Plaanid puhkusele minna? Võta endale majutus AirBnb kaudu ja saad 37€ kontoraha Tee konto Sulge
Facebook Like

Mikroobifusioloogia (0)

1 Hindamata
Punktid

Esitatud küsimused

  • Miks bakter peaks ise ennast lüüsima ?
 
Säutsu twitteris
4Mikroobifüsioloogia LOMR.03.022
Riho Teras

Sisukord


1. Bakterite kasv ja toitumine 4
1.1. Bakterite kasvatamine laboritingimustes 4
1.2. Elutegevuseks vajalikud elemendid 7
1.3. Söötmed bakterite kasvatamiseks laboris 9
1.4. Füüsikalis-keemilised tegurid, mis mõjutavad bakterite kasvu 10
2. Bakterite ehitus ja rakustruktuuride funktisoonid 15
2.1. Tsütoplasma komponendid 16
2.1.1. Nukleoid 16
2.1.2. Tsütoplasma ja inklusioonkehad 19
2.2. Rakuümbrise komponendid 20
2.2.1. Periplasma 20
2.2.2. Peptidoglükaan 21
2.2.3. S-kiht 22
2.2.4. Kapsel 22
2.2.5. Välismembraani vesiikulid 23
3. Bakterite membraanid 25
3.1. Tsütoplasmamembraan 25
3.2. G(-) bakterite välismembraan 28
4. pH homöostaas 33
4.1. Mehhanismid , mille abil hoiavad bakterid tsütoplasma pH-d stabiilsena 34
4.1.1. Tsütoplasma pH reguleerimine prootonite transportimise abil. 36
4.1.2. Prootonite tarvitamine või genereerimine metaboolsete ensüümide abil. 37
4.1.3. Passiivsed mehhanismid, mis toetavad pH homöostaasi 38
4.2. Ekstremofiilide kohanemine pH-ga 39
5. Bakterite koordineeritud metabolism 41
5.1. Metabolismi regulatsioonietapid 42
5.2. Süsiniku transpordi ja katabolismi regulatsioon 44
5.3. Energia metabolism 47
5.4. Lämmastiku transport ja metabolism 48
6. Energia tootmine 50
6.1. Substraatne fosforüülimine 51
6.2. Oksüdatiivne fosforüülimine 53
6.2.1. Escherichia coli hingamisahel kui mudel 54
6.2.2. Alternatiivsed komponendid 57
6.2.2. Bakterite ebatavalised hingamisahelad 60
8. Transkriptsiooni reguleerimine 68
7.1. RNA polümeraasi ehitus 70
8.2. Sigma faktorid ja promootorite konsensused 70
8.3. Transkriptsiooni reguleerimine 73
8.4. Geenide organiseeritus 76
9. Globaalne transkriptsiooni regulatsioon 77
9.1. Geenide asukoht kromosoomis – globaalse regulatsiooni 1. aste 77
9.2. DNA superspiralisatsioon – globaalse regulatsiooni 2. aste 79
9.3. Alarmoonid – globaalse regulatsiooni 3. aste 82
11. Bakterite programmeeritud surm 92
11.1. Toksiin -antitoksiin süsteemid 93
11.1.1. MazEF-süsteem 94
11.2. Rakukesta lagundamisega seotud lüüs 94
11.2.1. Faagide põhjustatud lüüs 94
11.2.2. Bakterite peptidoglükaani hüdrolaasidega vahendatud suitsiid 95
11.3. Hingamisahela blokeerimine ja ROS 97
12. Konjugatsioon 99
12.1. Konjugatsiooni etapid 100
12.1.1. Plasmiidide klassifikatsioon konjugatsiooni seisukohast 102
10.1.2. Tüüp IV sekretsioonisüsteem 104
12.1.3. Relaksosoom 107
13. Bakterite transformatsioon 108
13.1. Transformatsiooni esimene etapp – DNA kinnitumine rakule, sisenemine rakku 109
13.2. Transformatsiooni teine etapp – võõr-DNA integreerimine genoomi 110
13.3. Transformatsiooni tähtsus bakteritele 111
13.4. Bakterite kunstlik transformatsioon 111
13.5. Teised metoodikad bakterite kunstlikuks transformatsiooniks 114
14. Biofilm 114
12.1. Biofilmi uurimise ajalugu 115
12.2. Biofilmi tähtsus bakterile 116
14.3. Biofilmi struktuur ja moodustumine 116
14.4. Biofilmi moodustumiseks vajalikud polümeerid 118
14.5. Biofilmi kesksed signaalrajad 123
14.6. Biofilmi maatriks 125
14.7. Biofilmi resistentsus 126
14.8. Biofilmi tähtsus inimesele 126
15. Bakterite hulgatunnetus 128
15.1. Hulgatunnetuse signaalmolekulid ja sensorsüsteemid 129
15.2. AHL ja AI-2 biosüntees 132
15.3. Hulgatunnetus ja bakterite biofilm 134
15.4. Hulgatunnetuse tähtus bakterite patogeneesis 135
15.5. Liikide ja domeenidevaheline hulgatunnetus 138
16. Taim- bakter interaktsioonid – endofüüdid 139
16.1. Mõiste „endofüüt“ 140
16.2. Endofüüdid 140
16.3. Endosfääri koloniseerimine 141
16.4. Endofüütide toime taimele 142
16.5. Endofüütide genoom võrreldes teiste bakteritega 145
16.6. Inimese patogeenid ja kommensandid endofüütidena 146
Füsioloogia on bioloogia teadusharu , mis uurib elutegevuseks vajalikke protsesse ja funktsioone, mis võimaldavad organismil kasvada ja paljuneda. Mikroobifüsioloogia on füsioloogia haru, mille uurimisobjektiks on mikroorganism . Käesolev loengusari keskendub eubakteritele.

1. Bakterite kasv ja toitumine

Raku kasv on bakteriraku kõigi füsioloogiliste protsesside koosmõju, see on keerukas protsess, mis hõlmab:
1. toitainete sisenemist rakku;
2. toitainete muutmist energiaks ja elava raku koostisosadeks;
3. raku massi ja mahu suurenemine;
4. kromosoomi replikatsioon ;
5. bakteriraku jagunemine kaheks tütarrakuks, mis mõlemad sisaldavad genoomi koopiat ja raku osiseid.
Kasv on raku koostisosade kvantitatiivne suurenemine. See sõltub bakteri võimest üles ehitada keskkonnas olevate toitainete abil raku koostisosi. Enamikel bakteritel hõlmab kasv raku-massi suurenemist ja ribosoomide sünteesi, mis päädib kromosoomi duplitseerumisega, uue raku-seina ja tsütoplasmamembraani sünteesiga ning tütarrakkude vahel kromosoomi ja raku koostis-osade jagunemisega. Lõpptulemusega toimub raku jagunemine. Ajaintervalli, mis jääb kahe jagune- mise vahele, nimetatakse generatsiooniajaks. Generatsiooniaeg võib olla väga erinev. Näiteks Escherichia coli generatsiooniaeg glükoosi minimaalsöötmel võib olla 15 minutit. Samas mõnel patogeenil võib generatsiooniaeg ulatuda päevadeni.

