Bakteriraku kapsel, selle roll. Eri koostisega kapslid. Bakteriaalne tselluloos ja selle kasutamisvõimalused. Sahharoos kui juuretis kapslite sünteesil. Dekstraan ja levaan. Kuidas on seotud bakterid, sahharoos ja hambaaugud? Bakterite varuained. Too näiteid varuainete kohta (polüsahhariidid, rasvad, polüfosfaadid, tsüanofütsiin, PHA-d) ja nimeta nende varuainete funktsioonid. Miks säilitatakse varuaineid polümeriseerituna? Polühüdroksüalkanoaadid (PHA) ja bioplast. Endospoori omadused, koostis, omadused. Erinevus vegetatiivsest rakust. Endospoori funktsioon. Kui kaua säiluvad endospoorid idanemisvõimelised ja millest säilumine sõltub? Kas endospoore võiks pidada paljunemisvahendiks? Endospoori teke ja idanemine. Tea vähemalt kahte sporogeenset bakteriperekonda. Botulism, teetanus ja siberi katk kui sporogeensete bakterite poolt põhjustatud ohtlikud haigused. Bacillus anthracis bakterioloogilise relvana. Botulismitoksiin, selle toime, ohtlikkus ja kasutamine
......................................... 13 Kokkuvõte ..................................................................................................................................... 15 Kasutatud kirjandus ....................................................................................................................... 16 JOONISTE JA TABELITE LOETELU Joonis 1. Spoori elutsükkel Bacillus subtilis’e näitel (Sporeweb, 2014) ........................................ 3 Joonis 2. Endospoori asukoht – terminaalne (a, d, e), subterminaalne (b), tsentraalne (c, f). (Tóth et al., 2013)...................................................................................................................................... 4 Joonis 3. Germinatsiooni faasid (Setlow, 2014) ............................................................................. 6 Tabel 1. B. cereus’e toidutekkeliste haiguste võrdlus (Doyle et al., 2007) 10 SISSEJUHATUS
Vibur Plasmiid, ta on väike rõngas dna. Selles on geenid, mis aitavad bakteril elada ekstreemsetes oludes. Ilma plasmiidideta oleks bakter elujõuline. Nende vastu on võimas antibiootikumid. Antibiootikumide suhtes muutuvad nad resistentseks. Plasmiide võib olla mitu bakteril. Kuidas bakterid energiat saavad? Väga erineval viisil: 1. Autotroofid Kemosünteesil või fotosünteesil 2. Heterotroofid... kääritades või rakuhingamisel Endospoori moodustumine toimub keskkonna tingimuste halvenemisel Bakterid on kõige kauem elavad organismid Autoklaavimine on rõhu all kuumutamine. Bakteriraku pooldumine ja see ei ole mitoos Generatsiooni aeg on aeg mille jooksul tekib uus bakteri põlvkond Bakterid looduses: 1. Lagundajad mullas ühes grammis on miljon erinevat liiki garanteerivad ainete ringlemise ökosüsteemis. 2. Sümbiondid taimede, loomade ja seentega
