Bakteriofaagide geneetikaga asuti tegelema 1930-ndatel aastatel: Bakteriofaagide lihtsus võrreldes teiste organismidega Geenide kaardistamised bakteriofaagide abil Võimaldas täpsemalt defineerida geenide olemust Bakteriofaagid ründavad E. coli rakke Bakteriofaagide elutsükkel Virulentsed faagid – põhjustavad peremeesraku surma Mõõdukad faagid – võivad püsida rakus ilma seda hävitamata Virulentse faagi paljunemistsükkel Sel viisil paljuneb bakteriofaag T4 Bakteriofaagide elutsükkel Mõõduka bakteriofaagi elutsükkel: valik lüütilise ja lüsogeense tsükli vahel Lüütiline tsükkel: paljuneb kui
Nad tunnevad ära kindlaid bakteritüvesid, samal ajal kui antibiootikumid mõjuvad paljudele bakteritele, nii halbadele kui ka headele korraga. Faagide kasutamine bakteriaalsete haiguste ravimisel vähendab normaalse mikrofloora kahjustusi. Seevastu on faagide kasutamisel vajalik sihtmärk patogeeni tuvastamine ja efektiivse faagi valimine. Seega võib faagiteraapia võtta mõnevõrra kauem aega kui antibiootikumidega ravimine (Nobrega et al., 2015). Erinevalt antibiootikumidest, kutsuvad faagid väiksema tõenäosusega esile resistentsust. Seetõttu on faagiteraapia kasutusele võtt efektiivne lahendus biofilmi tekkele ja bakterite multiresitsentsusele. Siiski ei ole faagiresistentsuse tekkimine täielikult välistatud. Bakterid võivad muutuda faagiresistentseteks näiteks siis, kui neil tekivad mutatsioonid vastavates retseptorites, millega faag kinnitub bakteriraku pinnale. Võib ka juhtuda, et need retseptorid kaovad mutatsioonide toimel täielikult ära
Ümbris pärineb peremeesraku membraanist; herpesviiruste puhul on ümbriseks tuumamembraan. Ümbris sisaldab lipiide ja valke. Valgud on viirusspetsiifilised: 1. Maatriksvalgud, tavaliselt glükosüleerimata 2. Glükoproteiinid a) eksternaalsed - "spikes" (gripiviirus - hemaglutiniin) b) transportkanalivalgud. Ümbrisega virioonid võivad olla pleomorfsed, s.o. erineva kujuga. Komplekssed viirused Rõugeviirused - omavad ümber DNA mitut valkkesta Kapsiid lisastruktuuridega (T faagid) Bakuloviirused - viiruspartiklid kahesugused Bakteriofaagid uurimisobjektina geneetikas. Pärast bakteriofaagide avastamist jätkati nende uurimist eeskätt meditsiinilistel eesmärkidel. Kuna faagid hävitavad baktereid, siis loodeti neid kasutada bakteriaalsete haiguste (nt. koolera, tüüfus) raviks. Selgus aga, et faagide viimisel haige organismi asub neid tõrjuma organismi immuunsüsteem. Geneetikud avastasid bakteriofaagid kui uurimisobjekti 30-ndate aastate algul
ssRNA bakteriofaagid Ph. Leviviridae G. Levivirus MS2 G.Allolevivirus Qbeeta dsRNA bakteriofaagid Ph. Cystoviridae phi6 Isomeetrilised ssDNA bakteriofaagid Ph. Microviridae G. Microvirus phiX174 Niidikujulised ssDNA bakteriofaagid Ph. Inoviridae G. Inovirus Ff faagid Lüütilised dsDNA bakteriofaagid Ph. Podoviridae T7 (T7-sarnased faagid) Ph. Myoviridae T4 (T-paaris faagid) Lüsogeensed dsDNA Ph Syphoviridae kolifaag lambda SEENTE, AINURAKSETE JA PUTUKATE VIIRUSED dsRNA genoomiga viirused Ph. Totiviridae LA viirus (L-A)
sisalda, kuid kelles sisalduva RNA järgi rakus DNA sünteesitakse · DNA-viirused klassifitseeritakse enamasti neis sisalduva DNA koostise järgi üksikahelalisteks DNA-viirusteks ja kaksikahelalisteks DNA-viirusteks. Neid kahte rühma on käsitletakse mõnikord DNA-viiruste kahe seltsina · Tänapäeval levinuim DNA-viiruste klassifikatsioon on järgmine: Kaksikahelalised DNA-viirused: · Sugukond: T4-tüüpi faagid (Myoviridae) · Sugukond:-tüüpi faagid (Siphoviridae) · Sugukond:T7-tüüpi faagid (Podoviridae) · Sugukond:Tektiviirused (Tectiviridae) · Sugukond:Kortikoviirused (Corticoviridae) · Sugukond:Plasmaviirused (Plasmaviridae) · Sugukond:Lipotriksviirused (Lipothrixviridae) · Sugukond:Fuselloviirused (Fuselloviridae) · Sugukond:Poksviirused (Poxviridae) · Sugukond:Iridoviirused e. vikerviirused (Iridoviridae) · Sugukond:Fükodnaviirused (Phycodnaviridae) · Sugukond:Bakuloviirused (Baculoviridae)
