BAKTERID 8. Klass Koostas E.Torv Suurus ja hulk • Väikesed - 0,5 -5 µm • Väikseim bakter (rakk) mükoplasma 0,2-0,3 µm suurim 0,75 µm Ühes piimatilgas u 100 000 bakterit Ühes magevee tilgas 1 mln bakterit Inimese nahal on rohkem baktereid kui kehas rakke – kokku inimesel u 3 kg Bakterid on eeltuumsed • Neil puudub selge tuum (pärilikkus aine on rõngana tsütoplasmas) • Väikseimad organismid • Vastupidavad • Neid on nii aeroobe kui anaeroobe • vajavad hapniku ei vaja hapniku Bakterid on üherakulised erineva kujuga A – kepikesed e. batsillid DBC – kokid e. kerabakterid (streptokokk, stafülokokk ja diplokokk) E- spirillid- spiraalsed veel keeritsbakterid F – punguvad v. jätketega (vibrioon) ja niitjad Bakteriraku ehitus Piilid Limakapsel Kest Membraan Pärilikkusaine Vibur
Selle probleemi vältimiseks paljud bakterid on võimelised NAD regenereerima, lubades NADH-l vesiniku aatomi ülekandmist glükolüüsi raja vaheühenditele (püruvaat ja atsetüül-CoA), see protsess on tuntud kui fermentatsioon.1 Mõned organismid on võimelised ainult üht tüüpi katabolismiks aga enamus on mitmekülgsed ja võimelised valima erinevate radade vahel olenevalt sellest, mida keskkond dikteerib. Näiteks eristatakse baketerite hulgas fakultatiivseid anaeroobe, kes on võimelised oksüdatsiooni ja fermentatsiooni protsessideks. Enamik fakultatiivselt anaeroobe kasutavad anaeroobset metabolismi ainult hapniku puudumisel ja kui sobivad substraadid on olemas, sest anaeroobne metabolism ei ole nii tõhus. Aeroobsete mikroorganismide muutumine anaeroobseteks Fakultatiivsed mikroorganismid on võimelised muutma oma metabolismi, vastavalt keskkonna tingimustele. Üleminekul aeroobselt anaeroobsele metabolismile või vastupidi kaasnevad muudatused
β-laktaamsed • Antibiootikum seostub • β-laktamaaside produktsioon penitsilliinid naturaalsed kõik streptokokid, meningkokid, enamik G+ antibioootikumid penitsilliini siduva proteiiniga nii G- kui G+ mikroobidel anaeroobe. minimaalne aktiivsus stafülokokkide (bakteritsiidsed) (PBP) (plasmiidne DNA, G- suhtes • Peptidoglükaani süntees kromosomaalne): β-laktamaas- kõik streptokokid, meningokokid, enamik G+
keerulised prokarüoodid. Prokarüoodid - väga väikesed, diameeter on 1 - 10 µm, üherakulised, ümardunud otstega pulgakujulised või hoopis teistsugused organismid, mõnikord on rakud liitunud ahelateks. sisaldavad piisavalt nukleiinhappeid, et sünteesida valke , minimaalne erinevate valkude kogus, mida rakk eluks vajab, 750 valgu tüüpi (sünteesitakse mükoplasmades)(üks eukarüootne rakk toodab keskmiselt 10 000 20 000 erinevat valku). ainevahetuselt nii anaeroobe kui aeroobe . nii autotroofe kui ka heterotroofe nii kemosünteesijaid kui ka fotosünteesijaid . leidub maakera kõigis võimalikes elupaikades, ka sellistes, kus eukarüootsed rakud ei saa hakkama: kuumades happelistes allikates, väga soolastes veekogudes, ookeani pimedates süvikutes 7. Bakteriraku ehitus ja selle omapära iseloomustus? väljaspool rakukesta viburid ehk flagellad või ripsmed