1.1. Bakterite kasvatamine laboritingimustes

Laboris on enim levinud bakterite kasvatamine suletud süsteemides, mis tähendab, et bakterite söötmesse ei lisata täiendavaid toitaineid kasvatamise käigus. Suletud süsteemis bakterite kasvatamise korral inokuleeritakse steriilne sööde teatud arvu bakterirakkudega ning jälgitakse bakterite arvukuse muutu teatud aja perioodil. Saadakse bakterite kasvukõver.
Bakterite arvukust võib mõõta mitmel moel, kuid kõigil meetoditel on iseloomulikud puudused, mistõttu bakterite kasvukõver on tinglik .
Meetod
Kasutusala
Kommentaarid
Mikroskoopimine
Bakterite loetlemine toiduainetes ja vaktsiinides
Ei erista elusaid ja surnuid rakke
Elusrakkude loetlemine (kolooniate kaudu)
Bakterite loetlemine mitmesugustest proovidest (toiduained, keskkonnaproovid, laborikultuurid jne)
Tundlik söötmekomponentidele ja kasvatamistingimustele (1 rakk ei võrdu alati 1 kolooniaga)
Valguse neeldumise mõõtmine
Bakterite arvukuse määramine mitmesugustest vedelikest sh söötmetest
Kiire ja mugav meetod, kuid ei suuda mõõta 12. Kui neutro- ja atsidofiilidel on tsütoplasma pH kõrgem ümbritseva keskkonna pH-st, siis alkalofiilidel on tsütoplasma pH keskkonna pH-st madalam.
Organism
Alumine pH
Optimaalne pH
Ülemine pH
Thiobacillus thiooxidans
0.5
2.0-2.8
4.0-6.0
Sulfolobus acidocaldarius
1.0
2.0-3.0
5.0
Bacillus acidocaldarius
2.0
4.0
6.0
Zymomonas lindneri
3.5
5.5-6.0
7.5
Lactobacillus acidophilus
4.0-4.6
5.8-6.6
6.8
Staphylococcus aureus
4.2
7.0-7.5
9.3
Escherichia coli
4.4
6.0-7.0
9.0
Clostridium sporogenes
5.0-5.8
6.0-7.6
8.5-9.0
Erwinia caratovora
5.6
7.1
9.3
Pseudomonas aeruginosa
5.6
6.6-7.0
8.0
Thiobacillus novellus
5.7
7.0
9.0
Streptococcus pneumoniae
6.5
7.8
8.3
Nitrobacter sp
6.6
7.6-8.6
10.0
Kohanemine keskkonna temperatuuriga
Mikroorganismid on võimelised kasvama sisuliselt kõikjal, kus leidub vett vedelal kujul, sõltumata temperatuurist. Seega bakterid võivad kasvada keskkonnas, mille temperatuur kõigub -20 kuni 120 C. Vastavalt temperatuurioptimumile jaotatakse bakterid kolme peamisesse rühma: psührofiilid, mesofiilid ning termofiilid. Mesofiilideks nimetatakse baktereid, mille kasvuoptimum on eukarüootide kehatemperatuuri sarnane, umbes 37 C. Baktereid, mille kasvuoptimum on 50 – 60 C, nimetatakse termofiilideks. Hüpertermofiilidel on kasvuoptimum 85 C juures ning nad taluvad kuni 120 C. Psührofiilideks nimetatakse baktereid, mis on võimelised kasvama 0 C juures, kuigi kasvuoptimum on 5 – 10 C. Psührotroofideks nimetatakse baktereid, mis on võimelised madalal temperatuuril kasvama, kuid kasvuoptimum on sarnane mesofiilsetele bakteritele.
Psührofiilid on kohastunud madalal temperatuuril kasvama, muutes membraani koostist voolavamaks. Psührofiilide membraan koosneb peamiselt küllastumata rasvhapetest, mis langetab membraani tardumistemperatuuri. Mõnel psührofiilil, eriti iseloomulik Antarktika liikidele, on membraanis polüküllastumata rasvhapped , mis pole prokarüootidele iseloomulikud rasvhapped. Küllastumata rasvhapete küllastumisel membraani tardumistemperatuur tõuseb ning membraan on voolav kõrgemal temperatuuril nagu mesofiilidel. (Taimeõlid on rikkad küllastumata rasvhapete poolest, või küllastunud rasvhapetest. Sellest johtuvalt on õli toatemperatuuril vedelas olekus, või tahkes.) Psührofiilidele on iseloomulikud ensüümide madal temperatuurioptimum. Nende ensüümid on aktiivsed ka 0 C ümber, samas kui toatemperatuuril need ensüümid pole aktiivsed.
Termofiilid on kohanenud elama kõrgemal temperatuuril kui 60 C. Nende membraan on küllastunud rasvhapete rikas. Ekstremofiilide membraan ei koosne tavapärastest esterlipiididest vaid eetersideme abil ühendatud fütanüülist ja alkoholist. Fütanüülradikaal koosneb küllastunud isopreenide kordustest, kus iga 4. süsiniku küljes on metüüljääk, mis takistab fütanüülradikaali liikuvust ning seega muudab lipiidkihi kõrgel temperatuuril stabiilsemaks. Termofiilsetel arhedel on membraan kahekihiline sarnaselt eubakteritele. Ekstremofiilsetel arhedel on membraan ühekihiline, koosnedes C40 isoprenoid atsüüljääkidest, mis on mõlemalt poolt seotud alkoholiga eetersidemete abil. Arhed ei suuda nii kergesti reageerida temperatuurimuutustele kui eubakterid. Samas on leitud, et Thermoplasma’l ja Sulfolobus solfataricus’el suureneb tetraeetrilises lipiidis tsükleerumine vastusena temperatuuri tõusmisele. Näiteks 40 C juures kasvades on rakumembraanis tsükleerimata : monotsüklilisi : bitsüklilisi tetraeetrilisi lipiide vahekorras 62 : 37 : 1, kuid 60 C juures tõuseb tsükleerunud tetraeetriliste lipiidide osakaal 25 : 50 : 24. Lipiidide tsükleerumine suurendab membraani termostabiilsust.
Vee kättesaadavus
Vesi on solvent , milles on lahustunud eluks vajalikud toitained . Seetõttu on vesi oluline faktor, mis mõjutab bakterite kasvu. Vee kättesaadavus rakkude jaoks sõltub õhuniiskusest või olemasolust lahustes. Vee kättesaadavus bakterite jaoks sõltub vee aktiivsusest (AW) ehk sellest kui palju on vees lahustunud aineid ( soolad , suhkrud jne). Vee aktiivsus on suhtarv, mis leitakse, jagades vesilahuse kohal oleva veeauru osarõhu destilleeritud veeauru rõhuga, mis on mõõdetud samal temperatuuril. Destilleeritud vee AW = 1 ja veemolekule mittesisaldava aine AW = 0. Seega, mida rohkem lahustunud aineid vesi sisaldab, seda vähem saavad bakterid vett kätte. Mikroorganismid suudavad elada keskkonnas, mille AW jääb vahemikku 0,7 – 1,0. Inimese vere AW = 0,99; merevee AW = 0,98; vahtrasiirupi AW = 0,90; põllumajandusmaadel on pinnase AW = 0,9 – 1.
Kuna nende keskkondade, kus bakterid elavad, vesilahuste ainsaks ühiseks soolaks on NaCl, siis väljendatakse bakterite taluvust kättesaadavale veele NaCl vesilahuste kaudu. Bakterid, mis vajavad kasvuks NaCl nimetatakse halofiilideks. Nõrgalt halofiilid vajavad kasvuks 1 – 6% NaCl lahust, keskmised halofiilid 6 – 15% NaCl lahust ning ekstreemsed halofiilid 15 – 30% NaCl lahust. Bakterid, mis suudavad kasvada nõrgas soolalahuses, kuid kõige kiiremini kasvavad soolavabas keskkonnas, nimetatakse halotolerantideks. Kserofiilideks nimetatakse organisme, mis elavad ja kasvavad kuivas keskkonnas ( kuivus on tekkinud vee puudumisest, mitte AW väikesest näitajast).

2. Bakterite ehitus ja rakustruktuuride funktisoonid

Prokarüootide rakk jagatakse tavaliselt kolmeks funktsionaalseks osaks:
1. tsütoplasma, mis koosneb nukleoidist, ribosoomidest ja inklusioonkehadest
2. rakuümbris, mis koosneb tsütoplasmamembraanist, rakukestast ning kapslist
3. jätked, mis on viburid ja mitmesugused piilid
KomponKomponent
Funktsioon
Peamine koostisosa
Tsütoplasma
Tsütoplasmamebraan
Selektiivne barjäär, ainete transport, energia tootmine.
Fosfolipiidid ja valgud
Ribosoomid
Translatsioon
RNA ja valgud
Inklusioonkehad
Sageli toitainete talletamiseks
Varieeruv , süsivesikud, lipiidid , valgud, anorgaanilised ained
Nukleoid
Geneetilise info kandja 
DNA
Plasmiidid
Kromosoomiväline geneetilise info kandja
DNA
Rakuümbris
Periplasma
G(-) bakteritel, metabolism, vahendada substraatide transporti, kemotaksist, sekretsiooni
Annab bakterile plastislisuse
Peptidoglükaan, mitmesugused valgud, substraadid jne
Peptidoglükaan
G(+) võib olla ainuke tsütoplasmast väljaspool olev raku osa.
Kaitse osmoose rõhu vastu, raku terviklikkuse hoidmine.
Peptidoglükaan
Välismembraan
Selektiivne barjäär, kaitse, transport
Fosfolipiidid ja lipopolüsahhariidid, valgud
Vesiikulid
Patogenees , rünnak, kaitse antibiootikumide vastu
Välismembraan + periplasma osised
S-kiht
Kaitse pH šoki vastu, virulentsus , kaitse fagotsütoosi vastu, adhesioon
Peamiselt valgud ja glükoproteiinid
Kapsel
Pinnale kinnitumine; kaitse fagotsütoosi vastu,
Patogenees,
Toitainete varu,
Kaitse kuivamise eest
Tavaliselt polüsahhariidne,
vahel valguline
Jätked
Vibur
Ujumine , voogamine
valgud
Sugupiili
Vajalik DNA ülekandeks konjugatsiooni ajal
valgud
Fimbriad
Pinnale kinnitumine, biolfilmi moodustumine, piili-tõmbumine
Valgud

