Bakterid, geneetika, immunoloogia (0)

1. Bakterirakus leiduvad polümeraasid:
! Replikatsiooni viivad läbi DNA polümeraasid (erinevad eri ahelatel ).
Replikatsioonijärgne parandamine: polümeraasid. Valepaardumiste eemaldamiseks:

• DNA polümeraas III – lisab nukleotiide sünteesitava ahela 3’ otsa;
  

suudab eemaldada viimase DNA-le lisatud nukleotiidi (eksonukleaasne aktiivsus) st valesti lisatud nukleotiid eemaldatakse ning asendatakse õigega: DNA üks parandusmehhanisme bakteris. Pärast vea eemaldamist replikatsioon jätkub.

• DNA polümeraas I – aeglasem, aga tal on nii 3’  5’ kui ka 5’ 3’ eksonukleaasne aktiivsus; Replikatsiooni käigus tunneb ära RNA praimeri ja asendab selle desoksüribonukleotiididega; Parandab vead, mida ei suutnud parandada DNA polümeraas III
  
• On ka DNA polümeraas V ja IV – neil puudub 3’-5’ eksonukleaasne aktiivsus, seetõttu teevad nad palju vigu
  

2. PRO- JA EUKARÜOOTSE RAKU GENOOM
Prokarüoodil puudub organiseeritud struktuuriga rakutuum: DNA asetseb vabalt tsütoplasmas, RNA süntees toimub DNA ja tsütoplasma kokkupuutejoonel.
Erinev on ka eukarüootse ja prokarüootse raku jagunemine ja DNA segregatsioon :
1) Alguses mõlemad suurenevad ja küpsevad vajaliku määrani
2) Eukarüootidel järgneb raku küpsemisele pooldumine koos mitoosiga, prokarüootsed rakud paljunevad mitoosita tsütokineesi ehk lahknemise teel
3) Prokarüoodis puudub tsentromeer , DNA molekul kinnitub lahknemiseks mesosoomile (tsütoplasma membraani sissesopistus)
3. Mida on vaja teha selleks, et lühikese aja jooksul korduvalt DNA kaksikahelat denatureerida ja renatureerida?
4. Milline ensüüm viib läbi järgnevaid:

• REPLIKATSIOON – DNA polümeraasid
  
• TRANSKRIPTSIOON – RNA polümeraas: avab DNA ning sünteesib ühte ahelat kasutades komplementaarsus -printsiibi alusel RNA. Polümeraas seostub promootorpiirkonnaga ning transkriptsioon jätkub seni kuni RNA polümeraas jõuab stoppkoodonini
  
• DNA lõikude liitmine - ligaas
  
• DNA lõikamine kindla järjestuse juurest – restriktaas
  

5. Millisesse piirkonda seostub RNA polümeraas?
- DNA-l nn promootor lookusega (promootorpiirkond)
6. Nimeta bakteriaalse transkriptsiooni eripärad võrreldes eukarüootse transkriptsiooniga

• Kõik bakteriaalse RNA vormid (mRNA, TRNA ja rRNA) sünteesitakse vaid ühe ensüümi – RNA polümeraasi poolt, transkriptsiooni kiiruseks on 55 nukleotiidi sekundis
  

• mRNA-d ei transpordita tsütoplasmasse, vaid tema alusel algab valgu süntees juba siis, kui transkriptsioon veel kestab – st transkriptsioon ja translatsioon toimuvad samaaegselt, ainult üks mRNA ühes otsas ja teine teises otsas
  

• Bakteriaalne mRNA on POLÜTSISTRONILINE, st et üks mRNA on rohkem kui ühe geeni transkript , determineerides rohkem kui ühe polüpeptiidi sünteesi
  

• Bakterite mRNA puhul pole vajalik processing – mittekodeeritavate RNA lõikude eemaldamine
  

7. Mille poolest erineb bakteriaalne translatsioon eukarüoodi translatsioonist?
!!!! 1. Etapp: REPLIKATSIOON – on uue DNA molekuli süntees in vivo . Kompleks , mis koosneb enam kui 30st ensüümist sh:

• DNA helikaas – lahutab kaksikahela ja moodustab replikatsioonikahvli (osa DNA-st on üheahelaline, osa kaksikahel)
  
• Primaas on RNA polümeraas, mis algatab DNA sünteesi, sünteesides RNA praimeri
  
• Replikatsiooni viivad läbi DNA polümeraasid
  
• Okazaki fragmendid ühendab ligaas
  
• Valgud , mis tekitavad kaksikheeliksi
  

Replikatsioon on semikonservatiivne – mõlemad ahelad on maatriksis, kummalegi vanale ahelale sünteesitakse vastavalt komplementaarsus-printsiibile uus ahel kõrvale
DNA replikatsioon toimub rütmiliselt, kindlustades iga 20-40 minuti järel bakteriraku pooldumise.
Replikatsiooniprotsess on väga tundlik välistele mõjutustele.
2. Etapp: TRANSKRIPTSIOON – transkriptsiooni käigus kantakse DNAs talletatud informatsioon üle RNA-le. Transkriptsiooni viib läbi RNA polümeraas: avab DNA ja sünteesib ühte ahelat kasutades kompl-printsiibi alusel RNA.  Polümeraas seostub promootorpiirkonnaga ning transkriptsioon jätkub seni kuni RNA polümeraas jõuab stoppkoodonini.
3. Etapp: TRANSLATSIOON – algab enne kui transkriptsioon on lõppenud
Translatsioon tagab rakkudele vajaliku valkude sünteesi
8. Millised antibiootikumid toimivad translatsiooni kaudu?
Klooramfenikool, tetratsükliin, makroloodid jt antibiootikumid
9. Millises vormis on pärilikkusaine bakterirakus?
Bakteri (prokarüoodi) DNA võib esineda kahe erineva vormina.

• KROMOSOMAALNE DNA ehk NUKLEOID – bakteri funktsioneerimise seisukohalt obligatoorne osa, mis paikneb tsütoplasmas.
  

