Fakultatiivsed anaeroobid o Saavad energiat hapnikuseoselisest metabolismist o Taluvad hästi hapnikku o Hapniku puudumisel võivad ümber lülituda kääritamisele või anaeroobsele hingamisele o Reeglina kasvavad hapniku juuresolekul kiiremini Anaeroobid o Saavad energiat kas anaeroobsest hingamisest või kääritamisest o Nende hulgas on ka kemolitotroofe ( metanogeenid) ja fotolitotroofe (rohelised väävlibakterid) o Hapniku eest kaitseb: Lima Kapsel Rakkude agregeerumine Kooselu aeroobsete bakteritega o Hapnik on toksiline: Hapnik oksüdeerib neid raku komponente mis on vajalikud redutseeritud kujul (ka radikaalid on tugevad oksüdeerijad)
biokeemiliselt väga aktiivsed ja täidavad looduse aineringes ülitähtsat osa. Bakterid on eeltuumsed organismid, sest neil puudub rakutuum. Nad on värvusetud, sinised või punakad. Kuju järgi jaotatakse bakterid: A-batsill, B-kokk, C ja D-kerakujulised, E- spirill, F-vibrioon. Arhed ehk ürgid on prokarüootsete organismide rühm, millese kuuluvad organismid on omadustelt rakutuumata ja rakutuumaga organismide vahepealsed. Arhedel puudub tuumamembraan ning nad jaotatakse kolme rühma: metanogeenid, halofiilid ja termofiilid. Arhed kas moodustavad üheainsa riigi või jaotatakse mitmeks riigiks. Protistid on eukarüoodid, kes ei kuulu loomade, taimede ega seente hulka. Protistid on valdavalt lihtsad organismid, suurem osa neist on üherakulised. Neid saab jaotada: toitumistüübi järgi- autotroofsed ja heterotroofsed; liikumistüübi järgi- viburloomad, ripsloomad, amööbid ja eosloomad. Protiste, millel puuduvad mitokondrid, jagatakse mitokondriaalseteks ja amitokondriaalseteks
rühma domeeni. Üks domeenidest arhed. Archaios tähendab kreeka keeles ürgne. · Seega eristuvad eluslooduse domeenid ribosoomide ehituse alusel. · Prokarüoote on kahes eluslooduse domeenis: bakterite ja arhede domeenides. Evolutsioonipuu koostatud rRNAde järjestuste põhjal. · Arhede biokeemilisel-füsioloogilisel kirjeldamisel eristus esialgu 3 rühma: 1) Metanogeenid; 2) Halofiilid; 3) Termoatsidofiilid. · Arhede domeen jaotatakse Bergey määrajas kahte rühma ja neid käsitletakse mitte kui riike, vaid hõimkondi: 1) Hõimkond Crenarchaeota. 2) Hõimkond Euryarchaeota. Hõimkonnad Crenarchaeota ja Euryarchaeota · Kirjanduses eristatakse arhede domeenis siiski veel kolmandat hõimkonda Korarchaeota. Sellesse hõimkonda kuulusid alguses hüpertermofiilsed
· mikroobid etendavad olulist osa isepuhastumisel, lagundavad orgaanilist ainet lülitades seda aineringesse jne. · veekogu puhastub ka allohtoonsetest bakteritest (näiteks patogeenidest). 12. Selgita, kes on obligaatne e. range anaeroob, kes on fakultatiivne anaeroob? 1)Obligaatne anaeroob - Heterotroofsed bakterid, kes redutseerivad sulfaate. (s.t. neile on vastuvõetav vaid anaeroobne keskkond), H2S on neil anaeroobse hingamise lõpp-produkt. Obligaatsed anaeroobid on ka metanogeenid ja homoatsetogeenid; CO2 on elektronide lõppaktseptor. H2 on kõige levinum energia-allikas (elektronide doonor), mida need grupid kasutavad, produktideks on vastavalt (metanogeenide puhul) metaan ja (homoatsetogeenide puhul) äädikhape. 2)Fakultatiivne anaeroob- suudavad paljuneda nii õhuhapniku olemasolul kui ka selle puudumisel. Siia alla kuuluvad näiteks Enterobacteriaceae sugukonda kuuluvad perekondade liigid. Enamik patogeensetest mikroobidest on fakultatiivsed anaeroobid. 13