2.1. Tsütoplasma komponendid

2.1.1. Nukleoid

Prokarüootidel puudub tuum, siiski prokarüootidel on kromosoomne DNA mingil määral pakitud ning seda nimetatakse nukleoidiks. Enamike bakterite kromosoom on tsirkulaarne. Tsirkulaarsele DNA-le on iseloomulik superspiraliseeritud olek, mis lihtsustatult tähendab tsirkulaarsele DNA-le vintide pealekeeramist. Tavaliselt on bakteri DNA negatiivselt superspirali-seeritud, positiivne superspiralisatsioon on iseloomulik ainult spooride DNA-le või lokaalselt vaigistatud DNA-le. DNA superspiralisatsiooni tulemusena pakitakse DNA lingudena 1000 – 10 000 korda kokku. Bakteritel osalevad nn histoonilaadsed valgud ehk nukleoidi moodustavad valgud DNA pakkimisel, et muuta rakus olev kromosoom kompaktsemaks. Arvatakse, et lisaks histoonilaadsetele valkudele aitavad nukleoidi pakkida veel aminorühmadega molekulid (NH2) nagu spermidiin. Nii histoonilaadsed valgud kui spermidiin on positiivselt laetud ning vähendavad DNA negatiivset laengut. Valkude abil pakitakse kromosoom kokku u 1000 linguks. Nukleoidi hulka kuulub veel RNA. Bakteri kromosoom on valkude vahendusel kinnitunud tsütoplasmamebraanile. Kinnitumine abistab kromosoomi segregeerumist tütarrakkudesse.
Kromosoom on bakteritel erineva pikkusega. On täheldatud, et parasiitsetel ja sümbiontsetel bakteritel on väiksem kromosoom kui vabalt elavatel bakteritel. Näiteks
Pseudomonas putida mullabakter 6 181 863 bp 5516 geeni
Escherichia coli soolestiku kommensant 4 639 211 bp 4279 geeni
Helicobacter pylori imetajate mao patogeen 1 667 867 bp 1576 geeni
Mycoplasma genitalium imetajate patogeen 580 074 bp 480 geeni
Kromosoomi struktuur ja pakitus sõltub bakteri kasvukiirusest. Kui E. coli kasvab kiiresti ning rakk sisaldab 4 – 8 kromosoomi, on kromosoomne DNA tugevasti pakitud ning DNA lokaalne super-spiraliseeritus varieerub tugevasti. Samas aeglaselt kasvavates rakkudes, kui bakteris on 1 – 2 kromo-soomi, pole kromosoom tugevalt pakitud ning on suhteliselt struktuuritult üle kogu tsütoplasma.
Kromosoomi tihedus pole rakus ühtlane, vaid väheneb pooluste suunas. Kromosoom on tihedaim keskelt ning hõredaim otstest . DNA kondenseeritus muutub ka rakutsükli jooksul, ühe jagunemise ajal võib toimuda mitu kromosoomi kondenseerumist ja dekondenseerumist. Arvatakse, et replikatsiooni initsieerimisel on E. coli’l kromosoomi origin ja ter-piirkond raku keskel, replikatsioo-ni käigus liiguvad originid bakteri terminustesse ning keskele jäävad ter järjestused, millele järgneb raku jagunemine. Osa baktereid reorganiseerib origini asukoha kahe replikatsiooni vahel, osa mitte. Näiteks E. coli origin liigub kahe replikatsiooni vahel raku keskossa, samas Caulobacter crescentus’el on origin alati ühe pooluse pool.
Lisaks kromosoomsele DNA-le on bakteril veel DNA-sid, mis on keskkonnaga kohanemise seisukohalt olulised – plasmiidid. Üldiselt peetakse plasmiide eluks mittehädavajalikeks. Plasmiidid aitavad koha-neda teatud keskkonnatingimustega ning üldiselt plasmiidid ei sisalda elutegevuseks hädavajalikke geene nagu näiteks ribosoomide geene. Plasmiidi ja kromosoomi mõiste võib olla hägune, sest üle 400 kb suurused plasmiidid sisaldavad ka ribosoomide geene ning pole konjugeeritavad.
Nukleoidi moodustumisel mängivad histoonilaadsed valgud olulist rolli. Need valgud seonduvad DNA-ga kolmel erineval moel: DNA-d painutades, mähkides DNA enda ümber või seondudes korraga kahe-le DNA järjestusele sildu moodustades. Kuna histoonilaadsed valgud seonduvad DNA-ga, siis neil on bakteri jaoks kahetine roll – pakkida DNA-d ning reguleerida geenide transkriptsiooni. Üldiselt on his-toonilaadsed valgud globaalsed transkriptsiooniregulaatorid, kuna nende seondumiskohti on bakteri genoomis palju. Histoonilaadsete valkude hulk pole E. coli’s konstantne , nende ekspressioon sõltub rakkude kasvukiirusest ning sellest johtuvalt on DNA struktuur ka erinev. Eksponentsiaalses kasvufaasis on E. coli’s peamiselt Fis, HU, StpA ja H-NS, statsionaarses kasvufaasis aga: Dps, IHF, HU ja StpA.
Valk
DNA mähkimine
DNA sildade loomine
DNA painu-tamine
Seondumis-järjestus
Molekulmass
Protomeer
HU
+
-
+
AT-rikas
9 kDa
Homo- või hetero -dimeer (HU-HU)
Lrp
AT-rikas
18 kDa
Homodimeer
MukB
Pole teada
175 kDa
Homodiemeer
Fis
+
+
+
AT-rikas
11 kDa
homodimeer
H-NS
-
+
-
AT-rikas
15 kDa
Homodimeer või heterodimeer StpA-ga
IHF
-
-
+
AT-rikas
11 kDa
Heterodimeer (IHF-IHF)
Dps
Pole teada
19 kDa
Monomeer või dodekameer
StpA
AT-rikas
15 kDa
Homodimeer või heterodimeer H-NS-ga
CbpA
Paindunud DNA
33 kDa
Homodimeer või heterodimeer CbpM-ga
CbpB
Paindunud DNA
33 kDa
monomeer
H-NS (inglise keeles histone-like nucleoid-structuring) on mittespetsiifiline transkriptsiooni repressor . H-NS-i homoloogid (sarnase funktsiooniga, järjestus pole sarnane) ja ortoloogid (järjestu-selt sarnased, sama funktsioon) on väga levinud bakterite hulgas. Tõenäoliselt ongi konserveerunud funktsioon siduda DNA-d valguliste sildade abil, mitte aminohappeline järjestus. H-NS seondub superspiraliseeritud DNA-le, tal pole väga tugevalt konserveerunud DNA järjestust, millega valk seonduks. Eelistab AT-rikast järjestust. Aminohappelise sarnasuse tõttu võib moodustada StpA-ga või teiste sarnaste valkudega (plasmiidilt kodeeritud Sfh) heterodimeere. StpA-l on H-NS-le sarnane funktsioon rakus. Arvatakse, et H-NS-i homodimeer ja heterodimeer reguleerivad geene erinevalt.
HU (inglise keeles heat unstable protein ) on heterodimeer, mis koosneb HU ja HU subühikust, mis on omavahel 70% ulatuses identsed. E. coli’s võib HU olla nii homo- kui ka heterodimeerina, mis sõltub raku kasvukiirusest. HU võib multimeriseeruda ning nii mähkida DNA enda ümber kui ka painutada DNA-d. Pseudomonas putida’l on kolm HU subühikut, mis võivad sama moodi moodustada hetero- või homodimeere. P. putida kõigi kolme HU geeni deleteerimine on rakule letaalne , samas kui kasvõi ühe, mistahes geeni, olemasolu tagab bakteri eluvõime. HU seondub DNA-ga mittespetsiifiliselt, kuigi eelistab väändunud DNA-d. DNA-ga seondumisel painutab HU DNA-d ning just DNA painutamise abil võib osaleda geenide transkriptsiooni reguleerimisel. HU painutamise tagajärjel DNA jäikus väheneb ning RNAP saab initsieerida transkriptsiooni (vastupidiselt H-NS-le, mis jäigastab DNA-d). HU on väga oluline histoonilaadne valk, mis osaleb DNA topoloogia kujunemisel.
IHF (inglise keeles integration host factor ) kirjeldati esmakordselt kui faag  järjestus-spetsiifiline rekombinatsiooniks hädavajalik bakteri valk. IHF on HU-le sarnane valk, kuid erinevalt HU-st IHF ei mähi DNA-d enda ümber ning IHF-l on üks tugevamini konserveerunud DNA järjestus, millele IHF seondub. IHF painutab DNA-d kuni 180 kraadi. Koosneb kahest subühikust, millest -subühik on DNA-ga seondumiseks olulisem. Võib esineda homodimeerina, kuid sel juhul on DNA-ga seondumine vähenenud 10 () ja 100 () korda. IHF-i kontsentratsioon tõuseb järsult E. coli kasvu aeglustumise faasis ning püsib kõrgena statsionaarses faasis.
Fis (inglise keeles factor for inversioon stimulation) kirjeldati esmalt kui Salmonella valk, mis inverteerib fim geenide ees promootorala. Fis- tunneb DNA-l suhteliselt hästi konserveerunud järjestust, mis on oma loomult AT-rikas. Fis ekspressioon sõltub E. coli’s väga tugevalt kasvukiirusest. Kui rakud ümber külvata värskele söötmele, siis Fis-i hulk rakus tõuseb järsult väga kõrgele, kuni 100 000 molekuli raku kohta. Eksponentsiaalse kasvufaasi keskel Fis-i hulk rakus väheneb drastiliselt 100 molekulini. Tänu DNA-ga seondumisele osaleb Fis väga paljudes raku funktsioonides, nagu nukleoidi moodustumine kiiresti kasvavates rakkudes, replikatsiooni initsieerimisel oriC -lt, rekombinatsiooni reguleerimisel ning transkriptsiooni reguleerimisel. Fis on E. coli nn kiire kasvu päästik, kuna aktiveerib ribosoomigeenide ekspressiooni. Fis põhjustab kuni 90 kraadise DNA painde ning negatiivse superspiralisatsiooni suurenemist nii lokaalselt kui ka globaalses mastaabis.

2.1.2. Tsütoplasma ja inklusioonkehad

Tsütoplasma on vesikeskkond, kus on bakteritel lahustunud peamiselt kolme tüüpi molekule: makromolekulid nagu ensüümid, mRNA ja tRNA; väikesed molekulid, mis on energia saamiseks või prekursoriteks makromolekulide sünteesimiseks; erinevad anorgaanilised ioonid ja kofaktorid. Tsütoplasmast on leitud peamiselt kolm komponenti: nukleoid, ribosoomid ja inklusioonkehad. Prokarüootide tsütoplasma on rohkem geeljas kui eukarüootidel ning tsütoplasma voolamist bakteritel ei toimu nagu on iseloomulik eukarüootidele.
E. coli tsütoplasma koostis balansseeritud kasvu korral.
Molekul
Protsent kuivmassist
Valgud
RNA
DNA
Fosfolipiidid
Lipopolüsahhariidid
Mureiin
Glükogeen
Väikesed molekulid: metaboliidid, vitamiinid , prekursorid jne
Anorgaanilised ioonid
Kuivmass kokku
55
20,5
3,1
9,1
3,4
2,5
2,5
2,9
1,0
100,0
Inklusioonkehad on tihti bakterite tsütoplasma koostises. Inklusioonkehad on eristatavad graanulid , mis võivad enda alla võtta märgatava osa raku tsütoplasmast. Tavaliselt on inklusioonkehad spetsiifiliste ainete säilitamiseks, nagu glükogeen (glükoosi polümeer), polü-3-hüdroksubuturaat (teatud rasv ). Polüfosfaatide inklusioonkehad sisaldavad PO4. Fototroofilised ja mõned litotroofid sisaldavad väävli inklusioonkehasid.

2.2. Rakuümbrise komponendid

Tavaliselt nimetatakse tsütoplasmamembraanist väljapoole jäävaid rakustruktuure rakukestaks. G(+) on rakukestaks peptidoglükaankiht ja S-kiht. G(-) on rakukest mitmekesisem, siia kuuluvad: periplasma koos peptidoglükaankihiga, välismembraan ja S-kiht. Tavaliselt kapslit ei peeta rakukestaks, vaid on eraldiseisev rakustruktuur. Kuid kõiki rakustruktuure, mis jäävad tsütoplasmamembraanist väljapoole, nimetatakse rakuümbriseks.

2.2.1. Periplasma

G(-) bakteritel on tsütoplasmamembraani ja välismembraani vahel periplasma, mis moodustab umbes 10% raku ruumalast. See on bakteri jaoks äärmiselt aktiivne rakuosa , kus toimub palju ensümaatilisi reaktsioone ja kus asub G(-) bakteritel peptidoglükaankiht. Peptidoglükaan on hüdreeritud olekus ning moodustab geelja massi, mis täidab kahe membraani vahelist ala. Seega periplasma pole tühi ruum, vaid raku oluline komponent , kus saavad valgud vabalt liikuda . Periplasmas asuvad valgud, mis vahendavad substraatide transporti nagu sahhariidid , aminohapped , vitamiinid, ioonid, vahendavad kemotaksist, sekretsiooni või viivad läbi ensümaatilisi reaktsioone, nagu membraanide ja peptidoglükaani biogenees, detoksifikatsioon (-laktamaas, penitsilliini lagundaja ) ja metabolism (DNA lagundamine, lisaks veel proteaase, fosfataase jmt). Spiroheetidel asub vibur periplasmas ning selle endoviburi abil bakter liigub.