• Juhul, ravitava haiguse infektsioonidevastane aineid nagu metronidasool, kusjuures täielik kõrvaldamine teiste antibiootikumidega. Staphylococcus aureus • globulaarne kujul grampositiivsed bakterid Staphylococcus. Ligikaudu 25-40% elanikkonnast on alalised kandjaid Bakterite mida saab hoida nahal ja limaskestadel ülemiste hingamisteede Ravi • Raviks staph stafülokoki bakteriofaagi kasutatud - ravim on vedelas keskkonnas, kus faagid on viirused, mis hävitavad stafülokokk. Lisaks raviks Staphylococcus aureus kasutades stafülokoki toksoid Escherichia coli • Gramnegatiivsete kepikujulisi bakterite vaated, laialt levinud alumises soolest soojavereliste loomade Ravi • vaktsiin Clostridium botulinum • anaeroobse grampositiivsed bakterid perekonnast Clostridium , haigustekitaja botulism - raske toidumürgituse põhjustatud botuliintoksiin, ja mida iseloomustab
Proviirus viiruse DNA latentne koopia peremehe genoomis. Kapsiid NH ümbritsev valguline kate. iseloomulik on, et viiruse kromosoom koosneb valdavalt nukleiinhappest ja ei ole seotud valkudega näiteks faagil MS2 on genoomiks üks RNA molekul, milles 3569 nukleotiidi ja 4 geen.i faag T2 DNA järjestuses on 150 geeni 3. Joonista skeem retroviiruse genoomist. Milliseid põhilisi valke kodeerib retroviiruse genoom (3)? - Retroviiruse genoomi ehitus. Faagid jaotatakse virulentseteks ja mõõdukateks vastavalt sellele, kas nad sisenevad kohe peale bakteri nakatamist lüütilisse tsüklisse või võivad lülituda profaagina bakteri genoomi ja hiljem lüütilisse faasi. Retroviiruste genoomiks on ssRNA molekul. Pärast raku nakatamist retroviirusega sünteesitakse rakus viiruse RNA-le komplementaarse dsDNA. DNA sünteesi viib läbi pöördtranskriptaas e. revertaas, mis on viiruse poolt kodeeritud ja on valmiskujul olemas juba viiruspartiklites
retsipiendid. *Protsessi toimumiseks on vajalik F-plasmiidi olemasolu (doonor-)bakterirakus. Neid nimet. F positiiveteks (F+) rakkudeks. F-plasmiidid võtavad osa F-pili moodustumise eest, mille kaudu kantakse geneetiline materjal doonorilt retsipiendile. Tekib nn tsütoplasmaatiline sild. Retsipientrakku tähistatakse F- (F-negatiivne) ja neil F-plasmiid puudub. Konjugatsiooni tulemusena tekivad Hfr rakud (high frequency of recombination). Bakteriofaagid jagunevad kahte rühma: *virulentsed faagid - põhjustavad bakteriraku lüüsumist (ehk raku seina lõhustumist) *mõõdukad (ehk tempereeritud) faagid on bakteri genoomis soikeseisundis ja aktiviseeruvad hiljem (muutuvad viruletseteks). Transduktsioon - on geneetilise informatsiooni (DNA) ülekanne doonorbakterilt retsipientbakterile bakteriofaagi(-de) osalusel. Transduktsioon toimub enamasti mõõdukate (ehk tempereeritud) faagidega. Faagide paljunemisel bakterirakus liidavad nad oma DNA koostisesse osa bakteriaalsest DNA-st (muutuvad
Viirused On bioobjektid (molekulkompleksid, rändavad geenid), mis paiknevad elusa ja eluta looduse piirimail. Ei loeta organismideks! Elusorganismidega seob neid: 1. Valkude ja nukleiinhappe (ainsuses hape!) olemasolu 2. Võime muteeruda, eriti kiiresti mutateeruvad RNA viirused: nt gripp, HIV 3. Viirused evolutsioneeruvad - uute omadustega viirustüvede teke Viimased olid SARS (kokku paarsada surnud üldse), linnugripp (praegu olemas vaid linnult inimesele minev vorm, kui läheb inimeselt inimesele, on jama majas) 4. Ka viirustel endal on parasiidid, ehk viirustel parasiteeruvad viirused. Elutute objektidega sarnasused 1. Puudub rakuline ehitus 2. Puudub iseseisev paljunemine 3. Puudub iseseisev ainevahetus 4. Neil on kriitiliselt väiksed mõõtmed Ehitus ja elutegevus · Mustad pallid on ensüümid · Sees nukleiinhappe spiraal, kas DNA või RNA ·...
