Mikrobioloogia kordamisküsimused 3 osa (0)

1. DNA/RNA (sh. mRNA, tRNA, rRNA) DNA  Struktuuri alusühik on nukleotiid  Nukleotiid koosneb: 5-C suhkur (desoksüriboos), fosfaatrühm,  lämmastikalus (adeniin, guaniin, tümiin, tsütosiin)  Nukleotiidid seonduvad kovalentselt, moodustades suhkur-fosfaat  ühenduse. Iga suhkur liitub kahe fosfaadiga – 5’ süsinik ja 3’ süsiniku 
kaudu – antud muster määrab ahela suuna.  Lämmastikalused seonduvad kovalentselt iga suhkru 1’ süsinikuga ja  seonduvad teise ahela komplementaarsete lämmastikualustega.  Antiparalleelsed ahelad 5’ -> 3’ ja 3’ -> 5’  Iga ahela pealt kopeeritakse uus DNA ahel  Lämmastikualuste järjestus määrab ära DNA koodi RNA  Üksikahelaline nukleotiididest koosnev molekul: 5-C suhkur on riboos; 4  lämmastikalust – adeniin, uratsiil, guaniin, tsütosiin; fosfaat.  Informatsiooni e. Messenger RNA (mRNA) – kannab DNA infot  komplementaarse koopiana; info esineb kodoonitena (tripletid).  Transport e. Transfer RNA (tRNA) – DNAlt sünteesitud; sekundaarne  struktuur moodustab loope; alumine loop nukleotiidide tripletit, mida 
nim. Antikodooniks, mis määrab ära spetsiifilisise ja toetab mRNAd; 
kannab spetsiifilisi aminohappeid.  Ribosomaalne RNA (rRNA) – ribosoomide komponent kus toimub valkude  süntees. 2. Replikatsioon
 DNA täpse duplikaadi tegemine vajab 30 erineva ensüümi kaasabi  Algab replikatsioon spets. genoomi lõikudelt nimetusega origin  Helikaas     keerab DNA topeltheeliksi lahti  DNA polümeraas III lisab 5’ -> 3’ suunas nukleotiide:  Juhtiv ahel – sünteesitakse järjest 5’ -> 3’ suunas  Mahajääv ahel – sünteesitakse 5’ -> 3’ suunas lühikeste lõikudena; üldine  suund on aga 3’ -> 5’  DNA polümeraas I eemaldab RNA praimerid ja asendab need DNAga  Replikatsioonikahvi kokkusaamisel ligaasid liidavad mahajäävas ahelas  olevad DNA fragmendid, et viia süntees lõpuni  Tütarmolekulide lahknemine saab valmis


3. Transkriptsioon
1. RNA polümeraas seostub geenist ülal asuva promootoralaga.
2. RNA polümeraas lisab komplementaarseid nukleotiide märklaud DNA  segmendile 5’ - 3’ direction. 3. Uratsiil on adeniinile komplementaarne.
4. Terminatsioonil, RNA polümeraas tunneb ära signaali ja transkript  vabaneb. 5. 100-1200 nukleotiidi pikk. 4. Translatsioon
 Ribosoomid seonduvad mRNA transkripti 5’ otsa  Ribosoomid skanneerivad mRNAd kuni start-koodonini (tavaliselt AUG)  tRNA molekuli komplementaarse antikodooni ning metioniini  aminohappega siseneb ribosoomi P-alasse ning seondub mRNAle.


5. Geneetiline kood ja antikodoon Geneetiline kood  Geneetilise koodi määravad mRNA kodoonid ja neile vastavad  aminohapped  Kood on universalne  Kuna ühte aminohapet määrab mitu koodonit, ei ole proteiini struktuuri  pealt võimalik mRNA täpseid koodoneid tuletada
Antikoodon  tRNA molekulis olev kolmest nukleotiidist koosnev spetsiifiline järjestus,  mis valgu biosünteesis võib mRNA komplementaarse koodoniga 
moodustada aluspaare


