Temperatur, vann og ionebalanse

Question 1

Optimumsområde for Psychrophile

Answer 1

≤15 grader (15 eller mindre)

Question 2

Optimumsområde for psychrotolerant

Answer 2

20-40 grader

Question 3

Optimumsområde for mesophile

Answer 3

20-45 grader

Question 4

Optimumsområde for thermophile

Answer 4

45-80 grader

Question 5

Optimumsområde for hyperthermophil

Answer 5

≥80 grader (80 eller større)

Question 6

Utfordringer med temperatur

Answer 6

• Mikroorganismer kan ikke regulere temperatur
• Klorofyll, proteiner og nukleinsyrer denaturerer ved høye temperaturer

Question 7

Typiske habitat for (hyper)termofile

Answer 7

Terrestre varme kilder og marine varme kilder

Question 8

Hvilke proteinegenskaper gir økt varmestabilitet hos termofile mikroorganismer

Answer 8

• Flere ioniske bindinger
• En mer hydrofob kjerne
• Kompakt struktur med kortere løkker
• Beskyttelse av C- og N-terminalene
  Disse små strukturelle forskjellene gjør proteinene mer stabile ved høye temperaturer

Question 9

Kvilke spesialiserte chaperoner produserer hypertermofile prokaryoter, og hva gjør de?

Answer 9

Hypertermofile prokaryoter produserer termosomer, en spesiell klasse chaperoner som:
- Beskytter og folder proteiner ved svært høye temperaturer
- Sikrer at proteiner forblir funksjonelle
- Hjelper cellen å overleve selv ved temperaturer over vekstgrensen

Question 10

Hvordan beskytter hypertermofile organismer DNA-et sitt mot denaturering ved høy temperatur

Answer 10

Hypertermofile organismer beskytter DNA gjennom:
- Revers gyrase (overtvinner DNA og hindrer smelting)
- Histonlignende proteiner (pakker DNA tett)
- Høyt GC-innhold i DNA (gir sterkere hydrogenbindinger og høyere smeltetemperatur

Question 11

Hvilke tilpasninger gjør mikroorganismer i kalde miljøer for å unngå frostskader og opprettholde funksjon

Answer 11

• Fleksible membraner med høyt innhold av umettede og polyumettede fettsyrer
• “antifryseproteiner” (hindrer iskrystaller i cellene)
• Kompatible løsemidler (glycerol og trehalose)
• Enzymer med fleksibel struktur Som fungerer ved lave temperaturer

Question 12

Hvordan er proteinstrukturen hos enzymer fra psykrofile organismer tilpasset lave temperaturer

Answer 12

• Mindre rigid tertiærstruktur
• Færre beta-sheets, flere alpha-helikser og looper
• Flere polare og færre hydrofobe aminosyrer
• Færre saltbroer
  Disse trekkene gir økt fleksibilitet, som gjør enzymene aktive ved lave temperaturer

Question 13

Hva er vannaktivitet (aw), og hvorfor er den viktig for mikroorganismer.

Answer 13

Den måler hvor mye fritt vann som er tilgjengelig for biologiske prosesser
- Går fra 0 (ingen tilgjengelig fuktighet) til 1.0 (rent vann)
- mikroorganismer trenger høy aw for vekst

Question 14

Hvilke organismer trives i miljøer med lav vannaktivitet, og hvordan brukes dette i matkonservering?

Answer 14

Osmofile - liker høyt osmostisk trykk(f.eks. sukker)
Xerofile - tåler uttørking
Halofile _ krever høy saltkonsentrasjon

Mat konserveres ved å:
- Tilsette mye salt
- Tilsette mye sukker
- Tørke produkter
Dette senker aw og hindrer mikrobiell vekst

Question 15

Hvilke mikroorganismer kan vokse ved lav vannaktivitet, og hvilke typer osmoprotekanter bruker de?

Answer 15

Halofile: 1-15%
Ekstremt halofile: 15-30%
Osmofile: tåler høyt sukkerinnhold
Xerofile: tåler uttørking

Question 16

hva er en osmoprotekant?

Answer 16

Et lite, vannløselig molekyl som organismer bruker for å beskytte seg mot osmotisk stress.
- holder på vann inne i cellen ved å balansere det osmotiske trykket uten å forstyrre cellens normale biokjemi.
- beskytter proteiner og enzymer mot denaturering ved å stabilisere strukturen.
- Hindrer dehydrering av cellen i miljøer med lav aw.

Question 17

Eksempler på osmoprotekanter

Answer 17

Bakterier: glycin, betain, prolin, glutamat, trehalose
Ekstreme halofile: KCI
Alger og sopper: glycerol, sorbitol

Question 18

Hvordan beskytter mikroorganismer seg mot vanntap i miljøer med høy saltholdighet?

Answer 18

De produserer eller tar opp osmoprotektanter

Question 19

Hva bruker kjemolithoautotrofe organismer som energikilde, elektronakseptor og karbonkilde?

Answer 19

Energikilde: uorganiske forbindelser(Fe^2+, H2, H2S, S^0)
Elektronakseptor: O2(aerob) eller SO4^2- / NO3^- (anaerob)
Karbonkilde: CO2
-> de danner ATP via elektrontransport og fikserer CO2 til biomasse - uten lys (kjemosyntese)

Question 20

Hvordan kan mikrobiell biodiversitet utnyttes for å finne nye enzymer til industriell bruk?

Answer 20

Ved å øke andelen relevante mikroorganismer i et miljø gjennom in situ-tilsetting av industrielle substrater kan man:
- berike spesifikke mikrobielle grupper
- Oppdage nye enzymer som er egnet for nedbrytning av komplekse organiske stoffer
- Dette gir tilgang til biodiversitet og nye bioteknologiske verktøy.