Mikrobiologi Flashcards

(205 cards)

1
Q

Størrelse af bakterie

A

Den gennemsnitlige bakterie er ca. 1 μm, de fleste er et eller andet sted mellem 0,5-4 μm store, hvor den nedre mulige grænse er 0,2 μm (der skal være plads til celleindholdet) og den største bakterie man kender (Thiomargarita namibiensis) er næsten 1 mm stor.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Størrelse af eukaryote celler

A

10-200 μm store.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Bakterie-morfologi

A

Kok, stav, spiril, spirokæt, knopskydende, filamentøs -> kok og stav er de mest almindelige. Se F1 for billede.
Nogle bakterier kan skifte morfologi under specielle forhold (fx E.coli fra stav til filamentøs).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Gram-positive bakterier

A

Har, ud over cytoplasmamembranen, en cellevæg bestående af et tykt lag af peptidoglycan. Farves violette ved gramfarvning og mister ikke farven ved alkoholdehydrering.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Gram-negative bakterier

A

Har, ud over cytoplasmamembranen, en cellevæg bestående af et tyndt lag peptidoglycan, og en ydre cellemembran. Mellemrummet mellem den ydre og den indre membran hedder periplasma. Farves violette ved gramfarvning, men mister farven ved alkoholdehydrering.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Proton motive force

A

Spændingsforskel over membranen der dannes når protoner flyttes ud af cellen gennem oxidativ phosphorylering. Driver mange funktioner i cellen fx transport, motilitet og biosyntese af ATP.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Archaeas plasmamembran

A

I stedet for at have fedtsyrer som sidekæder på glycerolen, er det isopren-moduler . Disse er bundet til glycerolen ved æterbindinger i stedet for esterbindinger (som bakterier har).
Kan både være bilag og monolag (sidekæderne sidder sammen i enderne) -> monolag er mget modstandsdygtige over for varme og er mindre permeabel for protoner

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Fluiditetsregulering

A
  • Mg2+ og Ca2+ kan mindske fluditeten i membranen, da de binder til negative ladninger i phospholipider.
  • Hopanoider (stive lipider, ligner lidt steroler (fx kolesterol)) afstiver membranen i nogle bakterier
  • Dobbeltbindinger kan øge fluiditeten: cis-dobbeltbindinger øger fluiditeten mest ift. trans
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Simpel transport (over membran)

A
Dette er typisk simple kanaler og
carriers og man inddeler dem i de
velkendte uniporter (passiv transport),
symporter og antiporter (sekundær
aktiv transport).
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Gruppe translokation (over membran)

A

Her drives translokationen ved at det
transporterede molekyle modificeres
kemisk, fx ved at molekylet får en
phosphatgruppe påhæftet.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

ABC transport

A

ABC står for ATP binding cassette . Denne type transport drives af ATP.
“Kassetten” består af tre dele:
- Det substrat-bindende protein som binder substratet inden det transporteres.
- Transportproteinet som sidder i membranen.
- Et ATP-hydrolyserende protein.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Multidrug efflux pumper

A

Disse fjerner affaldsstoffer og uønskede stoffer. Dette kan fx være antibiotika.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Translokaser

A

Dette er enzymer der eksporterer proteiner og fasthæfter proteiner i plasmamembranen. Især vigtige for gram-positive bakterier

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Sekretionssystemer

A

Disse eksporterer enzymer, toksiner, DNA og effektorproteiner.

  • Gram-negativ: systemerne I - VI (fx IV og II leder ud i det ekstracellulære; III skaber direkte kontakt mellem celler - ofte exotoksiner)
  • Gram-positive: system VII
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

KOH-test

A

Ved øvelserne benytter vi KOH til at skelne mellem Gram-positive og Gram-negative celler:

  • Gram-negative: Cellevæg opløses af 3% KOH, hvorefter man kan trække DNA ud af cytoplasmaet med en podenål
  • Gram-positive: Cellevæg opløses ikke af 3% KOH
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Fri Energi

A

Hvis ΔG er negativ, frigives der energi ved reaktionen, og den er exoterm/exergonisk.
Hvis ΔG er positiv, forbruges der energi ved reaktionen, og den er endoterm/endergonisk.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Elektrondonor

A

Har et negativt reduktionspotentiale (jo mere negativt jo bedre)
Bliver oxideret i en redoxreaktion
Fx CO2, H2 (oftest organisk materiale)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Elektronacceptor

A

Har et mere positivt reduktionspotentiale
Bliver reduceret i en redoxreaktion
Fx O2, H2O

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Reduktionspotentiale

A
Jo større et reduktionspotentiale, jo lavere i tårnet, og jo bedre er det specifikkke stof til at acceptere elektroner.
Jo lavere (evt. negativt) reduktionspotentiale, jo højere i tårnet, og jo bedre er stoffet til at donere elektroner.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Fakultativt anaerobe

A

Vil helst være, hvor der er ilt, men kan også lave metabolisme under iltfrie forhold (mindre favorabelt)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Assimilation

A

Inkorporering af forbindelser i en organisme; fx reduktion og optagelse af svovl til biosyntese

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Dissimilation

A

Når forskellige forbindelser bruges som elektronacceptor for at skaffe energi, men forbindelserne inkorporeres ikke i organismen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Nitrat reduktion

A
  • Anaerob Metabolisme

- Ofte simple organiske molekyler som elektrondonorer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Sulfat reduktion

