Miks muutuvad bakterid antibiootikumide suhtes resistentseks? · Antibiootikumide tarbimisel, hävivad organismis selle suhtes tundlikud bakterid ja jäävad ellu mittetundlikud bakterid, kes jätkavad paljunemist, kuna nad on antibiootikumide suhtes neutraalsed. · Põhiteguriks ravimi korduv või ebaõige kasutamine. Kuidas muutuvad? · Võivad omavahel vahetada resistentsust määravaid geene tundlikud bakterid saavad antibiootikum-mittetundlikelt bakteritelt seda määravad geenid. · Mõned bakterid suudavad antibiootikumi rakust kiiresti eemaldada. · Nad võivad neutraliseerida antibiootikumide toimaine enne, kui see neid kahjustama hakkaks. Bakterid Miks ei tohi inimene antibiootikumide võtmist enneaegselt lõpetada? · Õige kasutamine võib paranemismärke tuua 2 3 päevaga. · Kõik haigustekkitajad ei hävi. · Sümptomid võivad uuesti ilmneda. Miks ei või antibiootikumikuuri ajal alkoholi tarbida
HIV/AIDS -Sarah Raichmann HIV, teisisõnu human immunodeficiency virus, on viirus, mis nõrgestab inimese immuunsüsteemi. Kui viirus satub inimese organismi, ründab ta ennekõike inimese vereringluses liikuvaid valgeid vereliblesid. Kuna viirus on raskelt eristatav omades omadusi mitmetelt erinevatelt bakteritelt, võtab valge verelible ta omaks ning nakatub seekaudu. HI-viirus ründab raku DNA koodi ning seetõttu on läbi raku pooldumise edasi kantud. HIV nakkuse viimast faasi nimetatakse AIDSiks. HIV levikuga on seotud hulga müüte, mis segavad nakatunul normaalses ühiskonnas toimetulekut, sest põhjustavad hirmu teistele. HI-viirus kandub edasi sugulisel teel, see tähendab, et kui ei kasutata kaitsevahendeid vahekorda astudes. Lisaks ka vere ning rinnapiima kaudu, seda näiteks kasutades ühist
on ülitundlikud (sinine). Ebaeffektiivselt vastavate patsientide (punane) väljaselekteerimine võimaldab edasised katsed muuta effektiivsemaks ja odavamaks. Momendil 10-15 aastat! --- Geeniduplikatsioonide tekkemehhanismid *Tandeemne geeniduplikatsioon ebavõrdse ristsiirde või õdekromatiidide vahetuse kaudu. *Duplikatiivne transpositsioon retrotransposonite poolt vahendatud. *Horisontaalne geeniülekanne geeniülekanne erinevate genomide vahel nt. (bakteritelt selgroogsetele). *Segmentaalne duplikatsioon duplikatsioon suurte blokkidena. *Polüpoidsuse teke terve genoomi ploidia kordistumine Selgroogsete genoom on arenenud läbi ploidsuse kasvu duplikastioonide teel. *Enamik tänapäevaseid liike omavad degenereerunud polüploidiat või on polüploidsed. *Selgroogsete evolutsioonis toimunud ürgsed tetraploidiseerumise kahe duplitseerumise tagajärjel (2R hüpotees, Ohno 1993). Paljud Drosophilageenid ja geeniklastrid esinevad
ainete sünteesiks keemiliste reaktsioonide energiat (väävlibakterid, rauabakterid, nitrifitseerijad jne) TÄHTSUS Looduses (ka teistes organismides) KASU: Lagundajad Mulla viljakuse tekitajad Osalevad aineringetes Sümbioos teiste taimede ja loomadega Ergutavad immuunsust Toiduahelates (algloomad toituvad bakteritest) KAHJU: Põhjustavad bakerhaiguseid Tähtsus inimesele KASU Võtavad võimaliku elukoha kahjulikelt bakteritelt Aitavad seedida toitu Moodustavad vitamiine Ergutavad immuunsüsteemi KASUTAMINE Toiduainete töötlemine ja alkoholi saamine Hapendamine (juust, keefir, jogurt, juurviljad) Biotõrje, väetised, loomasööt Seenhaiguste tõrje Metallide röörlemine Valguliste ensüümide tootmine Insuliini, antibiootikumide, vaktsiinide tootmine KAHJULIKKUS Põhjustavad bakterhaiguseid (teetanusebakter, botulismibakter)