• EKSTRAKROMOSOMAALNE DNA ehk peamiselt plasmiidid – olemasolu pole obligatoorne bakteri funktsioneerimiseks. Plasmiidide replikatsioon võib toimuda kromosomaalsest DNA-st sõltumatult
  

10. Milleks on bakteri DNA-s OriC järjestus?
Mikroobide genoomi replikatsioon algab DNA ühest punktist ( origin – algus), mida nim oriC lookuseks. Bakterite genoomis sisaldub üks või mitu oriC lookust. Lookus seondub bakteri tsütoplasma membraaniga . Samas kohas lahknevad DNA ahelad ja tekib replikatsioonikahvel.
11. Kus esineb rõngasreplikatsioon?
Bakteriofaagides ja plasmiidides. Eriti tähtis on see replikatsioonimehhanism autonoomselt paljunevates plasmiidides.
12. Kuidas kontrollitakse bakterirakus geeniekspressiooni ?

• Replikatsiooni tasemel (vananemine, generatsiooniaeg , molekulaarne kell)
  
• Transkriptsiooni tasemel – bakterites peamine kontrollmehhanism, kõige tähtsam on operon
  
• Ensüümide aktiivsuse kaudu
  

13. Millistesse gruppidesse jagatakse bakteri geenid nende ekspressiooni regulatsiooni alusel?

• KONSTITUTIIVSED GEENID – need on kogu aeg ekspresseeritud, vastutavad ribosoomide sünteesi, replikatsiooni, transkriptsiooni ja tsentraalse metabolismi eest
  

• INDUTSEERITAVAD GEENID – aktiveeruvad substraadi ilmumisel keskkonda (lac operon); ehk aktiveeritakse siis, kui vaja läheb
  

• REPRESSEERITAVAD GEENID – inaktiveeruvad liigse produkti hulga korral keskkonnas (trüptofaani operon)
  

• KRÜPTILISED GEENID – neid ei transkribeerita kunagi, promootor muteerunud
  

14. Lac operon on indutseeritav operon: ehk AKTIVEERUB SUBSTRAADI OLEMASOLUL
15. Mida tähendab, et trüptofaani operon on represseeritav?
Trüptofaani süntees: represseeritav transkriptsiooni süsteem (lac operoni peegelpilt)
Repressor muutub aktiivseks koos trüptofaaniga. Kui rakus kättesaadav trüptofaan saab otsa, siis trüptofaan eraldub repressori küljest ja rakk hakkab taas trüptofaani tootma .
16. Millest tuleneb mikroobide fenotüübiline muutlikkus?
Modifikatsioonid tekivad keskkonnatingimuste kohastumuslike muutustena. Ei kandu järglastele.
Võivad olla näiteks: * mikroobirakkude suuruse muutused *pesade pigmentatsioon
* ravimtundlikkus *nõudlikkus kasvufaktoritele
FENOTÜÜBILISED MUUTUSED on seotud geenide regulatsiooniga. E. Coli toodab laktaasi ainult siis, kui keskkonnas on laktoos. S. Aureus toodab penitsillinaasi ainult siis, kui kk-s on penitsilliini.
17. Nim bakterite DNA reparatsioonimehhanismid
Radiatsioon , keemilised mutageenid , kuumus, ensüümivead ja spontaanne lagunemine lõhuvad DNAd pidevalt. Rakus on olemas mitmeid ensüüme, mis tegelevad nende vigade parandamisega:

• Replikatsioonijärgne parandamine: polümeraasid – 99% vigadest parandatakse nii
  
• Väljalõikega parandamine: parandamine nukleotiidi väljalõikamise abil: on ensüümid , mis tunnevad DNA ebakorrapära ning asendavad nukleotiidiahela jupi
  
• Kahjustuse tagasimuutmine: fotolüaas – UV kahjustuste parandamine valgussõltuva DNA reparatsiooni abil; ensüüm fotolüaas lõhub sidet valguse energia arvel
  
• SOS vastus
  

18. Millal tekib bakterirakus SOS vastus ja mis siis toimub?
SOS vastus tekib eluohtlikes olukordades - rakutsükkel peatatakse, indutseeritakse DNA parandamine ja mutatsioonide teke. Kaasneb stressivalkude süntees.
19. Mida tähendab geneetilise info horisontaalne/vertikaalne ülekanne?
Elusorganismides on 2 geneetilise info ülekande strateegiat:

• VERTIKAALNE – geneetilise info ülekanne põlvkonnalt põlvkonnale; säilitab ja paljundab olemasolevat infot. Märksõnadeks: püsivus, stabiilsus, konservatiivsus
  

Prokarüoodid paljunevad klonaalselt, seetõttu nn puhas vertikaalne ülekanne

• HORISONTAALNE – geneetiliselt sõltumatute isendite vahel
  

Ebapüsiv, liikuv, uudne ja võib toimuda prokarüoodilt prokarüoodile, prokarüoodilt eukarüoodile kui ka eukarüoodilt prokarüoodile
Horisontaalses ülekandes on 2 osapoolt: DOONOR ehk DNA VÄLJASTAJA ja RETSIPIENT ehk DNA VASTUVÕTJA . Üleantavat DNA-d nim endogenoodiks.

• Doonor – bakter , kes väljastab geneetilist materjali DNA või RNA näol
  
• Retsipient – bakter, kes võtab väljastatud geneetilise materjali vastu
  

20. Plasmiidse DNA piirkonnad
Plasmiid kujutab endast kaheahelalist DNA rõngasmolekuli, mis replitseerub bakteri genoomist sõltumatult. Plasmiidid esinevad peaagu kõigis bakterites, seejuures võib ühes rakus olla mitu erinevat plasmiidi.