A
  • Anaerob Metabolisme
  • Findes typisk i marine systemer.
  • Sulfat som elektronacceptor og H2/simple organiske molekyler som elektrondonorer
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
CO2 reduktion
- Anaerob Metabolisme - Siden CO2 står rimelig højt oppe i ‘tårnet’, så har den ikke så mange donorer at vælge imellem, da den skal have én der står endnu højere oppe. - Ofte H2 som elektrondonor og CO2 som acceptor
26
Denitrifikation
- Ofte simple organiske molekyler som elektrondonorer - Nitrat er elektronacceptor - Findes hos proteobakterier
27
Acetogener
- Er obligat anaerobe - Anvender CO2 som elektronacceptor og H2 som elektrondonor - Får energi fra substrat level phosphorylation og ion-pumper (H+/Na+) gennem acetogenese - Fx Clostridium og Acetobacterium
28
Oxidativ phosphorylering
- foregår med en såkaldt ekstern terminal elektronacceptor. Dette vil typisk være ilt, men kan også være sulfat, nitrat og CO2, altså kort sagt er elektronacceptorerne noget der kommer udefra og omgiver os/organismen. - danner ATP til oxidation
29
Saccharomyces cerevisiae
Laver alkoholforgæring når forholdene er anoxiske og respirerer når der er O2 (laver så glukosen til CO2)
30
Aerob og anaerob respiration
Oxidation, hvor O2 er terminal elektronacceptor er aerob respiration. Oxidation, hvor andet end O2 (fx NO3-, SO42-) er elektronacceptor er anaerob respiration. Mindre energi frigives i anaerob, fordi de ikke har lige så stort reduktionspotentiale. For begge: kræver elektrontransport, genererer en proton motive force og danner ATP med ATPase.
31
Mælkesyreforgæring
Producerer mælkesyre via fermentering af sukre. Udføres kun af gram-positive ikke-sporulerende bakterier - fx Lactobacillus og Streptococcus - Homofermentative: producerer kun et fermenteringsprodukt i form af mælkesyre - Heterifermentative: producerer flere fermenteringsprodukter ud over laktat, fx ethanol og CO2
32
Blandet syre-forgæring
Fermentering af glukose + andre sukre til eddikesyre, mælkesyre og ravsyre (derudover produceres ofte ethanol, CO2 og H2). Udføres af fx E. coli
33
Reaktionscenter
Et fotosyntesekompleks der indeholder klorofyl eller bakterieklorofyl samt nogle andre komponenter. Heri sker den initierende elektrontransfer i elektronflowet i fotosyntesen.
34
Clostridium
Laver smørsyreforgæring og endosporer
35
Homoacetogenese
- acetat som slutprodukt - Elektrondonor: H2 - Elektronacceptor: CO2
36
Metanogenese
- metan som slutprodukt - Elektrondonor: H2 - Elektronacceptor: CO2
37
Syntrofi
En metabolsk process hvor to forskellige organismer sammen nedbryder en substans, i en koblet energisk favorabel reaktion (den ene reaktion koster energi og den anden frigiver energi, hvor de til sammen frigiver enerig), men ingen af de to organismer kan nedbryde substansen alene. - Ofte med H2 forbrug i den ene reaktion og produktion i den anden - Ses fx i koblingen mellem ethanolforgæring og methanogenese
38
Ammoniumoxiderende | bakterier og archaea (nitrifikation)
- Elektrondonor: NH4+/NH3 - Elektronacceptor: O2 - Kemolitotrof - Fx Nitrisomonas
39
Anammox
Oxidation af ammonium under anaerobe forhold. - Elektrondonor: NH4+/NH3 - Elektronacceptor: NO2- - Kulstofkilde: CO2
40
Svovloxiderende bakterier
- Elektrondonor: H2S - Elektronacceptor: O2, NO3- - Det endelig produkt er oftest SO42- - Kemolitotrof - Fx Thiobacillus
41
Nitritoxiderende bakterier
- Elektrondonor: NO2- - Elektronacceptor: O2 - Kemolitotrof - Fx Nitrobacter
42
Fototrof
Energikilde: lys
43
Kemotrof
Energikilde: kemisk
44
Litotrof
Elektrondonor: H2, NH3, H2O, H2S, FE2+ (uorganisk)
45
Organotrof
Elektrondonor: organisk materiale
46
Autotrof
Kulstofkilde: CO2
47
Heterotrof
Kulstofkilde: organisk C
48
Oxygenisk fotosyntese
Fotosyntese hvor der bruges vand som elektrondonor, hvilket genererer ilt; udføres af planter, alger og cyanobakterier. Indeholder de to fotosystemer.
49
Anoxygenisk fotosyntese
Fotosyntese hvor der ikke bruges vand som elektrondonor, men fx Svovlforbindelser i stedet og der dermed genereres sulfat - udføres af purpurbakterier , grønne svovlbakterier og grønne non-svovlbakterier . I forhold til oxygenic fototrofe udgør de en forsvindende lille del. Indeholder ét fotosystem.
50
Bakterieklorofyl
Fotosyntesepigment der kan, ligesom normalt klorofyl absorbere synligt lys, men kan også absorbere ultraviolet og infrarødt lys som ligger hhv. lige under og over det synlige lys. Findes hos grønne og purpur bakterier, dvs. anoxygene fototrofer.
51
Chlorosom
Alternativet til en kloroplast i grønne svovlfikserende og ikke-svovlfiskerende bakterier. Indeholder forskellige bakterieklorofyller.
52
Phycobiliproteiner
Lysabsorberende pigementer i cyanobakterier og rødalger
53
Hydrogenase
Enzym der katalyserer H2 oxidation med O2 - nogle bakterier kan udnytte H2 som elektrondonor og få energi den vej, hvis der ikke er brugbar organiske forbindelser til stede (de er fakultativt kemolitotrofe).
54
Virus (overordnet)
- Obligate parasitter - Arvemasse: RNA eller DNA + enkelt eller dobbeltstrenget (vira opdeles ofte efter hvilket de har) -> har overlappende gener - Værtsspecifikke - Under 1 μm små - Kan opdeles i dyrevirus, plantevirus og bakterievirus/fager
55
Kapsid
en kapsel om viras genom, som kan bestå af en polymer, for vira kaldt kapsomere , af samme eller flere forskellige proteiner. Nogle vira vil have enzymer placeret i kaspidet.
56
Membran hos vira
Nogle vira kan have en lipidmembran, disse kaldes membranomsluttede vira. Membranomsluttede vira angriber oftest dyr, og vira uden membraner, nøgne vira, angriber oftest bakterier.
57
Retrovirus
Har to enkeltstrengede RNA-strenge som presses ind i værtscellen. Inde i cellen benyttes revers transkriptase til at danne DNA, som så inkorporeres i værtscellens DNA. Translation af retrovirus-DNA fører til dannelse af nye vira.
58
+ eller - konfiguration af vira arvemateriale
mRNA er altid + konfiguration -> DNA eller RNA med samme orientering som mRNA vil også have + konfiguration. RNA eller DNA med modsat orientering ift. mRNA vil have - konfiguration (Dobbeltstrengede vil altid have både + og -) -> Arvematerialet skal være dobbeltstrenget før det kan transkriberes (derfor er dette relevant)
59
Icosahedral kapsid
- Rumlig struktur med 20 trekantede sider. | - fx Polio, herpes og parvovirus
60
Rørformet kapsid
- Hult rør med proteinvæg | - fx Rabies, mæslinger og tubulovirus
61
Kompleks kapsid
- Består typisk af flere dele, kan fx både have en rørformet del og en icosahedral del. - fx influenza, T4-fag, kopper (smallpox)