käärimine ehk anaeroobne glükolüüs, kus suhkrutest moodustatakse mitmesuguseid ühendeid Autotroofsed bakterid sünteesivad eluks vajalikke aineid ise. Energiaallika alusel jaotatakse kemolitotroofid anorgaanilised ühendid fotolitotroofid päikesevalgus Litotroofide süsinikuallikaks on anorgaanilised ühendid. 1.Aeroobsed bakterid · Sulfaatijad ehk väävlibakterid · Rauabakterid · Nitrifitseerijad 2.Anaeroobsed bakterid · Metanogeenid Antibiootikumid Bakterid toodavad antibiootikume, mis üliväikestes kogustes pärsivad teiste bakterite kasvu. Antibiootikumid takistavad: · Bakteriraku valgusünteesi · Bakteri rakukesta sünteesi · DNA replikatsiooni · Transkriptsiooni · Rakumembraani sünteesi Bakterite tähtsus · bakterid osalevad kõigis aineringetes · vitamiinide süntees · kasutatakse põllumajanduses biotõrjeks seenhaiguste vastu ning bakteriväetisena
Bakterite tekitatud suguhaigused alluvad õigel ajal antibiootikumiravile. Katku levitavad 2 bakterit (yersinia pestis; bacillus anthracis). Levib näriliste abil. Põhjustavad naha- ja soole- ja kopsuvormid. Antraksil rohkem kopsuvorme. Veritsustõbi ja temperatuuri tõus on iseloomulikud.Koeaugud. Akne poorid ummistuvad, bakterid poorides, tekib nahamädanik. Piimhapebakterid lihased ,,käärivad". Soolekepike põhjustab kõhulahtisust. Rauabakterid, metanogeenid. Salmonelloos nakkushaigus, põhjustaks salmonella sugukohda kuuluv bakter. Väliskeskkonnas ääretult vastupidav. Inimene nakatub salmonelloosi saastunud liha, lihasaaduste või muna tarvitamisel. Eriti ohtlikud linnulihakotletid, frikadellid. Sümptomid tekivad 2-3 12 tunni vältel. Algab külmavärinate ja kehatemperatuuri tõusuga (40 kraadi), iiveldus, kõhulahtisus. Kaitsesüstid puuduvad. Kestab haigus heal juhul 5 päeva, kui ei lõppe surmaga.
11. Kuidas kasutatakse baktereid põllumajanduses? Õhulämmastiku siduvaid mügarbaktereid kasutatakse liblikaõieliste taimede bakteriväetistena, et soodustada juuremügarate moodustumisel taimel. Olmeheidete puhastamisel 12. Millised, keskkonna tegurid mõjutavad bakterite elutsüklit. Temperatuur, soolsus, pH, kiirgus, hapnikku konsentratsioon, rõhk. 13. Milles seisneb bakterite roll süsinikuringes? Metanogeenid sünteesivad metaani sellistest ühenditest nagu h2, c02, äädikhape. Metanogeenste bakterite toimel moodustub metaani. Teatavasti on metaan oluline kasvuhooneefekti põhjustavatest gaasidest. 14. Milles seisneb bakterite roll lämmastikuringes? Bakterid on ainsad organsimid, mis suudvad lämmastkallikana kasutada õhulämmastiku 15. Kuidas mõjutavad patogeensed bakterid organismi? Enamik patogeenseid baktereid moodustub mürgiseid aineid ehk toksiine, mis kutsuvad esile koekahjustusi. 16
11. Kuidas kasutatakse baktereid põllumajanduses? - Õhulämmastiku siduvaid mügarbaktereid kasutatakse liblikaõieliste taimede bakteriväetistena, et soodustada juuremügarate moodustumisel taimel. - Olmeheidete puhastamisel. 12. Millised, keskkonna tegurid mõjutavad bakterite elutsüklit. Temperatuur, soolsus, pH, kiirgus, hapnikku konsentratsioon, rõhk. 13. Milles seisneb bakterite roll süsinikuringes? - Metanogeenid sünteesivad metaani sellistest ühenditest nagu h2, c02, äädikhape. - Metanogeenste bakterite toimel moodustub metaani. Teatavasti on metaan oluline kasvuhooneefekti põhjustavatest gaasidest. 14. Milles seisneb bakterite roll lämmastikuringes? Bakterid on ainsad organsimid, mis suudvad lämmastkallikana kasutada õhulämmastiku. 15. Kuidas mõjutavad patogeensed bakterid organismi?