tunda geneetikat ja rakubioloogiat, kuna enamus tööd selles, seisneb siiski DNA ja kromosoomide tegelemises. Geneetilise muundamise käigus paigutatakse üks või mitu geeni ühest organismist teise, kusjuures geene on võimalik üle kanda omavahel mittesuguluses olevate organismide vahel näiteks võivad geneetiliselt muundatud põllukultuurid (GM- kultuurid) sisaldada geene, mis on pärit viirustelt, bakteritelt, loomadelt või teistelt taimedelt. Geneetiliselt muundatud taimedest ja loomadest valmistatud toiduained näevad siiski välja ja maitsevad nagu tavalised toiduained.Teadlastete ja paljude ärimeeste arvates on GMO kasutamine võimalus jõuda uude elu etappi, sest see võimaldaks lahendada mitmed tsivilatsiooni arengu käigus tekkinud probleemid, eelkõige maailma rahvastiku suurenemisest tulenevat näljahäda. Muidugi on geneetiliselt muundatud taimede kasvatamine esimese 10
nukleotiidne järjestus, seda lähemal (ajaliselt) on nende ühised esivanemad (lähem sugulus). Mida sarnasem on võrreldavate organismide valkude aminohappeline järjestus, seda lähemal (ajaliselt) on nende ühised esivanemad (lähem sugulus). Pseudogeenid - on organismides mittekodeerivad nukleotiidjärjestused (“vanad” geenid), mis on tekkinud ammu ja nüüd enam ei tööta, aga võivad mõnel teisel liigil vajalikud olla. … on tulnud viirustelt, bakteritelt. Planeet Maa – 4,5 miljardit elu teke, esimene rakk – 3,5 miljardit Eukarüoodid – 2 miljardit Hulkraksed – 0,7 miljardit Kambriumi plahvatus – 540 miljonit Elu maismaal – 440miljonit Karbon e. Kivisöeajastu, esimesed roomajad – 300miljonit Permiajastu lõpp, suur väljasuremine – 250 miljonit Esimesed linnud – 150miljonit Inimlaste lahknemine primaatidest/lõunaahvid – 7-5miljonit Vetikad – 500-600miljonit aastat tagasi veekogudes
ainete sünteesiks keemiliste reaktsioonide energiat (väävlibakterid, rauabakterid, nitrifitseerijad jne) TÄHTSUS Looduses (ka teistes organismides) KASU: Lagundajad Mulla viljakuse tekitajad Osalevad aineringetes Sümbioos teiste taimede ja loomadega Ergutavad immuunsust Toiduahelates (algloomad toituvad bakteritest) KAHJU: Põhjustavad bakerhaiguseid Tähtsus inimesele KASU Võtavad võimaliku elukoha kahjulikelt bakteritelt Aitavad seedida toitu Moodustavad vitamiine Ergutavad immuunsüsteemi KASUTAMINE Toiduainete töötlemine ja alkoholi saamine Hapendamine (juust, keefir, jogurt, juurviljad) Biotõrje, väetised, loomasööt Seenhaiguste tõrje Metallide röörlemine Valguliste ensüümide tootmine Insuliini, antibiootikumide, vaktsiinide tootmine KAHJULIKKUS Põhjustavad bakterhaiguseid (teetanusebakter, botulismibakter)
Küsimused lk 42 1.Geenitehnoloogia seiseb DNA valitud lõikude eraldamises, töötlemises in vitro ja siirdamises sama või muu liigi isendi geneetilisse struktuuri. Gt-t saab ära kasutada näiteks: *meditsiinis: 1) pärilike haiguste ravis/diagnoosimises, 2) vaktsiinide ja inimesele vajalike valkude tootmises (seda tehakse teiste organismide, nt bakterite, viiruste, seente sees), *põllumajanduses: 1) tõuomaduste muutmisel (näiteks saab tekitada lehmi, kes toodavad oma kehas mingit inimesele vajalikku toitainet), 2) taimede sordiaretuses (taimed peavad paremini vastu ilmastikule, haigustele ja taimemürkidele ning annavad suuremat saaki). 2.Rekombinantse DNA metoodika loomiseni viis restriktsiooniensüümide ehk restriktaaside avastamine bakterites 1970.. 3.Esimesel juhul siirdatakse organismi võõrliigi genoom, mis avaldub omakorda organismis ja pärandub ka järglastele. Viimasel juhul rikutakse ära geeni struktuur mutatsiooni abil. Tänu sellele ...