6. Võttes aluseks DNA järjestuse 3’-ATGCAGTAG-5’,  milline on komplementaartne mRNA järjestus ja tRNA 
antikoodonjärjestus?
(TACGTCATC)  mRNA järjestus: AUGCAGUAG  tRNA antikoodonjärjestus: UACGUCAUC 7. Geneetiline rekombinatsioon – konjugatsioon,  transformatsioon, transduktsioon
Geneetiline rekombinatsioon
Ilmneb, kui organism omandab ja ekspresserib geene, mis pärineb 
teistest organismist
Konjugatsioon  Plasmiidi või kromosomaalse fragmendi ülekanne doonorrakust  retsipientrakku läbi otsese sideme  Gram-negatiivsel doonorrakul on fertiilsusplasmiid e. F-plasmiid, mis  võimaldab sünteesida konjugatsiooni e. Sekspili  Retsipient on samasse liiki või perekonda kuuluv rakk, millel puudub F- plasmiid  Doonor kannab F-plasmiidi üle retsipiendile läbi pili  Konjugatsioonil osa kromosoomist ja osa F-plasmiidist kantakse üle  retsipiendile
Transformatsioon  Organismi geneetiline muutumine võõr-DNA rakku sisenemise tagajärjel.  Nt. Lüüsunud raku kromosoomi fragmendid võetakse retsipientraku poolt
vastu, kus see siis liidetakse viimase geneetilisse materjali  Doonor – ja retsipientrakud ei pea olema seotud  Annab hea võimaluse DNAga manipuleerimiseks ja valkude  ekspressiooniks
Transduktsioon  Bakteriodaagide vahendusel geneetilise informatsiooni kandumine ühelt  bakterirakult teisele  Kaks tüüpi:  Üldine transduktsioon – doonirrakust retsipient võidakse üle kanda  suvaline bakterigeen  Spetsialiseeritud transduktsioon – doonorrakust kantakse retsipientrakku  üle geene vaid kromosoomi kindlast (lühikesest) piirkonnast 8. Valgusünteesi regulatsioon
 Geenid on aktiivsed vaid siis, kui nende produkte läheb vaja  Prokarüootides reguleerivad seda operoonid – geenide kogum, mida  reguleeritakse ühiselt 9. Mutatsioonide teke, liigitus ja mõju Mutatsioonide tekkepõhjused  Spontaansed mutatsioonid     – juhuslikud muutused DNAs tänu  replikatsioonil toimunud vigadele, millel puudub seletus  Indutseeritud mutatsioonid     – tekivad mutageenide toimel füüsikaliste  (peamiselt rediatsioon) või keemiliste tegurite mõjul, mis mõjuvad DNAle
hävitavalt
Liigitus


 Punktmutatsioon – mõne lämmastikaluse insertsioon (liitmine), deletsioon  (kotamine) või asendamine  Missenssmutatsioon – kui saadakse kodoon, mis kodeerib teist  aminohapet  Nonsenssmutatsioon – kui tulemuseks saadakse koodon, mis valgu  sünteesi lõpetab  Vaikiv mutatsioon – kui ekslikult replitseerunud koodon kodeerib sama  eminohapet mis ennegi  Pöördmutatsioon, mis geeni funktsiooni taastab  Lugemisraami nihe e. Raaminihe – kui lugemisraam mRNAl nihkub tänu  nukleotiidide insertsioonidele või deletsioonile äsja sünteesitud DNAs Mõju  Mutatsioonid tekitavad mittefunktsioneerivaid valke, mis võivad olla  ohtlikud ja lausa surmavad  Organismid selliste mutatsioonidega , mis osutavad kasulikuks antud  keskkonnas, on võimelised adapteeruma, elus püsima ja paljunema – 
need mutatsioonid on aluseks populatsioonis toimuvatele muutustele  Iga muutus,m is muudab organismi loodusliku selektsiooni survele  vastupidavamaks, populatsioonis säilitatakse 10. Mõisted: sterilisatsioon, desinfitseerimine, aseptika  Sterilisatsioon – protsess, kus hävitatakse kõik elusmikroobid, k.a. viirused ja endospoorid; mikrobitsiidne  Desinfitseerimine – protsess, mis hävitab vegetatiivsed patogeenid, mitte  endospoorid; eluta objektidel