· Praegune hõimkonna himetus tuletatud Kreeka jumala Proteuse nimest, kel oli palju kujusid. See võiks iseloomustada proteobakterite hõimkonna kirjusust. · Kuigi hõimkond on fenotüübiliselt hästi kirju, eristub ta ühtse rühmana 16SrRNA järjestuste alusel ja ka näiteks mõnede valkude (Hsp70) järjestuste alusel. · Proteobakterite hulgas on fototroofe, heterotroofe, kemolitoautotroofe, aeroobe ja anaeroobe. Morfoloogiliselt kuulub sinna lihtsa morfoloogiaga kokke ja pulki, aga ka punguvaid ja jätketega baktereid ning ka viljakehi moodustavaid vorme. · Alfa-, beeta- ja gammaproteobakterite klassid sisaldavad purpurbaktereid · Proteobakterite eellane võis olla fototroof. Proteobakterite delta- ja epsilonharus on fotosünteesivõime edasises evolutsioonis kaduma läinud Klass Alfaproteobakterid · Siia kuulub 6 seltsi: 1) Rhodospirillales
3.) Glükoos käärib, mitmesuguste mikroorganismide ensüümide toimel Pärmiseened põhjustavad alkoholkäärimist 0 -IV +IV C 6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 Seega glükoos oksüdeerub vaid osaliselt süsihappegaasiks, osaliselt aga redutseerub piirituseks. Energiat saab sellisel meetodil vähe ja kõik kõrgemad loomad kasutavad glükoosi oksüdeerimiseks õhuhapnikku ( st. hingavad). Anaeroobe leidub bakterite ja seente hulgas. Hingamisel eraldub energiat samapalju, kui põlemisel, sest protsessi summaarne energeetiline efekt ei olene protsessi teest (vaheühenditest) vaid ainul lähteoleku ja lõppoleku siseenergiate vahest. Põlemisel eraldub energia kiiresti, hingamisel aeglaselt, sest protsess kulgeb üle mitme vaheetapi. Teine igapäevase elu seisukohalt tuttav käärimisliik on piimhappeline käärimine. Tekkiv piimhape CH 3-CH(OH)-COOH on hea konservant ja pärsib enamuse
3.) Glükoos käärib, mitmesuguste mikroorganismide ensüümide toimel Pärmiseened põhjustavad alkoholkäärimist 0 -IV +IV C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 Seega glükoos oksüdeerub vaid osaliselt süsihappegaasiks, osaliselt aga redutseerub piirituseks. Energiat saab sellisel meetodil vähe ja kõik kõrgemad loomad kasutavad glükoosi oksüdeerimiseks õhuhapnikku ( st. hingavad). Anaeroobe leidub bakterite ja seente hulgas. Hingamisel eraldub energiat samapalju, kui põlemisel, sest protsessi summaarne energeetiline efekt ei olene protsessi teest (vaheühenditest) vaid ainul lähteoleku ja lõppoleku siseenergiate vahest. Põlemisel eraldub energia kiiresti, hingamisel aeglaselt, sest protsess kulgeb üle mitme vaheetapi. Teine igapäevase elu seisukohalt tuttav käärimisliik on piimhappeline käärimine
alkalofiilid. On oluliseks teguriks ka õhuhapniku vajadus või mitte. Mikroorganismid siis jagatakse elutegevuseks ja paljunemiseks õhuhapniku vajavateks aeroobideks ja vaba hapniku (madala redokspotentsiaaliga) mittevajavateks anaeroobideks. Obligaatsed aeroobid ei saa molekulaarse hapnikuta elada. Fakultatiivsed aeroobid võivad ajuti elada ka hapnikuta keskkonnas. Anaeroobide hulgas eristatakse samuti obligaatseid ja fakultatiivseid anaeroobe. Obligaatsete anaeroobide hulgas leidub mikroaerofiile (võivad kasvada ka vähesel määral hapnikku sisaldavas keskkonnas) ning aerotolerante (taluvad lühikest aega hapniku juurdepääsu, kuid ei kasva sel juhul). Mitmesugused keemilised ühendid, nagu näiteks antibiootikumid, keskkonnamürgid, konserveerivad ning desinfitseerivad ained mõjuvad enamusele mikroorganismidest toksiliselt, samas aga leidub tüvesid, mis kohastumusena keskkonnatingimuste suhtes on kas lihtsalt