bioindikatsiooni (organsimide abil keskkonna saasteaste määramine). Samblikud elavad sümbioosis = seen + rohevetikas = seen + tsüanobakter (mükobiont+fotobiont) Endosümbioos on kooselu vorm, kus endosümbiont elab peremeesraku kehas või rakus. Paljud endosümbioosid on "vältimatud" see tähendab, et ei endosümbiont ega peremeesorganism ei saa ilma teiseta elada, näiteks maotud mereussid, kes saavad eluks vajalikud toitained oma endosümbiootilistelt bakteritelt. Eksisteerib ka endosümbioose, mis võib ühele osapoolele olla kahjulik . Klassifitseerimisel kasutatakse mükobiondi nime. Sümbioos - seen saab vetikalt orgaanilisi aineid ning seen annab CO2 ning pakub keskkonda, et saaks toimuda fotosüntees Sambliku ehitus: Ülemine koorkiht on tihedalt läbipõimunud seeneniidistik. Võib olla eraldi vetikakiht kui ka südamekiht, või need võivad olla läbipõimunud. Samblikul võib olla olemas ka alumine koorkiht. Kasvuvormid:
Jäävad need inimese organsimi ja paljunevad edasi, vaatamata sellele, et inimene tarvib ravimeid , mis on oma toime kaotanud. See on inimesele ohtlik kui haiguse põhjustav bakter omandab vastupanuvõime paljude antibiootikumide suhtes, siis on haige ravimine keerukas või lootusetu. Kuidas muutuvad bakterid antibiootikumide suhtes resistentseks? Bakterid võivad omavahel vahetada resistentsust määravaid geene tundlikud bakterid saavad antibiootikum-mittetundlikelt bakteritelt seda määravad geenid. Mõned bakterid suudavad antibiootikumi rakust kiiresti eemaldada. Nad võivad neutraliseerida antibiootikumide toimaine enne, kui see neid kahjustama hakkaks. Miks ei tohi inimene antibiootikumide võtmist enneaegselt lõpetada? Õige kasutamine võib paranemismärke tuua 2 3 päevaga. Kõik haigustekkitajad ei hävi. Sümptomid võivad uuesti ilmneda.
, 2000). Tõenäoliselt on HGT toimunud bakterite eellaste ja eukarüootide eellaste vahel väga varasest organismide arengust alates mõlemas suunas ning võib toimuda mõnedes organismides tänapäevalgi. On andmeid, et on toimunud HGT bakterite eellastelt seente eellastele (Brinkmann et al., 2001). Varakult pärast Archaea ja eukarüootide divergeerumist võis aga toimuda vastupidine paljude geenide ülekanne eukarüootidelt bakteritele (Brown et al., 1999). Hilisemast ajast on teada HGT bakteritelt seentele (eukarüoodid). Näiteks pärineb seene Orpinomyces joyonii tselluloosi lagundamisel tähtsat rolli omav geen (celA) bakterilt Fibrobacter succinogenes. See võimaldab seenel elada uues toitekeskkonnas, herbivoorsete imetajate vatsas (Garcia-Vallve et al., 2000). HGT prokarüootidelt eukarüootidele avastati 1990 aastal, kui võrreldi isopenitsilliin-N süntetaasi (IPNS) geenide ja 5S rRNA geenide vastavaid evolutsioonilisi distantse. Analüüsid näitasid veenvalt, et IPNS
Transgeenseid taimi luuakse peamiselt põllumajanduslikel eesmärkidel ning nende loomine on üldsiselt lihtsam kui transgeensete loomade loomine. See on ühitatud meristeempaljundusega ja õnnestunud geenisiirdega taimerakud valitakse välja in vitro ja neist kasvatatakse taimed. Tehnogeneetilise muundamise peamine erinevus tavaaretusest seisneb selles, et GMO-sortidesse viiakse geene võõrastelt liikidelt, isegi fülogeneetiliselt kaugetelt liikidelt, näiteks bakteritelt, teistelt taimeliikidelt ja ka loomaadelt. Kõigepealt, GM-taime loomise protsessi toimub järgmiselt. Mõne organismi genoomist on eraldatud mõni geen või geeniosa, mida uurinud teadlased on jõudnud järeldusele, et see DNA-lõik kannab bioloogilist tunnust, mis võiks näiteks teatud põllumajandussordile anda mingi lisaväärtuse. Nüüd viiakse (kloneeritakse) see DNA- lõik niinimetatud vektorisse. Geenitehnoloogia