2.2.2. Peptidoglükaan

Bakterid jaotatakse kaheks (kolmeks) suureks grupiks vastavalt sellele, kuidas rakud värvuvad Grami väljatöötatud metoodika järgi. Rakke värvitakse kristallvioletiga, rakke pestakse ning värvitakse uuesti safraniiniga. Kristallviolett on violetne värvaine ning raku värvumine sõltub peptidoglükaankihi paksusest. Gram -postiivsetel on peptidoglükaankiht nii paks, et kristallvioletile järgneva pesemisega värvainet välja ei pese. Gram-negatiivsed on õhukese peptidoglükaankihiga ning pesemisel tuleb kristallviolett rakust välja ning bakterid värvuvad safraniiniga värvides roosaks. On olemas ka kolmas rühm baktereid – Gram-varieeruvad, need on bakterid, mida ei saa kindlalt paigutada ühte või teise rühma nagu näiteks arhed.
Peptidoglükaan on eubakteritele omane rakuosa. G(+) võib peptidoglükaan olla raku kõige välimine osa, G(-) bakteritel on peptidoglükaani kiht õhem ning on periplasma osa (kahe membraani vahel). Arhedel on pseudomureiinkiht tsütoplasmamembraanist väljaspool, mis on peptidoglükaankihiga sarnase ülesandega – kaitsta rakku lüüsumast tugeva osmootse rõhu pärast.
Peptidoglükaan on lineaarne polümeer, kus korduvad -1,4-N-atsetüülglükoosamiini (NAG) ja N-atsetüülmuraamhappe (NAM) jäägid. NAM ja NAG on omavahel seotud -1,4-glükosiidsidemega. Muraamhappe karboksüülrühma kaudu on sahhariidne kiht seotud peptidoglükaani peptiidse kihiga , moodustades tugeva ja elastse võrgustiku, mis katab bakterit . Peptidoglükaani koostis on bakteriti erinev, kuid põhiolemuselt on ehitus sarnane. G(+) on peptidoglükaankiht väga paks (15 – 80 nm), koosnedes mitmest peptidoglükaankihist. G(-) on peptidoglükaan tunduvalt õhem (10 nm), tavaliselt ainult üks peptidoglükaankiht. Samas G(-) bakterite rakuümbrisesse kuulub veel välismembraan, mis annab bakteritele lisakaitse. Joonisel on toodud G(+) Staphylococcus aureus’e peptidoglükaan.
Peptidoglükaan sünteesitakse kokku periplasmas ning sellest võtavad osa mitmed ensüümid nagu transglükolüsaasid, transpeptidaasid, karboksüpeptidaasid. Penitisilliin ja teised -laktaamid pärsivad transpeptidaasi ja karboksüpeptidaasi tööd ning blokeerivad peptidoglükaani sünteesi. Seega toime on passiivne. Lüsotsüüm on ensüüm, mis lõikab NAG ja NAM-i vahelisi -1,4-glükosiidsidemeid ning lagundab aktiivselt peptidoglükaani. Lüsotsüümi sisaldavad loomsed seerumid, sekreedid (nt pisarad ), fagotsütootilised lüsosoomid. Sellega kaitsevad hulkraksed organismid ennast patogeensete bakterite eest. Lüsotsüümile on eriti tundlikud G(+) bakterid, G(-) on vähem tundlikud, sest neil kaitseb peptidoglükaankihti välismembraan.
G(+) bakteritel on peptidoglükaankihiga seotud teihhuuhapped. Teihhuuhapped on lineaarsed glütserooli või ribitooli polümeerid, mis on fosfaatrühmade abil polümeriseeritud (fosfodiestersideme abil) ning millel võivad olla aminohappe- või sahhariidrühmad. Teihhuuhapped on kovalentselt seotud peptidoglükaaniga ning nad ulatuvad peptidoglükaankihist läbi. Lipoteihhuuhapped on rashvappelise radikaaliga ja ankurdatud tsütoplasmamembraani.
Teihhuuhapete funktsiooni pole teada. Arvatakse, et teihhuuhapped on vajalikud nn ioonkanalite loomiseks. Teihhuuhapped loovad positiivse ioonkanali, mis aitab anioonidel läbida peptidoglükaankihti. Teise hüpoteesi kohaselt on teihhuuhapped struktuurüksusteks, mis aitab stabiliseerida muraamhappeid ning sünteesida peptidoglükaani. Looduslikes tingimustes on teihhuuhapped G(+) bakteritele hädavajalikud.

2.2.3. S-kiht

S-kiht (inglise keeles surface layer) rakkude välimine kiht, mis on kapsliga võrreldes suhteliselt õhuke. S-kihti on võimelised sünteesima enamik baktereid ning see koosneb valkude või glükoproteiinide subühikutest, mis moodustavad kristallilise struktuuri. S-kiht asub G(+) bakteritel peptidoglükaankihist väljaspool ning valgud on sukeldunud peptiidoglükaani. G(-) bakteritel on S-kihi valgud seotud välismembraani lipopolüsahhariididega. S-kiht võib olla nii G(-), G(+) kui ka arhedel.
S-kiht koosneb tavaliselt ühe valgu monomeeridest, kuid mõnikord on S-kiht varieeruvam. Näiteks Clostridium dificile ja Bacillus anthracis ’e S-kiht koosneb kahest erinevast valgust. S-kihi valgud koosnevad tihti happelistest ja hüdrofoobsetest aminohapetest. Lüsiin on positiivse laenguga aminohapetest sagedaseim. S-kihi valkudes on vähe S-S sildu moodustavaid aminohappeid nagu metioniin ja tsüsteiin.
S- kihil arvatakse olevat mitu funktsiooni: kaitseb rakku keskkonnategurite järsu muutuste vastu, nt pH-šoki vastu ja fagotsütoosi vastu. Näiteks E. coli kaitseb ennast S-kihiga nn bakterkiskja eest. S-kihiga on seotud bakterite virulentsus. S-kiht annab rakule veel ühe kaitsekihi ning hüdrofoobsuse tõttu on tihti kasutatav adhesiooniks. Näiteks inimese patogeen Campylobacter fetus’e (G(-) bakter) S-kiht koosneb SapA valgust ning katab bakteri välismembraani lipopolüsahhariidide kihi, mis on väga antigeenne. Kui inimese immuunsüsteem tunneb SapA ära, vahetab bakter S-kihti toodetavat SapA-d teise variandi vastu, mida immuunsüsteem ei tunne.

2.2.4. Kapsel

Enamikul prokarüootidest on rakukestast väljaspool veel polüsahhariididest või polüpeptiididest kiht, mida on võimalik mikroskoobiga eristada. Kapslite funktsioonid: adhesiooni vahendamine ning biofilmi moodustamine, kaitse fagotsütoosi vastu ja antimikroobsete ainete vastu, kaitseb kuivamise eest; kui baktereid kasvatada sahhariididerikkas söötmes, siis bakterid võivad sahhariide talletada kapslis polümeeridena.
Bakter
Kapsli koostis
Subühik
G(+)
Bacillus anthracis
Polüpeptiid
D-glutamiinhape
Bacillus megaterium
Polüpeptiid ja polüsahhariid
D-glutamiinhape, aminosahhariidid ja sahhariidid
Streptococcus mutans
Polüsahhariid
Glükoos (dektraan)
Streptococcus pneumoniae
Polüsahharidi
Sahhariidid, aminosahhariiddi, uroonhapped
G(-)
Acetobacter xylinum
Polüsahhariid
Glükoos ( tselluloos )
Escherichia coli
Polüsahhariid
Glükoos, galaktoos , fukoos
Pseudomonas aeruginosa
Polüsahhariid
Manuroonhape
Azotobacter vinelandii
Polüsahhariid
Glukuroonhape
Agrobacterium tumefaciens
Polüsahhariid
Glükoos
Biofilmi moodustamiseks on kapsel hädavajalik. Kapsli abil bakter kinnitub pinnale ning moodustab enda ümber kaitsva limakihi, mis on suhteliselt kemoresistentne, hoiab vett ning kaitseb vaenlaste eest. Streptococcus pneumoniae’l kaitseb kapsel bakterit makrofaagide fagotsütoosi eest. Bacillus anthracis’el (katkutekitaja) kaitseb kapsel bakterit lüsosoomis lüsotsüümide eest.