5) niitjad vormid. Viirused jagatakse kolme suurde rühma: 1) Zoopatogeensed ehk inimesel ja loomadel parasünteesuvad viirused; 2) Fütopatogeensed ehk taimede viirused; 3) Bakteriofaagid ehk bakterite viirused. Bakteriofaagid ehk bakterite viirused. Nende mõõtmed jäävad vahemikku 8—100 nm. Bakteriofaag sisaldab valgulisi ühendeid (nukleoproteiide), mis erinevad mikroobi valkudest. Bakteriofaagid jagunevad kahte suurde rühma: 1)Virulentsed faagid − põhjustavad bakteriraku lüüsumist. 2) Mõõdukad e tempereeritud faagid − algselt on bakteri genoomis soikeseisundis ning hiljem aktiviseeruvad. Tsükliline protsess, mis koosneb 3-st tsüklist: 1) viiruste rakule kinnitumine; 2) viiruste paljunemine raku sees; 3) viiruste väljumine rakust, millega enamjaolt kaasneb raku hävimine. 4) Paljunemisprotsessi lõppstaadiumi alusel jagunevad viirused:
Püsib seal muutumatus olekus. Kui nakatunud rakk jaguneb siis on viiruslik DNA ka tema tütarrakkudes. Viirus võib nii varjatult peituda aastaid. Organismi nõrgenedes muutub viiruse DNA aktiivseks (herpes, HIV). Viiruste jaotus : I jaotus : 1) DNA viirused. (rõuged, herpes, hepatiidiviirused, papilloomviirus). 2) RNA viirused. (gripp, retroviirus (HIV), marutõve viirus ). II jaotus : Lähtub organismist, keda nakatatakse. 1)bakterviirused e faagid - tapavad näiteks "jogurtibaktereid". 2)seenteviirused. 3)taimede viirused: nakatumine : läbi siirutajate (putukad) nt. lehetäi nematoodid (ümaruss). haigestumine : a) otsesed kahjustused (lehelaiksus). b) saagikus väheneb(suurimat kahju saab kartul). 4)loomade viirused : a) ainult loomadel (Mareki haigus lindudel) b) ühised viirushaigused inimesel ja loomadel (marutõbi)
väljaspool on nad vaid passiivsed (mürk). Viirused evolutsioneeruvad iseseisvalt (mutatsioonid, võtavad kaasa peremehe geene, võtavad kaasa teiste rakus olevate viiruste geene) Oblikatoorsed ained: 1)nuklehape DNA või RNA (pärilikkusaine). 2)Valk moodustab apsiidi (kaitseks - kaitsevalgud ja peremeesraku ära tundmiseks - retseptorvalgud). Suurus: alla valgusmikroskoobi nähtavuse piiri. Kuju: 1)Isodiameetriline (hulktahukas). 2)Pulkjas lühem, niitjas pikem. 3)Liitehitused (faagid) bakteris viljelevad viirused. Rühmad: 1) DNA. 2) RNA sünteesivad RNA põhjal DNA ja hakkavad seal paljunema. 3) (DNA+RNA Riketsiad bakterid) pole viirus, parasiitne, rakusisesed bakterparasiidid. Päritolu: 1) Eeleluline, ürgpuljongi esimeste elustruktuuride järglased. 2)Hulkuma läinud geenirühm viirused kasutavad enda arendamiseks peremeesraku geene. 3) Redutseerunud bakter. Viiruse leviku eeldus: Parasiit saab eksisteerida vaid piisavalt tihedas peremehe populatsioonis
nende fragmendid, mida kasutatakse haiguste raviks. Mono- ja polükloonsed lähtuvalt päritolust. Monokloonsed: pärit ühe B-raku järglaskonnast ja seega identsed ja kindla seondumisspetsiifikaga, jagunevad omakorda neljaks kodeerivate geenide päritolu põhjal (katselooma, kimäärsed, inimese ja humaniseeritud, vt 04.04 slaid 15). 67. Mis on biopannimine? Biopannimine ehk ristamine on antikeha- raamatukogu faagikuva kolmandas etapis kasutatav protsess, kus faagid valitakse välja märklaud antigeenide suhtes, seondunud faagid elueeritakse (keemias kasutatav protseduur, mille korral rakendatakse täidiskolonnis toimuvaid sorptsiooni ja desorptsiooni protsesse kasutades eluendi (gaas, vedelik) kolonni täidisest läbivoolutamist. Eesmärgiks võib olla ainete puhastamine või kuivatamine (adsorptsiooni- ja absorptsioonikolonnis), ainete segu lahutamine (kromatograafilises kolonnis) või kolonni täidise
faag on defektne ja vajab paljunemiseks helperfaag abi. Faag lambdal algab pakkimine kontaktemeeridest. Faag lambdal pakitakse DNA, mis jääb kahe cos saidi vahele (spetsiifilised lõikesaidid). T4 toimub pakkimine „headfull „mehhanismi abil ja algab suvalisest DNA segmendist. Esinevad pac saidid. 4. Milleks oli vaja filtreerida? Saada lahti bakteritest. Kasutasime 0.2 mikromeetrilise poordiameeriga membraanfiltrit. Ainult faagid pääsevad läbi – neid oligi vaja just eraldada. 5. Kui suur on bakterirakk? Joonpikkus 1-10 mikromeetrit. 6. Milleks oli vaja kuumašokk kompetentsete rakkude transformeerimisel? Tsütoplasma membraan on laetud positiivselt, DNA on laetud negatiivselt Membraanid depolariseeruvad ja DNA transporditakse rakku. 7. Miks ei või 50% EtOH-ga pesta? Sest DNA hakkab siis lahustuma. 70% ei hakka veel lahustuma. 8. Miks on vaja Mg-d restriktaasi puhvris? Kahevalentne katioon, tavaliselt Mg++