• Plasmiidi DNA koosneb funktsionaalselt 2-3 piirkonnast ;
  

• Plasmiidi replikatsiooni eest vastutavad geenid
  
• Plasmiidi ülekannet teistesse bakteritesse determineerivad geenid (võivad ka puududa)
  
• Struktuurgeenid määravad ära plasmiidi poolt determineeritavad bakteri omadused
  

Determinatsioon – tingimine; põhjustamine
21. Ravimiresistentsuse geenide ülekanne plasmiidilt plasmiidile, plasmiidilt genoomile on võimalik tänu R faktorile, kuna kõik ravimiresistentsust determineerivad geenid asuvad transposoomides ja iga R faktor sisaldab alati IS elemente ja transposoome.
22. Kuidas saab kasutada plasmiidide analüüsi epidemioloogias?
Plasmiidse profiili määramine erinevatelt inimestelt isoleeritud bakterites hospitaalinfektsiooni korral on tihti kergem, kiirem ja kindlasti täpsem kui traditsioonilised meetodid mikroobide leviku kindlaks tegemisel haiglas . R plasmiidides ’’kuhjuvad’’ ravimresistentsuse geenid.
23. Transposooni ehitus:
Transposoon võib ’’hüpata’’ ühelt plasmiidilt teisele või ka plasmiidilt bakteri kromosoomi.
Transposooni puhul võivad IS elementide vahel paikneda ravimiresistentsuse geenid. Transposooni tekkeks peab kahe IS elemendi vahele paigutuma struktuurgeen.
24. Millise plasmiidi olemasolu on vajalik konjugatsiooniks?
F plasmiidi (fertility) olemasolu: kodeerib F pilide sünteesiks vajalikke geene ning faktoreid, mis võimaldavad ülekantava DNA seondumist genoomi kindlatesse kohtadesse

• Konjugatsioonisillake ehk F pili ehk sex-pili - F pilid on karvakese-taolised seest õõnes struktuurid , mida DNA saab läbida.
  

25. Kuidas nimetatakse rakke, millel on F plasmiid?
F+ rakud ehk doonorrakud. Neis rakkudes esineb eriline nn transfer DNA replikatsioon
// Neid rakke, kellel pole F plasmiidi nim F- rakkudeks ehk retsipientrakkudeks
26. Mille poolest erineb Gram -NEG ja Gram-POS bakterite konjugatsioon?
Gram-NEG bakteril liigub geneetiline info ühest bakterirakust teise konjugatsioonisillakese ehk F pili kaudu, aga Gram-POS bakteritel vahendavad konjugatsiooni fimbriate adhesiinid .
27. Kuidas jaotatakse faage?
Bakteriofaagid ehk faagid jagunevad nagu muudki viirused :

• VIRULENTSED ehk lüütilised faagid – nakatades mikroobi põhjustavad selle lüüsi
  

• MÕÕDUKAD ehk tempereeritud ehk lüsogeensed faagid – säilivad bakteri genoomis ’’vaikivana’’ ja aktiveeruvad hiljem ; lõhuvad peremeesraku täitsa ära, võivad avalduda (nt herpes viirus)
  

28. Kirjelda viiruse lüütilist tsüklit
1. Faagi DNA integreerub ehk ühineb mikroobi genoomi ja allutab bakteri sünteesimehhanismid enda kontrollile:
2. sünteesitakse hulgi faagi nukleiinhapet ja struktuur-elemente
3. Umbes 30 min peale nakatumist rakk lüüsub
4. Vabanevad umbes 200-300 uut faagi
29. Kirjelda viiruse lüsogeenset tsüklit
Tekib lüsogeenne mikroob : faagi DNA integreerub bakteri genoomi (enamasti kindlasse lookusesse).
Sellist vaikivas olekus faagi genoomi nim profaagiks.
Lüsogeenne bakterirakk ei nakatu teise viirusega (on immuunne superinfektsioonile).
Teatud tingimuste toimel võib profaag genoomist väljuda ning viia bakteri lüütilisse tsüklisse.
TRANSDUKTSIOON – geneetilise info ülekanne ühest bakterirakust teise mõõduka ehk tempereeritud ehk lüsogeense faagi vahendusel.
TRANSFORMATSIOON – doonorbakterist keskkonda vabanenud DNA lõigu ülekanne retsipientrakku
1. Aktiiv –ja passiivtranspordi erinevused:

• Lihtne difusioon ehk passiivne transport – lahustunud ained ja CO2 , O2 ning H2O sisenevad mikroobirakku kontsentratsioonigradiendi suunas. Rakus aine kontsentratsioon tarbimise tõttu väheneb. Enamasti eelneb sellele rakuväline ainete hüdrolüüs (nt disahhariididest tekivad monosahhariidid). Difusioon toimub läbi aspetsiifiliste poriinide.
  

Siiski enamus toitaineid ei suuda rakumembraani läbida – membraan on efektiivne barjäär paljudele molekulidele bakteriraku homeostaasi säilitamiseks.

• Aktiivne transport – kasutatakse energiat; energiat on vaja selleks, et vabastada transporditav molekul kandja küljest. Lisamolekulide transpordiks mikroobirakku on vaja prootonites akumuleeritud energiat (nn prootonjõudu). Vajalik energia saadakse prootonite (s.o vesinikioonide) väljutamisel rakust. Vesinikioonid vabanevad raku ainevahetuses metaboliitide oksüdatsioonil , kus osalevad NADH või ATP. Aktiivne transport esineb kõige sagedamini aeroobsetel bakteritel.
  

Gram-neg esineb 2 liiki aktiivset transporti:
1) šokk -sensitiivne süsteem – energia saadakse ATP hüdrolüüsist
2) šokk- resistentne süsteem – energia saadakse prootonite st vesinikioonide või Na ioonide väljutamisest rakust (tekib gradient), hõlmab vaid rakumembraani transportsüsteeme
2. Milleks vajab mikroob energiat ja kust ta seda saab?

• ORGANOTROOFID – Saavad energiat väliskeskkonna orgaaniliste ühendite (suhkrud, AH-d) fermentatsioonil või oksüdatsioonil.
  