 Aseptika – desinfektant, mida pannakse otse mikroodibele  vastuvõtlikule/saastunud keha piirkonnale 11. Keemilised, füüsikalised ja mehhanilised  mikroobide kontrollimeetodid – steriliseerivad vs 
desinfitseerivad meetodid
Steriliseerivad meetodid  Järkjärguline vee eemaldamine rakkudest, inhibeerides metaboolseid  protsesse  Suhteliselt ebaefektiivne – paljud rakud säilitavad vee lisamisel võime  kasvada ja paljuneda  Lüofiliseerimine – külmkuivatamine; säilitamine Desinfitseerivad meetodid Millest sõltub toimeaine/meetodi efekt mikroobidele ja 
mille alusel teha valik meetodite osas?
Toimeaine efekti mõjutavad mitmed tegurid:  Mikroobide arvukus  Millised mikroobid antud populatsioonis esinevad  Keskkonna temperatuur ja pH  Aine kontsentratsioon võI doseerimine  Aine toimemehhanism  Lahustite, orgaanilise aine või inhibiitorite esinemine. Füüsikalised meetodid: 1. Kuumus – niiske ja kuiv. Niiske kuumus – madalad temperatuurid  lühiajalisel eksponeerimisel (valkude koaguleerimine ja denaturatsioon). 
Kuiv kuumus – mõõdukad kuni kõrged temperatuurid (dehüdreerimine, 
muudab valgu struktuuri, põletamine). Дополнительно в loeng8, там 
тщательно описано, стр. 10. 2. Külm – mikroobistaatiline, aeglustab mikroobide kasvu. Külmutamine 0- 15 kraadi ja sügavkülmutamine alla 0 kraadi.  3. Desinfitseerimine – järkjärguline vee eemaldamine rakkudest,  inhibeerides metaboolseid protsesse. Suhteliselt ebaefektiivne, sest 
paljud rakud säilitavad vee lisamisel võime kasvada ja paljuneda. 
Lüofiliseerimine – külmkuivatamine, säilitamine.  4. Radiatsioon – ioniseeriv tungib sügavale, ioniseerib aatomeid ning lõhub  seetõttu keemilisi sidemeid molekulide vahel. Hävitab bakterirakud ja 
endospoorid, kuid mõned viirused võivad ellu jääda. UV kiirgus 
steriliseerib pindmiselt, tungimata läbi paksust õhukihist, klaasist, veest 
jne. Kasutatakse tavaliselt õhu steriliseerimiseks laboris, 
operatsioonitubades jne. UV valgus tekitab tümiini dimeere, mis 
takistavad replikatsiooni.  5. Filtratsioon – mikroobide eemaldamine, kui need läbivad läbi filtri gaasi  või vedeliku. Kasutatakse kuumatundlike vedelike steriliseerimisel ja 
ruumide õhupuhastussüsteemides. 
Kemikaalide toime: 1. Tugevad bakteriotsiidid – hävitavad endospoorid, võivad olla sterilandid.
2. Mõõdukad bakteriotsiidid – hävitavad seenespoorid (mitte endospoore),  tuberkuloosikepikesed ja viirused.


3. Nõrgatoimelised bakteriotsiidid – elimineerivad vegetatiivsed bakterid,  vegetatiivsed seenerakud ja mõned viirused.
Bakteritsiidsed vahendid: halogeenid, fenoolid, kloorheksidiin, alkoholid, 
vesinikperoksiid, detergendid ja seebid, raskemetallid, aldehüüdid, 
gaasid, värvid. Дополнительно о каждом в loeng8, стр. 21.  Antimikroobsete ainete märklauad mikroobidel.  Rakusein     – sein muutub hapraks ja sell lüüsub. Osad antimikroobsed  ravimid, detergendid ja alkohol.  Rakumembraan     – kaotab terviklikkuse. Detergentide pindaktiivsed ained.   Rakusünteesi protsessid (DNA, RNA)     – replikatsiooni ja transkriptsiooni  ärahoidmine. Osad antimikroobsed ravimid, radiatsioon, formaldehüüd, 
etüleenoksiid.  Valgud     – sekkumine ribosoomide töösse, et translatsiooni ära hoida,  häirida või lagundada valke. Alkoholid, fenoolid, happed, kuumus.   Milline on ideaalne ravim?
Ideaalse antimikroobse ravimi omadused:  Selektiivselt toksiline mikroobile kuid mittetoksiline peremeesorganimsi  rakkudele  Pigem mikrobitsiidne kui mikrobistaatiline  On piisavalt kaua aktiivne ning ei lagune ega välju organismist  enneaegselt  Ei soodusta antimikroobse resistentsuse teket  Täiendab või aitab kaasa organismi kaitsevõimele  Püsib aktiivsena ka siis, kui on kehavedelikes ja koes lahustunud  Lihtsalt viidav infektsioonikohta  Mõistliku hinnaga  Ei sekku peremeesorganismi tervislikule seisundile probleeme (allergia või teise takkuse teke) Mõisted: kemoteraapiline ravim, profülaktika, 
antimikroobne kemoteraapia, antibiootikum, 
poolsünteetiline ja sünteetiline ravim.  Kemoteraapiline ravim     – kemikaal, mida kasutatakse ravis,  kergendusravis või profülaktikas  Profülaktika     – ravimi abil haiguste ennetamine  Antimikroobne kemoteraapia     – kemoterapeutilise ravimi kasutamine  infektsiooni kontrollis  Antibiootikum     – aine, mida toodetakse loodusliku metaboolse protsessi  käigus mõne mikroorganismi poolt, mis inhibeerib või hävitab teise 
mikroorganismi  Poolsünteetiline ravim     – laboris keemiliselt muundatud algselt looduslikust allikast pärinev ravim  Sünteetiline ravim     – laboris keemiliste reaktsioonide abil sünteesitud  antimikroobne ühend Mis on selektiivne toksilisus.
Selektiivne toksilisus – ravimid, mis peavad suutma tappa või inhibeerida
mikroobirakke ilma et peremeesorganismi koed saaksid kahjustatud.  Ravimite toimemehhanismid rakkude erinevatesse 
punktidesse – oska tuua näiteid.