bakter on ilma plastiidita elujõuline Plasmiide võib olla ka mitu. Bakterid muutuvad resistentseks antibiootikumide suhtes. Bakterid paljunevad iga 20 minuti pärast. Plasmiide võib olla ühel bakteril ka mitu. Kuidas bakterid energiat saavad? väga erineval viisil: a) Autotroofid... Kemosünteesil või fotosünteesil (raua ja väävli bakterid) b) Heterotroofid Anaeroobsel oksüdatsioonil ehk kääritades või rakuhingamisel. Endospoori moodustumine Keskkonna tingimuste halvenedes moodustavad bakteris spoore. Bakterid on kõige kauem elavad organismid. Spoorid hävivad 120°C juures. Autoklaavimine rõhu all kuumutamine, 121°C juures, selleks on vaja 1 atmosfäär rõhku. Bakterid paljunevad lihtsa pooldumise teel ja see ei ole mitoos. DNA peab enne kahekordistuma ja siis bakter venib. Generatsiooni aeg: iseloomustab aega millal tekib uus bakteri põlvkond. Ca. 20 minutit. Bakterid looudses. 1
Piilide pikkus on 0.3-12 µm. Tipus on adhesiinid nende kaudu toimub kinnitumine pinna retseptoritele. 56. Mis roll on endospooridel? Endospoorid on puhkevormid, mida teatud bakterid moodustavad ebasoodsate keskkonnatingimuste üleelamiseks. Reeglina tekib ühes rakus üks endospoor, mis vabaneb emaraku lüüsudes ning mis võib idanemisvõimelisena säilida väga pikka aega. Erandeid on ka. Näiteks Metabacterium polyspora rakus moodustub 4-9 endospoori. Anaerobacter'i rakus on leitud kuni 5 endospoori. 57. Endospoori omadused, termoresistentsus. 1. Endospoor on väga termoresistentne. Kuumuse toime eest kaitsevad spoori DNA-d. Spooride hävitamiseks tuleb söötmeid kuumutada autoklaavis temperatuuril 121C. Kui autoklaavi pole, aitab tündaliseerimine vaheaegadega korduvkuumutamine. Esimese kuumutamisega 100 kraadi juures
Karboksüsoomid: Autotroofsetel bakteritel valgulise membraaniga hulknurksed strkt-d millesse kontsentreeritakse karboksülaas, mis on autotroofsel CO2 lagundamisel võtmeensüümiks. Klorosoomid: esinevad rohelistel bakteritel. Piklikud lamedad ühekihilise membraaniga põiekesed, kus koonduvad vagustkoondavad pigmendid. Paiknevad rakumembraani all. Võimaldavad fotosünteesida ka nõrgas valguses. Parasporaalkehad: valgulised protoksiinid, paiknevad endospoori kõrval. Toksilised putukate vastsetele- biotõrje. Esinevad mõnedes batsillides (B.poppillae, B.sphaericus) Magnetosoomid: võimaldavad b-del orienteeruda magnetväljas. Rakukest, selle ehitustüübid ja funktsioonid. Funktsioonid: 1)mehhaaniline kaitse 2)väliskuju säilitamine 3)viburi toestamine liikumisel 4)adhesiinid on seotud kestaga 5)retseptorid faagidele 6)ainult turgori all olev rakk saab kasvada Ehitus: 1)Mükoplasmad- RK puudub 2)g+ (RK paks, homogeenne)
Reeglina tekib ühes rakus üks endospoor, mis vabaneb emaraku lüüsudes ning mis võib idanemisvõimelisena väga pikka aega. Endospoore saab rakus tuvastada rakkude kuumutamisel malahhiitrohelisega. Järgneval pesemisel ei tule värv spoorist välja ja tsütoplasma saab värvida täiendvärviga. Tuntuimad endospoore moodustavad bakterite perekonnad on Bacillus ja Clostridium Erandeid on ka. Näiteks Metabacterium polyspora rakus moodustub 4-9 endospoori. Anaerobacter'i rakus on leitud kuni 5 endospoori. Tsüst puhkevorm, võimaldab bakterirakul üle elada halbu keskkonnatingimusi. Tsüste moodustavad: o Müksobakterid o Spiroheedid o Azotobacter o Riketsiatel Eksospoorid moodustuvad vegetatiivsetest rakkudest nöördumise teel. Esinevad punguvatel bakteritel. On termoresistentsed. Endospooride paiknemine rakus: Terminaalselt ja paisutab rakku (plektridiaalne spoor). Clostridium tetani.