välja tõrjuda kehast. Kuid kui uued viirused tungivad kehasse, siis antikehad ei tunne uut viirust ära ja keha haigestub uuesti. ◼Vanemad antikehad, aga võivad pakkuda osalist kaitset uute viiruste vastu. ◼Sellepärast on ka teadlastel raske arendada tõhusat vaktsiini viiruste vastu kui viirused tihti muutuvad. VIIRUSTE LEVIK ◼Loomadel (inimene, koduloomad, imetajad, putukad) ◼Taimedel (kultuurtaimed, õistaimed) ◼Bakteritel (faagid) ◼Seentel ◼Viirused leviku eeldus: Parasiit saab eksisteerida vaid piisavalt tihedas peremehe populatsioonis. TUULERÕUGED ◼Tuulerõuged on äge nakkushaigus, mida põhjustab herpesviiruste rühma kuuluv Herpes varicellae-zoster –viirus. ◼Haigus on äärmiselt kergesti edasikanduv, levib otsesel kontaktil haigega või piisknakkusena. ◼Viirus jääb organismi püsima, kus ta võib aastate või aastakümnete pärast uuesti aktiveeruda vöötohatisena
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
Faag on võimeline omandama toitekeskkonnast lämmastikku ja mõningaid fosforiühendeid. Need omadused on omased elusale organismile. Spetsiifilisus Üldjuhul on bakteriofaagid väga spetsiifilised, mis väljendub nende mikroobitüvede valikus. On ka selliseid faage, mis on võimelised ründama tervet mikroobide perekonda või ka erinevatest perekondadest pärinevaid mikroobe. Bakteriofaagid jagunevad kahte suurde rühma: 1) Virulentsed faagid põhjustavad bakteriraku purunemist: 2) Mõõdukad ehk tempereeritud faagid need on algses genoomi soikeseisundis, ning hiljem aktiviseeruvad. Kui mõõdukas faag nakatab bakteriraku, siis esiteks võib bakter lüüsuda, teiseks lüsogeenne bakter. Lüsogeenses bakteris on faagi DNA bakteri genoomis, kuid ta pole aktiivne. Sellises vaikivas olekus genoomi kutsutakse profaagiks. Profaag on integreerunud genoomi ja asetub seal kindlas lookuses
Faag on võimeline omandama toitekeskkonnast lämmastikku ja mõningaid fosforiühendeid. Need omadused on omased elusale organismile. Spetsiifilisus Üldjuhul on bakteriofaagid väga spetsiifilised, mis väljendub nende mikroobitüvede valikus. On ka selliseid faage, mis on võimelised ründama tervet mikroobide perekonda või ka erinevatest perekondadest pärinevaid mikroobe. Bakteriofaagid jagunevad kahte suurde rühma: 1) Virulentsed faagid põhjustavad bakteriraku purunemist: 2) Mõõdukad ehk tempereeritud faagid need on algses genoomi soikeseisundis, ning hiljem aktiviseeruvad. Kui mõõdukas faag nakatab bakteriraku, siis esiteks võib bakter lüüsuda, teiseks lüsogeenne bakter. Lüsogeenses bakteris on faagi DNA bakteri genoomis, kuid ta pole aktiivne. Sellises vaikivas olekus genoomi kutsutakse profaagiks. Profaag on integreerunud genoomi ja asetub seal kindlas lookuses
6. Alles väljakujunenud tuumamembraaniga eukarüootidega liitus mitokondri eellane proteobakter. VIIRUSED Viirused (Pole elus organismid, on elus aine). Obligatoorsed elemendid (Nuklehape DNA, RNA, valk moodustab kapsiidi). Suurus (alla valgusmikroskoobi nähtavuse piiri, 10-300nm, kuni 20 kordne erinevus suuruste osas). Kuju (isodiameetriline e. hulktahukas, pulkjas e. niitjas, liitehitusega e. faagid). Rühmad (RNA, DNA, DNA+RNA=riketsiad, balterid). Päritolu ei saa tõestada (eeleluline, esimeste elustruktuuride järglased, hulkuma läinud geenirühm, redutseerunud bakter). Evolutsioneeruvad iseseisvalt. Mutatsioonid (võtavad kaasa peremehe geene, teiste viiruste geene). Levik (loomadel, taimedel, bakteritel, seentel, eeldusel, et peremehe populatsioon
4. Genoomi elementide ümbervahetus. Viiruse antiretseptor- virioni component (valk, glükproteiin), mille abil virion seondub peremeesrakule. Viiruse retseptor- peremeesraku pinnamolekul, millele virion seondub. Viiruse retseptoriks võivad olla valgud, glükoproteiinid, lipopolüsahhariidid, fosfolipiidid. Infektsiooni algus, raku nakatamine. Raku sisenemiseks vajavad ssRNA genoomsed faagid bakteri niitjaid struktuure- pilid, mis on viirusele retseptoriks: E.coli F (-sex) pili; Pseudomonas, caulobakter nn. Polaarne pili Faagid seonduvad pili külgedele A- valgu (antiretseptori) kaudu, kattevalk pole seondumiseks oluline. Faagi peremeesteringi määrab ära sobiva pili olemasolu raku pinnal. Seondumine pili struktuurile kutsub esile A-valgu lõikamise kaheks fragmendiks (15kDa ja 24kDa). RNA väljub kapsiidist (5’ ots ees) ja liigub piki pili raku suunas.