62
Enzymer i vira
- Polymeraser: Nogle vira har egne RNA polymeraser til replikation og transkription. - Revers transkriptase: laver RNA til DNA (findes kun i retrovira) - Lysozymer: Et enzym der bruges til at lave hul i peptidoglykan, og er derfor meget effektivt mod Gram-positiv bakterier.
63
PFU
= plaque forming units | -> bruges når man skal tælle antal vira, da lyserende vira danner plaques
64
Titer
Antallet af vira der kan inficere til stede i en given volume væske.
65
Virulente livscyklus
- > Lytisk livscyklus - Kun genomet kommer ind i værtscellen, bliver replikeret, transkriberet og translateret, virus-komponenterne assembles til nye vira, og cellen lyserer
66
MS2
Fag med kun fire gener, og den er RNA+ (enkeltstrenget +RNA). De fire gener er generne for replicase , kapsidet, maturationsprotein og lysosym. Virulent livscyklus.
67
T4
Virulent livscyklus. Fag som inficerer E. coli , har icosahedral opbygning, dobbeltstrenget DNA. Indeholder sigmafaktor der kan regulere værtens syntese.
68
Lysogen livscyklus
Fagens genom inkorporeres i værtcellens DNA, og kaldes nu en profag . Herved vil fagens genom replikeres afhængigt af værtscellens egen replikation, og vil sidde som profag, indtil den træder ud af en lysogene cyklus, og indtræder i den virulente cyklus. -> Fx Lambda (har både lysogen og lytisk)
69
Latent periode i virus-infektion
Perioden fra infektionen til at man kan detekterer vira. Består af: - Formørkelsesfasen: lige vira sætter sig på en receptor og kommer sit arvemateriale ind i target cellen. Når virussen har sat sig på receptoren kan den ikke skifte target celle. - Modningsfasen: opformering af virulent arvemateriale og pakning i kapsider.
70
Konsekvenser ved virus infektion i dyreceller
- Virulent infektion: lytisk - Latent infektion: virus DNA replikeres ikke, men virussen gemmer sig inde i værtscellen - Vedvarende infektioner: vira lyserer ikke værtscellen, men vira kommer ud ved en slags 'knopskydning' - Transformation: virus DNA inkorporeres ind i værtscellens DNA - kan blive til en tumor-celle
71
Viroider
Små, cirkulære enkeltstrengede RNA molekyler der ikke har kapsider, og ofte angriber planter. Kan ikke eksistere ekstracellulært.
72
Prioner
Består udelukkende af protein. Kan ikke eksistere ekstracellulært. Er identisk med et eksisterende protein i cellen, men har en anden konformation. Prionet får det lignende protein til at skifte konformation, så det har samme konformation som prionet (kan derefter være skadeligt).
73
Bakteriebiota hos mennesker
Domineres af rækkerne Firmicutes og Bacteriodetes, og i mindre grad Actinobakterier og Proteobakterier. Tyktarmen har den største biota (mest dominante slægter er Clostridium og Bacteroides). Jo længere igennem fordøjelseskanalen man kommer, jo højere bliver pH (i maven er pH=2, i tyndtarmen er pH=4-5 og i tyktarmen er pH=7).
74
Tarmbiotaens funktioner
- Nedbrydning af fremmedstoffer fx stoffer vi ikke kan tåle - Produktion af næringsstoffer fx vitamin B og K - Fænotypisk fleksibilitet: Bakterierne kan udvikle nye egenskaber hurtigere end vi selv kan, da de grundet deres hurtige turnover har en større evolutionær Fleksibilitet - Modulering af immunforsvaret - Stimulering af tarmcelleudvikling - Beskyttelse mod patogener: besat fasthæftningssteder, monopol på næringsstoffer (fx jern), udskiller antibakterielle stoffer, sænker pH lokalt i tyktarmen, stimulerer produktionen af affaldsstoffer
75
Probiotiske bakterier
Bakterier som man indtager med føde. Det er mælkesyrebakterier (herunder Lactobacillus spp, Streptococcus spp, Enterococcus spp og Bifidobacterium bifidum) og mange af dem kan godt klare turen gennem mavesækken, men har svært ved at etablere sig i tarmen - evt. grundet manglende fasthæftningsplads
76
Præbiotika
Molekyler (fx fruktooligosakkarider (FOS), galaktooligosakkarider (GOS) og xylooligosakkarider (XOS )) som vi kan indtage, men ikke fordøje, men som ernærer de ‘gode’ bakterier i tarmen.
77
Det menneskelige mikrobiom
Det menneskelige mikrobiom omfatter alle de steder på kroppen der er beboet af mikroorganismer. Er meget individuel fra person til person. Ændres gennem livet.
78
Sygdomsforløb
Smitte → Fasthæftning → (invasion) → Toksicitet, vævsskade → sygdom
79
Inkubationstid (her)
Hvor lang tid der går fra smitte til sygdom
80
Obligate patogene bakterier
Kan kun forårsage sygdomme og gør ikke andet. Fx Treponema pallidum (syfilis), Borrelia burgdorferi (borreliosis), Chlamydia spp.
81
Patogene generalister
Kan inficere flere værtsarter (de fleste bakterier hører til her)
82
Opportunistiske patogene bakterier
Kan forårsage sygdomme på uheldige tidspunkter, men ofte er de ufarlige. Fx Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes
83
Patogene specialister
Kan kun inficere én værtsart | Fx Neisseria gonorrhoeae og Treponema pallidum (hhv gonorré og syfilis)
84
Vævstropi
De steder på kroppen bakterierne foretrækker at være
85
Virulensfaktorer
De mekanismer en bakterie kan have, der giver den mulighed for at gøre os syge. - Fasthæftning: Fimbriae, pili, proteiner og peptider i yderste membran, kapsel/slim, (flageller), lipoteichonsyre - Invasion: spredningsfaktorer er vigtige (fx nedbrydning af cellecement så der ikke kan passerer noget mellem cellerne) - Forsvar mod værtens forsvar/modangreb (fx jernoptag, modtræk mod immunforsvar) - Toksiner
86
Fimbriae og pili
Proteinstrukturer på bakteriecellens overflade, hvis primære funktion er fasthæftning til materiale eller andre celler.
87
Jern i menneskekroppen
Der er mindre frit jern i kroppen end bakterier har brug for, så de kæmper om det. Jern er bunder i kroppen først til transferrin, der kan transportere det til ferritin, som binder jernet i kroppen. Ved infektion binder kroppen endnu stærkere ved at producere laktoferrin (har meget høj affinitet for jern) og hepcidin (blokerer jerntransportører, så jernet bliver i cellerne)
88
Sideroforer
Mange forskellige stoffer der alle har ekstrem høj affinitet for Fe3+; har to ilt molekyler tæt på hinanden til bindingen af jern. Indfanger Fe3+ ved at blive udskilt fra bakterien og optaget igen efter bindingen til jern. Bakterier stjæler andre bakteriers sideroforer - har mange forskellige receptorer til sideroforer.
89
Siderocalin
Binder til bestemte sideroforer, så sideroforerne ikke genkendes af bakteriens receptor og dermed ikke kan importeres. -> Nogle bakterier kan producerer stealth-sideroforer, som siderocalin ikke kan binde til.
90
Bakterielt forsvar mod vores immunforsvar