seal periplasmaatilise hüdrogenaasiga. Elektronid kantakse periplasmas paiknevale cytc3-le ja sealt edasi membraanis paiknevate valkude kompleksile. Elektronide lõppaktseptor on sulfaat, mis redutseerub sulfiidini. Hüdrogenaas on oluline mitte ainult H vaid ka laktaadi oksüdeerimisel. Väävlihingamine. Fumaraatne hingamine. Rauahingamine. Prootonite redutseerimine arhel Pyrococcus furiosus kui ürgne anaeroobse hingamise viis. Metanogenees ja atsetogenees kui karbonaatsed hingamised. Metanogeenid. Väävlihingamine on protsess, kus elektronide lõppaktseptor hingamisel on väävel. Produktidena tekib väävelvesinik. Väävlihingamist esineb väga palju arhedel. S H2S. Desulfaatijate esinemine leidub merevee anaeroobsetes kihtides ja meremudas, aga ka inimese ja loomade soolestikus. Vees moodustavad mikroaineringeid fotosünteesivate väävlibakteritega, kes toodavad neile väävelvesinikust sulfaati. Sooles konkureerivad metanogeenidega vesiniku pärast.
Pildil Pyrodictium occultum ja ookeanipõhja avanev must suitsetaja (black smoker). NB! Metaani (CH4) moodustamine on ainult arhedele iseloomulik tunnus. Seda ei suuda ei bakterid ega eukarüoodid! Kõige tavalisemad substraadid, millest arhed metaani moodustavad, on 1) H2 + CO2 ja 2) atsetaat. Metaani teke toimub looduses seal, kus on metanogeene, metanogeneesi substraate ja puudub hapnik (mudas, mullas, loomade ja inimese soolestikus, mäletsejate loomade vatsas). Metanogeenid on väga hapnikukartlikud. 58. Termofiilid, halofiilid...ja muud fiilid ja nende eripära? Termofiilid: rakud on väikesed, vaba vee sisaldus rakkudes väiksem, rakukomponendid uuenevad kiiresti, rakus rohkesti polüamiine, osadel arhedel on leitud ka histoonitaolisi valke, ensüümid on termostabiilsemad, kui mesofiilidel, tRNAd on termofiilidel veidi teistsuguse koostisega: on GC-rikkamad ja neis esinevad modifitseeritud Nalused (5-metüültiouridiin).