Ravimite toimemehhanismid:  Rakuseina sünteesi inhibeerimine  Rakumembraani struktuuri või funksiooni kahjustamine  Nukleiinhapete sünteesi, struktuuri või funktsiooni inhibeerimine  Valgusünteesi inhibeerimine  Metaboolsete radade blokeerimine Умей привести примеры Antimikroobne spekter – kitsas vs lai.
Antimikroobne spekter – ravimi aktiivsuse ulatus ehk kindla 
antibiootikumiga mõjutatavate mikroobide skaala.  Kitsa toimespektriga     – efektiivsed vaid üksikutele mikroobidele (ravimi  märklauaks on rakukomponent, mis esineb vaid teatud mikroobidel).   Laia toimespektriga     – efektiivsed paljudele mikroobidele (ravimi  märklauaks on rakukomponendid, mis esinevad enamus patogeenidel). Kuidas hinnatakse mikroobide tundlikkust ravimile?
Hinnata saab järgmiselt – peetritassile, kus on mingisugune konkreetne 
mikroob, pantakse erinevaid antibiootikume. Hiljem uuritakse, mida 
suurem on ring antibiootikumi ümber, seda tundlikum on ta teatud 
antibiootikumile. Mida väiksem ring antibiootikumi ümber, seda 
resistentsem on ta teatud antibiootikumile. Tegime laboritöös seda. 
Sama katset võib teha ka katseklaasides jms.  Kuidas hinnatakse raviks vajamineva doosi suurust 
(MIK ja MBK, E-test, lahjendusmeetod)?
Vajalik bakteri puhul, millele on resistentsuse teke omane.  E-test     – difusioonitest  Kirby-Bauer disk    – difusioonitest  Lahjendustestid     – minimaalne inhibeeriv kontsentratsioon (MIK) –  antibiootikumi väikseim kontsentratsioon, mille puhul ei ole võimalik 
sedastada silmaga nähtavat kasvu  Antibiogrammi koostamine     – isoleeritud mokroobi tundlikkuse määramine  erinevate antibiootikumite suhtes Mis on terapeutiline indeks?
Terapeutiline indeks – organismi poolt talutava maksimaalse annuse ja 
minimaalse raviva annuse suhtarv. Mida kõrgem indeks, seda parem – 
seda vähem toksiline on ravim.  Kuidas toimub mikroobide 
samastamine/identifitseerimine? Milliseid mikroobide 
omadusi sealjuures hinnatakse?
Infektsiooni põhjustav mikroob tuleks võimalikult kiiresti identifitseerima 
ehk samastama. Proovid peavad olema võetud enne antimikroobse 
ravimite väljakirjutamist. 
Antimikroobse ravimi valimisel tuleb indetifitseerida infektsiooni 
põhjustav mikroob. Peab testima isoleeritud mikroobi tundlikkust in vitro 
erinevate antibiootikumide suhtes. Peab hindama patsiendi üldist 
tervislikku seisundit.