Kui bakteriraku kesta kahjustada, siis muutuvad rakud kas protoplastideks või sfäroplastideks: Protoplast on rakk, millelt on eemaldatud rakukest, näiteks lüütiliste ensüümidega (lüsotsüüm). Lisaks lüsotsüümile lagundavad rakukesta ka endopeptidaasid ja amidaasid. Protoplast võtab kera kuju. Protoplastid hingavad, sünteesivad valku ja nukleiinhappeid. Aga nad ei suuda resünteesida rakukesta, reeglina nad ei pooldu ja neile ei kiinitu faagid. Sfäroplast on osaliselt kahjustatud kestaga rakk. Neid leidub alati vanades kultuurides. Neid võib saada ka rakke kasvatades penitsilliini manulusel. Sfäroplastidele kinnituvad faagid, nad poolduvad ja taastavad rakukesta, kui normaalsed tingimused taastuvad. Kuna mükoplasmadel rakukest puudub, on nende kuju muutlik (pleomorfism) ja nad on osmootselt tundlikud. Osmootselt tundlikud on ka suurema eripinnaga bakterid (seega pulkbakterid tundlikumad, kui kokid).
doonorilt retsipiendile. Tekib nn tsütoplasmaatiline sild. Retsipientrakku tähistatakse F- ja neil F-plasmiid puudub. K. tulemusena tekivad Hfr rakud (high frequency of recombination). 23. Mõõdukas ehk tempereeritud faag ja transduktsioon Transduktsioon - on geneetilise informatsiooni (DNA) ülekanne doonorbakterilt retsipientbakterile bakteriofaagi osalusel. T. osalevad peamiselt mõõdukad (ehk tempereeritud) faagid. Faagide paljunemisel bakterirakus liidavad nad oma DNA koostisesse osa bakteriaalset DNA-d (muutuvad defektseteks) ja annavad selle retsipiendile. Jaotatakse: Mittespetsiifiline transduktsioon -- faagi satub juhuslik bakteri DNA lõik ja defektsete faafide tekkesagedus on 10-3. Spetsiifiline transduktsioon -- toimub lüsogeense bakteriraku (bakteriofaagi DNA on bakteri genoomi teatud lookuses) aktiveerumine ja faagi genoomi haaratakse kaasa
sabaga, hüdrolüüsima seal mikroobi kesta ja viima rakku oma pärilikkusainet. Mõnede minutite möödudes algab bakterirakus uute bakteriofaagide moodustumine. Lõpuks bakteriraku kest puruneb ja bakteriofaagid väljuvad keskkonda. Bakteriofaage võib leida kõikjal, kus on mikroobe (vees, väljaheidetes, mullas, juustus, piimas jne). Bakteriofaag (toimib) tegutseb ainult elavatel, arenevatel rakkudel. Need jagunevad kahte suurde rühma: 1. virulentsed faagid-põhjustavad bakteriraku lüüsumist; 2. mõõdukad faagid-algselt on bakteri genoomis soikeseisundis ning hiljem aktiviseeruvad. 12. Mikroorganismide toitumine ja toitumise mehhanismid Ümbritsevast keskkonnast vee ja temas lahustunud toitainete tungimine rakku, aga samuti ainevahetusproduktide väljumine rakust, toimub läbi kogu raku seina kapsli ja limakihtide. Aktiivset osa toitainete tungimisel rakku etendab tsütoplasmaatiline membraan
autoinhibeerimine, kui üht liiki on liiga palju. Elutegevuse eritised mõjuvad pärssivalt populatsiooni paljunemisele. Samuti mõjub isevarjutamine. 4. bakteriaalse lagunemise produktide mõju, võib olla nii positiivne kui negatiivne.5. ärasöömine (grazing), tuleb kõne alla väiksematel liikidel (< 50 µm). Oluline on ka vetika kuju. Tarvitajateks (konsumentideks) filtreeriv zooplankton, algloomad, aga ka mitmed viburvetikad, eriti koldvetikate hõimkonnast 6. viirused või faagid võivad hävitada kogu populatsiooni (eriti sinivetikatel). 7. parasiidid (seened,algloomad) vähendavad konkurentsivõimet. Veeõitseng, selle põhjustajad, mis tingimustel tekib - vetikate (või muude organismide, näit. männi tolmuterad) massiline areng, millega kaasneb nähtav vee värvuse muutumine ja läbipaistvuse vähenemine Õitsemist põhjustavad: sinivetikad valdavalt suvel, harva ka talvel jää all kold- ja
MRE elementide. Mida suurem ja jagatud MREde tase, seda suurem on suhtlemise tase ja koregulatsioon. RNA molekulide 3’UTR-id sisaldavad MREsid, mis võivad funktsioneerida in cis, et ise reguleerida RNA molekuli või in trans, et reguleerida miRNAde ja teiste RNAde taset. • • CRISPR-Cas süsteem bakterites • CRISPR-cas süsteem on bakteri immuunsüsteemi aluseks. See annab resistentsuse võõrastele geneetilistele elementidele nagu plasmiidid ja faagid ja annab omandatud immuunsuse. CRISPR-cas süsteem on eukarüootide RNAi analoog. Cas1 ja Cas2 tunnevad võõra DNA ära ja toimub protospeisseri lõikamine. Protospeisser ligeeritakse liiderjärjestusega külgnevale kordusele ja üheahelaline pikendamine parandab CRISPRi ja duplitseerib järjestust. crRNA protsessimine ja interferents toimub erinevaid teid pidi. Primaarset CRISPR transkripti lõigatakse cas geenide poolt et toota crRNAd