Kui hapniku allikad on otsas, muutub jäätmekeskkond anaeroobseks, mis soodustab fermentatsiooni teket. Tselluloosi ja hemitselluloosi biodegradatsioon toimub kolme liiki bakterite toimel: 1) hüdrolüüsi ja fermentatsiooni bakterid - hüdrolüüsivad polümeere ja fermente, mille tulemusel monosahhariidid muutuvad karboksüülhapeteks ja alkoholiks. 2) atsetogeensed bakterid - mis muudavad need happed ja alkoholid atsetaatideks, vesinikuks ja süsinikdioksiidiks 3) metanogeenid muudavad atsetogeensete reaktsioonide lõppproduktid metaaniks ja süsinikdioksiidiks. See protsess kulgeb tõhusalt neutraalse pH juures. Teises faasis hüdrolüütilised ja atsetogeensed bakterid domineerivad karboksüülhapete akumulatsiooni tulemusena ja pH alaneb. Kui pH on happeline, siis happelise faasi nõrgvesi on keemiliselt agressiivne ja võib tõsta mitmete komponentide lahustuvust. Algse metaankäärimise faas algab siis, kui kindel hulk metaani on toodetud
Varem arvati, et arhead elavad ainult teistele organismidele kõlbmatutes elupaikades (ülikõrge või ülimadal temperatuur, pH-ekstreemsus või radioaktiivne kiirgus), kuid leitud on, et nad asustavad ka teisi (normaalseid) elupaiku. Arvatakse, et prokarüoodid on esimesed planeedil Maa tekkinud elusolenditest. Kuigi esmalt leitud äärmuslikes keskkondades, nagu kuumaveeallikad (termofiilsed arhed), elavad arhed ka tavalistes tingimustes, näiteks ookeanis või metanogeenid soolestikus. Lisaks on arhedele omane halofiilsus ja väävli metaboliseerimine. Mustadel suitsejatel elavad hüpertermofiilid, nagu nt Pyrodictium occultum -meelistemperatuur 105 kraadi, range anaeroob. Soolastes veekogudes elutsevad äärmuslikud halofiilid nagu perekond Halobacterium- sünteesivad ATPd valgusenergia abil. 16. 16SrRNA geenide olulisus ja sobivus prokarüootide süstematiseerimisel ja evolutsiooni uurimisel. 16SrRNA kuulub prokarüootse ribosoomi väikesesse alaühikusse
ekstremofiilid). Bakterid on kiiremini evolutsioneerunud ja nende tänapäevased esindajad on ilmselt küllalt erinevad oma eellastest. Eukarüootide ja prokarüootide lipiidid on esterlipiidid, ARHEDE LIPIIDID ON EETERLIPIIDID. Arhedel (just eüarhedel) leitud valgud, mis on järjestuselt sarnased eukarüootide histoonidele. Arhede domeeni kaks oluliseimat hõimkonda on Euryachaeota ja Crenarchaeota. Eurüarhede hulka kuuluvad metanogeenid (metaboliseerivad metaani; ainult arhedele iseloomulik tunnus), halofiilid (soolalembesed; rakukest vajab soolast keskkonda) ja väävlit metaboliseerivad liigid. Krenarhed on ürgsemad. Halofiilsed arhed (näiteks perekond Halobacterium) sünteesivad ATPd valgusenergia arvel, kasutades selleks mitte klorofülli, nagu taimed ja teised fotosünteesivad bakterid, vaid punast pigmenti bakterirodopsiini. Bakterirodopsiin (arhede fotosünteesi pigment) paikneb
suurel hulgal baktereid. Mikroobid tegelevad ühe osa isepuhastusega, lülitades orgaanilist ainet oma metabolismi nii biomassi tekitamiseks kui energeetilisteks vajadusteks. Mõned sissevoolud võivad olla steriilsed (ilma mikroobideta), kuid pärast veekogusse jõudmist tekib sinna sobivate mikroobide populatsioon. Kus võib leida termofiilseid mikroorganisme Kuumaveeallikates, Vulkaanilistes väävliallikates, Mere põhjas (magmaga kokkupuute alad), Eriti arhebakterite hulgas, metanogeenid ja väävli oksüdeerijad, Tahkemad membraanid, rohkem küllastunud rasvhappeid, termostabiilsed valgud ja ribosoomid, väikesed rakud Nimeta mõni miktoob, mida kasutatakse reostuse indikaatorina - Escherichia coli Dünaamika 2 põhitüüpi - 1)välisfaktorite rütmilistest muutustest tingitud - ööpäevane ja sesoonne dünaamika, aastatevahelised erinevused, mis on tingitud Päikese tsüklitest; 2)suktsessioon - ühe