• PARATROOFID – Energiaallikaks on mõne teise organismi rakud ja nende poolt toodetavad substraadid (selleks võib olla taimne v loomne rakk v mõni teine mikroorganism)
  

Mikroobide toitumiseks on vajalikud ligi 30 elementi, millest tähtsamad 6 on süsinik, lämmastik , vesinik, hapnik, väävel ja fosfor . Süsiniku vajaduse järgi jaotatakse:

• HETEROTROOFID – hangivad orgaanilist substraati väliskeskkonnast, nt osad inimesel haigusi põhjustavad mikroobid
  
• AUTOTROOFID – sünteesivad kõik vajalikud ained ise kasutades selleks lihtsaid anorgaanilisi ühendeid, nt vee ja mulla mikroobid
  
• MESOTROOFID – vajavad vähemalt üht eelnevalt redutseeritud anorgaanilist ühendit, nt mikroobid, keda leidub nii inimeses kui vees
  
• HÜPOTROOFID – intratsellulaarsed parasiidid, mis vajavad elutegevuseks mitmeid peremeesraku ainevahetuslikke komponente, sellised on nt sugu- ja hingamisteede infektsioone põhjustavad klamüüdiad
  

Seina ja tsütoplasma sünteesiks vajavad mikroobid peale 6 elemendi ka mineraale – kaalium , kaltsium, magneesium , raud ja muid elemente – boor , molübdeen, tsink , koobalt, nikkel
Kasvufaktorite vajadusest jaotatakse:

• PROTOTROOFID – sünteesivad ise mitmesuguseid kasvufaktoreid
  
• AUKSOTROOFID – ei kasva ilma kasvufaktoriteta
  

ENERGIAT KASUTATAKSE:

• Raku anaboolsetes protsessides ehk ülesehituses
  
• Mikroobi paljunemiseks
  
• Makromolekulide tekkeks
  
• Homeostaasi säilitamiseks, samuti liikumiseks
  

MIKROBIOLOOGIA KORDAMISKÜSIMUSED I OSA
1. MIKROOB – Mikroobide all mõeldakse suurt gruppi väikesi olevusi, mida pole võimalik näha optiliselt varustamata silmaga.
Mõiste mikroobid hõlmab baktereid, arhebaktereid, seeni ja protiste.  Protistidena tuntakse primitiivseid vetikaid, amööbe, limaseeni ja algloomi ehk protozoasid

• Bakterid, algloomad , seened, vetikad
  

2. Inimese normaalne mikrofloora – Enamus inimesega koos elavatest mikroobidest on sooletraktis.
Mikroobe on palju ka nahal, limaskestadel, suuõõnes, hingamisteedes ja urogenitaaltraktis.
Kindlad mikroobid on seotud kindlate kudedega moodustades koe või kehapiirkonna normaalse mikrofloora. Normaalne mikrofloora on reeglina kahjutu ehk mittepatogeenne. Norm mikrofloorasse kuulub ka tinglikke patogeene, ehk kui organismi kaitsevõime on nõrk, siis võivad tinglikud patogeenid nakatada.
3. Patogeensed mikroobid – mikroobid, kes tekitavad haigusi ehk haigustekitajad mikroobid
4. Oportunistid – ehk tinglikud patogeenid. Need on võimelised haigust põhjustama vaid nõrgestatud organismis. Mikroobid pärinevad sageli inimese enda mikrofloorast ehk endogeenne nakkus. ; Minu enda mikroob, mis teeb mulle nakkust
5. Infektsioonhaigus – ehk nakkushaigus . Sisaldab kõiki bioloogilisi protsesse, mida põhjustab mikroob organismi sisenedes, seal paljunedes ja seda kahjustades.
6. Pesa ehk koloonia – ühe raku paljunemisel tekkinud silmaga nähtav mikroobide kogum
7. Mikroobi kultuur – ehk puhaskultuur . See on kindlast allikast võetud materjalist kunstlikul söötmel üleskasvatatud ühest mikroobipesast ehk kolooniast isoleeritud mikroobide kogum
8. Mikroobi isolaat – kui puhaskultuur on identifitseeritud, siis moodustavad mikroobid isolaadi
9. Mikroobi tüvi – inglise keeles strain ; moodustavad identseks tunnistatud isolaadid – geneetiliselt >98% sarnased
10. Mikroobi tüüp ehk variant (serotüpiseerimine, fagotüpiseerimine)

• SEROLOOGILINE MEETOD ehk serotüpiseerimine – samastab mikroobe nende antigeense ehituse alusel, kasutades diagnostilisi seerumeid, mis sisaldavad antikehi
  

• FAGOTÜPISEERIMINE – määratakse mikroobi fagotüüp, st mikroobi lõhustamine spetsiifiliste mikroobiviirustega ehk faagidega
  

11. Eosed ehk spoorid , germinatsioon ehk idanemine
Eoste ehk endospooride moodustumine on vahend ebasoodsates tingimustes ellujäämiseks.
Kui eos satub sobivatesse tingimustesse , siis võib see hakata uuesti arenema – nimetatakse germinatsiooniks.
12. Sümport, antiport, uniport

• SÜMPORT – kui prooton ja molekul liiguvad läbi transporteri kanali samas suunas
  
• ANTIPORT – transpordib ühe aine sisse ja teise välja; nt prootoneid sisse ja Na välja
  
• UNIPORT – transporditava aine tungimine rakku ei sõltu muu aine transpordist; transporditakse korraga ühte molekuli
  

