Cellekommunikasjon og signaloverføring hos bakterier Flashcards
(25 cards)
Hva brukes to-komponent regulatoriske systemer til i bakterier?
Til å regulere og respondere på endringer i miljøet (f.eks. pH, osmolaritet, nitrogen) ved å regulere genuttrykk
Hvordan fungerer et to-komponentsystem i bakterier?
En sensor kinase registrerer signal og fosforylerer seg selv, og overfører fosfatgruppen til en responsregulator, som deretter aktiverer eller hemmer transkripsjon av spesifikke gener.
Hvordan responderer E. coli på endret osmotisk trykk?
Ved å endre porinstørrelse i yttermembranen
Ved høy osmalitet aktiveres EnvZ, som fosforylerer OmpR, som deretter oppregulerer ompC (små poriner) og nedregulerer ompF for å redusere vanntap
Hva er definisjonen på kvorumsansing
En mekanisme der bakterier måler celletetthet i en populasjon og koordinerer genuttrykk når tettheten er høy nok.
Hvorfor buker mikroorganismer kvorumsansing?
For å sikre at gruppen har nok celler før de iverksetter kostbare eller koordinerte prosesser(f.eks. toksinproduksjon, biofilm)
Hvordan kan en bakterie respondere på kvorumsansing?
Den produserer og responderer på signalmolekyler (f.eks. AHL). Når konsentrasjonen blir høy nok, aktiveres transkripsjon av målgener
Prosesser som reguleres av kvorumsansing
Bioluminesens (Vibrio fischeri)
Virulens (E.coli O157:H7)
Biofilmdannelse
Antibiotikaproduksjon
sporulering
pigmentering
Hvordan reguleres enterotoksinproduksjon i E.coli O157:H7?
Via AHL signalmolekyler som aktiverer genuttrykk for shiga-toksin og virulensfaktorer når celletettheten er høy
Gir tarmbetennelse med blodig diare
Hva er funksjonen til kvorumsansing i squid-aliicibrio symbiose?
Aliivibrio fischeri koloniserer squidens lysorgan og produserer lys via kvorumsansing - når bakteriene er mange nok, aktiveres gener for bioluminesens.
Hvordan kan man sammenligne cellesignalisering i prokaryoter og eukaryoter
Prokaryoter: Enkle systemer (eks. to-komponent) direkte transkripsjonsregulering
Eukaryoter: Kompleks signaloverføring med flere trinn, sekundære budbringere og celledeling.
Hvor mange to-komponent-systemer har E.coli?
Nesten 50 ulike systemer, inkludert for fosfat, nitrogen og osmotisk regulering
Hvordan fungerer kvorumsansing på celle-nivå
Celler produserer autoinduktorer (f.eks. AHL) som binder aktivatorproteiner og utløser transkripsjon når konsentrasjonen er høy
Hva er AHL og hva regulerer det?
AHL (acyl-homoserinlaktone) er et signalmolekyl som regulerer gener for bioluminesens, biofilm, toksiner m.m.
Hva er To-komponent regulatoriske systemer
- Regulerer metabolisme som en respons på endringer i miljøet(stoppe transkripsjon)
- Er basert på et membranbundet sensor kinase protein og ET responsregulatorisk protein i cytoplasma.
- Involverer proteiner og signalmolekyler
- Aktiviteten til responsregulatoren avhenger av om den er fosforylert eller ikke.
Forklar prosessene i to-komponent regulatoriske systemer
- Membran-integrert sensor kinase binder signalmolekyler og blir fosforylert.
- Kinase overfører en fosfatgruppe til et substrat(dvs. fosforylerer et annet protein)
- Det forsforylerte proteinet(responsreugulator) binder seg til en operator og blokkerer transkripsjonen.
Hva er en responsregulator i et to-komponent regulatorisk system
- Et protein som kan bli fosforylert av sensor kinase. Når den er fosforylert kan den binde seg til en operator og transkripsjonen blir blokkert.
- En fosforylert responsregulator kan igjen bli defosforylert av en fosfatase.
- I aktiv tilstand kan den slå av eller på gener
Hva er en fosfatase?
Fjerner en fosfatgruppe fra sitt substratr
Hvor mange to-komponent-systemer har E.coli?
Nesten 50 ulike systemer(fosfat asimilering, nitrogen metabolisme og osmotisk trykk regulering)
Noen signal transduksjonssystemer har flere regulerende elementer
Hva slags type bakterie er E.coli
Gram-negativ(Både cellevegg og membrtan) og “ikke halofil” (senser og responderer på endringer i konsentrasjonen av NaCl i miljøet rundt seg)
Hva er poriner
Proteiner som sitter i yttermembranen, fungerer som kanaler for transport in/ut av hydrofile lavmolekylære substanser.
Går gjennom hele membranen(transmembran) og danner små porer(ca. 1nm i diameter, men kan variere)
Hvordan fungerer osmoregulering hos E.coli
- Regulerer porestørrelsen av yttermembranproteiner som respons på saltkonsentrasjonen i miljøet.
- Sensory histidine kinase(EnvZ) responderer på at mindre vann er tilstede for cellen(osmotisk trykk øker)
- Den osmolariske endringen setter i gang en autofosforylering av OmpR til OmpR-P
- Ved lavd osmotisk trykk aktiverer OmpR-P transkripsjonen av OmpF
-Ved høyt osmotisk trykk hemmer OmpR-P OmpF og aktiverer transkripsjonen av OmpC
Forskjellen på OmpF og OmpC porinene
De ha ulik størrelse
OmpC har mindre porestørrelse enn OmpF
Under “normale forhold -> OmpF
Ved økt osmotisk trykk -> OmpC
Hva er kvorumsansing
Regulatorisk mekanisme hvor bakterier vurderer celletettheten hos en populasjon (av sin art)
Sørger for at det er tilstrekkelig antall celler tilstede før en respons initieres. For at responsen skal være effektiv kreves en viss celletetthet
Hva er en autoindutor
Hver art produserer en spesifikk autoinduktor(AHL-variant i gram-negative bakterier)
Diffunderer fritt over cellemembranen
- Høye konsentrasjoner kun når det er mange celler tilstede
- Bindes til aktivator proteiner og fører til transkripsjon av spesifikke gen