2.2.5. Välismembraani vesiikulid

G(-) bakteritel on kaks membraani, lisaks tsütoplasmamembraanile ümbritseb peptidoglükaankihti veel välismembraan, mis võib olla rakkudel kõige välimiseks rakuosaks, mis lahutab bakterit keskkonnast. Kuna välismembraan on liikuv rakuosa, siis võib välismembraan välja sopistuda ning moodustuda vesiikuleid. Vesiikulid on 50 – 250 nm läbimõõduga sfäärilised kaksikkihilise membraaniga struktuurid , mis võivad sisaldada mitmesuguseid osiseid periplasmast.
Välismembraani vesiikuleid on võimelised moodustama kõik G(-) bakterid ning kasutama seda kui alternatiivset sekretsioonimehhanismi. Vesiikuleid on kasutatud meditsiinis sisestamaks vajalikke aineid bakteritesse või eukarüootide rakkudesse.
G(-) bakterid on võimelised eritama vesiikuleid nii planktilises eluvormis kui biofilmis elades , nii vedelsöötmes või tahkel söötmel kasvades, nii tehistingimustes kasvatades kui ka looduslikes tingimustes elades. Membraanivesiikulid on bakteritele olulised eukarüoodi ründamisel, nõrkade bakterite tapmiseks, saamaks kätte toitaineid ning lähedalolevate bakterite abistamiseks . Patogeensus. Pseudomonas aeruginosa, bakter, mis on oluline tsüstilise fibroosi haigete kopsupatogeen, membraanivesiikulid võivad sisaldada proteaase, fosfolipaas C-d, aluselist fosfataasi ja autolüsiine, samuti proelastaasi ( elastaas , oluline ekstratsellulaarne proteaas , mis põhjustab kahjustusi kudedes, lõikab immuunoglobuliine, tsütokiine jt olulisi immuunvastuse valke), mis on patogeneesis olulised. Proelastaani sisaldamine membraanivesiikulites oli tõestuseks, et vesiikulid haaravad kaasa periplasmast komponente, sest proelastaan lõigatakse alles välismembraanis elastaaniks, mis on küps valk. P. aeruginosa’le lisaks on välismembraani vesiikulid olulised Proteus mirabilis (neerukahjustused), Serratia marcescens (haavandite patogeen), Vibrio spp, Borrelia spp ( borrelioos ) ja enterotoksilised E. coli vormid kasutavad sama moodi välismembraani vesiikuleid patogeneesiks vajalike valkude transpordiks peremehe rakku. Sekreteerides valke rakust välja suudab peremeesorganism kiiresti need kahjutuks teha, kuid membraan kaitseb bakteri patogeneesiks vajalikke valke antibiootikumide ja proteaaside eest.
Toitainete kättesaamine
G(-) bakterite periplasmas on alati autolüsiine ja penitsilliiniga seonduvat valku, mis on olulised peptidoglükaani reorganiseerimiseks, kui bakter kasvab. P. aeruginosa’l on periplasmas 11 erinevat autolüsiini, millest olulisim on 26 kDa raskune peptidoglükaani hüdrolaas PGase. Bakteril endal pole PGase peptidoglükaani reorganiseerimisel eriti oluline, sest valk pakitakse vesiikulitesse. Selle valgu abil lüüsib P. aeruginosa teisi baktereid, mis kasvavad aeglaselt või on stressis . Vesiikulid atakeerivad nii G(+) kui ka G(-) baktereid, kuid ründemehhanism on pisut erinev. Rünnatava bakteri vastupidavus P. aeruginosa vesiikulites olevale PGasele sõltub peptidoglükaani tüübist, mida sarnasem see on P. aeruginosa’le seda paremini PGase seda lagundab.
G(+) bakterite puhul vesiikul plahvatab peptidoglükaankihi peal ning vabanenud hüdrolaas hakkab kohe peptidoglükaankihti lagundama. PGase suudab G(+) bakteri peptidoglükaankihti lagundada ka siis, kui bakteril on peptidoglükaankihi peal veel S-kiht. Hüdrolaas tungib S- kihist läbi ning jõuab peptidoglükaankihini.
G(-) bakterite korral sulandub membraanivesiikul bakteri välismembraani ning vabastab vesii-kuli sisu sihtmärkbakteri periplasmasse. PGase vabaneb otse bakteri peptidoglükaanikihi juurde ning on võimeline preiplasmas vabalt difundeeruma. Selle tõttu võib hüdrolaas lagundada peptidoglükaa-ni mitmest kohast ning fragmenteerunud peptidoglükaani tõttu bakter võib lõhkeda. Kui sihtmärk-bakter on kiiresti kasvav ja jagunev, see tähendab bakteri metaboolne aktiivsus on kõrge, siis vesiikulitest pärit PGase ei suuda rakku lüüsida, kuna sihtmärktrakk parandab tekkinud kahjustused kiiresti. Rakkude jagunedes PGase hulk tütarrakkude periplasmas väheneb jagunemise tõttu ning lõpuks on PGase hulk bakteri järglasrakkude periplasmas tühine. Stressis bakterid või näljas, millel on metabolism aeglane, ennast kaitsta ei suuda, ning vesiikulitest pärit hüdrolaas tapab bakteri.
Naaberbakteri abistamine
P. aeruginosa ekspresserib kromosomaalselt geenilt -laktamaasi, mis teeb selle bakteri suhteliselt tundetuks penitsilliini tüüpi antibiootikumidele . Bakter on võimeline pakkima -laktamaasi vesiikulitesse. Naaberbakter, millel pole -laktamaasi, saab selle P. aeruginosa’lt vesiikulite abil ning omandab epigeneetiliselt -laktaam-tüüpi antibiootikumidele resistentsuse . Neisseria gonorrhoeae (gonorröa tekitaja ) on võimeline üle kandma plasmiide, mis kannavad antibiootikumiresistentsus-geene välismembraani vesiikulite abil. Seega vesiikulid võivad vahendada horisontaalset geeni-ülekannet. Vesiikulid võivad olla olulised ka antibiootikumide kontsentratsiooni alandamisel. Kuna välismembraan sisaldab väga palju poriine, mis lasevad antibiootikume periplasmasse, siis vesiikulid, mille membraanis on samad poriinid , tõmbavad osa antibiootikumist endasse, hajutades ja vähenda-des antibiootikumide mõju rakkudele. Kui vesiikulid sisaldavad veel -laktamaase, siis vesiikuli sees lagundatakse antibiootikum ning antibiootikumi kontsentratsioon bakteri ümber langeb kiiremini.
Gentamütsiiniga kokkupuutumisel suurendab P. aeruginosa vesiikulite tootmist kolm korda, püüdes antibiootikumi vesiikulitesse lõksu. Kuigi antibiootikumi kontsentratsioon keskkonnas langeb tunduvalt, võivad need vesiikulid (mis endas kannavad gentamütsiini) olla bakterile ohtlikud, sest vesiikul võib sulanduda bakteri membraani tagasi. Seda on kasutatud meditsiinis. Näiteks endopato-geenide korral on bakter eukarüoodi rakus sees. Sellisel juhul on antibiootikumide jõudmine bakterini raskendatud, kuna eukarüoodi membraan erineb G(-) bakteri välismembraanist ning antibiootikumi sisenemine rakku on halvenenud. Vesiikulite abil on võimalik viia bakterite kasvu pärssivaid aineid otse eukarüooti.

3. Bakterite membraanid

3.1. Tsütoplasmamembraan

Tsütoplasmamembraan ehk plasmamembraan on bakteritel kõige liikuvam rakustruktuur, mille peamiseks funktsiooniks on olla selektiivseks barjääriks tsütoplasma ja keskkonna vahel. Tsütoplasmamembraani abil reguleerib rakk ainete liikumist rakku ja rakust välja. Bakterite tsütoplasmamembraan laseb difusiooni abil läbi laenguta aineid, mis kaaluvad kuni 100 Da. Vesi ja molekulaarne hapnik difundeeruvad samuti läbi membraani. Tsütoplasmamembraan ei lase läbi laenguga ioone või aineid, mis on raskemad kui 100 Da. Näiteks H+, OH-, K+ ja Na+ ioonide difundeerumine läbi tsütoplasmamembraani on takistatud.
Bakteri membraan koosneb tavaliselt 40% ulatuses fosfolipiididest ja 60% ulatuses valkudest. Fosfolipiidid on amfoteersed molekulid (vastavalt tingimustele, käituvad kas happena või alusena ), millel on polaarne hüdrofiilne „pea“ ning estersidemetega seotud kaks mittepolaarset ehk hüdrofoobset rasvhappejääki. Tsütoplasmamembraan on veekeskkonnas kahekihilisena nii, et polaarsed pead jäävad membraani väliskülgedele ning hüdrofoobsed rasvhapped membraani keskele. Valgud võivad olla erineval moel membraani sukeldunud või ainult seotud membraani pinnaga sõltuvalt valgust. Lipoproteiinidel on lipiidne saba, mille abil valk kinnitub membraanile, ise membraani sukeldumata.
Tsütoplasmamembraan on voolav ning sellest johtuvalt saavad valgud membraanis ringi liikuda. Mõõtes membraanide viskoossust, on leitud, et membraanid on sama voolavad kui õlid toatemperatuuril. Membraani viskoossus on oluline membraani funktsioneerimiseks ning bakterid kasutavad viskoossuse reguleerimiseks mitmeid mehhanisme , millest üks on küllastumata rasvhapete isomerisatsioon. Erinevalt eukarüootidest ei sisalda eubakterite tsütoplasmamembraanid steroole (kolesterooli) ning koosneb küllastunud või monoküllastumata rasvhapetest. Kuna eukarüoodid on suuremad rakud kui prokarüoodid ning eukarüootidel puudub rakukest, siis peavad eukarüoodid muutma tsütoplasmamembraani steroolide abil jäigemaks.
Bakteritel pole rakusiseseid organelle, sellest johtuvalt on tsütoplasmamembraanil mitu elutegevuseks tähtsat funktsiooni:
1. barjäär (osmoregulatsioon, prootonite liikumapanev jõud, ainete difundeerumise regulatsioon)
2. energia genereerimine (elektronide transpordiahel, ATP süntees ning fotosünteetilised kromofoorid on sukeldunud tsütoplasma membraani)
3. transport (nii valkude kui mitmesuguste anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete transport)
4. keskkonnast signaalide vastuvõtt (mitmed sensorid on tsütoplasmamembraanis, mis tunnetavad rakuväliste signaalmolekulide kontsentratsiooni)
5. metabolism (mitmed ensüümid, mida kasutatakse metabolismiks , on tsütoplasmamembraanis- rakukesta süntees, membraani süntees, DNA replikatsioon, CO2 fikseerimine, glükolüüsi transport ja fosforüülimine jne)
6. DNA replikatsiooni koordineerimine (ja rakujagunemise kontroll septumi moodustumise teel)
7. kemotaksis (nii ainete tunnetamine kui liikumine)
Membraan barjäärina
Membraani kõige olulisem funktsioon on kontrollida ainete liikumist rakku. Laenguga ained ning 100 Da raskemad ained transporditakse rakku. On kolm transpordi tüüpi: uniport – ained liiguvad ainult ühes suunas, sümport – kaks ainet transporditakse samaaegselt ühes suunas, antiport – kaks ainet transporditakse samal ajal vastassuunaliselt.
Bakteritel on mitmeid transportsüsteemide tüüpe, mille abil ained rakku või rakust välja transporditakse. Bakteril on neli transportsüsteemi, mis on valkude ehk transporterite abil vahendatud. Transportsüsteem võib koosneda ainult ühest või mitmest valgust, mis transpordivad aineid membraani ühelt poolt teisele poole. Transportsüsteeme iseloomustab substraadispetsiifilisus. Mõni transporter võib transportida struktuurselt sarnaseid aineid, kuigi peamisele ainele on suurem spetsiifilisus. Enamik bakteri transportsüsteeme transpordivad suhkruid, aminohappeid, katioone või anioone , mis on bakterile olulised toitained.
Soodustatud difusiooni süsteeme esineb bakteritel transportsüsteemidest kõige vähem. Need süsteemid soodustavad ainete difusiooni ega kasuta energiat. Moodustavad membraani kanali, mis spetsiifiliselt transpordib substraati aine madalama kontsentratsiooni poole nii kaua kuni saabub kontsentratsioonide tasakaal. Tuntuim on E. coli glütserooli uniporter GlpF. On ka teistsuguseid soodustatud difusiooni transportereid, mis sulgevad nn kanali. Näiteks vee transporti vahendav AqpZ laseb veel difundeeruda nii rakku kui rakust välja järsu osmootse rõhu korral. AqpZ laseb difundeeruda ainult veel ning selektiivselt välistab H+ ja teised katioonid, kuna poori sisekülg on positiivselt laetud. AqpZ on homotetrameerne valk, mis on osmoosiga suletav. Kui raku siserõhk läheb liiga suureks või vastupidi liiga väikeseks, siis tsütoplasmamembraani lipiidkihi paksuse muutumise tulemusena muutub AqpZ konformatsioon hüdrofoobsete jõudude abil.
Tavaliselt on bakteritel oluliseks probleemiks, kuidas aineid transportida vastu kontsentratsioonigradienti. Selleks kasutatakse aktiivtransporti.
Ioontransporterid kasutavad ainete rakku transportimiseks energiat ning tavaliselt saadakse vajalik energia prootongradiendist. See tähendab, aine transportimiseks viiakse koos substraadiga rakku ka H+. Prootongradient taastatakse hingamisahelaga. Näiteks E. coli laktoosi transporter LacY kasutab prootonit laktoosi transportimiseks rakku.
ABC-tüüpi (inglise keeles on kasutusel kaks varianti ATP-binging cassette või antigen-binding cassette) transporterid koosnevad mitmest valgust. Näiteks E. coli’s on maltoosi jaoks ABC-tüüpi transporter, mis kulutab maltoosi transpordiks ATP energiat. ABC-transporterid koosnevad kolmest osast: periplasmas on substraati siduv valk ( MalE ), mis annab substraadi edasi membraanivalkudele, mis tegelikult transpordivad substraati (MalFG), ning kolmanda osana on membraani tsütoplasma-poolses osas ATPaasid ( MalK ), mis genereerivad transpordiks vajaliku energia ATP hüdrolüüsiga. ABC-transportereid iseloomustab väga kõrge substraadispetsiifilisus. Substraadiga seonduvad ABC-transportsüsteemi valgud võivad periplasmas ringi liikuda ning seonduda substraadiga isegi siis, kui substraadi kontsentratsioon on 1 M (1 x 10-6 M). G(+) bakteritel on sarnane transportsüsteem samuti olemas, kuid erinevalt G(-) bakteritest pole neil periplasmat ning substraati siduv valk on lipoproteiin ning ankurdunud membraani. Prokarüootidest on leitud üle 200 erineva ABC-transporteri.
Modifitseerivad transporterid on transporterid, mis substraadi transportimise ajal modifit-seerivad substraati. Näiteks E. coli glükoosi transportersüsteem PTS (inglise keeles phosphotrans-ferase system), mis fosforüülib glükoosi rakku transportimisel. Modifitseerivad transporterid koosnevad mitmest valgust. Näiteks PTS koosneb 5 valgust, millest 2 (EI, HPr) on mittespetsiifilised ja ülejäänud 3 (EIIA, EIIB, EIIC) spetsiifilised glükoosi transportimiseks. PTS on bakterites palju, ning nende abil transpordivad bakterid rakku peale glükoosi veel mannoosi, fruktoosi ja tsellubioosi. Kõigil neil PTS tüüpi transportsüsteemidel on oluline fosforüülimine ning fosfor saadakse PEP-lt (fosfoenoolpüruvaat) ning valgud fosforüülivad üksteist jadamisi kuni fosfor jõuab membraanivalguni (EIIC), mis substraadi transportimise käigus fosforüülib substraadi. Ensüüm EI on esimene, mis võtab PEP-lt fosforjäägi ning fosforüülib HPr (inglise keeles heat-stable protein). Need kaks ensüümi võivad fosforüülida mitmeid PTS tüüpi transportsüsteeme. HPr fosforüülib EIIA (inglise keeles enzyme IIA), mis on muuhulgas väga oluline regulaatorvalk koordineeritud metabolismi regulaatorina. EIIA fosforüülib EIIB, mis omakorda EIIC. EIIC on glükoosi tegelik transporter E. coli’s.
Omadus
PD
VD
IT
ABCT
MT
Valkudega vahendatud 
Kontsentratsiooni vastu transport
NA
Substraadi septsiifilisus
energia päritolu
PMF 
ATP
PEP
Substraadi modifitseerimine
PD – passiivne difusioon
VD – vahendatud difusioon
IT – ioontransporterid
ABCT – ABC- transporterid
MT – modifitseerivad transporterid