- Undgå opdagelse: kamuflere antigener, mimikri af humane celler, gemme sig i bylder, have kapsel til forhindring af antistof-binding - Overlevelse inde i phagocytter: lave huller i phagosommembran inden fusion med lysosom, forhindrer fusion med lysosom, stoffer der gør dem i stand til at overleve inde i lysosomerne - Fysisk beskyttelse: kapsel eller dannelse af bylder - Dræbe phagocytterne: lysere phagocytter, adenylyl cyklase omdanner ATP til cAMP så phagocytten går i stå og dør
91
Bylder
Fx Staphylococcus aureus kan danne enzymet koagulase , der kan omdanne fibrinogen til fibrin, der koagulerer blod. Bakterierne herinde bliver først en rigtig gene når de vil ud igen - her produceres udbryder-enzymer (streptokinase og staphylokinase) der omdanner værtens inaktive plasminogen-enzym til plasmin-enzym, der nedbryder fibrin, og derved frigives bakterierne.
92
Endotoksiner
Toksiner der sidder i den yderste cellemembran i gram-negative bakterier; fx lipid A. Kan registreres i små mængder og får immunforsvaret til at (over)reagerere.
93
Exotoksiner
Toksiner der udskilles til det omgivende medium, og altså ikke sidder fast i cellemembranen. Er altid proteiner.
94
Enterotoksiner
Exotoksiner der er begrænset til mavetarmsystemet.
95
Undergrupper til exotoksiner
- Superantigener: reagerer så kraftigt med immunsystemet at kroppen går i toksisk chok. Benyttes af fx Staphylococcus aureus og Streptococcus pyogenes - Cytotoksiner: laver fx hæmolyse eller huller i membranen, som gør den ustabil - ATP-til-AMP omdannere - Signal-kaskade inhibitorer: jo højere i en kaskade signalet inhiberes, jo større skade sker der. Benyttes af fx Bacillus anthracis - Proteinsyntese inhibitorer - Neurotoksiner: Fx butolinum toksin der forhindrer ACh i at blive frigivet fra motorneuroner, og dermed lammer muskulaturen - AB toksiner: består af B-delen der binder til membranen og A-delen der transporteres over membranen og kan skade værtscellen. Fx diphteria, botulinum, tetanus og cholera toksiner.
96
Polypeptid-toksiner
Når toksiner overføres kan det ske som polypeptider. Polypeptid-toksiner har tre subunits - bindingsdel (binder til receptor), en transportdel (der sørger for transport over membranen) og en aktiv del (der kommer ind i cellen og rent faktisk virker som toksin).
97
A-B-toksiner
Toksiner der overføres med A-B-overførsel: - B (bindings-delen) binder til og laver et hul i værtcellemembranen, og A (aktiv-delen) kommer ind igennem hullet, binder til elongation factor-2 ( EF-2 ) så EF-2 ikke kan virke, og proteinsyntese stopper. - B-delen binder til receptor på værtscellemembran, der sker en invagination og til sidst sker en “budding” og afsnøring så det er som et endosom inde i værtscellen. Herefter bryder A-delen ud, og virker på samme måde som før. -> Diphtheri toksin fra Corynebacterium diphtheria er et A-B-toksin
98
Yersinia pestis
Forårsager pest. Benytter effektor proteiner til at dæmpe værtens immunforsvar - enten ved at cellerne begår apoptose (udløser ikke immunforsvaret i modsætning til nekrose) eller immunforsvarscellerne manipuleres så alt virker fint
99
Mycobacterium tuberculosis
Forårsager tuberkulose. Tuberkulose virker ved at tiltrække phagocytter, dræbe nogle af dem og bliver optaget i resten. Bakterierne kan dog klare sig herinde, og der dannes efterhånden tuberkler.
100
Grunde til at M. tuberculosis er svær at bekæmpe med antibiotika
- Bakterierne gemmer sig inde i phagocytter - Bakterierne har en cellevæg lavet af mycolinsyre der spærrer for antibiotikapermeabilitet. - De har effluxpumper til at pumpe antibiotika ud. - De har en meget aktiv 𝛽-lactamase. - Flouroquinolon antibiotika virker på DNA gyraser, men M. tuberculosis har et DNA-lignende protein der kan binde løst til gyraserne i stedet for antibiotikaen, der så ikke kan virke. - De er ofte i hvilestadium, og bakterier i hvilestadium er generelt svære at ramme med antibiotika da deres metabolisme ikke er aktiv.
101
Helicobacter pylori
Den mest talrige bakterie i mavesækken.
102
Attenuation (dæmpning)
Dæmpning eller helt tab er virulens for en patogen. Sker nogle gange med kulturer der holdes i laboratoriet og findes sjældent på syge dyr. Opstår nok fordi muterede individer der ikke længere er virulent vokser hurtigere end de virulent og udkonkurrerer dem derfor.
103
HIV/AIDS
En blanding er flere sygdomme, der starter med infektion af human immunodeficiency virus (HIV). Det fører til den kliniske sygdom acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), der angriber immunforsvaret.
104
Peptidoglykan
Polysakkarid opbygget af • N-acetylglukosamin (G) • N-acetylmuramin (findes kun i bakterier) (M) • Aminosyrer (fx D-stereoisomerer af alanin og glutaminsyre) • Aminosyreanalogen diaminopimelin (findes kun i bakterier) Danner en gitterstruktur uden om celle-membranen i form af polysakkarid-tråde forbundet af aminosyrebroer. Disse broer dannes af transpeptidaser.
105
Penicillin og andre β-lactam-antibiotika
Hæmmer dannelsen af peptidoglykan ved at binde til transpeptidaser. Cellevæggen kan hermed ikke vokse og cellen lyserer når den bliver for stor. Penicillin er derfor kun effektivt overfor voksende bakterier.
106
Gram-positive bakteriers cellevæg
Peptidoglykan i cellevæg - op til 25 lag Proteiner: receptorer, transportproteiner, etc. Sidder både i cellevæg og cytoplasmamembran. Teichonsyre og lipoteichonsyre (fosforylerede polyalkoholer) • Lipoteichonsyre har en forankring hele vejen ned i cellemembranen • Hjælper måske med transport af stoffer • Giver negativt ladet overflade
107
Gram-negative bakteriers cellevæg
Peptidoglykan i et tyndt lag Periplasma mellem ydre og indre membran Ydre membran af fedtsyrer • Udgør størstedelen af cellevæggen • Består af lipopolysakkarider - Lipid A, kerne-polysakkarid og O-polysakkarid (se evt. figur i F2, s. 21) - Lipid A er toksisk - O-polysakkarid kaldes også O-antigen - 160+ variationer hos E. coli - Lipooligosakkarid (LOS), når O-polysakkarid mangler
108
Mycobacterium tuberculosis’ virulensfaktorer
“Stealth bakterie”: vokser langsomt Voksagtig cellevæg af mycolinsyre beskytter mod udtørring og immunforsvaret Fibronektin snyder immunforsvar - stjæles fra værten Tilpasninger til liv som intracellulær parasit: - Har mekanismer til at få adgang til phagocytter - Hæmmer fusion af phagosom og lysosom - Overlever lysosom-indhold
109
Cellevægge hos Archaea
Ikke peptidoglykan De fleste har S-lag – protein eller glykoprotein i hexagonalt mønster. Nogle har pseudomurein, som ligner peptidoglykan og er opbygget af N-acetylglukosamin og N-acetyltalosaminuronsyre
