Pobierz mikrobiologia wykład i więcej Notatki w PDF z Mikrobiologia tylko na Docsity!
1. Błona cytoplazmatyczna archeonów Cienka struktura otaczająca cytoplazmę, zbudowana z fosfolipidów i białek połączonych oddziaływaniami nie kowalencyjnymi. Do fosfolipidów przyłączone są prenole. Fosfolipidy błonowe archeonów mają unikatową strukturę, są pochodnymi glicerolu w konfiguracji R. Lipidy są połączone wiązaniami eterowymi z L-glicerolem (tworzą rozgałęzione łańcuchy). Dzięki tym wiązaniom i rozgałęzionym węglowodorom w części hydrofobowej, lipidy błonowe są chemicznie bardziej stabilne i mniej przepuszczalne dla jonów. Fosfolipidy błonowe niektórych archeonów nie są dieterami glicerolu, lecz tetraeterami diglicerolu. Łańcuchy prenylowe są w nich połączone kowalencyjnie, w wyniku czego powstają łańcuchy 40-węglowe. Powoduje to, że błony tych mikroorganizmów są jednowarstwowe, więc bardziej stabilne. Łańcuchy poliprenylowe mogą zawierać pierścienie pięcio lub sześcio węglowe, które zwiększają stabilność termiczną błony. 2. Materiał zapasowy bakterii W odpowiednich warunkach środowiska bakterie odkładają wewnątrz komórki w postaci ziarnistości materiały zapasowe, będące w większości polimerami pewnych związków. Należą do nich: *polimery cukrów, np. glikogen, granuloza *polimery kwasów hydroksyalkanowych *cyjanoficyna (polipeptyd syntezowany bez udziału rybosomów) *lipidy *polifosforany *siarka pierwiastkowa 3. Transport aktywny (przykłady) Transport aktywny zachodzi wbrew gradientowi stężeń i jest zasilany gradientem jonowy lub hydrolizą ATP. Pozwala on gromadzić potrzebne związki nawet wówczas, gdy ich stężenie w środowisku jest mniejsze niż wewnątrz komórki. W transporcie aktywnym wyróżniamy: * transport prosty - z udziałem jednego białka, napędzany potencjałem elektrochemicznym (symportery, antyportery) Transport zachodzący tylko u prokariotów, przenoszony przez błonę związek, ulega chemicznej modyfikacji, przez co błona staje się dla niego nieprzepuszczalna i pozostaje on w cytoplazmie. Przykład: system fosfotransferazy(PTS) * transport typu ABC - z udziałem większej liczby białek, napędzany ATP Przykład: system pobierania maltozy przez E.coli *translokacja grupowa - w czasie której cząsteczka transportowana ulega zmianie podczas transportu Przykład: Nukleozydy 4. Taksja (przykłady) Taksja to ukierunkowany ruch mikroorganizmów wywołany bodźcem. *chemotaksja (wywołana dodaniem związku chemicznego do hodowli) + atraktant - repelent *aerotaksja (na podstawie skupiania się komórek w określonych odległościach od brzegów szkiełka nakrywkowego można u ruchliwych bakterii scharakteryzować typ
przemiany materii w zależności od ich stosunku do tlenu
*fototaksja (zmiana natężenia światła lub długości fali świetlnej, bakterie purpurowe chromatium są bardzo czułe - 0,7% różnicy w natężeniu światła) *magnetotaksja (bakterie magnetotaktyczne, większość z nich to obligatoryjne mikroaerofile, 0,4% suchej masy to magnetyt, magnetosomy u podstawy rzęsek lub równikowo w komórce, obiekt intensywnych badań i prób klinicznych)
5. Kiedy organizm prokariotyczny można zakwalifikować do danego gatunku? Jakie badania są stosowane w systematyce, dzięki którym można zakwalifikować bakterie do gatunku? Kwalifikacja organizmu do danego gatunku opiera się na analizie cech morfologicznych, biochemicznych, genetycznych. Porównanie tych ostatnich pozwala na ostateczne przypisanie organizmu prokariotycznego do danego gatunku. Organizm może zostać przyporządkowany do danego gatunku, jeśli jego cechy fenotypowe zgadzają się z tymi, jakie mają przedstawiciele danego gatunku. 6. System ABC Występujący u bakterii i archeonów. Hydroliza ATP dostarcza energii do transportu. Jest to system wielobiałkowy, występujący w osłonach komórkowych, jego elementami są ● Multi domenowe białko domenowe stanowiące właściwy kanał ● Białko które na swojej powierzchni ma swoiste miejsce wiązania atp ● Białko PBP – charakteryzuje się wysokim powinowactwem z substratem.