Rakud hakkavad sporuleeruma, kui keskkonnatingimused on muutunud sedavõrd kehvaks. Aitab üle elada raskeid aegu. On metaboolselt mitteaktiivne ja puhkav bakterirakk. Tavaliselt moodustub 1 endospoor. 31. Kuidas endospoore rakus kindlaks teha? Eelnevalt tuleb rakud sporulatsiooni viia. R2A agarile teha väljakülv. R2A agari Mg ioonid kutsuvad esile sporulatsiooni. Seejärel teha preparaat. Malahhiitrohelisega värvitakse ja uuritakse preparaati. Lisaks täiendvärvimine safraniiniga. Saab endospoori näha, kui ta on veel rakuga seotud. 32. Milline näeb värvi endospoori preparaat pärast grami järgi värvimist ja miks? ei värvu grami järgi. spoorimantel on vastupidav igasugustele toksilistele ühenditele sh värvidele. 33. Miks on malahhiitrohelist rakust kerge välja pesta? malahiitroheline on nõrk katioonne värv ja eemaldub tsütoplasmast kergesti. 34. Miks ei saa valgusmikroskoobis jälgida bakterite vibureid ja kuidas neid siiski näha võib?
;Cupriavidus). ICI on saavutanud polü-b-hüdroksübutüraadi (PHB)/polü-b-hüdrosküvaleriaadi (PHV) kopolümeeri saagiseks rohkem kui 80% raku kuivainest. Polümeer eraldatakse rakkudest, jahvatatakse pulbriks ja kasutatakse mitmesuguste plastikesemete tootmiseks (shampoonipudelid näiteks). oPHA-d lahustuvad seedeensüümide toimel. Võimalik seetõttu kasutada ravimitööstuses lahustuva kapsliga preparaatide valmistamisel 12. Endospoori omadused, koostis,. Erinevus vegetatiivsest rakust. Endospoori funktsioon. Kui kaua säiluvad endospoorid idanemisvõimelised ja millest säilumine sõltub? Kas endospoore võiks pidada paljunemisvahendiks? Endospoori teke ja idanemine. Tea vähemalt kahte sporogeenset bakteriperekonda. Botulism, teetanus ja siberi katk kui sporogeensete bakterite poolt põhjustatud ohtlikud haigused. Bacillus anthracis bakterioloogilise relvana. Botulismitoksiin, selle toime, ohtlikkus
Vibur saavad vees liikuda. ribosoomid 2. Mille poolest erineb bakterirakk loomarakust? Loomarakul puudub rakukest, bakterirakul puuduvad mitokondrid, Golgi kompleks, tsentrioolid. Bakterirakk on eelttumne ja 3. Mille abil kantakse bakterirakus edasi energiat? !!!!! Bakter kasutab energiat elutegevuseks, sealhulgas nt.liikumiseks ja ainete rakku transportimiseks. Energia salvestatakse rakus ATP-na. Energiaallikaks ATP sünteesil võib olla nt päikeseenergia ja keemiline energia. 4. Nimeta endospoori tekke etapid. Spooride moodustumine (sporogenees või sporulatsioon) algab tavaliselt siis, kui keskkonnas pole piisavalt toitaineid. Spooride moodustumise võib jaotada seitsmesse etappi. Esiteks moodustub teljesuunaline tuumakiud (tuumaniit ehk tuumafilament). Sellele järgneb raku seesmise mebraani kokkuvoltimine, mis ümbritseb osa DNA-st ja tekib spoori alge. Edasi toimub teise membraani kasv, mis matab enda alla spoori alge. Järgnevalt täidab korteks kahe membraani vahele jääva
- Loomarakul puudub rakukest, bakterirakul puuduvad mitokondrid, Golgi kompleks, tsentrioolid. - Bakterirakk on eelttumne ja loomarakk päristuumne. 3. Mille abil kantakse bakterirakus edasi energiat? - Bakter kasutab energiat elutegevuseks, sealhulgas nt. liikumiseks ja ainete rakku transportimiseks. - Energia salvestatakse rakus ATP-na. Energiaallikaks ATP sünteesil võib olla nt päikeseenergia ja keemiline energia. 4. Nimeta endospoori tekke etapid. - moodustub teljesuunaline tuumakiud (tuumaniit ehk tuumafilament) - järgneb raku seesmise mebraani kokkuvoltimine, mis ümbritseb osa DNA-st ja tekib spoori alge - toimub teise membraani kasv, mis matab enda alla spoori alge - korteks täidab kahe membraani vahele jääva ruumi ning sinna kuhjuvad kaltsium ja dipikoliinhape - moodustub proteiinikiht ümber korteksi ja toimub spoori valmimine