110
Lysozym
Enzym, der ødelægger peptidoglykan - fortrinsvis hos Gram-positive - ved at nedbryde bindinger mellem N-acetylglukosamin og N-acetylmuramin. Findes bl.a. i spyt og tårer.
111
Slim og kapsel
Geléagtigt slim og hård kapsel (glidende overgang) Består af polysakkarid eller polypeptid (protein) Øger fasthæftning Beskytter mod: - Udtørring - Protozoer og fagocytter - Antibakterielle stoffer (f.eks. udskilt af immunforsvaret)
112
Flageller
Lange og tykke proteinstrukturer, der bruges til bevægelse (og fasthæftning). Diameter: 12-20 nm, længde: op til 10 µm. Bevæges ved rotation – koster energi. Bakterier bruger protoner, Archaea måske ATP. Mekanisme minder om ATP-syntase – se figur i F2, s. 30.
113
Placering af flageller
Peritrikøs: fastgjort flere steder på celleoverfladen. Lophotrikøs: bundt af flageller fastgjort i enden af cellen. Polær: flagel fastgjort i den ene eller begge ender af cellen.
114
Flagelbevægelse
Polær: flagellen roterer med op til 300 omdrejninger per sekund. Bakterien bevæger sig med op til 60 cellelængder per sekund. Peritrikøs: flageller bevæges samlet i et bundt -> cellen bevæger sig fremad. Flageller bevæges hver for sig -> cellen stopper.
115
Taksi
Bevægelse udløst af et respons på en kemisk eller fysisk gradient registreret af receptorer - Kemotaksi: Respons på kemisk gradient - Fototaksi: Respons på lys - Aerotaksi: Respons på ilt - Osmotaksi: Respons på ionstyrke
116
Endosporer
Overlevelsesstadium hos grampositive Firmicutes. Findes i 20 slægter, herunder Bacillus og Clostridium. Ideelt for overlevelse og spredning, da det er meget modstandsdygtigt overfor f.eks. varme, kemikalier og UV-stråler. Kan være placeret terminalt eller centralt. Dipicolinsyre og høj Ca2+-koncentration binder vand (holder endosporen meget tør) og øger resistens mod kemikalier. SASPs (small acid-soluble proteins) binder til DNA og beskytter mod UV stråler, varme og udtørring, og er substrat ved spiring.
117
Prokaryote genomer
Er typisk på 1-10 millioner baser og har typisk 1000-10.000 ORFs (open reading frames)
118
Sigmafaktor
Sigmafaktorer binder til promoter og initiation site og hjælper RNA-polymerase til at binde og starte transkriptionen. Mange bakterier har forskellige sigmafaktorer til forskellige forhold. E. coli har syv.
119
Transkription hos bakterier
Sigmafaktor genkender promoter og initiation site. RNA-polymerase binder og starter transkription. Sigmafaktor frigøres. RNA-kæde vokser. Når RNA-polymerase når en termination site stopper transkriptionen. Polymerase og RNA frigøres.
120
DNA og RNA hos prokaryoter
DNA findes ikke i en cellekerne, men i et cirkulært kromosom. Transkription og translation finder sted i cytoplasma. Plasmider er ofte tilstede. Ribosomalt RNA: 5S, 16S, 23S. Ingen introns. Har operons og polycistronisk mRNA. mRNA har ingen poly-A hale.
121
Definition af en prokaryot art
Stammer med mange fælles egenskaber, som adskiller sig tilstrækkeligt fra andre stammer, udgør en art Stammer med >70% ens DNA er en art Stammer med >97% ens 16S rDNA er en OTU (operational taxonomic unit) nogenlunde svarende til en art
122
Mikrobielle stammer
Organismer der kan genkendes inden for en art Nedstammer fra en enkelt organisme Stammer kan være forskellige med hensyn til biokemi, fysiologi og patogenese Fx 190 E. coli serotyper
123
Firmicutes
``` Række af grampositive bakterier. Omfatter: Stave: - Bacillus - Clostridium - Lactobacillus Kokker: - Staphylococcus - Streptococcus Mælkesyreforgærere: - Streptococcus - Lactobacillus ```
124
Bacillus
``` Slægt af grampositive bakterier i rækken Firmicutes. Danner endosporer. Aerob eller fakultativ anaerob. B. cereus - Fødevareforgiftninger - Hæmolytisk (lyserer røde blodceller) B. mycoides - Fredelig jordbakterie B. anthracis - Miltbrand - To plasmider (1 koder for kapsel, det andet koder for toxiner) ```
125
Clostridium
``` Slægt af grampositive bakterier i rækken Firmicutes. Danner endosporer. Anaerob – mesterforgærer. C. butyricum - Danner smørsyre - Findes i tarmen C. perfringens - Koldbrand - Kødædende C. botulinum - Botulisme - Jordbakterie, men kan overføres til grøntsager og krydderurter C. tetani - Stivkrampe ```
126
Mælkesyrebakterier
Obligat forgærende, aerotolerant anaerobe bakterier. Homofermentative (danner kun mælkesyre): - Streptococcus (de fleste arter) - Lactobacillus (de fleste arter) Heterofermentative (danner mælkesyre, etanol, CO2): - Lactobacillus (nogle arter)
127
Actinobacteria
Række af grampositive bakterier. Streptomyces (svampelignende) • 823 arter • Meget almindelige i jord, hvor de nedbryder komplekse polysakkarider • Aerobe og filamentøse • Danner sprednings-spore (ikke endospore) • Danner mange vigtige antibiotika Mycobacterium • Fx M. tubercoulosis (forårsager tuberkulose) og M. leprae (forårsager spedalskhed) • Har en kapsel, der beskytter dem mod udtørring, immunforsvaret, etc. Corynebacterium • Fx diphtheriae (giver difteri)
128
Proteobacteria
Række af gramnegative bakterier. Omfatter klasserne: Alfa: fx Rhizobium (rodknoldsbakterie) Beta: fx Nitrosomonas Gamma: fx Pseudomonas, Vibrio og Enterobakterier Delta: fx Desulfovibrio Epsilon: fx Campylobacter Zeta: P.t. kun en enkelt art
129
Enterobakterier
Gamma-proteobakterier. Mange symbionter og patogener på dyr. Lever ofte i mave-tarmkanalen. Fakultativt anaerobe; respirerende og forgærende Vigtige slægter: • Escherichia • Salmonella • Enterobacter
130
Pseudomonas
Slægt af gamma-proteobakterier. - Alsidige oxidative chemoorganoheterotrofe - Kan nedbryde mange simple organiske forbindelser - Fx den opportunistiske patogen Pseudomonas aeruginosa - Lever ikke i tarmen. - Kan danne biofilm i lungerne på patienter med cystisk fibrose
131
Vibrio
Slægt af gamma-proteobakterier. Familie Vibrionaceae. - Akvatiske bakterier - Spirilformede - Vibrio cholerae - kolera - Aliivibrio fischerii - luminiscerende
132
Archaea
Domæne med 26 rækker. Prokaryoter, men ikke bakterier (tættere beslægtet med eukaryoter). Crenarchaeota (række) Euryarchaeota (række) • Metanogener (mange slægter; Methano…), halofile og ekstremt termofile S0-reducenter
133
Forskelle på bakterier og Archaea
Archaea har æter-bindinger i stedet for esterbindinger og isopren-moduler i stedet for fedtsyrer i deres cytoplasmamembran. Deres cellemembran kan have et eller to lag. Deres cellevæg er opbygget af S-lag, pseudomurein eller andet, men ikke peptidoglykan. Ligesom eukaryoter har Archaea histoner.
134
β-lactamase