Białko PDP wiąże substrat i następnie wchodzi w interakcje z transporterem. W transporterze zachodzą zmiany konformacyjne, które przenoszą się na białko z domeną wiążącą ATP, następuje hydroliza ATP i wydziela się energia pozwalająca na transport danej substancji do wnętrza komórki.
7. System PTS System fosfotransferazy występujący u bakterii i archeonów. Dzięki niemu przenoszone są cukry proste i disacharydy, które w czasie transportu ulegają fosforylacji. PTS E.Coli uczestniczący w podbieraniu glukozy składa się z czterech białek, które w wyniku sekwencyjnych fosforylacji przenoszą wysokoenergetyczną grupę fosforanową z fosfoenolopirogronianiu, przez kolejne białka cytoplazmatyczne, na białko błonowe będące swoistą permeazą.Transport PTS odgrywa ważną rolę nie tylko w transporcie i fosforylacji, ale także w regulacji metabolizmu węglowego i chemotaksji. 8. Jakie monomery budują glikan? Narysować i omówić struktury i znaczenie grup funkcyjnych
szczepimy jednakową ilością inokulum. Po okresie inkubacji mierzymy metodą optyczną, aby wiedzieć w której probówce nie mamy już wzrostu mikroorganizmów
10. Mechanizm replikacji bakterii Proces replikacji składa się z trzech etapów: *Inicjacja (jako pierwszy wytwarzany jest kompleks inicjacyjny, który potem wiąże się z DNA i powoduje rozplatanie podwójnej helisy, w następnym etapie kompleks zamknięty przechodzi w kompleks otwarty, dzięki denaturacji DNA, dołącza się helikaza DnaB, ma zdolność do przesuwania się po DNA w kierunku 5’-3’ i denaturacji wiązań wodorowych między dwoma nićmi, potem przyłącza się się prymaza DnaG która syntezuje krótkie fragmenty RNA, które wykorzystuje się jakos startery w replikacji, ostatnim etapem jest przyłączenie się prymosomu polimerazy DNA która ma zdolność do syntezy nici DNA na matrycy drugiej nici) *Elongacja (polega na syntezie DNA w widełkach replikacyjnych, nici matrycowe ułożone są antyparalelnie, synteza na jednej z matrycowych nici tj. nici wiodącej odbywa się w sposób ciągły, natomiast na matrycy nici opóźnionej w sposób nieciągły przez wykorzystanie fragmentów Okazaki) *Terminacja (zatrzymanie widełek replikacyjnych jest możliwe dzięki związaniu się z sekwencjami ter białka Tus, które hamuje aktywność helikaz) 11. Cechy archebakterii odróżniające je od eukaryotic i bakterii Eucariota Arche Histony tak Białko przyp. histony Introny większość Niewiele Rybosomy 80s 70s Budowa sciany Chityna, celuloza Białka jako osłona Budowa błony Lipidy Lipidy z L-glicerolem
Bakteria Arche Histony Nie Białko przyp. histony Introny Nie Niewiele Antybiotyki Wrażliwe niewrażliwe Budowa ściany Peptydoglikan Białka jako osłona Budowa błony Lipidy z D-glicerolem Lipidy z L-glicerolem Polimeraza RNA Jeden typ Różne typy
12. Indeks fenolowy, co to, jak się wyznacza, do czego służy Indeks fenolowy określa ilość związków fenolowych w badanej wodzie (mg/dm3), które w ściśle określonych warunkach danej metody reagują podobnie jak fenol. 13. Barwienie Gram, co to, jakie efekty, powiązać z różną budową bakterii ● jest to barwienie różnicujące. Najpierw utrwala się preparat a następnie wprowadzamy barwniki i umożliwiamy kontakt barwnika z bakteriami.
● Stosując barwnik podstawowy (najczęściej fiolet krystaliczny, nie rozróżnimy komórek) barwią się zarówno bakterie G+ jak i G- ● Stosujemy płyn Lugola
● Wypłukujemy barwniki, czyścimy szkiełko i dodajemy czynnik odbarwiający (alkohol).
