• Ribosomaalsed muutused ning borrelioosi korral. • Ensümaatilised muutused Enterobakteritel, stafülokokkidel, anaeroobidel resistentsus. NB! Seostuvad Ca-ga, ladestuvad luudes, hammastes –
Üldjuhul klassifitseeritakse baktereid metaboolsete protsesside põhjal, kuid alati ei pruugi konkreetne klassifikatsioon võimaldada kõikide liikide paigutamist olemasolevatesse tekitatud klassifikatsioonidesse. Näiteks eeldati, et obligatoorsed anaeroobid ei ole võimelised elama hapnikuga keskkonnas, kuna neil puudusid ensüümid selleks, et elimineerida toksilisi hapniku produkte. Nüüd on juba leitud, et teatud obligatoorsetel anaeroobidel on olemas samad geenid, mis aeroobidelgi selleks, et sünteesida vastvaid ensüüme, ning osadel on teised mehhanismid selleks, et kaitsta ennast oksüdatiivse stressi eest. Bakterite tohutu mitmekesisus ning võime kiiresti ja teatud juhtudel ettearvamatult kohanduda erinevates keskkondades muudab nad inimeste suurimaks vaenlaseks (teatud liigid on inimestele patogeensed) ja liitlaseks (on võimalik kasutada meditsiinilistel eesmärkidel). Bakterite metabolismi erinevustest parem aru
Transpordis osalevad pemeaasid. Aktiivtranspordiks saab energiat prootongradiendist ja ATP hüdrolüüsist. Energiat tuleb kulutada selleks, et vähendada kandja afiinsust transporditavale substraadile membraani siseküljel. Fosfotransferaasisüsteem PTS suhkrute fosforüülimine transpordi käigus PEPi aevel. PEPilt kantakse fosforüülrühm kaskaadselt üle erinevatele valkudele ja lõpuks fosforüülitakse rakku sisenev suhkur. PTS on eriti levinud rangetel fakultatiivsetel anaeroobidel. Aktiivtransport jaguneb: unipordiks, sümpordiks ja antipordiks. 11 · Uniport transporditava aine rakku tungimine ei sõltu mõne teise aine transpordist. Võib energiseerida nt elektriline gradient membraanil. Nt K + uniport E.coli rakku. · Sümport kahte ainet transporditakse samas suunas. Üks aine liigub piki gradienti, teine pumbatakse vastu gradienti. (nt fosfaat koos prootonitega, AH koos prootonitega, galaktoos koos Na-iooniga jne)
Sugurakkudes on ka mitokondrid, munarakus on neid rohkem. Mitokondrite pärandumistüüp on ainult emapoolne. Mitokondrite arv rakus: · Mida kõrgem biosüntees, seda rohkem mitokondreid (Trypanosomal on 1, spermatosoididel 20-70, munarakus kuni 300). · Raku funktsiooni aktiivsus sõltub kokkupuutest O2-ga. Mitokondrite eluiga on lühike, mõned nädalad. Uued mitokondrid tekivad jagunemise teel, kusjuures nende jagunemine ja kasv ei ole seotud tuuma jagunemisega. Fakultatiivsetel anaeroobidel tekivad pungumise teel. 4.7. Golgi kompleks Golgi kompleks (GK) on membraanidest moodustunud lamedate põiekeste või tsisternide kogum, mida ümbritsevad membraaniga kaetud vesiikulid. Golgi kompleksis, mis koosneb samuti membraansetest struktuuridest, säilitatakse ning sageli modifitseeritakse sünteesitud valke. Näiteks insuliin sünteesitakse esmalt proinsuliinina, mis seejärel Golgi kompleksis lõigatakse funktsionaalseks