Enzym, der nedbryder β-lactam-antibiotika, såsom penicillin, og herved giver multiresistens overfor disse antibiotika.
135
Staphylococcus aureus
Almindelig i næsen (ofte permanent) og ofte på hud. Kan forårsage: Infektioner • Hud- og sårinfektioner • Bylder • Infektioner relateret til implantater • Blodforgiftning • Hjerteinfektioner • Knoglemarvsinfektioner • Meningitis • Scalded skin syndrom - typisk på helt små børn. - Yderste hudlag falder af (er allerede dødt). • og mange andre steder i kroppen Toksinoser/forgiftninger - skyldes toksinet, bakterien behøver ikke at blive der. • Toksisk chok syndrom • Tarmforgiftning
136
Staphylococcus aureus’ adhæsiner
``` 24 forskellige proteiner i cellevæggen, der binder til humant væv: • Fibronektin • Fibrinogen • Kollagen • Kan binde mange forskellige steder. (Lipo)teichonsyre PIA (polysakkarid intercellulær adhæsin) ```
137
Staphylococcus aureus’ toksiner
Super-antigener (binder til immunforsvarsceller og sender meget kraftigere signaler end normalt) • Toksisk Chok Syndrom Toksin • Enterotoksin A-D Protease • Exfolliatin A+B Cytolytiske toksiner • α-δ toksin (hæmolytiske - "laver huller" i celler) • Panton-Valentine leucocidin - nedbryder specifikke fagocytter. Bakterier med dette toksin, som sætter sig i lungerne, dræber deres vært på tre dage.
138
Staphylococcus aureus’ undvigelse af immunforsvaret
Chemotaxis Inhibitory Proteins (CHIPS) - forhindrer immunforsvarets celler i at finde vej til S. aureus. Protein A - Binder til antistoffer, så de ikke kan genkende S. aureus Bylder - Koagulase og staphylokinase Cytolytiske toksiner - Lyserer fx phagocytter og danner pus (døde fagocytter)
139
Staphylococcus aureus’ beskyttelse mod antimikrobielle stoffer
``` Nitrogen radikaler - Laktat dehydrogenase neutraliserer NO. Oxygen radikaler - Katalase - To superoxid dismutaser - Caroten (gult farvestof) Kationiske antimikrobielle stoffer - Kationisk overflade - fx alanin og glycin på teichonsyre. Lysozym - Resistens mod lysozym fordi O-acetyltransferase erstatter C6 hydroxyl på N-acetylmuramin med acetyl - blokerer, så lysozym ikke kan komme til den binding, det skal bryde ```
140
Gram-farvning
Krystalviolet og iod tilføres en samling bakterier og trænger ind i alle celler. Alkohol dehydrerer og lukker porerne i det tykke lag peptidoglykan i Gram-positive celler, hvorved krystalviolet-jodkomplekset tilbageholdes i cellen. Krystalviolet-iod kan derimod passere gennem den tynde Gram-negative cellevæg efter behandling med alkohol. De fremstår derfor farveløse. Kontrafarvning med f.eks. safranin får Gram-negative celler til at fremstå pink.
141
Definition på liv
Har en cellestruktur, metabolisme og reproduktion.
142
Livets begyndelse
Jordens dannes for 4,6 milliarder år siden. En stor planet kolliderer med jorden for 4,4 mia. år siden. Ældste klipper er 3.8 milliarder år gammel. Tegn på skævt C-13 indhold for 3.8 M år siden. Første fossiler er 3.6 milliarder år gamle. Stromatolitter - forstenede biofilm – er 3.5 milliarder år gamle.
143
Urey-Millers eksperiment
Et eksperiment, der prøvede at efterligne forholdende i ”ursuppen”, det tidlige akvatiske miljø. Uorganiske forbindelser, såsom CH4, CO2, N2, NH3, H2S, FeS, og H2O i atmosfæren, undergår spontane kemiske reaktioner i vand under reducerende forhold, og omdannes til organiske forbindelser, som sukkerstoffer, aminosyrer, puriner, pyrimidiner, etc. Eksperimentet kan kun lade sig gøre under reducerende forhold, dvs. hvor der er meget brint tilstede.
144
Polymerisering
Dannelse af polypeptider, polynukleotider, etc. Kan ikke foregå i en vandig opløsning, da hydrolyseprocessen vil være mest favorabel. Anhydride (vand-fraspaltede) overflader på ler og pyrit giver imidlertid mulighed for polymerisering vha. dehydreringsprocesser.
145
Cellestruktur
Det eneste nødvendige for en cellestruktur er cellemembranen. Kan opstå spontant, når lipider og hydrofobe polypeptider er samlet i et vandigt miljø.
146
RNA-liv
RNA kan både virke kodende (mRNA) og katalytisk (rRNA). De første primitive celler har derfor sandsynligvis haft RNA som arvemateriale. DNA-replikation er imidlertid mere stabil, dvs. der opstår ikke lige så mange mutationer.
147
Problemer ved RNA world-teorien:
Ribose-fosfatmolekyler kan ikke sættes sammen med nukleotidbaser in vitro. Katalytisk RNA (ribozymer) er meget komplekse molekyler og det virker usandsynligt at de blot et opstået spontant. Der er ikke fundet ribozymer som kan syntetisere komplekse RNA molekyler. Dette stiller spørgsmålstegn ved ribozymers evne som selv-replicerende RNA molekyler. For kort evolutionær tidsrum for de novo syntese fra organiske molekyler -> til RNA World -> til moderne livsformer.
148
Det første livs metabolisme
Sandsynligvis kemisk, med en uorganisk elektrondonor – kemolito(auto)trof.
149
Evolutionære kronometre
Skal være universelt udbredt og have homologe funktioner. F.eks. rRNA (16S), ATPasen, eller polymeraser.
150
rRNA-kronometer
Ribosomalt RNA. Er universelt udbredt blandt alle levende organismer. 16S har en passende størrelse – ca. 1500 baser – og har både meget konserverede og meget variable regioner. Har desuden den samme funktion i alle bakterier.
151
Domæner
Den mest grundlæggende opdeling af levende organismer. Der kendes kun tre: Bacteria, Archaea og Eukaryota.
152
Revers elektrontransport
Calvin cyklus behøver NAD(P)H for at kører. Kemolitotrofe organismer kan danne NAD(P)H til denne proces ved revers elektrontransport.
153
Binær fission
Binær fission ses ved mikroorganismer (bakterier og gær), hvor en celle deler sig i to. - Bakterier vokser og vokser, indtil de deler sig i to identiske celler, som der ikke kan kendes forskel på. - Gær laver knopskydning, og resultatet er en modercelle og en dattercellen. Man kan genkende modercellen, fordi knopskydningen efterlader små ar.
154
Apikal vækst
Apikal vækst ses hos svampe, hvor de vokser i enden af hyfespidser og kan forgrene sig
155
Septumformation
Den indsnævring, der dannes ved celledeling, hvor cellen til sidst vil skilles ad. Der bygges løbende mere og mere cellevæg, da der ellers ikke ville være plads til den proteinsyntese der foregår inde i cellen. Ved septum formationen ligger en FtsZ-ring som viser planet for den kommende division. Rundt om den bygger cellen mere cellevæg.
156
Cellemembranens funktioner
Adskiller cytoplasma fra det omgivende miljø – permeabilitetsbarriere. Muliggør opkoncentration af stoffer. Forankrer proteiner Opretholder ladningsforskel mellem indre og ydre (protongradient) Opbygget af fosfolipider