13. Siderofoorid – Tähtis osa metallioonide transpordis. Sekreteeritavad proteiinid ehk siderofoorid seovad Fe (raua) kelaatidesse ja transpordivad neid bakterirakku .
14. Aeroobsed mikroobid – ranged aeroobid ei saa paljuneda ilma hapnikuta; ei fermenteeri. Lõhustavad substraadi oksüdatsiooniprotsessis lõpuni, tekivad CO2 ja H2O. Vabaneb kogu substraadis peituv energia.
15. Fakultatiivsed anaeroobid – enamus patogeenseid mikroobe on fakultatiivsed anaeroobid st arenevad nii hapniku juuresolekul kui ka ilma, sest on võimelised nii oksüdatsiooniks kui fermentatsiooniks. !! Hapniku juuresolekul hingavad, puudusel fermenteerivad.
16. Obligaatsed ehk ranged anaeroobid – neil on paljunemiseks vaja hapniku vaba keskkonda! Hukkuvad isegi väikeste hapnikukontsentratsioonide puhul; fermenteerivad
17. Indiferentsed ehk aerotolerantsed mikroobid – fermenteerivad nii hapniku juuresolekul kui ka puudumisel
18. Mikroaerofiilsed mikroobid – vajavad madalat O2 partsiaalrõhku (laktobatsillid) või on kapnofiilid – vajavad paljunemiseks ca 10% CO2 keskkonda
19. Bakteriotsiidsed ained – hävitavad mikroobe, pöördumatu protsess. Mõned faktorid põhjustavad mikroobiraku lüüsi, teised takistavad paljunemist
20. Bakteriostaatilised ained – pärsivad mikroobi paljunemist, selle tulemusena mikroobi elutegevus AJUTISELT peatub. Toime lakkamisel hakkavad mikroobid uuesti paljunema
KOCHI POSTULAADID (4)
*Mikroobi saab isoleerida nakatunud isiku kahjustatud kudedest,
*Mikroobi puhaskultuuriga nakatatud vabatahtlikul või katseloomal peavad ilmnema vastava nakkuse sümptomid
* Mikroob esineb kõigil inimestel, kel on vastav haigus; mikroobi ja tema ainevahetusprodukte leidub haigusest tabatud kehaosades
* Sedasama mikroobi saab isoleerida puhaskultuuriga nakatatud vabatahtlikult või katseloomalt
IMMUNOLOOGIA
Antikeha – antikehade ülesanne on seostuda antigeenidega ja neutraliseerida nende kahjulik toime;
Antikeha koosneb kahest kergest ehk L- ahelast (light) ja kahest raskest ehk H-ahelast (heavy), mõlemal on muutuv piirkond ja konstantne piirkond
Antigeen – antigeeniks nim inimorganismile võõrast keemilist ühendit, mis organismi viiduna põhjustab immuunvastuse. AG põhiomadusteks on immunogeensus ja spetsiifilisus. AG-deks võivad olla mikroobid, teise organismi koed, allergeenid – st ained, mis sisaldavad võõrast informatsiooni
1) organismis immuunvastust esilekutsuv aine ehk immunogeen;
2) antikehadega või T-lümfotsüütidega reageeriv aine
Immuunsüsteemi põhiülesanne – tagada organismi stabiilne sisekeskkond, eristada oma võõrast: tunda ära ja reageerida selliselt , et aine elimineeritaks ning kujuneks immunoloogiline mälu
MHC I – koesobivusantigeenide kompleks: immuunsüsteem teeb nende abil vahet omal ja võõral
MHC klass I valgud esinevad kõikidel rakkudel, igal inimesel on 6 markerit 200 eri variandist
MHC II – klass II valgud on ainult spetsiifilistel rakkudel, igal inimesel on 8 markerit umbes 230-st

• MHC valgud esitavad immuunsüsteemi rakkudele antigeene
  

TCR – T-cell receptor; T-lümfotsüüdil olev antigeeni retseptor, seostub antigeeni ja MHC molekuli kompleksiga
BCR – B-cell receptor; B-lümfotsüüdil olev antigeeni retseptor
APC rakud – antigeeni esitavad rakud: esitab entigeeni T4-lümfotsüütidele ja B-lümfotsüütidele; Esinevad veres, lümfisõlmedes, põrnas, lümfifolliikulites, maksas, nahas jm
Antigeeni epitoop – antigeeni suhteliselt väiksed piirkonnad. Immuunsüsteem ei tunneta organismi sattunud mikroobi või võõrmolekuli kui tervikut , vaid ainult tema teatud piirkonda ehk epitoopi.
Antigeeni valentsus – Identsete epitoopide arv määrab ära antigeeni valentsuse
Antikeha paratoop – antigeeni epitoobi vastandiks on antikeha paratoop – so antikeha variaabelses osas asuv piirkond, mis seostub antigeeniga
Superantigeenid – suhteliselt heterogeenne klass mitmesuguseid bakteriaalseid produkte (peamiselt eksotoksiinid)

• võime stimuleerida üheaegselt mitmeid T-lümfotsüüte
  

Ei seostu antigeeni jaoks määratud kohal, vaid selle kõrval st seostumine mittespetsiifilise alaga – kaob spetsiifilisus
Kudede tropism – retseptori olemasolu ja sobivus teatud mikroobide adhesiooniks ehk kinnitumiseks/kleepumiseks. Mikroob võib koloniseerida kas kindlaid peremeesorganisme (inimesed, kalad, loomad) või sama peremehe erinevaid kudesid
Seerumtundlikkus – komplemendi kaskaadi lõpuosas moodustub membraani ründekompleks (membrane attack complex – MAC), mis suudab kinnituda erinevate rakkude membraanile.
Mikroobide tundlikkust MAC-ile nim seerumtundlikkuseks.
Humoraalne immuunsus – antikehade poolt vahendatud immuunsus
IMMUNOGLOBULIINID on antikehad , mille spetsiifiline antigeen on kindlaks tehtud (IgG, IgA, IgM, IgD, IgE). * Seotud B-lümfotsüütidega. (tüümusest sõltumatud lümfotsüüdid )
Rakuline immuunsus – immuunvastus , mille tagavad peamiselt T8-lümfotsüüdid ja tsütokiinid ; suunatud eeskätt viiruste ja kasvajate vastu
Rakulises immuunvastuses osalevad lümfotsüüdid diferentseeruvad tüümuses – tüümusest sõltuvad
Immunoglobuliinid - antikehad, mille spetsiifiline antigeen on kindlaks tehtud
Opsonisatsioon - protsess, kus mikroob vm osake kaetakse antikehade või komplemendiga, tehes selle äratuntavaks ja fagotsüteeritavaks fagotsüütidele. kr keeles „söödavaks tegema“. Opsoneerivat toimet omavad osad IgG, IgM antikehad, mille sihtmärgiks on kihnu polüsahhariidid , A-grupi streptokokkide M-proteiin ja bakterite rakuseina peptidoglükaan
Tsütokiinid – immuunsüsteemi mediaatorid, nende ülesandeks on tagada kommunikatsioon immuunsüsteemi erinevate rakkude vahel, lisaks süsteemsed põletikureaktsioonide mediaatorid
Efektorlümfotsüüt – ehk aktiivne lümfotsüüt – on antikehaga kokku puutunud st aktiivsed ; T4 ja T8 ja B rakkude plasmarakud
Naiivne lümfotsüüt – ei ole kokku puutunud antigeeniga ; T4-, T8- ja B-lümfotsüüdid
Primaarne immuunvastus – vastus, mis ilmneb antigeeni esmakordsel sattumisel organismi, teatud ajavahemiku järel ilmub rakuline või humoraalne immuunvastus
Sekundaarne immunvastus – immuunvastus, mis ilmneb antigeeni teistkordsel sattumisel organismi; tekib tunduvalt kiiremini kui primaarne vastus ja on tugevam. Kestus on pikem ja ta koosneb suuresti IgG antikehadest
Klonaalne selektsioon - organismis toodetakse pidevalt T ja B lümfotsüüte, mille pinnal vastavalt BCR ja TCR. Klonaalse selektsiooni teooria järgi saavutab iga lümfotsüüt võime reageerida mingi antigeeniga enne, kui ta selle antigeeniga üldse kokku puutub
Kloon – genotüübilt ja fenotüübilt sarnased rakud, mis pärinevad samast eellasest
Immunsüsteemi tolerantsus – spetsiifilise immuunvastuse mittetekkimist kindlale antigeenile nim tolerantsuseks ehk IMMUUNVASTUS PUUDUB! Aktiivne protsess, vajalik on antigeeni töötlus ja esitlemine lümfotsüütidele ning see on seotud immunoloogilise mäluga
Looduslik – seotud B ja T lümfotsüütide negatiivse ja positiivse selektsiooniga, organism käsitleb embrüonaalse arengu vältel manustatud antigeeni omana
Omandatud – tekib peale sündi
Primaarne/sekundaarne immuunpuudulikkus