3.2. G(-) bakterite välismembraan

G(-) bakteritel on tsütoplasmamembraanile lisaks veel välismembraan, mis koosneb peale fosfolipiidide veel lipopolüsahhariididest, st lipiididele on liidetud polüsahhariidid. See on teine lipiidne kaksikkiht raku ümber. Kuna selles membraanis on palju lipopolüsahhariide, siis kutsutakse tihti seda membraani ka LPS-kihiks. LPS-d on alati välismembraani välisküljel. Välismembraani siseküljel on sukeldunud lipoproteiinid , mis ankurdavad välismembraani peptidoglükaankihi külge. Sarnaselt sisemembraanile on ka välismembraani sukeldunud palju valke. Välismembraani sisekülg koosneb ainult fosfolipiididest ning sarnaselt tsütoplasmamembraanile on selle koostis järgmine: 80% fosfatidüületanoolamiine, 15% fosfatidüülglütseroole ja 5% kardiolipiine.
LPS on äärmiselt tugev antigeen imetajate immuunsüsteemile ning seetõttu nimetatakse LPS-e ka endotoksiinideks. LPS-ga seonduvad immuunrakkude retseptorid ning põhjustavad ägedat immuun -vastust. Üheks imetajate rakkude vastuseks on superoksiidide purse, mis põhjustab eukarüootide enda rakkude surma. LPS on ka eksogeenne pürogeen ehk palavikutekitaja ning põhjustab vaheühen-dite teket, mis põhjustavad septilist šokki inimesel. Inimene on LPS-dele teistest imetajatest tundli-kum, näiteks 1 g LPS-i 1 kg kehamassi kohta põhjustab inimesel šoki, samas kui hiired suudavad taluda isegi doosi 1 mg/1kg kohta. LPS-i O-antigeenne osa on kõige varieeruvam ja ka kõige antigeensem. G(-) bakter Neisseria gonorrhoeae on võimeline patogeneesi ajal oma O-antigeenset koostist muutma ning „kõrvale hiilima“ immuunvastusest. Bakter teeb seda faasivariatsiooni abil, mille käigus bakter muudab O-antigeenide sünteesi eest vastutavaid geene sarnaselt süsteemiga, mida inimene kasutab antikehade varieeruvuse tekitamiseks.
Lipopolüsahhariidide sahhariidse osa võib jagada põhimõtteliselt kaheks: polüsahhariidne südamik ( core -polüsahhariid) ja O-antigeen. Salmonella polüsahhariidse südamiku osa koosneb ketodeoksüoktonaatidest (KDO), heptoosidest, heksoosidest (glükoos, galaktoos) ja N-atsetüül-glükoosamiinist. Tuum-polüsahhariididid on kovalentselt seotud O-antigeeniga, mis koosneb tavaliselt galaktoosist, glükoosist, ramnoosist ja mannoosist (heptoosidest) ja ühest või mitmest dideoksüsahhariidist. O-antigeen koosneb 4 – 5 sahhariidsest kordusest, mis on tihti harunenud. O-antigeenne osa on väga varieeruv, näiteks E. coli’l on teada üle 160 erineva O-antigeeni.
Lipopolüsahhariidi lipiidset osa nimetatakse lipiid A-ks, mis pole glütseroolne lipiid vaid estersidemete abil seotud N-atsetüülglükoosamiin fosfaadiga. LPS-l on molekuli kohta rohkem rasvhappeid kui fosfolipiididel ning sellest johtuvalt on välismembraani rasvhapete vahel rohkem hüdrofoobseid sidemeid naabermolekuliga, mis teeb välismembraani tihkemaks ning suurendab membraanis hüdrofoobset keskkonda. Enterobakteritel on LPS väline kiht stabiliseeritud Mg2+ ja Ca2+-ioonidega, mis neutraliseerivad lipiid-A fosfaatide negatiivseid laenguid ning stabiliseerivad polüsahhariidide jääke. Lisaks koosneb enterobakterite lipiid-A küllastunud rasvhapetest, mis muudab membraani veel jäigemaks.
EDTA abil on võimalik muuta bakterite välismembraani ning seeläbi muuta G(-) bakterid tundlikumaks mitmesugustele ainetele , mis enne EDTA-ga töötlemist poleks välismembraani läbinud. EDTA seob LPS-e stabiliseerivad kahevalentsed katioonid ning LPS-molekulid vabanevad keskkonda. Bakter kompenseerib kaotsi läinud LPS-d fosfolipiididega ning tekkinud fosfolipiidne kaksikkiht on viskoossem ning toksiinidele lihtsamini läbitav. Kui bakterid toodavad lühemat LPS-i, millel puudub O-antigeen (nn kare LPS), siis bakterid moodustavad karedad kolooniad , mis on tundlikumad hüdrofoobsetele toksiinidele kui tervikliku LPS-ga bakterid, mis moodustavad sileda koloonia.
LPS-kihi tähtsus
LPS-kiht moodustab rakule polümeerse hüdrofiilse kihi, mille abil G(-) bakterid kaitsevad ennast mitmesuguste hüdrofoobsete detergentide ja antibiootikumide eest. See on tõenäoliselt üks põhjus, miks G(-) bakterid on mõne aine suhtes resistentsemad kui G(+) bakterid. Välismembraanil on sisemembraanile sarnane selektiivse barjääri tähtsus. Hüdrofiilsed kuni 600 Da raskused ained difundeeruvad väga lihtsalt läbi välismembraani, kasutades mittespetsiifilisi valgulisi kanaleid , mida kutsutakse poorideks. Vitamiinid ja Fe-kelaadid läbivad välismembraani mööda spetsiifilisi kanaleid. Kuna lipopolüsahhariidid on väga tugevad antigeenid imetajate immuunsüsteemile, siis bakterid varieerivad LPS-kihti. Patogeenid, nagu Neisseria meningitidis ja Gonococcus spp muudavad oma LPS välimise kihi koostist nii, et need sarnanevad erütrotsüütide ABH glükolipiididele ning pääsevad sedasi inimese immuunvastusest.
Lipopolüsahhariidide biosüntees E. coli’s
LPS sünteesitakse tsütoplasmamembraanis ning translokeeritakse välismembraani. See on ühesuunaline transport. LPS-i kõik komponendid (polüsahhariidide südamik, O-antigeen ning lipiid-A) sünteesitakse tsütoplasmamembraani rakupoolses kihis, kus lipiid-A ja polüsahhariidi südamik ka ligeeritakse, tekib nn kare LPS. Kare LPS ja O-antigeen transporditakse eraldi tsütoplasmamembraanist tsütoplasmaatiliselt küljelt periplasmaatilisele küljele ning seejärel liidetakse kokku terviklikuks LPS-ks. Karedat LPS-i transpordib ABC-transporter MsbA ning O-antigeeni Wzx (Wza) flipaas. Laborites laialt kasutatavad E. coli tüved, mis on põlvenud tüvest K-12 ei suuda O-antigeeni transportida, sest neil on flipaas defektne . Periplasmapoolsel tsütoplasmamembraani küljel liidab LPS-i kaks osa kokku ligaas WaaL. Seejärel LPS transporditakse ABC-tüüpi Lpt (inglise keeles LPS transport) transporteriga välismembraani.
Lpt koosneb kolmest osast: tsütoplasmamembraanis olev ABC-transportsüsteem, mis koosneb LptB, LptF, LptG ja LptC valkudest; periplasmas olevast LptA-st ja välismembraaniga seotud valkudest LptE ja LptD-st.
LptD on hädavajalik, et LPS-d jõuaks välismembraanile, kui bakteril puudub LptD, siis LPS-d akumuleeruvad periplasmasse. LptA ja LptB on vajalikud periplasmas LPS-ide transpordiks. Nende puudumisel LPS-d akumuleeruvad tsütoplasmamembraani. Kuna LptB on tsütoplasmaatiline nukleotiide siduv valk, siis arvatakse, et LptB hüdrolüüsib ATP-d ning genereerib energiat LPT-de transportimiseks välismembraanile. LptA transpordib LPT välismembraanile, kuid pole teada, kas LptA liigub periplasmas tsütoplasma- ja välismembraani vahel edasi tagasi või polümeriseerub periplasmas nii, et Lpt moodustab periplasmat läbiva kompleksi. LptFG ja C on tsütoplasmasse sukeldunud valgud, mis on vajalikud LPT-de transpordiks, ilma nende valkudeta ABC-transporter ei tööta.
Siiski pole täpseid tõendeid peale transporterite asukoha, kuidas Lpt-süsteem on kokku pandud. Kindlasti MsbA pole ülejäänud Lpt-ga seotud. Ükskõik millise Lpt valgu geeni deleteerimine päädib LPS-de akumuleerumisega tsütoplasmamembraani välisküljele. Ainult MsbA geeni deleteerimise korral akumuleeruvad LPS-d tsütoplasmamembraani siseküljele.
Välismembraani valgud
Välismembraan sisaldab väga palju erinevaid valke, neist mõnda on väga suures hulgas. Näiteks mureiin lipoproteiini Lpp, OmpA-d ja üldiseid diffusioonipoore on raku kohta 105 molekuli. Lpp on lipoproteiin, mis lipiididse osaga on välismembraaniseoseline, samas kui umbes 1/3 Lpp valkudest on kovalentselt seotud peptidoglükaanikihiga. Lpp vastutab raku terviklikkuse eest, Lpp puudumisel moodustuvad välismembraani vesiikulid ning periplasmaatilised valgud lekivad keskkonda. OmpA on samuti oluline välismembraani valk, mis hoiab bakteri kuju. Lisaks sellele on OmpA poore moodustav valk, kuigi nende pooride läbilaskvus on väga halb. OmpA-l on kaks vormi, tavaliselt on OmpA monomeerina välismembraanis ning nn suletud vormina. Samas oligomeerne OmpA vorm, mida on välismembraanil vähem, moodustab suuri poore, mis lasevad ainetel läbida välismembraani difusiooni abil.