DNA-d, mida väljastab doonor ja mis viiakse retsipientrakku nim. eksogenoodiks. Retsipiendi DNA on endogenoot. Bakteritel toimuvad horisontaalsed üleknaded 3 mehhanismi abil, milledeks on transformatsioon, transduktsioon ja konjugatsioon 52 TRANSFORMATSIOON,TRANSDUKTSIOON Transduktsioon Transduktsioon on gneetilise informatsiooni (DNA) ülekanne doonorbakterilt retsipientbakterile bakteriofaagi osalusel. Transduktsioonis osalevad peamiselt mõõdukad faagid. Doonorrakust kantakse retsipientrakku bakteriaalse DNA segment. Kui faag satub bakterisse, siis ta põhjustab bakterite lüüsi, samaaegselt toimug ka uute faagide süntees ja kokkupakkimine. Teatud faagidesse võib sattuda bakteri genoomi osakesi, mistõttu võivad tekkida nn. ,,defektsed" faagid. Selline ,,defektne" faag võib tungida nüüd retsipientrakku ning kombineruda seal bakteriraku genoomi homoloogilises regioonis. Enamasti ta aga degradeeritakse
kapsiidi valkude sünteesiks ja faagi montaaziks vajalike valkude kohta käivat infot. Faagide omadused § Virulentne faag - replikatsioon bakterirakus põhjustab viimase hävimise (lüüsi). § Tempereeritud ehk mõõdukas faag - bakterirakkude nakatumisel võib olla kaks tulemi - lüüs või lüsogeenia. Lüsogeenia on spetsiaalset tüüpi latentne viiruinfektsioon, mille käigus faagi genoom replitseerub profaagina integreerituna bakteri genoomi. § Mõned mõõdukad faagid sisaldvad bakterite geene, mis pole seotud lüüsi või lüsogeeniaga. Taoliste geenide kandumine bakteritele on transduktsioon, tulemus aga faagi konversiooniks näiteks difteeria toksiini geen > C. diphtheriae, erütrogeenne toksiin > S. pyogenes, botulismi toksiin > C. botulinum, Shiga toksiin > E. coli. Rakenduslik bakteriaalne geneetika meditsiinis Mikrobiaalsed (mitte ainult!) nukleiinhapped leiavad kasutamist 4 suuremas valdkonnas: §
on osmootselt tundlikud o Protoplast rakk, millelt on eemaldatud kest; ta suudab Hingata Sünteesida valke ja nukleiinhappeid Ei suuda resünteesida rakukesta Reegline ei pooldu ja adsorbeeri faage o Stäroplast osaliselt kahjustatud kestaga rakk; neid leidub alati vanades kultuurides; nad suudavad: Poolduda Neile adsorbeeruvad faagid Taastada rakukesta, kui normaalsed tingimused taastuvad · Kapsel o Funktsioonid: Kaitseb rakku kuivamise eest seob vett Takistab faagide adsorbeerumist Kaitseb fagotsütoosi eest Liidab rakke agregaatideks limased kolooniad Takistab O difusiooni rakk (streptokokid) Aitab liikuda libiseval liikumisel lima suunatud eritamine rakust välja Aitab kleepuda pinnale Seob mineraale
Lisaks lüsotsüümile lagundavad rakukesta ka endopeptidaasid ja amidaasid. Protoplast võtab kera kuju. Protoplastid hingavad, sünteesivad valku ja nukleiinhappeid. Aga nad ei suuda resünteesida rakukesta, reeglina ei poolduega adsorbeeri faage. Sfäroplast on osaliselt kahjustatud kestaga rakk. Neid leidub alati vanades kultuurides. Neid võib saada ka rakke kasvatades penitsilliini manulusel. Sfäroplastidele adsorbeeruvad faagid, nad poolduvad ja taastavad rakukesta, kui normaalsed tingimused taastuvad. 23. Peptiidoglükaani ehitus? Peptidoglükaan on heteropolüsahhariid, mis koosneb ahelatest, milles vahelduvad N- atsetüülmuraamhape (M) ja N-atsetüülglükoosamiin (G). Need 2 monomeeri on omavahel seotud -1,4-glükosiidsidemega. Peptidoglükaanvõrgustiku lihtsustatud skeem ühel pulkbakteril. Paralleelsed jooned on glükaanahelad, mis koosnevad beeta-1,4-glükosiidsidemega seotud
Peptidoglükaanahelad võivad olla omavahel seotud peptiidahelatega, näiteks pentaglütsiiniga S. aureusel. G(+) bakterid on enamasti väga tundlikud beetalaktaamseteleantibiootikumidele. Teihhuhapped. Need on glütserool- või ribitoolfosfaadi polümeerid, kus hüdroksüülrühmadele liituvad mitmesugused radikaalid. Teihhuhapped ulatuvad välja raku pinnale ja on olulisteks antigeenseteks determinantideks. Neile võivad adsorbeeruda ka faagid. Teihhuhapped on negatiivse laenguga ja annavad raku pinnale negatiivse laengu. G(-) Rakukest on mitmekihiline. Peptidoglükaankiht on 1-3 kihiline ja moodustab vähem kui 10% rakukesta massist. Peptidoglükaanis on tetrapeptiidid seotud otse. Rakukestas on lisakiht- välismembraan, milles on spetsiifiliseks komponendiks lipopolüsahhariidid. Lipopolüsahhariidide erinevused annavad bakteritele erinevad seroloogilised omadused.