hapnikku, kuid hapniku puudumisel võivad ümber lülituda kas kääritamisele või anaeroobsele hingamisele. Siia kuuluvad näiteks nitraatsed hingajad, enterobakterid, S. cerevisiae. Reeglina kasvavad hapniku olemasolul kiiremini, kui ilma hapnikuta. 3. Anaeroobid. Saavad energiat kas anaeroobsest hingamisest või kääritamisest. Nende hulgas on ka kemolitotroofe(metanogeenid) ja fotolitotroofe (rohelised väävlibakterid). Eristatakse rangeid anaeroobe, kellele hapnik on väga toksiline (metanogeenid, sulfaate redutseerivad bakterid, rohelised väävlibakterid) ja aerotolerantseid anaeroobe, kes hapniku juuresolekul ei hukku (piimhapebakterid, osad klostriidid). Looduses, näiteks mullas ja vees detriidiosakestel arenevad körvuti aeroobid, fakult. anaeroobid ja anaeroobid. Moodustuv hapnikugradient vöimaldab igal mikroobil leida endale sobiva koha. Maakera biomassist on ca 50% mikroobne. Inimese kehas ja kehal (sooles, naha pinnal) on
oksüdatsioon, desinfitseerimine jne. Ka tööstusreovete puhul kasutatakse orgaaniliste ainete kõrvaldamiseks bioloogilist protsessi. puhastusskeemi valiku alused:- reoainete kõrge kontsentratsioon ja liigilisus; - toiteelementide vähesus või puudumine;- bioloogiliselt raskesti lagunevad ja toksilised ained ; reovee hulga suur kõikumine (ajaline ja tehnoloogiline) jt. Lihatööstuse reovesi - töötlemine anaeroobsetes ning aeroobsetes biotiikides. Anaeroobe kääritamine on protsessi esimeseks astmeks kuna reovete BHT on väga kõrge. Eeltöötlusena ühtlustumine, jämedisperssete lisandite ja kiuliste osakeste eemaldamine sõelade ning võrede abil ning surveflotatsioon. Reovee temperatuur on tavaliselt 27-38C. Viibeaeg on 12-24 tundi koormus on ca 1g BHT/m3 päevas. BHT väheneb 98 % Piimatööstuse reoveed sisaldavad tavaliselt ca 1000 ppm BHT-t ning nende pH on lähedane neutraalsele
1. Aeroobid. Vajavad eluks hapnikku. Aeroobide hulgas eristatakse mikroaerofiile, kellele kõrged hapniku kontsentratsioonid on toksilised. Sellised on spirillid, Campylobacter, N2 fikseerivad bakterid ja vesinikubakterid. 2. Anaeroobid. Saavad energiat enamasti kas anaeroobsest hingamisest või kääritamisest. Nende hulgas on ka kemosünteesijaid (näiteks metanogeenid) ja fotosünteesijaid (näiteks rohelised väävlibakterid). Eristatakse rangeid anaeroobe, kellele hapnik on väga toksiline (metanogeenid, sulfaate redutseerivad bakterid, rohelised väävlibakterid) ja aerotolerantseid anaeroobe, kes hapniku juuresolekul ei hukku (piimhapebakterid, osad klostriidid). Näiteks jämesoolebakterid on anaeroobid! Aeroobidel on hapnikku vaja: 1. Orgaaniliste või anorgaaniliste toitainete oksüdatsiooniks. 2. Mõnede ühendite biosünteesiks. Näiteks steroolide sünteesiks on eukarüootidel vaja hapnikku.