Poriinid. G(-) bakterite välismembraanist on leitud palju erinevaid poriine. Poriinid on valgud, mille keskel on moodustunud kanal , mille kaudu liiguvad keskkonnast hüdrofiilsed ained tsütoplasmasse. Poriinide kanalid on suletavad, seega ainete difusioon on reguleeritav. Kuigi palju poriine laseb suhteliselt mitteselektiivselt vees lahustunud ained periplasmasse, siis on olemas spetsiifilisi poriine, mis vahendavad vitamiini B12, raua või maltoosi liikumist periplasmasse. Poriinid võivad aineid läbi lasta ka suuruse järgi. Näiteks OmpF ja OmpC lasevad difundeeruda katioonidel, mis on kergemad kui 600 Da. Poriinide funktsionaalsus ning ekspressioon sõltub kasvutingimustest.
Välismembraan ei lase hüdrofoobsetel ainetel ega suure molekulmassiga ainetel vabalt difundeeruda periplasmasse. Vajalike ainete transportimiseks on bakteritel spetsiifilised transportsüsteemid või poriinid välismembraanis.
Laenguta väikese molekulmassiga ained, nagu O2, CO2, NH3, H2O difundeeruvad takistusteta läbi välis- ja tsütoplasmamembraani. Siiski mõnikord on vaja vee transporti reguleerida.
Välismembraani valk
Funktsioon
OmpA
Välismembraani stabiliseerimine , oluline konjugatsioonil
Lpp
Välismembraanis kõige enam esindatud valk, kinnitab välismembraani peptidoglükaanile, stabiliseerib raku
LamB
Maltoosispetsiifiline poriin, - faagi kinnitumine
OmpF, OmpC
Väikese massiga katioonide difusioon
PhoE
Anioonide difusioon, aktiveeritakse P-limitatsioonil
TonB
Siderofooridega vahendatud Fe-transport
E. coli tüüpilised välismembraani valgud on OmpF, PhoE ja OmpC, mis moodustavad -tünne ning on trimeersed poriinid, seest hüdrofiilsed. Nende valkude poriinis on spetsiifiline L3 silmus, mis on oluline nii ainete difundeerumisel kui ka selektiivsusel. OmpF laseb läbi kuni 600 Da raskuseid molekule, seega ioonid, aminohapped, monosahhariidid kasutavad difusioonipoore periplasmasse jõudmiseks. Disahhariidid , polüsahhariidid ja teised molekulid vajavad spetsiifilisi välismembraani transportereid läbimaks membraani. OmpF on pH-st sõltuv katioone läbilaskev poriin, mis pH aminohape – 113. positsioonis asuv asparagiinhape. Kui see vahetada laenguta aminohappe vastu, kaob OmpF-i katioonide selektiivsus. OmpC ja PhoE-l on vastavalt nõrk katioonide ja anioonide selektiivsus.
Poriinide avatus sõltub peale membraanipotentsiaali veel pH-st ja polüamiinidest. Peale selle, et pH mõjutab poriinide selektiivsust ning läbilaskvust võib happeline pH (pH E. coli OmpF-i sulgeb ka kadaveriin, polüamiin, mida bakter hakkab tootma eriti madalal pH-l. Kadaveriin seondub OmpF-i luumenis oleva L3 silmusega ning initsieerib poori sulgumise. Arvatakse, et sedasi muudab bakter välismembraani vähem läbilaskvaks, et kaitsta ennast madala pH eest.
Välismembraani läbilaskvus ja antibiootikumiresistentsus
LPS omadustest tulenevalt moodustub G(-) bakterite välisküljele tugev hüdrofiilne barjäär (O-antigeen ja polüsahhariidide südamik), samas lipiid-A suurem hulk küllastunud rasvhappeid moodustavad tugeva hüdrofoobse barjääri keskkonnas olevatele ainetele. Väikesed hüdrofiilsed antibiootikumid nagu -laktaamid kasutavad rakku sisenemiseks poriine, samas kui makroliidid (nt erütromütsiin, takistab valgusünteesi), gentamütsiin, kanamütsiin, novibiotsiin ja katioonsed valgud kasutavad rakku pääsemiseks lipiidkihist läbi difundeerumist. Tetratsükliin ja kinoloonid kasutavad rakku jõudmiseks nii lipiidkihist läbi difundeerumist kui ka poriine. Bakterite resistentsus antibiootikumidele võib tekkida välismembraani lipiidse või valgulise koostise muutumise tulemusel.
Hüdrofoobsete antibiootikumide difundeerumisel välismembraani on kõige suuremaks barjääriks polüsahhariidne südamik. Samas rakkude töötlemine Tris/EDTA lahusega vähendab polüsahhariidse südamiku stabiilsust ning rakud muutuvad hüdrofoobsetele antibiootikumidele tundlikumaks. Polümüksiin B on antibiootikum, mis konkureerib LPS-i polüsahhariidse südamikuga katioonidele. LPS destabiliseerub ning polümüksiin B siseneb periplasmasse. Sellega antibiootikum indutseerib iseenda „ülekorjamise“ keskkonnast. Polümüksiin B märklauaks on tsütoplasmamembraan, millesse antibiootikum poeb oma hüdrofoobse sabaga ning destabiliseerib fosfolipiidset kaksikkihti. Salmonella typhimurium’il ja E. coli’l on teada polümüksiin B resistentsed tüved, mis taluvad kuni 100 korda kõrgemat polümüksiin B kontsentratsiooni võrreldes metsiktüvega. Leiti, et resistentsete tüvede LPS-des on toimunud muutused, mis vähendavad LPS vajadust katioonide stabiliseeriva toime järele ning seega on tundetumad EDTA-le ning polümüksiin B-le. Nende bakterite LPS-d sisaldasid 4 – 6 korda rohkem 4-aminoarabinoosi ja fosfoetanoolamiine lipiid-A fosfaatide esterfikatsiooni tulemusena, mis vähendasid LPS negatiivset laengut ning naabermolekuli tõukumist. Selle tulemusena muutus välismembraan tihedamaks, mis omakorda vähendas antibiootikumi difundeerumist lipiidkihti.
Antibiootikumide läbiliikumine poriinidest sõltub antibiootikumi omadustest ja pH-st. Sellised -laktaamid, millel on nii katioonsed kui anioonsed omadused, sõltuvalt pH-st läbivad E. coli OmpF-i kõige paremini pH väärtuse juures, kus antibiootikumil on mõlemad laengud . Nt ampitsilliin läbib OmpF-i poori väga hästi pH 5 juures, samas kui karbenitsilliin, mis on anioon läbib OmpF-i tunduvalt halvemini.
Bakterid lasevad -laktaamidel erinevalt difundeeruda. Näiteks Pseudomonas aeruginosa on tundetu enamikele -laktaamidele ja karbapeneemidele, mille suhtes enterobakterid on väga tundlikud. P. aeruginosa välismembraan laseb neid antibiootikume halvemini läbi ning P. aeruginosa’l on väga tõhus ainete väljapumpamissüsteem. Siiski, P. aeruginosa on väga tundlik karbapeneemidest imipeneemile. P. aeruginosa kasutab poriini OprD struktuuriliselt imipeneemile sarnaste aminohapete ja peptiidide difundeerimiseks periplasmasse (trüptofaan), sama poriini kaudu siseneb periplasmasse ka imipeneem.
Tetratsükliin võib läbida G(-) bakteri välismembraani nii poore kasutades kui ka imendudes läbi membraani, sõltuvalt milline on antibiootikumi laeng. Tetratsükliin on positiivse laenguga kui pH on madalam kui 7,8 ning kasutab peamiselt OmpF-i läbimaks välismembraani. Kui tetratsükliin pole laetud, siis imendub antibiootikum välismembraani ning jõuab periplasmasse difusiooni abil.
Antibiootikumiresistentsuse tekkimiseks välismembraani modifitseerimise abil on kaks võimalust:
1. välismembraani koostise muutmine, mis hõlmab endas nii teatud poriinide vähenemist või puudumist välismembraanis ja/või peamiste poriinide asendamine teiste poriinidega.
2. Spetsiifilise poriini funktsiooni muutmine või läbilaskvuse muutmine mutatsioonide abil
Näiteks Klebsiella pneumoniae’l on kolm OmpK poriini varianti: OmpK35, OmpK36 ja OmpK37, millest esimesed kaks on laia poori avaga, kuid viimane on kitsa pooriga suhkrute transpordiks. Haiglates on OmpK35 ja OmpK36 ekspressioon maha surutud ning kitsa pooriga OmpK37 laseb halvemini tsefotaksiimil ja tsefoksitiinil (3. põlvkonna -laktaamid) periplasmasse difundeeruda.
Antibiootikumide läbitavus pooridest võib muutuda halvemaks, kui poriini luumenis (pooris) toimuvad oluliste aminohapete asendumised. Näiteks OmpF aas L3 on olulise tähtsusega poriini selektiivsusel. Kui aasa L3 199. positsioonis glütsiin asendada asparagiinhappega, siis tsefalosporiinide (-laktaamide perekond) läbitavus vähenes 3 korda.