Sugurakkudes on ka mitokondrid, munarakus on neid rohkem. Mitokondrite pärandumistüüp on ainult emapoolne. Mitokondrite arv rakus: Mida kõrgem biosüntees, seda rohkem mitokondreid (Trypanosomal on 1, spermatosoididel 20-70, munarakus kuni 300). Raku funktsiooni aktiivsus sõltub kokkupuutest O2-ga. Mitokondrite eluiga on lühike, mõned nädalad. Uued mitokondrid tekivad jagunemise teel, kusjuures nende jagunemine ja kasv ei ole seotud tuuma jagunemisega. Fakultatiivsetel anaeroobidel tekivad pungumise teel. 4.7. Golgi kompleks Golgi kompleks (GK) on membraanidest moodustunud lamedate põiekeste või tsisternide kogum, mida ümbritsevad membraaniga kaetud vesiikulid. Golgi kompleksis, mis koosneb samuti membraansetest struktuuridest, säilitatakse ning sageli modifitseeritakse sünteesitud valke. Näiteks insuliin sünteesitakse esmalt proinsuliinina, mis seejärel Golgi kompleksis lõigatakse funktsionaalseks
16. Kuidas valmistad püstagarid mikroobi hapnikutarbe uurimiseks? LB püstagarisse teen külvinõelaga pistekülvi. Pean lisama geelistajat (agarit) kindlasti. 17. Iseloomusta aerotolerantsete anaeroobide kasvu söötmesambas? Kasvavad ühtlaselt kogu söötmetulba ulatuses 18. Milline metabolismitüüp on iseloomulik fakultatiivsetele anaeroobidele? Nad on kääritajad ja anaeroobsed hingajad, kui hapnik on puudu. Hapniku olemasolul on aeroobsed hingajad. 19. Mis vahe on obligaatsetel anaeroobidel ja mikroaerofiilidel? Mikroaerofiilid ei talu üle 2-10% hapnikusisaldust. Obligaatsed ei talu mingisugust hapnikukontsentratsiooni. Obligaatsetel pole üldse teatud ensüüme, mikroaerofiilidel võib olla, aga sellisel juhul madala aktiivsusega. Mikroaerofiilid kasvavad ülemises osas ka, mitte pindmiselt. Obligaatsed kasvavad ainult söötmetulba alumises osas. Anaeroobsed on kääritajad/anaeroobsed hingajad. Mikroaerofiilid on aeroobsed/anaeroobsed hingajad. 20
Aeroobid ja mikroaerofiilid. Aeroobid. Vajavad eluks hapnikku. Aeroobide hulgas eristatakse mikroaerofiile, kellele kõrged hapniku kontsentratsioonid on toksilised. Sellised on spirillid, Campylobacter, N2 fikseerivad bakterid ja vesinikubakterid. Miks mõned mikroobid ei talu hapnikku? · Hapnik oksüdeerib neid raku komponente, mis on rakule vajalikud redutseeritud kujul (koensüümid näiteks). Väga tugevad oksüdeerijad on hapnikust moodustuvad vabad radikaalid. Anaeroobidel on palju ensüüme (flaviinsed oksüdaasid), mis hapnikuga reageerides tekitavad temast radikaale. Seetõttu on anaeroobid hapnikule tundlikud. · Radikaalid moodustuvad hapnikust ka kiirguse (näiteks UV) toimel. Moodustuvad hapniku aatomid ja molekulid, milles on paardumata elektron. Vabade radikaalide paardumata elektronid ,,otsivad" endale paarilist ja ,,võtavad" neid igasugustelt
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. Mõnede ühendite biosünteesiks. Näiteks steroolide sünteesiks on eukarüootidel vaja hapnikku. ROS- reactive oxygen species. Hapnik oksüdeerib raku komponente, mis on rakule vajalikud redutseeritud kujul (koensüümid näiteks). Väga tugevad oksüdeerijad on hapnikust
