Synergism - Antagonism - Quorum sensing

Question 1

Varför är monokulturer mer instabila än kulturer i mångfald? Ge ett exempel

Answer 1

• Om arten i en monokultur faller finns inget för systemet att falla tillbaka på –> systemet fallerar
• Om ett större område täcks av en art av buske där alla djur, insekter etc lever och busken får en sjukdom och försvinner, så dör de andra arterna ut som levt av busken

Question 2

Vilka synergistiska faktorer utgör det dentala placket?

Answer 2

• Metabola, syretålighet och Adhesion

Question 3

Beskriv hur det Metabola samarbetet sker i placket.

Answer 3

• Samarbetar synergistiskt metabolt
• Den ena äter den andres avföring –> Veillonella livnär sig på Mjölksyra som är en produkt från sackarolytiska bakterier i placket
• Intaget av födan i värden kommer i kontakt med yttre skiktet –> yttre skiktet av bakterier i placket är sannolikt Sackarolytiskt och fakultativt anaerobt
• Acidofila bakterier rekryteras till placket som kan metabolisera de sura produkterna från de sackarolytiskt metabola bakterierna i yttre skiktet

Question 4

Beskriv hur Syretålighet bland bakterierna påverkar plackets sammansättning och ekologi.

Answer 4

• Synergism –> utnyttja den andres egenskaper för att gynna sig själv
• Yttre skikt = fakultativa anaerober då i kontakt med syre
• Obligata anaerober placerar sig intill bakterier som kan förbruka syret och skapa en anaerob miljö i sin proximitet –> i skuggan av den andres antioxidanter
• De yttre fakultativa anaeroberna behöver vara utrustade med antioxidanter för att kunna växa i närvaro av syre
• Enzymsystem neutraliserar fria syre-radikaler

Question 5

Hur kan samarbetet se ut gällande adhesion till tandytan i placket?

Answer 5

• Primära kolonisatörer kan binda till tandens pellikel
• Sekundära kolonisatörer kan binda till andra bakterier
• Vissa arter kan bara växa i närvaro av andra arter i placket –> man kan alltså inte finna dessa arter i placket om Primära kolonisatörer inte adhererat till ytan

Question 6

Vilka antagonistiska faktorer påverkar plackets sammansättning och ekologi?

Answer 6

• Konkurrens om näring, plats, syre OCH Bacteriociner
• Aeroba kommer att konkurrera med andra aeroba om syre
• Vissa bakterier utsöndrar olika metaboliter såsom väteperoxid (H2O2), syror eller bacteriociner som missgynnar andra kolonisatörer

Question 7

Vad är Bacteriociner? Finns det några arter som är mer benägna att producera dem?

Answer 7

• Bacteriociner = bakteriens egen antibiotika
• Vissa angriper andra bakteriers cellvägg = dödar bakterien
• Andra tas upp genom cellvägg och gör membranet poröst = dödar bakterien
• Främsta producenter: Viridans Streptococcus, Lactobaciller
• Styr ekologin

Question 8

Hur skyddas kolonin/placket från antibiotika, klorhexidin och andra antimikrobiella substanser/ämnen?

Answer 8

• EPS = Extracellulär Polymerisk Substans = polysackarid-skikt - täcker fysiskt –> hindrar djup diffusion av dess in i kolonin = FYSISK BARRIÄR
• Metaboliskt inaktiva bakterier –>
  Vissa bakterier i biofilmen i vilande/långsamtväxande tillstånd –>
  Antibiotika som är beroende av aktiv celldelning blir då ineffektiva
• Horisontal gene transfer gynnar populationen –> Bakterier i biofilm kan utbyta plasmider och resistensgener via horisontell genöverföring

Question 9

Vad är Quorum Sensing? Hur sker det?

Answer 9

• Förmågan för bakterier att kommunicera och känna av populationsstorlek i biofilm
• Centralt för att bakterier skall bilda EPS och biofilm
• Bygger på små lösliga molekyler = Quorum sensing molecules –> QSM –> som bakterierna frisätter i kolonin
• Olika för G+ och G-
• G- = frisätter Homoserinlaktos
• G+ = frisätter Oligopeptider
• Ju större populationen blir –> desto högre koncentrationer QSM

Question 10

Hur kan Quorum sensing påverka de olika bakterierna i kolonin?

Answer 10

• QSM kan binda in och aktivera/inhibera gener hos andra bakterier
• Inducerar då transkription –> ger ett Gen-uttryck
• Resulterar i att bakterierna i biofilmen kan känna av populationsstorlek
• Viktig för att kunna bygga upp biofilms-matrisen –> EPS

Question 11

Hur kan Quorum sensing se ut i odling på Agar? Någon liknelse?

Answer 11

• Bildar exempelvis stjärnor eller vulkanliknande strukturer
• Detta beror på att gener är på- eller avslagna så att kolonin kan gynnas
• Beror på tillgången på energi och för att bakterierna skall kunna maximera avflödet av skadliga produkter
• Liknelse: Fabrik som producerar skadliga rest-produkter –> fabrikens utseende präglas av avledningen av dessa