• PRIMAARNE – häired immuunrakkude arenemisel tüvirakust funktsionaalseks immuunrakuks. Nt B-lümfotsüütide defekti korral immunoglobuliinide häired
  

• SEKUNDAARNE – kujuneb haiguste põdemise järgselt (HIV, leetrid ) või keemiliste/füüsikaliste ( kiiritusravi ) mõjurite tulemusena
  

Autoimmuunhaigus – immuunsüsteemi tasakaal häirub ja sihtmärkideks muutuvad oma rakud ja koed, põhjustades autoantikehade teket, autoimmuunseid reaktsioone ja haigusi
Allergia – ehk ülitundlikkusreaktsioon
„organismi valestitundlikkus“ – liigne ja ebaadekvaatne reaktsioon teistkordselt organismi sattunud antigeenile ehk allergeenile. Esimesel kokkupuutel allergia ei vallandu, vaid toimub organismi sensibiliseerimine
Allergeen – ülitundlikkusreaktsioone esile kutsuv antigeen
1. Nimeta: neli erinevat immuunsüsteemiga seotud lümfotsüütide liiki ning nende ülesandeid?

• B-lümfotsüüdid – küpsevad luuüdis (bone), seotud humoraalse immuunsusega.
  

Kui antigeen reageerib antikehaga, siis diferentseerub plasmarakus – hakkab antikehi tootma; tunnevad viirust ära

• Ära tunda antigeen koos koesobivusantigeenidega MCH II, signaliseerides seejärel B- ja T8 lümfotsüütidele, stimuleerides antikehade, T8 ja makrofaagide sünteesi
  

• T-lümfotsüüdid – !!! soodustavad antikehade sünteesi, hävitavad viirusega infitseerunud rakke ja tuumorirakke;
  

*reguleerivad immuunvastuse intensiivsust – intensiivistavad või pärsivad
Tsütotoksilised T-lümfotsüüdid täidavad eeskätt tsütotoksilist funktsiooni: neid nim ka killeriteks ehk tappurrakkudeks (T8-lümfotsüüdid) – nende ülesandeks on ära tunda võõrantigeeni kandvaid rakke
CD4 markereid kandvad lümfotsüüdid ehk T4-lümfotsüüdid – abistaja ehk helper-rakk : nende ülesandeks on ära tunda antigeen koos koesobivusantigeenidega (MHC II) ;
*abistaja-lümfotsüüdid toodavad rakumediaatoreid ehk lümfokiine
- Mälurakud: neil on pikk eluiga, tagavad efektiivse ja kiire immuunvastuse antigeeni korduval organismi sattumisel
NK-LÜMFOTSÜÜDID – suutelised hävitama kasvajarakke, viiruste ja algloomadega rakke ja antikehadega kattunud rakke
2. Kolm immuunsüsteemi põhiomadust
1. Immuunsüsteem peab vahet tegema oma ja võõra vahel: MHC (koesobivus antigeenid) ; ehk tagada organismi stabiilne sisekeskkond
2. Spetsiifilisus ehk spetsiifiline vastus kindlale haigustekitajale
3. Mälu – et uuel kokkupuutel sama võõrainega oleks immuunreaktsioon kiirem ja tugevam kui esimesel kokkupuutel
3. Immuunsüsteemi mehhaanilised barjäärid

• Nahk
  
• Lima
  
• Ripsepiteel
  
• Maohape ja sapp
  
• Kudede tropism – retseptori olemasolu ja sobivus teatud mikroobide adhesiooniks
  
• Normaalse mikrofloora kolonisatsiooniresistentsus
  

4. Loomuliku immuunsuse mehhanismid

• Komplemendi süsteem
  
• Fibronektiin
  
• Rakulised kaitsemehhanismid (fagotsüüdid, NK-rakud)
  