N-atsetüülglükoosaminidaas – paljudel. Toksiinid (SOD, katalaas üleval) • Enterotoksinogeenne toksiin: B. Fragilis Haigused. • Hingamisteede infektsioonid: pool siinuste, kõrvade infektsioonidest, peaaegu kõik periodontaalsed infektsioonid on põhjustatud G- anaeroobide poolt. Sageli isoleeritakse Prevotella, Porphyromonas, Fusobacterium, mitte-fragilis Bacteroides. Anaeroobe on alumiste hingamisteede infektsioonide puhul harvem (v.a. aspiratsiooni korral). • Ajuabstsess: kroonilise otiidi või sinusiidi taustaga. Harvem on bakterieemiline levik (siis esineb mitu abstsessi). Sagedasemad põhjustajad Prevotella, Porphyromonas, Fusobacterium (aga ka Peptostreptococcus ja teised anaeroobsed kokid). • Intraabdominaalsed: anaeroobe leitakse praktiliselt kõigil juhtudel, B. fragilis on sagedasim. Olulised on ka B. thetaiotaomicron ja P
kääritamisele või anaeroobsele hingamisele. Siia kuuluvad näiteks nitraatsed hingajad, enterobakterid (ka soolekepike), S. cerevisiae. Reeglina kasvavad hapniku olemasolul kiiremini, kui ilma hapnikuta. 3. Anaeroobid. Saavad energiat enamasti kas anaeroobsest hingamisest või kääritamisest. Nende hulgas on ka kemosünteesijaid (näiteks metanogeenid) ja fotosünteesijaid (näiteks rohelised väävlibakterid). Eristatakse rangeid anaeroobe, kellele hapnik on väga toksiline (metanogeenid) ja aerotolerantseid anaeroobe, kes hapniku juuresolekul ei hukku (piimhappebakterid). Jämesoolebakterid on nt. anaeroobid. Hapnikugradient tekib mullaosakestes, mis võimaldab ka anaeroobidel seal koosluses elada. Aeroobidel on hapnikku vaja: 1. Orgaaniliste või anorgaaniliste toitainete oksüdatsiooniks (hapnik lülitub oksüdeeritavasse ainesse või on elektronide lõppaktseptoriks). 2
Kui E. coli rakud kasvavad anaeroobsetes tingimustes, kasutades elektronaktseptorina nitraati, liiguvad rakud suunas, kus on nitraati ja madalas kontsentratsioonis hapnikku. Rakkude aeroobse kasvu korral kaotavad nad aga huvi nitraadi suhtes, küll aga säilub neil aerotaksis hapniku suhtes. Paljud obligatoorsed anaeroobid väldivad hapnikku- sisaldavat keskkonda. Hapniku kõrge kontsentratsioon võib eemale tõugata ka paljusid fakultatiivseid anaeroobe ja rangeid anaeroobe. Seega hoiab ETA-sõltuv taksis bakterirakke keskkonnas, mis on neile energia tootmise seisukohalt optimaalne. 37. Bakterite suhtlemisel kasutatavad signaalid. Selleks, et sellises keerukas olukorras hakkama saada on bakteritel välja kujunenud erinevad signallisatsiooni- ehk suhtlus-süsteemid. Et suurem osa neist süsteemidest sõltuvad signaali kontsentratsioonist, mis omakorda sõltub signaali tootjate hulgast, siis nimetatakse neid ka hulgatunnetuse e. QS (ingl. k. quorum
Pärmiseened põhjustavad alkoholkäärimist 0 -IV +IV C6H12O6 à 2 CH3CH2OH + 2 CO2 Seega glükoos oksüdeerub vaid osaliselt süsihappegaasiks, osaliselt aga redutseerub piirituseks. Energiat saab sellisel meetodil vähe ja kõik kõrgemad loomad kasutavad glükoosi oksüdeerimiseks õhuhapnikku ( st. hingavad). Anaeroobe leidub bakterite ja seente hulgas. Hingamisel eraldub energiat samapalju, kui põlemisel, sest protsessi summaarne energeetiline efekt ei olene protsessi teest (vaheühenditest) vaid ainul lähteoleku ja lõppoleku siseenergiate vahest. Põlemisel eraldub energia kiiresti, hingamisel aeglaselt, sest protsess kulgeb üle mitme vaheetapi. Teine igapäevase elu seisukohalt tuttav käärimisliik on piimhappeline käärimine
Veest spirillide isoleerimiseks piisab, kui võtta tiigi- või jõevett, sellele lisada aminohappeid või orgaanilisi happeid (võib lisada peptooni) ja hoida soojas kohas, et spirillid hakkaks paljunema. Kui materjal nt enne rikastamist läbi kuumutada või kuivatada, siis hakkavad kasvama sporogeensed bakterid (endospoorid jäävad kuumutamisel ellu ja idanevad). Sporogeenide hulgas saab omakorda selekteerida nt aeroobe (batsillid) ja anaeroobe (klostriidid). Fototroofsete bakterite rikastuskultuure kasvatatakse valguse käes. Lisades kk-da väävliühendeid saab soodustada fotosünteesivate väävlibakterite kasvu. Kuivatamine aitab rikastada ka aktinobaktereid (koniidid säiluvad ka kuivas mullas). Teatud inhibiitorite (antibiotsid, värvained) lisamine aitab alla suruda või välistada teiste mikroobide paljunemist. Kui mullast sooitakse eraldada aktinobaktereid (aktinomütseete), siis on soovitatav pärssida hallitusseente kasvu