Kui tekivad soodsad tingimused, siis hakatakse neid varuaineid jälle kasutama. 48. Polühüdroksüalkanoaadid (PHA) ja bioplast. Polühüdroksüalkanoaatidel on plastilised omadused ja nendest saab toota looduses lagunevat plastikut. Polümeeri monomeeride külgahelate pikkusest sõltuvad tema sulamistäpp, kristalsus, elastsus, tugevus jne. Külgahelate pikkust saab muuta mikroobi kasvutingimuste modifitseerimisega või ta tüve insenergeneetikaga. X 49. Endospoori omadused, koostis. Erinevus vegetatiivsest rakust. Endospoori funktsioon. Mis roll on endospooridel? Puhkevorm, mis moodustatakse ebasobivate tingimuste üleelamiseks. Omadused 1. Endospoor on väga termoresistentne. Termoresistentsus tuleneb spoori väga väikesest veesisaldusest ja temas sisalduvast dipikoliinhappest. Spooride hävitamiseks tuleb söötmeid kuumutada autoklaavis 121oC juures. Kui autoklaavi ei ole, aitab tündaliseerimine 2
piile kasutatakse ka vaktsiinide tegemiseks. Rakult eraldatakse piilid ja neid kasutatakse vaktsiini tegemisel materjalina. Piilide roll pindadele kinnitumisel. Piilide tipus on adhesiinid. Nende kaudu toimub kinnitumine pinna (näiteks eukarüoodi limaskesta rakkude) retseptoritele. Kinnitumises määravad spetsiifilisuse suhkrud glükosüülitud valkude ja lipiidide koosseisus. Mis roll on endospooridel? Puhkevorm, mis moodustatakse ebasobivate tingimuste üleelamiseks. Endospoori omadused, termoresistentsus. Kui kaua säiluvad endospoorid idanemisvõimelised ja millest säilumine sõltub? 1. Endospoor on väga termoresistentne. Termoresistentsus tuleneb spoori väga väikesest veesisaldusest ja temas sisalduvast dipikoliinhappest. Spooride hävitamiseks tuleb söötmeid kuumutada autoklaavis 121oC juures. Kui autoklaavi ei ole, aitab tündaliseerimine 2. Spoor talub hästi kiirgust, kuivust ja toksikante. 3. Spoori metaboolne aktiivsus on madal. 4
SPOROGENEES JA ENDOSPOORID Esimesena kirjeldas endospoorid bakteril Bacillus subtilis Ferdinand Cohn ning seejärel bakteril Bacillus anthracis Robert Koch. Endospoorid on puhkevormid, mida teatud bakterid moodustavad ebasoodsate keskkonnatingimuste üleelamiseks. Reeglina tekib ühes rakus üks endospoor, mis vabaneb emaraku lüüsudes ning mis võib idanemisvõimelisena väga pikka aega. Erandeid on ka, aga neid on väga vähe. Näiteks Metabacterium polyspora rakus moodustub 4-9 endospoori. Anaerobacter'i rakus on leitud kuni 5 endospoori. Epulopiscium sp rakus moodustub arvukalt tütarrakke. Tütarrakud väljuvad emarakust pilu kaudu. Tegu on ainulaadse "sünnitajabakteteriga". 16SrRNA järjestuste alusel on need kaks bakterit lähedased klostriididega. Endospoore saab tuvastada rakus kuumutamisel malahhiitrohelisega. Pesemisel ei tule värv spoorist välja ja tsütoplasma saab värvida täiendvärviga (bismarkpruuv v muu punane värv). Sporogeensete bakterite perekonnad