• Interferooni produktsioon
  
• Põletik
  
• Metaboolsed muutused
  

5. Komplemendisüsteemi ülesanded:
1) Algatada põletikureaktsioon – kutsub fagotsüüdid
2) Soodustada fagotsütoosi – vahendab mikroobide opsonisatsiooni ehk teeb mikroobid söödavaks, nii saavad nad siseneda fagotsüütidesse
3) Kahjustada immuunkomplekse koos seerumkompleksidega – et vähendada kudede kahjustusi
4) Gram-negatiivsete bakterite lüüs – toimub ainult siis, kui on aktiveerunud kogu komplemendi kaskaad
6. Nimeta erinevaid fagotsüüte (3)

• Dendriitrakud – antigeeni esitavad rakud (APC), toodavad tsütokiine
  
• Polümorfonukleaarsed leukotsüüdid (PMNL) – tsirkuleerivad rahuseisundis
  
• Mononukleaarsed fagotsüüdid – fagotsütoosivõime
  

7. Põletiku peamised mehhanismid (3)
! Põletiku ülesanne on takistada mikroobide edasist levikut ja teavitada immuunsüsteemi.
Mehhanismid:

• Kapillaaride laienemine verevoolu suurendamiseks
  
• Plasma proteiinide ja leukotsüütide lahkumine tsirkulatsioonist
  
• Leukotsüütide kogunemine kahjustuskoldesse
  

8. Antikeha ülesanded sh põhiülesanne
SEOSTUDA ANTIGEENIDEGA JA NEUTRALISEERIDA NENDE KAHJULIK TOIME!

• Antigeen ja antikeha seotakse omavahel mittekovalentse sidemega ning on seotud omavahel väga nõrga interaktsiooni kaudu.
  

Teised ülesanded:
A. Toksiinide neutralisatsioon
B. Mikroobide lüüs komplemendiga
C. Mikroobide adhesiooni takistamine (peamiselt pärsivad IgA tüüpi antikehad)
D. Rakuväliste viiruste neutralisatsioon
9. Tsütokiinide ülesanded
- Tagada kommunikatsioon immuunsüsteemi erinevate rakkude vahel
- Lisaks on nad süsteemsed põletikureaktsioonide mediaatorid
Väited (küsin kas õige või vale, võin muuta vastupidiseks): KÕIK VÄITED ON ÕIGED!!
Lümfotsüüdid kuuluvad leukotsüütide hulka.
Lümfotsüüdid moodustavad 95% lümfirakkude üldhulgast ja 20% vererakkude üldhulgast.
Morfoloogiliselt on B- ja T-lümfotsüüdid eristamatud
B-lümfotsüüdid küpsevad luuüdis, seotud humoraalse immuunsusega
T-lümfotsüüdid küpsevad tüümuses, seotud rakulise immuunvastusega
Tsütotoksiliste T-lümfotsüütide pinnal on CD8 markerid, nim. CD8+ lümfotsüütideks ehk T8-lümfotsüütideks
Regulatoorse funktsiooniga helper T-lümfotsüütide pinnal on CD4 markerid, nim. CD4+ lümfotsüüdid ehk T4 rakud ehk helper-rakud
T4 lümfotsüüdid ehk helper-rakud tunnevad ära antigeeni koos MCH II kompleksiga
T8 lümfotsüüdid vahendavad TCR ja MCH I seondumist
T-lümfotsüüdid tunnevad antigeeni ära ainult seoses MHC kompleksiga
Antikehad on peaaegu eranditult efektiivsed ainult väljaspool rakku.
BCR ja TCR tehakse valmis enne kui rakk kohtub antigeeniga
B-raku pinnal on tuhandeid identseid BCR koopiaid
BCR-il on üks seondumissait epitoobile
Lümfokiinid on tsütokiinid.
TH1 ehk T41 - soodustavad eeskätt immuunvastust rakusiseste patogeenide ja seente vastu
TH2 ehk T42– vastutavad antikehade tootmise ja immunoloogilise mälu eest
Kuidas nimetatakse mononukleaarseid fagotsüüte veres ja kuidas kudedes? – veres monotsüütideks, kudedes makrofaagideks
Mis on mononukleaarsete fagotsüütide ülesanded (nimeta 2)? – osalevad loomuliku resistentsuse kujunemisel, esitlev funktsioon
Millised retseptorid asuvad dendriitrakkude pinnal? – toll-like retseptoritest mikroobisensorid
Mis on dendriitrakkude ülesanne? – seostuvad antigeeniga, fagotsüteerivad, muutuvad küpseteks rakkudeks ning vabastavad tsütokiine
Millistele rakkudele esitavad APC rakud antigeene? – T4-lümfotsüütidele ja B-lümfotsüütidele
Millest sõltub antigeeni immunogeensus? Too näite tugevast immunogeenist. – molekulmassist, keemilisest struktuurist, päritolus, resorptsioonist ja lammutamisest organismi, geneetilistest teguritest.. nt valgud
Mis määrab antigeeni spetsiifilisuse ? – antigeeni epitoobid ehk determinandid
Miks kujunevad autoimmuunhaigused? – kõrvuti võimega reageerida antigeenidele peab immuunsüsteemi arenemisel kujunema tolerantsus organismi enda kudede suhtes – kui ei kujune, tekivad autoimmuunhaigused
Kuidas tekib aktiivne loomulik immuunsus – peale nakkushaiguse läbipõdemist või haigustekitajaga kokkupuudet/ Aktiivne kunstlik immuunsus – vaktsineerimise järgselt/ Passiivne loomulik immuunsus – imik emalt transplantaarselt või rinnapiimaga/ Passiivne kunstlik immuunsus – in omandab immunoglobuliinide või ravimseerumiga
Mis on komplemendisüsteemi aktiveerumise lõpptulemus ja milleks seda vaja on? – vallandub suur hulk proteolüütilisi protsesse, mille tagajärel toodab organism kemotaktilisi aineid, mis tõmbavad põletikukoldesse fagotsüüte, suurendavad veresoonte läbilaskvust ja soodustavad fagotsütoosi
Võrdle loomulikku ja spetsiifilist immuunsust (kaitsevõime/ mälu, lahustuvad komponendid, rakud). –
Loomulik
Spetsiifiline
Kaitsevõime/mälu
Korduvad infektsioonid ei suurenda
Korduvad infektsioonid enamasti suurendavad
Lahustavad komponendid
Lüsosüüm, komplement, C-reaktiivne valk, interferoon
Antikehad
Rakud
Fagotsüüdid, makrofaagid, NK rakud, barjäärid
T- ja B-lümfotsüüdid
Indutseerija/stimuleerija
Peamiselt süsivesikud
Eeskätt valgud, vähem süsivesikud
Kuidas kaitsevad mikroobid end immuunsüsteemi vastu? – antikehad on peaaegu eranditult efektiivsed väljaspool rakku, rakusisesed ehk intratsellulaarsed mikroobid on peaaegu eranditult antikehade ja nende vahendatud toimete eest kaitstud
Mitu paratoopi on ühel antikehal? - 2
Milleks on antikehal vajalik hingeregioon? – painduvus tagab haaradevahelise distantsi muutumise vastavalt vajadusele, antigeeni efektiivne seostumine
Milleks on antikehal vajalik Fc regioon? – osaleb signaali edastamises
Millist tüüpi immuunoglobuliine on inimese vereseerumis kõige rohkem? - IgG
Millised immuunoglobuliinid tagavad kauakestva immuunvastuse? - IgG
Millised immunoglobuliinid sekreteeritakse limaskestale? - IgA
Millised immunoglobuliinid ilmuvad verre esimesena peale antigeenset stimulatsiooni ja kaovad kõige kiiremini? – IgM
Millised immunoglobuliinid on seotud allergilise reaktsiooniga? – IgE
Võrdle imetaja immunoglobuliine (kus leidub, ülesanne, kas mono -,di- või pentameer)?
Leidub
Mono, di, penta
Ül
IgA
Limaskestadel, vereseerumis
Vereseerumis mõni, osadel imetajatel di
Takistavad mikroobide kinnitumist epiteelrakkudele ja invasiooni
IgD
B-lümfotsüütide pinnal
Mono
Seovad kehavõõraid antigeene ja vahendavad nende hävitamist erinevate mehhanismide abil
IgE
Nuumrakkude ja basofiilide pinnal, vähe vereseerumis
Mono
Osaleb rakkude degranulatsiooni ja vasoaktiivsete ainete vabanemisel ning tekib allergiline põletikuline reaktsioon
IgG
Vereseerumis
Mono
Tagab inimese kõige efektiivsema ja kauakestvama immuunvastuse. Tagab vastsündinud kaitsevõime
IgM
Vereseerumis
Mono
Moodustab B-raku retseptori (BCR). Seondub komplemendi esimese komponendiga C1q
Millised immunoglobuliinid võivad olla BCR koostises? – IgM, IgD
Miks jagatakse humoraalne immuunsus tüümusest sõltuvaks ja sõltumatuks? – sõltuv: t-lümfotsüüte toodetakse tüümuses; sõltumatu:seda suudavad mitogeenid ja polümeerid
Millistele rakkudele toimivad tsütokiinid? – B-lümfotsüütidele
Millest sõltub, mis klassi antikehi B-lümfotsüüt tootma hakkab? - tsütokiinidest
Kirjelda T-lümfotsüütide aktivatsiooni protsessi. – protsesside kompleks – TCR+MCH+AG seostumise tulemusena algab lümfokiinide tootmine ja rakkude paljunemine, lisaks tsütotoksilistel rakkudel vallandatakse tsütolüütilised mehhanismid
Kirjelda B-lümfotsüütide aktivatsiooni protsessi: mis juhtub B-lümfotsüüdiga peale aktivatsiooni, mida on aktivatsiooniks vaja? – peab seostuma AK-ga ning seejärel osad rakud muutuvad mälurakkudeks ning teised plasmarakkudeks ning hakkavad tootma AK. B-lümfotsüüdid ei lahku peale aktivatsiooni organismist, nad lahkuvad peale küpsemist oma tekkeorganist ehk luuüdist
Millal inimese arengu käigus algab eri tüüpi antikehade süntees? Millal on lapse immuunsüsteem eriti nõrk? – sünniga algab IgA süntees ja IgG süntees. Lapse humoraalne immuunsus on eriti nõrk 3. kuust kuni 1. aastani
Kirjelda T-lümfotsüütide diferentseerumise etappe . – erinevate TRC loomine geneetiliste ümberkorralduste abil, positiivne selektsioon, negatiivne selektsioon, CD4+ ja CD8+ lümfotsüütide diferentseerumine ja vabanemine vereringesse
Kirjelda B-lümfotsüütide diferentseerumise etappe, milline erinevus on võrreldes T-lümfotsüütidega? –
Kõik etapid on erinevad. B’l on pos selektsioon kuid T’l on nii pos kui ka neg selektsioon.