Viiruse nukleiinhape tungib rakku ja seostub raku DNA ga. Püsib seal muutumatus olekus. Kui nakatunud rakk jaguneb siis on viiruslik DNA ka tema tütarrakkudes. Viirus võib nii varjatult peituda aastaid. Organismi nõrgen. muutub viirus-DNA aktiivseks. (herpes, HIV) Viiruste jaotus : II. jaotus : a) DNA viirused. (rõuged, herpes, hepatiidiviirused) b) RNA viirused. (Gripp, HIV) II. jaotus : Lähtub organismist, keda nakatatakse. 1)Bakterviirused(faagid) - tapavad näiteks "jogurtibaktereid". 2)Seenteviirused. 3)Taimede viirused nakatumine : läbi siirutajate(mutukad) N: Lehetäi nematoodid(ümaruss). haigesumine : a) otsesed kahjustused(lehelaiksus) b) saagikus väheneb.(suurimat kahju saab kartul.) 4)Loomade viirused : a)ainult loomadel - (Mareki haigus lindudel) b)ühised viirushaigused inimesel ja loomadel. (marutõbi) c)ainult inimesel. (lastehalvatus) Inimese viirushaigused
Lipoteihhuuhapetest, mis seostuvad ka membraani lipiidkihiga. Vähesel määral periplasmat. Teihuuhapped (teichoic acid) on glütserool- või ribitoolfosfaadi polümeerid. Monomeeride vahel fosfodiestersidemed. Kovalentselt seotud peptidoglükaani muraamhappe jäägiga. Lipoteihhuhapped on seotud rakumembraani lipiidkihiga. Teihhuhapete vabadele hüdroksüülidele seostuvad mitmesugused jäägid, nagu suhkrud ja aminohapped. Ulatuvad välja raku pinnale, neile saavad adsorbeeruda faagid- ,,tutvustavad" rakku immuunsüsteemile. 25 Negatiivse laenguga ja annavad raku pinnale negatiivse laengu. Osalevad ka patogeensetel bakteritel seostumisel inimese kudedega. Kasvavas rakus toimub pidevalt vana peptidoglükaani hajus lõhkumine ja uue sünteesitava materjali vahele paigutamine. G(+) bakteritel toimub see kasv ilmselt seest väljapoole: välimised kihid lüüsitakse, seespoolt sünteesitakse juurde uusi kihte.
coli. DNA replikatsiooni initsiatsioon on limiteeritud spetsiifiliste initsiatsiooni regioonide - ori regioonide olemasoluga. Replikatsiooni initsiatsiooniks on vajalik DNA ahelate lokaalne lahtikeerdumine ning praimeri süntees. Erinevate DNA molekulide replikatsiooni puhul võib praimeriks olla kas DNA või RNA, samuti valguga seondunud nukleotiid. Praimeri sünteesib kas RNA polümeraas või primaas (ingl. k. primase). DNA dupleksi avamine võib toimuda kas transkriptsiooni toimel (faagid T4, T7, mõned ColE1 replikoni sisaldavad plasmiidid E. coli´s) või spetsiifiliste valkude seondumise tulemusena (DnaA oriC puhul, O ori puhul). Kuna DNA dupleksi avamine on lihtsam A-T rikastest regioonidest, on ori regioonid alati A-T rikkad. Bakterikromosoomi replikatsioon toimub rakutsükli teatud etapil. DNA replikatsiooni initsiatsioon oriC-lt Minimaalne oriC on 245 bp pikkune ning eubakterites tugevalt konserveerunud. Funktsionaalne oriC sisaldab
Organismi loomulik kaitse viiruste vastu. Terved biobarjäärid, bioloogiliselt aktiivne keskkond (happeline maosisu, sapp jms), immuunsüsteem- antikehad, leukotsüütide teatud vormid. Viiruste jaotus 20 I lähenemine: DNA/RNA DNA viirused (tuulerõuged, herpesviirus, papilloomiviirus) RNA viirused (gripp, HIV, marutaud, entsefaliit, punetised) Tõvestatud organismi kuuluvus Bakterviirused ehk faagid Taimeviirused (Kuidas taimed nakatuvad? Valdavalt nendest toituvate loomorganismide vahendusel). Tihedal kokkupuutel viirushaige taim-tavataim. Viirushaige taime tunnused: viirushaigused vähendavad põhiliste füsioloogiliste protsesside aktiivsust (fotosüntees, mineraalne toitumine, hingamine) ehk saagikus langeb kuni 30%. Kas viirushaige taime saadusi võib ise süüa ja loomadele anda? (Võib küll.) Eesti jaoks oluline kartuliviirushaigused. Loomade ja inimeste viirushaigused.