o Orgaaniliste või anorgaaniliste toitainete oksüdatsiooniks (hapnik lülitub oksüdeeritavasse ainesse või on elektronide lõppaktseptoriks). o Mõnede ühendite biosünteesiks. Näiteks steroolide sünteesiks on eukarüootidel vaja hapnikku. Paljud mikroobid ei talu hapnikku - Hapnik oksüdeerib neid raku komponente, mis on rakule vajalikud redutseeritud kujul (koensüümid). Väga tugevad oksüdeerijad on hapnikust moodustuvad vabad radikaalid. Anaeroobidel on palju ensüüme (flaviinsed oksüdaasid), mis hapnikuga reageerides tekitavad temast radikaale. Seetõttu on anaeroobid hapnikule tundlikud. Hapniku toksilised põhjused: oO2 + 4H+ + 4e 2H2O See on hapniku täieliku redutseerimise reaktsioon (liidetakse 4 elektroni), mida viib läbi tsütokroomi oksüdaas. oO2 + e O*2 Ühe elektroni liitumisel hapnikule moodustub superoksiidradikaal. Sisaldab 1 paardumata elektroni ja on väga reaktsioonivöimeline
2. Külmashokk - väheneb membraanide voolavus. Madalal temperatuuril stabiliseeruvad DNA ja RNA sekundaarstruktuurid, vähendades translatsiooni, transkriptsiooni ja DNA replikatsiooni toimumise efektiivsust. 3. Oksüdatiivne stress - rakus tõuseb superoksiidi anioonide, hüdroksüülradikaalide ja vesinikperoksiidi hulk, millega kaasnevad kahjustused valkudes ja nukleiinhappes. 4. Aeroobse/anaeroobse kasvukeskkonna vaheldumine - fakultatiivsetel anaeroobidel on erinevad mehhanismid energia genereerimiseks sõltuvalt sellest, mis on terminaarseks elektronaktseptoriks. 5. Osmootne stress - käivituvad mehhanismid, kus rakk püüab säilitada normaalset siserõhku, turgorit. Äärmuslikes tingimustes aga raku tsütoplasma kas dehüdreerub (hüpertooniline keskkond) või rakud ei suuda piisavalt vett välja viia ja lõhkevad (hüpotooniline keskkond). 6
2. Külmashokk - väheneb membraanide voolavus. Madalal temperatuuril stabiliseeruvad DNA ja RNA sekundaarstruktuurid, vähendades translatsiooni, transkriptsiooni ja DNA replikatsiooni toimumise efektiivsust. 3. Oksüdatiivne stress - rakus tõuseb superoksiidi anioonide, hüdroksüülradikaalide ja vesinikperoksiidi hulk, millega kaasnevad kahjustused valkudes ja nukleiinhappes. 4. Aeroobse/anaeroobse kasvukeskkonna vaheldumine - fakultatiivsetel anaeroobidel on erinevad mehhanismid energia genereerimiseks sõltuvalt sellest, mis on terminaarseks elektronaktseptoriks. 5. Osmootne stress - käivituvad mehhanismid, kus rakk püüab säilitada normaalset siserõhku, turgorit. Äärmuslikes tingimustes aga raku tsütoplasma kas dehüdreerub (hüpertooniline keskkond) või rakud ei suuda piisavalt vett välja viia ja lõhkevad (hüpotooniline keskkond). 6
Aeroobsetel ja aerotolerantsetel bakteritel superoksiid-dismutaas takistab superoksiid-radikaalide kuhjumist ning hoiab ära või vähendab reaktiivsete hapnikuradikaalide ehk ROS-ide (inglise keeles reactive oxygen radicals) toksilist toimet rakkude biomolekulidele. Peaaegu kõigil organismidel on olemas katalaas, mis lagundab vesinikperoksiidi. Mõnel aerotolerantsel bakteril (Lactobacillius) on peroksüdaasid, mis kasutavad NADH2 redutseerimaks vesinikperoksiidi veeks. Obligaatsetel anaeroobidel pole superoksiid-dismutaasi ning sellest johtuvalt on molekulaarse hapniku juuresolekul tekkivad ROS-id bakteri jaoks letaalsed. 11 Fotosünteesivad bakterid kasutavad teisi pigmente, näiteks karotenoide, monohapniku kahjutuks tegemiseks. Kohanemine keskkonna pH-ga Vesinikioonide kontsentratsiooni [H+] vesilahuses väljendatakse pH abil,
annaabi.ee 