Odbarwieniu ulegają bakterie G-, a Bakterie G+ pozostają barwne. Dzieje się tak ponieważ bakterie G- mają dodatkową błonę komórkową nad peptydoglikanem co uniemożliwia trwałe połączenie się barwnika ze ścianą komórkową tak jak w przypadku bakterii G+ (u bakterii G+ nie ma dodatkowej błony komórkowej nad ścianą komórkową, zatem barwniki łączą się trwale ze ścianą.
● Dodajemy dodatkowy barwnik, który zabarwia bakterie G- – uzyskujemy dokładne rozróżnienie komórek bakteryjnych.
wyjątki
Neiseria gonorhoeae – barwienie jak G- ale cechy jak u G+
Treponema pollidum – nie barwią się
Mycobacterium Tuberculosis – woski, kwasoodporność – wynik barwienia niejednoznaczny.
14. Dlaczego różne bakterie mają różny czas regeneracji? *rybosomy bakterii łączą się w polisomy, co przyspiesza i usprawnia proces translacji *u bakterii replikacja rozpoczyna się w określonym miejscu i postępuje z prędkością rzędu 1000 nukleotydów/s *bakteryjne mRNA trwa ok 2 min (u E.coli) przez co może być odzyskiwane i wykorzystywane do syntezy nowych mRNA (a translacja przebiegnie b. szybko) **15. Jak rozróżnić między sobą bakterie Coli
- Powstawanie peptydoglikanu/biosynteza peptydoglikanu** na podstawie e. Coli czyli G- Etap I cytoplazmatyczny z UDP – NAG powstaje w kilku krokach UDP-NAM, kolejno dołączone są aminokwasy aż powstanie MPP. Wytworzenie MPP kończy etap cytoplazmatyczny. Musi zmienić charakter z hydrofilowego do lipofilowy. Etap II błonowy Żeby tak się stało musi się połączyć z przenośnikiem baktropenolem. Tworzy się struktura zwana Lipid I. Reaguje on z UDP – NAG w wyniku czego powstaje wiązanie glikozydowe między dwoma różnymi aminocukrami i powstaje podstawowa jednostka budulcowa DPP, a właściwie jego lipidowa pochodna – kompleks o nazwie Lipid II. Następnie zostaje przeniesiona przez błonę do struktury periplazmatycznej
- pseudomureiną
- heteropolisacharydami
- glutaminyloglikanem
- błoną zewnętrzną Istnieją również archeony które nie mają ściany komórkowej. Są one pleomorficzne, podobnie jak mikoplazmy. Najczęściej błona komórkowa jest pokryta parakrystaliczną warstwą białkową, tzw. warstwą S (sng. surface layer). Ma charakter parakrystaliczny i jest złożona z jednego rodzaju podjednostek białkowych lub glikoproteinowych. Wydaje się że glikozylacja białek powoduje wzrost ich stabilności, w tym termicznej, i zapobiega ich degradacji. Archeony z rodzaju np. Methanothermus mają ścianę zbudowaną z pseudomureiny, która przypomina peptydoglikan bakterii. U niektórych archeonów pseudomureina może być pokryta warstwą S.