Osad bakterid liiguvad lima eristamise kaudu düüsidest. Lima välja paiskamise õud paneb bakteri edasi liikuma. Düüsid on tünnitaoliste modustiste avad, mille kaudu bakter lima välja surub. Kuidas toimub bakterite kinnitumine pindadele ja miks see bakterile kasulik on? Bakterid kleepuvad tahketele pindadele piilide abil (v.a. IV piilid). Kinnitumine on bakteritele kasulik kuna tahketel pindadel on toitainete sisaldus suurem kui vedelikes, ja liikumine nõuab bakteritelt väga palju energiat. Lisaks ei saa kinnitunud baktereid vedelikega välja uhtuda. Biokile, selle teke. Mis on piilid ja millest koosnevad? Piilide rollid. Biokile tekib pinnale kinnitunud bakterite eritatud hüdrolüütilistest eksoensüümidest, milles tekivad terved elukooslused (konkurents, sümbioos jne), ning toimub ka geenide ülekanne bakterite vahel. Piilid on bakteri kinnitumisorganid, sarnased viburile. Valgulised jätked raku pinnal, mille
võimeline transportima N puu seest väljapoole. Puitu lagundavad seened elavad N defitsiidis (N lisamine suurendab puitu lagundavate seente kasvamise kiirust). Viljakehad sisaldavad ja nõuavad tekkeks rohkem N kui vegetatiivne mütseel. Kõrgem N sisaldus on seene eostes. Lisaks puidule võivad seened saada N ka puidu väliselt, nt tungivad mitmete seente hüüfid mulda ja ammutavad N mullast. Külmaseene hüüfid suudavad läbida pikki vahemaid ja transportida N. Mõned seened saavad N bakteritelt, kellega elavad sümbioosis. Puit koosneb: ligniin, vaigud,vahad, rasvad, värvained, proteiinid. Rakuseina põhikomponendid: 1)ligniin, 2) polüsahhariidid. Puidu keemiline koostis: C- 50%, O-43%, H-6% ja N-0.2%. Puidu koostisosad: tselluloos 46-87%, ligniin 18- 41%, vaigud, rasvad, vahad- 0.3-10%. Tselluloosi on okaspuudes rohkem kui lehtpuudes. Tõrje seene kasvuks on vaja 1)kättesaadavat toitu, 2)vett, 3)hapnikku,
maitsevad nagu tavalised toiduained. Seda, kas tegemist on geneetiliselt muundatud (GM) tootega, saab kindlaks teha vaid laboratoorselt. (Geneetiliselt... 2012). Geneetilise muundamise käigus paigutatakse üks või mitu geeni ühest organismist teise, kusjuures geene on võimalik üle kanda omavahel mittesuguluses olevate organismide vahel näiteks võivad geneetiliselt muundatud põllukultuurid (GM-kultuurid) sisaldada geene, mis on pärit viirustelt, bakteritelt, loomadelt või teistelt taimedelt. (Homutov 2011) GM toiduaineid töötatakse välja ja turustatakse eelkõige sellepärast, et neil on kas tootja või tarbija jaoks mõned märgatavad eelised. Enamasti on selleks kas toote madalam hind, suurem kasutegur (vastupidavus või toiteväärtus) või mõlemad korraga. GM organismide ja GM toiduainete põhjalikuks hindamiseks nii inimese tervise kui ka keskkonna seisukohast on loodud spetsiaalsed süsteemid. (GMO)