Arhed kas moodustavad üheainsa riigi või jaotatakse mitmeks riigiks. Arhed erinevad teistest prokarüootidest tRNA ja rRNA koostise poolest, nende membraanis esinevad unikaalsed lipiidid ja rakuseinas puuduvad peptidoglükaanid. Paljud arhede raku geneetilise informatsiooni paljundamise, säilitamise ja avaldumise eest vastutavad ensüümid sarnanevad eukarüootide vastavate ensüümidega. Arhed jaotatakse kolmeks rühmaks: metanogeenid: tekitavad süsihappegaasist ja vesinikust metaani; anaeroobid halofiilid: vajavad kõrget soolade kontsentratsiooni termatsidofiilid: vajavad kõrget temperatuuri (80...90 °C) ja happelist keskkonda (pH 2). Esimestena avastatud ning siiani tuntuimad arhed elavad äärmuslikes elukeskkondades. Neid nimetatakse ekstremofiilideks. Näiteks elavad arhed kuumaveeallikates, kus veetemperatuur võib ulatuda 100°C ning ülisoolastes järvedes, kus soolsus ulatub 300 promillini
Rakus on palju ribosoome. Prokarüootne rakk on lihtsama ehitusega, kui eukarüootne: puudub tuumamembraan. Piirkonda, kus paikneb DNA nim nukleoidiks. Arhed on üks elu kolmest domeenist, nad on eeltuumsed (prokarüoodid) o Neist hakati rääkima 1970ndatel, kui selgus, et mõned prokarüoodid eristuvad teistest o Evolutsioneerunud aeglaselt ja nad on suht sarnased oma esivanematele o Paljud arhed on äärmuslike omadustega (hüpertermofiilid, äärmuslikud halofiilid, metanogeenid, väävlihiingajad) o Metaani moodustamine on iseloomulik vaid arhedele (mudas, mullas, soolestikud) o Kuju poolest sarnased bakteritele Arhede ühised jooned prokarüootidega: rõngaskromosoom; genoomi suurus; operonide esinemine; mRNA intronide puudumine; 70 S ribosoomid; metaboliensüümide aminohappeline järjestus Arhede ühised jooned eukarüootidega: histoonid; rakuskeltt; transkriptsioonifaktorid homoloogsed;
ühe koopia kromosoomi Arhed: · Arhed on prokarüoodid · Arhedel on mitmeid ühiseid jooni eukarüootidega · Arhedest hakati rääkima 1970-ndatel kui, selgus, et mõned prokarüootide rühmad eristuvad teistest selgesti · Arhed on evolutsioneerunud aeglaselt, ja nad on suhteliselt sarnased oma esivanematele · Paljud arhed on äärmiste omadustega (hüpertermofiilid, äärmuslikud halofiilid, metanogeenid, väävlihingajad) · Metaani moodustamine on ainult arhedele iseloomulik ja toimub seal kus puudub O (mudas, mullas, soolestikus,vatsas)(metaani moodustatakse H + CO või atsetaadist) · Kuju poolest on nad sarnased bakteritele Inimese normaalne mikrofloora: · Inimese kehapiirondade normaalne mikrofloora on mikroobide populatsioon, mis elab koos inimesega ega põhjusta tavaolukorras tema haigestumist · Inimene on kaetud mikroobidega; 90% rakkudest on mikroobirakud