157
Cellevæggens funktioner
I princippet uden for cellen Beskytter mod fysisk stress - Forhindrer at cellen brister pga. osmotisk tryk. Store porer tillader passage af mange stoffer Peptidoglykan hos bakterier, S-lag hos Archaea (nogle har pseudomurein)
158
Opbygning af flagel
Filament: den tynde del af flagellen. Hos bakterier opbygget af mange kopier af proteinet flagellin. Hos Archaea forskellige proteiner. Hook: bredere del, der er opbygget af én slags protein og forbinder filament og basal-legeme. Basal-legeme: motor-delen. Består af central stav, C-ring, MS-ring, samt hos Gram-negative også L-ring og P-ring. Mot-proteiner omgiver basal-legemet, som kan rotere.
159
Substrate-level phosphorylation
ADP omdannes til ATP ved direkte overførsel af fosfat fra energirige mellemprodukter (fx acetyl-fosfat som dannes fra acetyl-coenzym A) i f.eks. fermentering.
160
Glykan tetrapeptid
Byggestenene til peptidoglykan, der assembles inde i cytoplasmaet, men skal transporteres ud i peptidoglykanet uden for cytoplasmamembranen. Når glykan tetrapeptidet skal transporteres igennem her, får byggestenen også en alkohol påhæftet, så den bliver hydrofobisk nok til at komme igennem membranen.
161
Transpeptidering
I Gram-negative bakterier: Transpeptidering er når der byggesaminosyrebro mellem det eksisterende peptidoglykan og det nye. Dette sker ved at bindingen til den ekstra aminosyre brydes, og energien der kommer fra denne binding bruges til at danne den nye bro.
162
Logistisk vækst
Kurven inddeles i 4 faser: Lag phase (nølefasen), log phase (eksponentiel vækstfase), stationær fase og dødsfase.
163
Typer af vækstmedium
- Defineret : Her definerer man helt præcist hvilke stoffer i hvilke mængder der skal tilføjes på pladen. - Komplekst : Dette kan være en slags præ-fabrikerede plader der er rimeligt bredspektrede, men ikke særligt veldefinerede. De består ofte af ekstrakter, fx. Gærekstrakt, soyaekstrakt, kødekstrakt eller casein . - Beriget : Her tager man en plade der allerede har noget på (fx en defineret plade), og tilføjer noget ekstra, helt specifikt, som fx. blodagar . - Selektivt : På disse sørger man for at intet andet end den organisme man er interesseret i kan gro frem. Dette kan gøres ved fx. Antibiotika, lav pH eller høj NaCl. - Differentieret : Her slår man ikke de potentielt uinteressante ihjel som på selektivt medium, men man har en form for indikator så man kan skelne mellem orgasnismer, fx. pH indikator.
164
Obligat aerob
(Obligat) aerob : Kan ikke overleve uden ilt.
165
Obligat anaerob
(Obligat) anaerob : Kan ikke overleve ved tilstedeværelse af ilt. Årsagen til at nogle organismer er anaerobe, er at de ikke kan tåle de reaktive iltmolekyler (hydroxyl radikal, brintoverilte og superperoxid) da de kan ødelægge DNA og proteiner.
166
Fakultativt anaerob
Fakultativt anaerob : Klarer sig bedst der hvor der er ilt tilstede, men kan også klare sig under anaerobe forhold.
167
Mikroareofil
Mikroaerofil : Kan kun overleve steder hvor der er en lille smule ilt til stede.
168
Aerotolerant anaerob
Aerotolerant anaerob : Er egentlig anaerob, men har ingen problemer med at overleve med ilt til stede. Altså vil man finde samme koncentration af organismen under aerobe og anaerobe forhold.
169
Hvordan klarer aerobe organismer (i modsætning til anaerobe organismer), at skille sig af med de reaktive dele af ilmolekylerne (hydroxyl radikal, brintoverilte og superperoxid)?
Superoxid dismutase : O2- + O2- + 2H+ → H2O2 + O2 Peroxidase : H2O2 + NADH + H+ → 2H2O + NAD+ Katalase : H2O2 + H2O2 → 2H2O + O2 Karotener kan desuden beskytte mod reaktive iltmolekyler.
170
Psychrophil
Psychrophile: trives ved lave temp (-5 til 15 grader)
171
Mesophil
Mesophile: Trives ved temperaturer ved 15-35 grader
172
Thermophil
Thermophile: Høje temperaturer (40-60 grader)
173
Hyperthermofile
Hyperthermofile: trives ved meget høje temperaturer (65-115 grader)
174
Biofilm
Biofilm er et mikrosamfund/koloni, der typisk sidder fasthæftet til en overflade. Der er kanaler igennem kolonierne, så vand og næringsstoffer også kan komme ind til de inderste individer. Biofilm kan ofte bestå af flere arter. Fordelene ved biofilm er, at hvis det er et godt levested, så kan biofilmen forblive der i lang tid. Der er muligheder for metabolisk samarbejde (one mans trash, another mans treasure). Der kan dannes forsvar mod antibakterielle stoffer og fagocytose.
175
Biofouling
Biofilmsdannelse på våde overflader kaldes biofouling, og sker på skibe, olierør og vandrør.
176
Quorum Sensing
Quorum Sensing er en metode bakterierne bruger til at ‘overvåge’ populationsstørrelse, og kontrollere genekspression i forhold til individtæthed. Dette lader sig gøre ved at bakterier udsender autoinducer molekyler ( fx AHL, Acyl homoserine lactone), der kan modtages af andre bakterier, og som fungerer som inducer på andre bakteriers aktivatorproteiner. Jo flere autoinducer molekyler et individ opfanger, jo større er populationen og populationstætheden. Quorum sensing bruges til at regulere mange forskellige processer.
177
Grader af osmolaritet (salttolerance)
Forskellige typer organismer har forskellige vækstrater ved forskellige saltkoncentrationer: Nonhalofil (0-1 % NaCl) Halotolerant (0-11 % NaCl) Halofil (0-13 % NaCl) Ekstremhalofil (fra 11 % NaCl og opefter)
178
Tilpasninger til koldt miljø
- Antifryseproteiner: spærrer for isdannelsen eller at en iskrystal kan vokse sig større. - Glycerol, trehalose og andre osmolytter/sukre sænker vands frysetemperatur - Cytoplasmamembranen gøres mere flydende, fx. Ved indsætning af dobbeltbindinger eller sidekæder. - Chaperoner sørger for korrekt proteinfoldning, øget produktion af enzymer (når de virker dårligere må man bare have flere), fleksible enzymer (aktive site i enzymet bliver lettere tilgængeligt for substrat), og helicaser der afhjælper sekundære strukturer på RNA-strenge.
179
Tilpasninger til høje temperaturer
- Varmestabile proteiner, der sidder bedre sammen via flere ioniske bånd, stabilisatorer og chaperoner. - Varmestabilt DNA, der sidder tæt pakket i supercoils og er stramt snoet op i histoner. Desuden forhindrer høj koncentration af K+ og andre stoffer DNA-skader. - Mange mættede fedtsyrer i cytoplasmamembranen, altså en ikke særligt flydende membran. Hos archaea afhjælpes det ved at have monolagsmembran. - ATP bliver ustabilt over 150 ℃.
180
Udfordringer ved lav pH