geenid, mis on seotud ühise eellase kaudu (inimese ja hiire müoglobiinid). Paraloogid on ühe genoomi geenid, mis on tekkinud duplikatsiooni tulemusena (inimese müoglobiin ja tsütoglobiin). Geeniduplikatsioonide tekkemehhanismid: Tandeemne geeniduplikatsioon ebavõrdse ristsiirde või õdekromatiidide vahetuse kaudu, Duplikatiivne transpositsioon retrotransposonite poolt vahendatud, Horisontaalne geeniülekanne geeniülekanne erinevate genoomide vahel (nt. bakteritelt selgroogsetele), Segmentaalne duplikatsioon duplikatsioon suurte blokkidena, Polüploidsuse teke terve genoomi ploidia kordistumine. 24. Kromosoomide ja genoomide evolutsioon. Võrreldes H.influenza ja M.genitaliumi on minimaalse genoomi suurus 300 geeni (arvestatud ortoloogsete geenide hulka ja geeniasendusi s.t. samaseid funktsioone kannavad mitteortoloogsed geenid). Minimaalse genoomi mõiste seotud ortoloogsete geenide klastrite mõistega (COG), sisaldavad ka erinevaid paralooge
Mitte proteiini lämmastik – amiidid, amiinid, peptiidid, vabad AH, nukleiinhapped, uurea, nitraadid ja ammooniumioonid. NPN konverdivad ammoniaagiks ja sealt edasi AH ja proteiinid – bakterid. NPNid on vajalikud bakeritele. Veised saavad oma proteiini: mikroobidelt ja vatsas lagunemata proteiinidest (ei lahustu vatsavedelikus, nt maisiproteiin). Bakter saab oma lämmastiku: NPN söödas, sööda lagundatud proteiin, N surnud vatsa bakteritelt, uurea (süljest, difundeerub läbi vatsa epiteeli). Maksas tehakse ammooniumist uurea, uurea läheb verre ja verest kas sülge, vatsa või neerudesse. 28. Lipiidide lõhustamine vatsas. Triglütseriidid → glütserool + rasvhapped (palmitiin-, oleiin-, linoleenhape) 600 kg lehma vatsas toodetakse 3-5 kg orgaanilisi happeid, ning sõltuvalt söödast on nende osakaal: 50-70% äädikhape; 15-30% propioonhape; 10-15% võihape.
ülekandmisega ühest organismist teise. Geenitehnoloogia abil püütakse taimesortide ja loomatõugude aretamist kiiremaks ja rahaliselt kasutoovamaks muuta. Geneetilise muundamise käigus paigutatakse üks või mitu geeni ühest organismist teise, kusjuures geene on võimalik üle kanda omavahel mittesuguluses olevate organismide vahel nt. võivad geneetiliselt muundatud põllukultuurid (GM-kultuurid) sisaldada geene, mis on pärit viirustelt, bakteritelt, loomadelt või teistelt taimedelt. MLB 6001 Üldbioloogia 26 21. Evolutsiooni tõendid Evolutsioon ajaline areng Bioevolutsioon elu ajaline areng liikide üksteisest põlvnemise kaudu. 1) Bioloogilised tõendid Erineva vanusega geoloogilised kivistised sisaldavad erinevate organismide kivistisi. Liikide vahevormid nagu puuduksid:
21 sarnased bakterite geenidele. Pagaripärmil (ca 6000 geeni) on olemas mutantide kollektsioon, milles on geenid ühekaupa välja lülitatud igas mutandis üks geen. Osa sellistest deletsioonimutantidest ei ole eluvõimelised, neid nimetatakse letaalseteks mutantideks. Selgus, et enamasti põhjustasid surma mutatsioonid neis geenides, mis olid arhede päritoluga. Seega, need geenid on elutähtsamad kui bakteritelt pärit geenid. Ka on arhede päritoluga geenid kõrgemalt ekspresseeritud seega rakule vajalikumad. Ka inimese genoomis on geene, mis on kõige sarnasemad kas arhede või siis bakterite geenidele. Kui otsiti üles samad geenid hiire genoomis ja tehti vastavad knockout hiired, siis arhedelt pärinevate geenide inaktiveerimine osutus enamasti surmavaks, bakteritelt pärinevaid geene sai inaktiveerida, ilma et hiir sureks.