o Leidub enam järve- ja meremudas, aga ka mullas ja soos o Magnetosoomi ümbritseb ühekihiline membraan, milles on valke ja lipiide o Funktsioon Võimaldavad bakteril suunatult liikuda magnetväljas (põhjapoolkeralt isoleeritud bakterid liiguvad põhjasuunas, lõunapoolkeralt isoleeritud lõunasuunas) · Parasporaalkehad o ...on valgulised protoksiinid e eeltoksiinid o Esinevad mõnedel batsillidel o Paiknevad endospoori kõrval o Toksilised putukate vastsetele, seega kasutatakse biotõrjes ning Bt toksiini geen on viidud taimegenoomi (praegu toodetakse Bt toksiini tootev mais, kartul, sojauba ja puuvill) o Valgu lagunemisel vastse seetetraktis tekivad toksilised valgud, mis lüüsivad sooleseina ja vastne sureb · Varuained o Polüsahhariidid Kogutakse siis kui keskkonnas on palju C-allikat ja vähe N-allikat
Bacillus thuringensis'el moodustuvad lisaks endospooridele ka valgulised kristallilised parasporaalkehad (kollane joonis, variant 2), millel on insektitsiidsed omadused nad on mürgised putukate vastsetele. 50. Võimalik maksimaalne temperatuur, mida spoor on võimeline taluma? 121 C. Pyrolobus fumarii talub kõige kõrgemat temperatuuri, Tmax väärtuseks mõõdetud 116´C ning on võimeline taluma ka autoklaavimist 1 h jooksul 121´C juures. 51. Analüüsida jooniselt endospoori moodustamist, ning osata seda ise joonistada, kirjeldada? Spoor sisaldab oluliselt vähem materjali, kui emarakk, milles ta moodustub, kuid ta peab sisaldama kõike vajalikku, et temast saaks idanemisel areneda uus rakk. Spoor ei sisalda selliseid komponente, mis on ebastabiilsed või kergesti asendatavad spoori idanemisel. Bakterid moodustavad spoore aktiivse kasvu lõppedes, kui tingimused muutuvad ebasoodsaks (välise toitaineallika otsalõppemine, jääkainete kogunemine, kuivus) 52
500 aastat. Endospoore on võimalik uurida valgusmikroskoobiga, elektronmikroskoobiga. Kuna endospoorid ei lase läbi värve, on nad bakterites esindatud värvitute piirkondadena. Võimalik värvida, vahel läbipaistvad. Kuumtöödeldes on neid võimalik nähtavaks värvida. Spooride asetus bakteri rakus on liikide piirides erines. Osad spoorid asetsevad bakteri ühelpool otsas vaheseina lähedal. Teistel võib areneda spoori keskel. Elektronmikroskoobiga on võimalik näha endospoori struktuuri. Spoori ümbritseb nõrk/habras eksospoorikiht. Eksospoori all on üsna paks proteiini jääkidest kaasnev spoorikest. Kest on läbitungimatu mitmetele puhastusvahenditele. Spoori kesta all asetseb koorik. Ligikaudu pool spoori mahust. Tekkinud on peptiidoglükaanist spoorirakusein. See ümbritseb omakorda eose raku sisemust. Koor koosneb Ca st ja dipikoliinhappest. Moodustub Ca dipikolinaat. Kuivkaalust moodustab 15%. Eoses puudub praktiliselt vesi
500 aastat. Endospoore on võimalik uurida valgusmikroskoobiga, elektronmikroskoobiga. Kuna endospoorid ei lase läbi värve, on nad bakterites esindatud värvitute piirkondadena. Võimalik värvida, vahel läbipaistvad. Kuumtöödeldes on neid võimalik nähtavaks värvida. Spooride asetus bakteri rakus on liikide piirides erines. Osad spoorid asetsevad bakteri ühelpool otsas vaheseina lähedal. Teistel võib areneda spoori keskel. Elektronmikroskoobiga on võimalik näha endospoori struktuuri. Spoori ümbritseb nõrk/habras eksospoorikiht. Eksospoori all on üsna paks proteiini jääkidest kaasnev spoorikest. Kest on läbitungimatu mitmetele puhastusvahenditele. Spoori kesta all asetseb koorik. Ligikaudu pool spoori mahust. Tekkinud on peptiidoglükaanist spoorirakusein. See ümbritseb omakorda eose raku sisemust. Koor koosneb Ca st ja dipikoliinhappest. Moodustub Ca dipikolinaat. Kuivkaalust moodustab 15%. Eoses puudub praktiliselt vesi
annaabi.ee 