- For kraftig pH-gradient over cytoplasmamembran: flere protoner vil smutte over membranen, hvilket vil få den intracellulære pH til at stige. Dette afhjælpes hos Archaea ved at have monolagsmembran i stedet for bilag. - Extracellulære enzymer udsættes for lav pH, hvad omgås ved at organismen nøjes med at ernære sig på små simple forbindelser, der ikke skal nedbrydes før de optages. - DNA og cytoplasmamembran bliver ustabile.
181
Udfordringer ved høj pH
- Protoner “forsvinder” så der ikke er nok gradient til at lave proton motive force. - Extracellulære enzymer udsættes for høj pH. - RNA bliver ustabilt. - Der vil være en lav tilgængelighed af metalioner.
182
Det marine miljøs 3 communites
Tre communities, to i vandet, og det tredje bestående af fire guilds i sedimentet: - Community 1 : Dette er i den fotiske zone hvor der findes oxygeniske fototrofe organismer. - Community 2 : Dette er alt mellem vandoverfladen og sedimentoverfladen, altså også den fotiske zone. Det kaldes den oxiske zone, og her findes aerobe og fakultativt aerobe organismer. - Community 3 : Anoxisk sediment - jo længere ned man kommer, jo mindre ilt er der. - Guild 1 : Denitrifikations bakterier og jern-reducerende bakterier. - Guild 2 : Sulfat-reducerende bakterier og sulfur-reducerende bakterier. - Guild 3 : Fermentative bakterier. - Guild 4 : Methanogener og acetogener
183
Nitrogenfiksering
Både fritlevende bakterier (cyanobakterier og Azotobacter ) og symbiotiske bakterier (Rhizobier i rodknolde og Frankia) kan fiksere nitrogen. Under nitrogenfiksering omdannes frit kvælstof N2 til ammonium NH4+ vha. enzymet nitrogenase. Nitrogenase hæmmes af ilt, og skal altså have et anaerobt miljø for at fungere. Dette skabes vha. anaerobe rum, eller bortrespirering af al ilten (brænder en hel masse organisk materiale af).
184
Bakteriostatiske eller fungistatiske stoffer
Cellevækst forhindres, men eksisterende celler dræbes ikke.
185
Bakteriocidale eller fungicidale stoffer
Her dræbes cellerne.
186
Bakteriolytiske stoffer
Her lyserer bakterieceller.
187
Antibiotika
Antibiotika defineres ved at være “kemiske stoffer produceret af mikroorganismer og med en hæmmende effekt overfor andre mikroorganismer” (og benyttes denne definition, er 100% kemisk syntetiserede stoffer altså ikke antibiotika, men antimikrobielle stoffer.)
188
Bredspektret antibiotika
Bredspektret antibiotika er antibiotika der rammer både G + og G - bakterier
189
Agar diffusionsmetoden
Bruges til at teste om et stof har antimikrobielle egenskaber
190
MIC-forsøg (minimum inhibitory concentration)
Man skal huske at have koncentrationen af det potentielt antimikrobielle stof med i overvejelserne, da mange stoffer kan virke toksiske, hvis bare koncentrationen er høj nok. MIC er en metode til at spore sig ind på den rette koncentration er et antimikrobielt stof, hvor man laver en opløsningsrække og noterer den mindste koncentration som kan forhindre cellevækst.
191
Antibakterielle stoffers targets i bakteriecellen (6 stk.)
- Hæmmer cellevægssyntese (Mange antibiotika, f.eks, 𝛽-lactamantibiotika, der forhindrer transpeptidasen (sammenkobling af peptidoglykankæder)) - Cytoplasmamembrans struktur og funktion (Polymoxin og daptomycin) - Inhibering af polymeraser (Rifampin) - Inhibering af fedtsyresyntese (Platensimycin) - DNA gyrase: DNA gyrase er et enzym der sørger for at den rette snoningsgrad af DNA-molekylet opretholdes, mens DNA-replikation eller transkription foregår. Nogle antibiotika (quinoloner) hæmmer dette enzym. - Ribosomsubunits : Da bakterier har andre ribosomsubunits end eukaryoter kan disse også være target, og således forhindre proteinsyntese. (F.eks. Tetracykliner, der sætter sig på 30S subunit og blokerer A-site i ribosomet, så translation af mRNA ikke kan fortsætte)
192
Antivirale stoffer.
For vira er det svært at udvikle stoffer, da de er obligate parasitter, og dermed bruger værtens synteseapparat. Til bekæmpelse af retrovira, er der udviklet revers transkriptase-hæmmere.
193
Antifungale stoffer.
Svampe kan være svære at bekæmpe, da de også er eukaryoter, så mange “kure” vil også være toksiske for værtsorganismen. Til bekæmpelse targeter man kitin og ergostorol, som er unikke for svampes cellevæg og membran.
194
5 vigtige grupper af antibiotika
- Aminoglykosider (Streptomycin) - Tetracykliner (Tetracyklin) - Makrolider (Erythromycin) - 𝛽-lactamantibiotika (Penicillin) - Quinoloner (Ciprofloxacin)
195
Naturlig resistens
Naturlig resistens vil typisk være at organismen simpelthen mangler den struktur som antiotikummet targeter (fx mycoplasma, der ikke har nogen cellevæg).
196
Erhvervet resistens
Erhvervet resistens er den slags resistens vi typisk omtaler. Dette kan fx være mutationer eller lignende af target, opbyggelse af alternativ metabolisk pathway,
197
Effluxpumper
En måde hvorpå bakterier kan være resistente overfor antibiotika. De pumper antibiotika ud af cellen med det samme, ved ikke at optage antibiotikummet (G- bakterier) eller ved at kunne inaktivere antibiotikummet (𝛽-lactamase).
198
𝛽-lactamase
𝛽-lactamase er en enzym der kan nedbryde 𝛽-lactamantibiotika. 𝛽-lactamase sendes ud af cellen som ekstracellulært enzym, og nedbryder antibiotika i mediet. (Dette kan også give anledning til satellitkolonier.)
199
Satellitkolonier
Når antibiotikaresistente bakterier fjerner antibiotika fra mediet (f.eks. vha. ekstracellulære enzymer), hvorefter antibiotikasensitive bakterier så kan gro frem.
200
Vertikal genoverførsel
Vertikal genoverførsel er hvad man | ser når én bakterie deler sig i to.
201
Horisontal genoverførsel
Når en allerede eksisterende bakteriecelle modtager noget arvemateriale fra en anden celle. Horinsontal genoverførsel kan være transformation, tranduktion eller conjugation.
202
Transformation
Når bakterieroptager frit DNA fra omgivelserne vha. nogle DNA-bindende proteiner på cellens overflade.
203
Transduktion
Transduktion er når genoverførslen medieres af en bakteriofag. Man skelner mellem generel transduktion, hvor DNA fra alle dele af en bakteries genom kan overføres, dog med lav frekvens, og så special transduktion , hvor det kun er DNA fra en specifik region af en bakteries genom der kan overføres, her med høj frekvens.
204
Konjugation
Ved conjugation overføres DNA i form af plasmider, direkte fra en celle til en anden.
205
IS elementer / transposomer
IS elementer / transposomer er "hoppende" sekvenser, der - i form af transposomer - kan flytte gener rundt i DNA’et, og flytte gener til steder hvor de så vil bliver udtrykt mere eller mindre. Generne kan også være for promotere, der så regulerer udtrykket af de gener de flyttes hen til.