Samblike suguta sigimine toimub soriitidega, kahest komponendist koos. Seen aga on agressiivsem: mõni vetikaliik võetakse sümbiondiks, mõni teine seeditakse ära. 60.Sümbiontidega loomad nt:Habeloomad on alla 60 aasta tagasi avastatud süvamere loomade hõimkond, kelle kehaehituses ja eluviisis on palju üllatavat. Nad ei neela toitu ega vaja ka päikesevalgust, vaid saavad vajaliku orgaanilise aine ning energia keha sees sümbiontidena elavatelt kemotroofsetelt bakteritelt. Nüüd on kemotroofsetest sümbiontidest toitujaid leitud meres – mitte ainult riftiallikate ümbert, vaid isegi mõõna ajal paljanduva koralliliiva sügavamast kihist: ripsloomade, rõngusside, ümarusside, lameusside, limuste, käsnade ja vähkide seast. Mõnda peremeeslooma toidavad koguni mitut liiki bakterid. 61. Tolmeldamine kui sümbioosivorm ja liikidevahelise sugulise valiku nähtus. Tolmeldamine on mutualistlik kasulik taimedele ja tolmeldajatele. Harilikul viigipuul on
kasutatav > Fe on bakteritele vaja ensüümsüsteemidele ja patogeenuseks. Teatud bakterid, näiteks Staphylococcus aureus, sekreteerivad Fe seostuvaid valke siderofoore, mis peale veres oleva Fe sidumist "pöörduvad tagasi" bakteri pinnal oleva retseptorini. Siderofoorid on suurema afiinsusega Fe suhtes, kui transferriinid pidev konkurents siderofoor versus transferritiin. Organism seevastu toodab laktoferriini, mis on veelgi afiinsem võrreldes siderofooridega, "eemaldades" omakorda Fe bakteritelt. Teisesed kaitsebarjäärid Mitteadaptiivse immuunsüsteemi rakud - koe fagotsüüdid, makrofaagid, eosinofiilid, neutrofiilsed granulotsüüdid fagotsüteerivad, patogeene surmavad, põletikku indutseerivad, spetsiifilises immuunvastuses osalevad rakud need on rakulised komponendid. Veres ja koevedelikes "lahustunud" mitteadaptiivse immuunsuse elemendid - komplement, ferriinid, interferoon, defensiind jne. need on molekulaarsed komponendid. Leukotsüüdid
Kemoautolitotroofne bakter & Riftia pachyptila (rõnguss; hulkharjasuss) Ilma soole ja suuta hulkharjasuss Riftia pachyptila kirjeldati 1970 aastal Galapaagose riftil (rift maakoore laamade piir; murranguvöönd) hürdotermaalsete lõõride läheduses (2,6 km sügavusel). Taolisi ilma soole ja suuta usse oli kirjeldatud juba varemgi, kuid ei seni ei olnud teada kuidas nad võiksid toitu omastada. R. pachyptila lähemal uurimisel selgus, et nad omastavad toitaineid endosümbiootilistelt bakteritelt. Histoloogiliste ja ensümaatiliste analüüside tulemusena selgus, et endosümbiontideks on väävlit oksüdeerivad kemolitoautotroofid. Endosümbiondid kasutavad redutseeritud väävliühendeid, mida on palju hüdrotermaalsete lõõride läheduses, CO2 fikseerimiseks, millest sünteesitud orgaanilisi ühendeid kasutab toiduks ka R. pachyptila. Bioluminessents. Vibrio fischeri & Euprymna scolopes (pisiseepia). Paljud meres elavad loomad omavad
5. indutseerib biofilmi moodustumist ning suurendab bakteripopulatsiooni vastupidavust antibiootikumidele (kaudselt) 12. Konjugatsioon DNA võib mikroorganismide seas üle kanduda horisontaalselt, see tähendab sama põlvkonna rakkude vahel. Horisontaalne geeniülekande vastand on bakteri tütarraku omandatud DNA koopia emarakult ehk DNA pärimine vertikaalselt. Horisontaalse geeniülekandega omandavad bakterid võõrast DNA-d keskkonnast, teistelt bakteritelt või viirustelt, mis teatud olukordades on keskkonnatingimustele kohasust tõstva väärtusega. Arvatakse, et 17-25 protsenti Escherichia coli genoomist on saadud horisontaalse geeniülekande abil. Horisontaalset geeniülekannet võimaldavad: 1. konjugatsioon 2. transformatsioon 3. transduktsioon Prokarüootsed organismid on võimelised kiiresti kohanema keskkonna muutunud tingimustega, sest neil on olemas mitu mehhanismi, mis võimaldavad
annaabi.ee 