olemasoluga. Nimetus ori tuleneb inglisekeelsest terminist "origin of replication". Replikatsiooni initsiatsiooniks on vajalik DNA ahelate lokaalne lahtikeerdumine ning praimeri süntees. Erinevate DNA molekulide replikatsiooni puhul võib praimeriks olla kas DNA või RNA, samuti valguga seondunud nukleotiid. Praimeri sünteesib kas RNA polümeraas või primaas (ingl. k. primase). DNA dupleksi avamine võib toimuda kas transkriptsiooni toimel (faagid T4, T7, mõned ColE1 replikoni sisaldavad plasmiidid E. coli´s) või spetsiifiliste valkude seondumise tulemusena (DnaA oriC puhul, O ori puhul). Kuna DNA dupleksi avamine on lihtsam A-T rikastest regioonidest, on ori regioonid alati A-T rikkad. Bakterikromosoomi replikatsioon toimub rakutsükli teatud etapil. DNA replikatsiooni initsiatsioon oriC-lt Minimaalne oriC on 245 bp pikkune ning eubakterites tugevalt konserveerunud. Funktsionaalne oriC
61 selleks, et sünteesitaval polünukleotiidahelal oleks vaba 3'-OH ots, kuhu DNA polümeraas saab liita nukleotiide (vt. fosfodiestersidemete moodustumine DNA ahelas!). Erinevate DNA molekulide replikatsiooni puhul võib praimeriks olla kas DNA või RNA, samuti valguga seondunud nukleotiid. Praimeri sünteesib kas RNA polümeraas või primaas (ingl. k. primase). DNA dupleksi avamine võib toimuda kas transkriptsiooni toimel (faagid T4, T7, mõned ColE1 replikoni sisaldavad plasmiidid E. coli´s) või spetsiifiliste initsiaatorvalkude seondumise tulemusena (DnaA oriC puhul, O ori puhul). Kuna DNA dupleksi avamine on lihtsam A-T rikastest regioonidest, on ori regioonid alati A-T rikkad. Bakterikromosoomi replikatsioon toimub rakutsükli teatud etapil. DNA replikatsiooni alguspunkt bakteritel oriC on 245 aluspaari pikkune ning eubakterites tugevalt konserveerunud. Funktsionaalne oriC sisaldab
Praimerit on vaja selleks, et sünteesitaval polünukleotiidahelal oleks vaba 3'-OH ots, kuhu DNA polümeraas saab liita nukleotiide (vt. fosfodiestersidemete moodustumine DNA ahelas!). Erinevate DNA molekulide replikatsiooni puhul võib praimeriks olla kas DNA või RNA, samuti valguga seondunud nukleotiid. Praimeri sünteesib kas RNA polümeraas või primaas (ingl. k. primase). DNA dupleksi avamine võib toimuda kas transkriptsiooni toimel (faagid T4, T7, mõned ColE1 replikoni sisaldavad plasmiidid E. coli´s) või spetsiifiliste initsiaatorvalkude seondumise tulemusena (DnaA oriC puhul, O ori puhul). Kuna DNA dupleksi avamine on lihtsam A-T rikastest regioonidest, on ori regioonid alati A-T rikkad. Bakterikromosoomi replikatsioon toimub rakutsükli teatud etapil. DNA replikatsiooni alguspunkt bakteritel oriC on 245 aluspaari pikkune ning eubakterites tugevalt konserveerunud. Funktsionaalne oriC sisaldab
jms inserteerumise eest kromosoomi, mis võib populatsioonile pikas perspektiivis olla kahjulik. 11.1. Toksiin-antitoksiin süsteemid Termin toksiin-antitoksiin kirjeldab geenipaari, millest üks kodeerib stabiilset toksiini, teine ebastabiilset antitoksiini. Toksiin on bakterile letaalse toimega, samas kui antitoksiin inhibeerib toksiini toime. Algselt leiti neid süsteeme kromosoomivälistelt DNA-elementidelt, nagu madala koopiaarvuga plasmiidid ja faagid, mille koosseisus on toksiin-antitoksiin süsteemid. Nende süsteemide abil tagavad kromosoomivälised DNA-elemendid enda säilimise bakteri genoomis. Näiteks kui raku jagunemise käigus ühte tütarrakku plasmiidi ei satu, siis tsütoplasmaga kaasa saadud toksiin-antitoksiini paarist laguneb antitoksiin suhteliselt kiiresti ning toksiin tapab bakteriraku. Sedasi kontrollib plasmiid enda edasipärandumist. Tänaseks on leitud, et nii eubakterite kui arhede
annaabi.ee 
