteínov a glykoproteínov.
• Plazmatická membrána: Obsahuje glycerol a izoprénové deriváty namiesto mastných kyselín. Rozdiely sú v chiralite glycerolu, éterových väzbách, izoprénových reťazcoch a vetvení bočných reťazcov. Môžu mať lipidovú monovrstvu namiesto dvojvrstvy.

Eukaryotické bunky: Organizácia a špecifické štruktúry

Pre študentov mikrobiológie je dôležité poznať aj štruktúru eukaryotických buniek, ktoré sú domovom pre huby, riasy a prvoky.

Komponenty eukaryotickej bunky

• Jadro: Ohraničené dvojitou membránou s pórmi, obsahuje DNA organizovanú v chromozómoch asociovaných s histónmi. Nucleolus obsahuje RNA a ribozómy.
• Endoplazmatické retikulum (ER): Komplexný tubulárny systém. Drsné ER s ribozómami syntetizuje proteíny, hladké ER syntetizuje membránové lipidy. Dôležité pre komunikáciu a transport.
• Golgiho aparát: Membránová organela na balenie proteínov a enzýmov do vezikúl a ich transport.
• Mitochondrie: Prítomné vo vysokom počte, cigarového tvaru, s vnútornou membránou tvoriacou kristy. Sú miestom respirácie a oxidatívneho metabolizmu. Majú vlastnú cirkulárnu DNA a ribozómy 70S.
• Chloroplasty (riasy): Miesto fotosyntézy. Dvojitá membrána, obsahujú tylakoidy s chlorofylom. Majú vlastnú DNA a ribozómy 70S.
• Plazmatická membrána: Lipidová dvojvrstva s fosfolipidmi, glykolipidmi, proteínmi a glykoproteínmi. Zabezpečuje transport a huby obsahujú ergosterol.
• Bunková stena: Prítomná len pri niektorých bunkách. Riasy majú polysacharidy (celulóza) alebo glykoproteíny (rozsievky kyselinu kremičitú). Huby majú chitín (Ascomycota, Basidiomycota), chitosan (Zygomycota) a glukán.
• Lyzozómy a peroxizómy: Lyzozómy balia hydrolytické enzýmy pre endocytózu. Peroxizómy obsahujú enzým kataláza, ktorý rozkladá toxický H₂O₂.
• Cytoskelet: Komplex mikrofilamentov a mikrotubúl (s tubulínom), zabezpečujúci transport a mobilitu bunky.
• Vakuoly: Organely obalené dvojitou membránou, slúžiace ako zásoba živín a regulácia obsahu vody.

Často kladené otázky k úvodu do mikrobiológie

Čo sú Kochove postuláty a prečo sú dôležité?

Kochove postuláty sú štyri kritériá vyvinuté Robertom Kochom na preukázanie príčinnej súvislosti medzi mikroorganizmom a konkrétnym ochorením. Sú kľúčové v medicínskej mikrobiológii a patria sem:

1. Mikroorganizmus je prítomný v prípade ochorenia, nie u zdravých jedincov.
2. Suspektný mikroorganizmus musí byť izolovaný v čistej kultúre.
3. Ten istý organizmus musí vyvolať rovnaké ochorenie u testovaného hostiteľa.
4. Mikroorganizmus musí byť reizolovaný z testovaného hostiteľa v čistej kultúre.

Aký je rozdiel medzi Eubacteria a Archaea?

Eubaktérie a archeóny sú evolučne odlišné prokaryotické domény. Kľúčové rozdiely zahŕňajú:

• Bunková stena: Eubaktérie majú peptidoglykán, archeóny pseudopeptidoglykán alebo proteínové S-vrstvy.
• Lipidy v membráne: Eubaktérie majú esterové väzby a mastné kyseliny, archeóny éterové väzby a izoprénové deriváty.
• Habitat: Eubaktérie sú všadeprítomné, archeóny často žijú v extrémnych prostrediach.
• Patogenita: Niektoré eubaktérie sú patogénne, zatiaľ čo archeóny nie sú známe ako ľudské patogény.
• Ribozómy: Obidve majú 70S ribozómy, ale líšia sa štruktúrou podjednotiek.

Čo je endospóra a na čo slúži?

Endospóra je vysoko rezistentné kľudové štádium, ktoré produkujú niektoré baktérie (napríklad rody Bacillus a Clostridium) ako reakciu na nepriaznivé podmienky prostredia. Neslúži na rozmnožovanie. Je mimoriadne odolná voči vysokým teplotám, dezinfekčným prostriedkom, radiácii, suchu a antibiotikám, čo umožňuje baktérii prežiť aj v extrémnych podmienkach po dlhé obdobia. Po zlepšení podmienok môže endospóra germinovať a vytvoriť vegetatívnu, metabolicky aktívnu bunku.

Aký bol prínos Louisa Pasteura pre mikrobiológiu?

Louis Pasteur bol jedným z najvýznamnejších vedcov zlatého veku mikrobiológie. Medzi jeho kľúčové prínosy patria:

• Definitívne vyvrátenie teórie spontánneho vzniku a potvrdenie princípu biogenézy (živé pochádza zo živého).
• Vývoj procesu pasterizácie na predĺženie trvanlivosti potravín a nápojov, ako je víno a mlieko, zničením nežiaducich mikroorganizmov teplom.
• Vývoj prvých vakcín proti chorobám ako cholera kurčiat a besnota, čím položil základy imunológie a vakcinológie. Zaviedol termín „atenuovaná vakcína“.
• Objasnenie úlohy mikroorganizmov pri fermentácii a kazení potravín.

Čo sú antibiotiká a aký je ich význam?

Antibiotiká sú chemické látky, ktoré sú buď produkované mikroorganizmami (hubami alebo baktériami) alebo sú synteticky či polosynteticky vyrobené (chemoterapeutiká), a ktoré sú schopné usmrcovať alebo inhibovať rast iných mikroorganizmov. Ich objav a rozvoj, predovšetkým po objavení penicilínu Alexandrom Flemingom, spôsobil revolúciu v medicíne a umožnil liečbu mnohých bakteriálnych infekcií, ktoré boli predtým smrteľné. Antibiotiká sú buď bakteriostatické (inhibujú rast) alebo baktericídne (zabíjajú baktérie). Ich význam v biomedicínskom inžinierstve a verejnom zdravotníctve je nesmierny.