Samaaegselt küpsemisega toimub geenisegmentide determineerimine, tulemuseks erinevate IgM molekulide paiknemine raku pinnale

B-rakkude paljunemine lõppeb IgM molekulide ilmumisega

Positiivne selektsioon
4)Erinevalt T-lümfotsüütidest lahkuvad enamus B-lümfotsüüte tekkimise organist st luuüdist
Millised immuunmehhanismid on peamised bakteriaalse infektsiooni korral? – mikroobivastased ained, humoraalne immuunsus, rakuline immuunsus
Millised immuunmehhanismid on peamised parasiitide/algloomade infektsiooni korral? – suured mõõtmed, keerukas elutsükkel . Paljunemine kontrolli all spetsiifiliste ja mittespetsiifiliste mehhanismide koostööga. Rakuline ja humoraalne immuunsus
Millised immuunmehhanismid on peamised viirusinfektsiooni korral? – mittespetsiifilised reaktsioonid – oluline on interferoonil. Spetsiifilised reaktsioonid – Trakkudest sõltuv. kasutatakse ka humoraalsed mehhanisme ja viiruse persisteerimist
Kirjelda immunodiagnostika põhimõtet. – määratakse antigeeni abil antikeha esinemist ja vastupidi. Kaks tasandit: primaar ja sekundaarreaktsioon. On nt naha allergeentestid, vereanalüüsis allergilisele seisundile viitavate rakkude (IgE) määramine