Pärmiseened põhjustavad alkoholkäärimist 0 -IV +IV C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 Seega glükoos oksüdeerub vaid osaliselt süsihappegaasiks, osaliselt aga redutseerub piirituseks. Energiat saab sellisel meetodil vähe ja kõik kõrgemad loomad kasutavad glükoosi oksüdeerimiseks õhuhapnikku ( st. hingavad). Anaeroobe leidub bakterite ja seente hulgas. Hingamisel eraldub energiat samapalju, kui põlemisel, sest protsessi summaarne energeetiline efekt ei olene protsessi teest (vaheühenditest) vaid ainul lähteoleku ja lõppoleku siseenergiate vahest. Põlemisel eraldub energia 11. klassi Orgaanika konspekt Jaan Usin 22 kiiresti, hingamisel aeglaselt, sest protsess kulgeb üle mitme vaheetapi
bakteriraku osasse. Bakterite toitumine jaguneb kaheks: 1. Enamik toitub valmis orgaanilistest ainetest; 2. Moodustavad orgaanilised ained ise, nt fotosünteesivad. Lisa Paljud tsüanobakterite liigid eritavad massilisel paljunemisel vette ohtlikke mürkaineid. Sellises vees kasvanud ja elanud organisme, nt mitmesuguseid karpe, ei soovitata inimtoiduks kasutada. * Võrdle bakterite toitumist loomade ja taimede toitumisega. Bakterite hulgas on nii aeroobe kui ka anaeroobe Et saada eluks vajalikku energiat, peavad bakterid toitained lõhustama. Hapnikuvajaduse järgi saab bakterid jagada kahte suurde rühma. Enamik baktereid elab hapnikuga keskkonnas ja kasutab hapnikku toitainete lagundamiseks. Neid nimetatakse aeroobideks. Vähem on looduses selliseid baktereid, kes elavad hapnikuvabas keskkonnas ja kellele hapnik mõjub hukutavalt. Neid nimetatakse anaeroobideks. Võrreldes aeroobidega on anaeroobsete bakterite ainevahetus palju
Kõigepealt analüüsitakse liha, piima jt. proovid mikrobioloogilise agar-difusioonmeetodiga, positiivsed proovid edasi kinnitamiseks ja kvantiteerimiseks kromatograafilise meetodiga. Osa proove analüüsitakse ka kohe kromatograafiliselt mingi konkreetse eelpoolmainitud antibiootikumiderühma sisaldumise suhtes. · Omaette toksikoloogiliseks probleemiks on antibiootikum klooramfenikool, mille suhtes on tundlikud enamus anaeroobe ning praktiliselt kõik aeroobid. Tema kasutamine produktiivloomadel on EL-s maades, sealhulgas Eestis, keelatud. Klooramfenikool on eriti kahjulik vereloomesüsteemi kahjustuste pärast, lisaks kahjustab ta maksa ning neere ja omab mutageenset toimet. · Suguhormoonid. Analoogiliselt antibiootikumidega kasutatakse neid tänu anaboolsele toimele kasvustimulaatoritena. Siia rühma kuuluvad 1. looduslikud nagu testosteroon ja östradiool, 2
valkudele sensorina ka hingamisahela komponente. Kui E. coli rakud kasvavad anaeroobsetes tingimustes, kasutades elektronaktseptorina nitraati, liiguvad rakud suunas, kus on nitraati ja madalas kontsentratsioonis hapnikku. Rakkude aeroobse kasvu korral kaotavad nad aga huvi nitraadi suhtes, küll aga säilub neil aerotaksis hapniku suhtes. Paljud obligatoorsed anaeroobid väldivad hapnikku-sisaldavat keskkonda. Hapniku kõrge kontsentratsioon võib eemale tõugata ka paljusid fakultatiivseid anaeroobe ja rangeid anaeroobe. Seega hoiab ETA-sõltuv taksis bakterirakke keskkonnas, mis on neile energia tootmise seisukohalt optimaalne. Kemotaksise mehhanismid erinevatel bakteriliikidel Eespool toodud detailne ülevaade MCP valkudest sõltuvast kemotaksisest põhineb mehhanismidel, mida on kirjeldatud E. coli puhul. Kuigi CheA ja CheY ekvivalendid on leitud ka graampositiivsetel bakteritel, näiteks B. subtilis'el, toimib süsteem vastupidiselt E. coli's kirjeldatule. B
annaabi.ee 