eukarüootide 18S rRNA omale. · Halofiilsed arhed (näiteks perekond Halobacterium) sünteesivad ATPd valgusenergia arvel, kasutades selleks mitte klorofülli, nagu taimed ja teised fotosünteesivad bakterid, vaid punast pigmenti bakterirodopsiini. · Arhedel on 4 hõimkonda. · Esimesed arhed, keda kirjeldati, olid äärmuslike omadustega: nad asustasid kuumi elupaiku (hüpertermofiilid), ülisoolaseid veekogusid (äärmuslikud halofiilid), olid ranged anaeroobid (metanogeenid ja väävlihingajad). · NB! Metaani moodustamine on ainult arhedele iseloomulik tunnus. Seda ei suuda ei bakterid ega eukarüoodid! · Kui varem arvati, et arhed elavad ainult ekstreemsetes keskkondades, siis nüüdseks on arhesid leitud ka külmas ookeanivees, mullas, inimese soolestikus ja suuõõnes. · Üks esimesi hüpertermofiilseid arhesid, kes avastati, oli Pyrodictium occultum. Tema meelistemperatuur on 105 oC
bakterite (Bacteroides succinogenes) poolt. Monomeersed alahikud (suhkrud, aminohapped) lagundatakse kritajate bakterite poolt, mille tulemusena tekivad orgaanilised happed [ butraat ( CH3CH2CH2COO-), propionaat (i.e. CH3CH2COO-] ja alkoholid. Edasine kritamine toimub sntroofsete bakterite Syntrophomonas sp. and Syntrophobacter sp. poolt, mis toodavad atsetaati (. CH3COO-), ssinikdioksiidi (CO2), and molekulaarset vesinikku(H2). Ssinikdioksiidi, molekulaarset vesinikku ja atsetaati kasutavad metanogeenid metaani (CH4) tootmiseks. Metanogenees ja metlotroofia Metanogeenid CO2 + 4 H2 -----> CH4 + 2 H2O + energia elektroni doonor on vesinik, elektroni aktseptor on CO2, ranged anaeroobid, kemolitotroofid Metanotroofid CH4 + 2 O2 -----> CO2 + 2 H2O + energia metaan on elektroni doonor, hapnik on elektroni aktseptor elavad anaeroobse ja aeroobse keskkonna piiri peal metaani monooksgenaas nitab metanotroofide olemasolu keskkonnas Mikroorganismide osa orgaanilise aine lagundamisel
prokarüoodid nagu bakteridki, kuid nende 16S rRNA geenid on järjestuselt suhteliselt sarnased eukarüootide omale. Ühised jooned bakteritega: · Rõngaskromosoom · Genoom väike · Operonide esinemine · mRNA intronite puudumine · 70S ribosoomid · Metabolismiensüümid on sarnased Ühised jooned eukarüootidega: · Histoonide esinemine · DNA-seoseline RNA polümeraas kompleksne, paljukomponendiline. 28. Metanogeenid on eurüarhed. Neil on palju ühiseid jooni eukarüootidega. Ranged anaeroobid. Metanogeenide tarvis toodavad vesinikku, CO2 ja atsetaati kääritajad mikroobid. Nende olemasolul moodustavad arhed metaani. H2 ja CO2 imbub ka maakoore lõhedest vulkaanilise tegevuse tagajärjel. Seega metanogeenidele sobivad toitained ei pruugi olla bioloogilise tekkega. 29. Arhede erilised elupaigad: mustad suitsetajad, ülisoolased veekogud ookeani
immuunsüsteem (vaktsiinid!), ravimeid on raske luua. Arhed ehk arhebakterid · Nagu bakteritelgi, puudub arhedel tuumamembraan. · Arhed erinevad teistest prokarüootidest tRNA ja rRNA koostise poolest, nende membraanis esinevad unikaalsed lipiidid ja rakuseinas puuduvad peptidoglükaanid. Paljud arhede raku geneetilise informatsiooni paljundamise, säilitamise ja avaldumise eest vastutavad ensüümid sarnanevad eukarüootide vastavate ensüümidega. · Jagunevad: 1. anaeroobsed metanogeenid tekitavad süsihappegaasist ja vesinikust metaani; 2. halofiilid vajavad kõrget soolade kontsentratsiooni; 3. termofiilid vajavad kõrget temperatuuri (80...90 °C) ning happelist keskkonda (pH 2). Bakterid · Väikseimad üherakulised eeltuumsed organismid, kes suudavad iseseisvalt paljuneda ja kasvada. · Baktereid leidub nii pinnases, vees, happelistes kuumavee allikates, radioaktiivsetes jäätmetes. Neid võib leida ka sügavalt Maa koorest, loomade seedekulglatest, taimedest.
annaabi.ee 