19. W jaki sposób poruszają się bakterie? Omów specyfikacje na przykładach Ruch rzęskowy bakterii jest najczęściej spotykanym sposobem przemieszczania się pojedynczych bakterii w środowiskach wodnych, a także grup komórek po wilgotnych podłożach stałych. Liczba rzęsek i sposób ich ułożenia to cechy charakterystyczne dla danej bakterii. Struktury te mogą występować na : - całej powierzchni komórki (urzęsienie perytrychalne) - jednym biegunie komórki - obu biegunach komórki. Rzęski służą nie tylko do ruchu, ale też do adhezji. Mogą się przyczepiać do powierzchni tkanek roślinnych i zwierzęcych. Ruch obrotowy motoru jest przenoszony za pośrednictwem pałeczkowatego rdzenia na helikalne włókno rzęski, które obraca się, poruszając w ten sposób komórkę po linii prostej. U bakterii urzęsionych perytrychalnie każda rzęska porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Poruszające się rzęski tworzą pęczek na jednym końcu komórki, który posuwa ją do przodu. Bakterie urzęsione monotrychalnie poruszają się szybciej, zmieniają zwrot ruchu, odwracając kierunek obrotu rzęski, która w tym momencie nie popycha komórki lecz ją ciągnie. Inne sposoby poruszania się bakterii: *pęcherzyk gazowy *pilusy Dzięki tym sposobom pałeczka ropy błękitnej jest zdolna do ruchu drgającego, który zachodzi wyłącznie na wilgotnych powierzchniach ciał stałych. Pojedyncze komórki bakterii śluzowych są zdolne do ruchu zwanego ruchem A, który jest ruchem ślizgowym pojedynczych komórek. Ruch ślizgowy to ruch bez udziału rzęsek i pilusów, który zachodzi wyłącznie gdy komórka ma kontakt z powierzchnią ciał stałych, takich jak gleba, osady, rozkładające się drewno. Jest znacznie wolniejszy od ruchu rzęskowego. 20. Omów różnice w budowie osłon komórkowych u bakterii i archeonów
Wiele bakterii wytwarza zewnątrzkomórkowe substancje polimeryczne zwane śluzami lub otoczkami, w zależności od zawartości, grubości czy stopnia asocjacji z komórką. Są to najbardziej na zewnątrz położone struktury bakteryjne otaczające komórkę. Otoczki stanowią zwartą warstwę nieprzepuszczającą takich cząstek jak tusz chiński, dzięki czemu można je uwidocznić w preparacie mikroskopowym w tzw. barwieniu negatywnym. Trudno zauważyć ich obecność, ponieważ nie barwią się łatwo, bo składają się w 95% z wody i podczas utrwalania czy barwienia preparatów, ulegają zniszczeniu. W zależności od budowy chemicznej otoczki mogą być cienkie lub grube, sztywne lub giętkie. Mogą mieć charakter polipeptydowy lub polisacharydowy. Wielocukrowe otoczki składają się z heksoz, aminocukrów lub kwasów uronowych, a cukry często zawierają estrowo związane podstawniki. Ich skład chemiczny może być bardzo zróżnicowany. Śluzy są mniej zwarte i słabo przylegają do komórki. Stosuje się też termin glikokaliks. Archeony także tworzą otoczki - warstwa S. Pochewki są to swoiste modyfikacje otoczek. Są to długie rurki otaczające łańcuchy komórek bakterii żyjących w wodach słodkich i słonych, a także niektórych archeonów. Pochewki sphaerotilus natans są glikokoniugatami zbudowanymi z powtarzających się podjednostek pentasacharydowych z dołączonymi dipeptydami N-acetylo-L-cysteinyloglicyny.
21. Scharakteryzuj bakteryjne sposoby transportu Transport bierny *dyfuzja prosta - transport bez użycia białek, dzięki temu typowi dyfuzji przez błonę komórkową mogą przedostawać się niektóre małe, nie naładowane cząsteczki bądź cząsteczki rozpuszczalne w lipidach (np. kwasy tłuszczowe, alkohole, benzen) *dyfuzja ułatwiona - transport z udziałem białkowych kanałów, dyfuzja ułatwiona rzadko występuje u bakterii, uczestniczą w niej białka, a transport zachodzi tylko zgodnie z gradientem stężeń (u E.coli w ten sposób transportowany jest glicerol - uniport) Transport aktywny - zachodzi wbrew gradientowi stężeń i jest zasilany gradientem jonowym lub hydrolizą ATP. Pozwala on gromadzić potrzebne związki nawet wówczas gdy ich stężenie w środowisku jest mniejszy niż wewnątrz komórki. W transporcie aktywnym wyróżniamy: transport prosty, transport ABC, translokacja grupowa. *transport prosty - symport i antyport zachodzą z udziałem jednego przenośnika białkowego dlatego zaliczane są do transportu prostego, symportery transportują dwa różne substraty w tym samym kierunku, a antyportery działają w odwrotną stronę. *transport typu ABC (opisany w innym zadaniu) *translokacja grupy - proces transportu aktywnego, który występuje tylko u prokariotów, przenoszony przez błonę związek ulega chemicznej modyfikacji, przez co błona staje się nieprzepuszczalna i pozostaje on w cytoplazmie. Przykład: system fosfotransferazy