4. pH homöostaas

Erinevalt eukarüootidest elavad bakterid muutlikus keskkonnas ning peavad hakkama saama suurte pH kõikumistega või on kohanenud elama väga äärmuslikes pH väärtuste juures. Näiteks, E. coli on neutrofiil, kuid suudab kasvada keskkonnas, mille pH kõigub 5,5-st 8-ni. See on 1000-kordne H+-ioonide kõikumine keskkonnas. Veelgi enam, E. coli talub pH kõikumist 2 – 9, mis on 10 miljoni kordne vesinikioonide kontsentratsiooni kõikumine keskkonnas. Samas, bakteri jaoks on oluline hoida tsütoplasma pH stabiilsena, sest enamik valke ja ensüüme on funktsionaalsed pigem kitsas pH-vahemikus. Kui väliskeskkonna pH on vahemikus 5,5 – 8, siis E. coli sise-pH (pHi – inglise keeles internal pH) kõigub kõigest 7,2 – 7,7. Äärmuslikes pH-ga keskkondades kõigub raku pHi rohkem, kuid siiski mitte oluliselt. Näiteks väliskeskkonna pH 4 – 9 korral muutub raku pHi 10 korda.
Mitu faktorit võib mõjutada raku pHi: raku puhverdusvõime, oksüdatiivse fosforüülimisega ja ATP hüdrolüüsiga seotud H+ transport, prootonite ja metallide (peamiselt K+ ja Na+) antiport ning aminohapete dekarboksüleerimine. Prootoni transport on rakkudel peamine pH homöostaasi hoidja, kuid kui keskkonnas pH läheb liiga äärmuslikuks, lülitatakse tööle teised mehhanismid, mis hoiavad raku sisemist pH-d stabiilsena. Keskkonna hapestumisel lülitatakse tööle K+/H+ antiport, mis transpordib kaaliumi rakku ning prootoni rakust välja. Sellega rakk vähendab tsütoplasmas olevat prootoni kontsentratsiooni ning tõstab pHi. Selle antipordi abil hoitakse pHi 7,5 lähedal ning suurendatakse pH-d (pH-de erinevus tsütoplasmas ja keskkonnas). Kui keskkonnas muutub pH aluselisemaks, siis E. coli hakkab raku tsütoplasmat hapestama Na+/H+ antiporteri abil. Na+ iooni väljatransportimisega tuuakse rakku H+- ioon , mis langetab pHi.
Peale tsütoplasma hapestamise ja aluselisemaks muutmise H+ transportimise abil on rakkudes olemas spetsiifilised kaitsemehhanismid , mis lülituvad tööle ekstreemsete pH väärtuste korral. Näiteks E. coli ja Salmonella kaitsevad rakku ühe mehhanismiga pH langemisel väärtuseni 3, kuid pH langemisel 2-ni lülitab E. coli tööle teise mehhanismi. Seega E. coli’l on mitu mehhanismi, mis aktiveeritakse erinevate pH väärtuste korral.
Ekstreemsetel atsidofiilidel on tsütoplasma membraan tihkem ning seetõttu on vähenenud membraani prootonite läbitavus. Eriti oluline on see ekstreemsetel termofiilsetel atsidofiilidel, mis elavad happelises keskkonnas ning mille kasvuoptimum on üle 80 C. Näiteks Thermoplasma acidophilum’i membraan koosneb hoopiski tetraeetrilistest lipiididest vähendamaks prootonite läbimist.

4.1. Mehhanismid, mille abil hoiavad bakterid tsütoplasma pH-d stabiilsena

Bakterid peavad tagama membraanil prootonite liikumapaneva jõu e PMF-i (inglise keeles proton motive force ) olemasolu, et toota energiat, transportida aineid ning liikuda. Kui bakter satub ekstreemsesse pH keskkonda, siis esmalt püüab bakter reguleerida pH homöostaasi PMF-i kahe komponendi tagurpidi pööramisega. See tähendab, bakter võib reguleerida tsütoplasma pH-d või membraani potentsiaali. Esmalt, mis on prootonite liikumapanev jõud, millest see koosneb ning kuidas tekib.
PMF on elektrokeemiline gradient , mis on loodud bakteri membraanile. PMF koosneb kahest komponendist : transmembraansest H+-gradiendist ehk pH-gradiendist (pH) ja transmembraansest elektrilisest potentsiaalist (). Transmembraanne elektriline potentsiaal tekib siis, kui katioon liigub anioonse partnerita membraanist läbi ning põhjustab katioonide kuhjumist membraani välisküljel, mis tekitab sinna positiivse laengu. Samal ajal kui tsütoplasmasse kuhjuvad anioonid ning annavad negatiivse laengu. Elektriline gradient tekib ainult vahetult membraani lähedal, membraanist kaugemal ioonid difundeeruvad keskkonda. Tavaliselt tekitavad bakterid PMF-i prootonite transportimisega tsütoplasmast välja. Kuna prootonid on positiivse laenguga, siis tekib kaks gradienti korraga – keemiline gradient (ainet on ühel pool membraani rohkem kui teisel pool) ning elektriline gradient (membraani välisküljel on positiivne laeng, tsütoplasmapoolsel küljel negatiivne laeng). Selle tulemusena on soodustatud prootonite tagasi liikumine tsütoplasmasse, ehk ATP-süntaas kasutab ära prootonite passiivset liikumist mööda elektrilist ja keemilist gradienti.
PMF-ga on tihedalt seotud kemiosmoos. Kemiosmoosi põhimõte on sarnane osmoosile, kus kahel pool membraani olev vesi liigub membraani sellele poolele, kus on vähem vett. Kemiosmoosi korral liiguvad katioonid. Tavaliselt on selleks katiooniks metallid, millest omakorda levinuim on kaalium . Bakteris on kaalium kõige suurema kontsentratsiooniga metall , ulatudes rakus 0,1 – 0,6 M, samas kui keskkonnas on tavaliselt kaaliumi väga vähe 0,1 – 10 mM. Kasutades spetsiifilisi poore, mis lasevad läbi ainult K+, liigub kaalium difusiooni teel membraani välisküljele, tekitades membraani siseküljel anioonide ioonide ülehulga. Laeng kontsentreerub lipiidkihtidele väliskülgedele, tekitades membraanipotentsiaali, mis on positiivne välisküljel ja negatiivne siseküljel. Rakus sees on kaaliumi kontsentratsioon kõrge ning Na+ ja Cl- kontsentratsioon madal. Keskkonnas vastupidi.
Mõlemad gradiendid, nii keemiline gradient kui ka elektriline gradient, sõltuvad kui hästi või halvasti laseb membraan läbi ioone ehk difusioonist. Bioloogiliste membraanide lipiidne kaksikkiht on ioonidele barjääriks, mistõttu ioonide läbimine membraanist on takistatud. See võimaldab membraanil hoida erineva laenguga osakesi kahel pool membraani ning tekitada elektrokeemilist gradienti. Ainult teatud tüüpi ioonkanalid võimaldavad ioonidel liikuda läbi membraani. Kemiosmootse teooria kohaselt spontaanselt liikuvate H+ ioonide liikumise abil tsütoplasmasse sünteesib ATP-süntaas energiat ATP tootmise näol. Seega PMF on peamine jõud, mille abil elektrokeemiline energia muundatakse ATP energiaks.
 – transmembraanne elektriline potentsiaal, mis arvutatakse sisemine  - välimine , mööndusega, et  on negatiivse väärtusega, kui rakumembraani sisekülg on negatiivse väärtusega)
R – universaalne gaasikonstant (on katseliselt määratud füüsikaline konstant, mis väljendab ühe mooli ideaalse gaasi tehtavat paisumistööd tema temperatuuri tõstmisel ühe kelvini võrra muutumatu rõhu juures, R = 8,3 J · K-1 · mol-1)
T – absoluutne temperatuur
F – Faraday konstant (füüsikas ja keemias kasutatav konstantne arv, mis näitab ühe mooli elektronide elektrilaengu absoluutväärtust, 96 485,3 C/mol)
Standardtingimustes on PMF-i arvutamiseks kasutatav valem lihtsam:
Kuna bakterid on võimelised elama väga erineva pH-ga keskkondades, siis on neil ka PMF erinev. Ekstreemsetel atsidofiilidel nagu Acidithiobacillus ferrooxidans on pH erinevus rakus sees ja keskkonnas väga suur, mis loob väga suure pH (keemilise ehk H+) gradiendi . Seda tasakaalustab vastupidine elektriline potentsiaal. Atsidofiilidel on väga madala pH juures rakus positiivne laeng ja keskkonnas negatiivne laeng. Alkalofiilidel nagu näiteks Bacillus pseudofirmus on pH-gradient tagurpidi. Keskkonnas on H+ kontsentratsioon väga madal ning PMF-i loomiseks alkalofiilid kompenseerivad vastupidist pH-gradienti väga tugeva elektrilise potentsiaaliga. Neutrofiilil (E. coli) on pH-gradient väike ning PMF-i loomiseks kasutatakse elektrilist potentsiaali. Üldistatult võib öelda, et kui võrrelda erinevaid bakterirühmi, siis PMF suureneb pH alanemisel ning tsütoplasma pH langeb keskkonna pH langedes.

4.1.1. Tsütoplasma pH reguleerimine prootonite transportimise abil.

Bakteri tsütoplasma pH võib muutuda prootonite aktiivse transpordi tagajärjel. Oksüdatiivse hingamise tagajärjel transporditakse H+ ioone hingamisahelas rakust välja ning F1F0-ATP-süntaas transpordib H+ ioone tsütoplasmasse tagasi. Lisaks kasutab bakter katioon- prooton antiportereid loomaks transmembraanset potentsiaali. Oksüdatiivse hingamise korral loob bakter PMF-i hingamisahela abil. Kui neutrofiil satub happelisse keskkonda, siis suurendab bakter hingamisahela geenide ekspressiooni, suurendamaks H+ ioonide väljapumpamist tsütoplasmast. Samas kui F1F0-ATP-süntaasi ekspressiooni vähendatakse, et vähendada H+ ioonide transportimist rakku. Streptococcus mutans’l, peamisel kaariese tekitajal, on ainult osaline hingamisahel ning ta ei suuda läbi viia oksüdatiivset fosforüülimist, siis selline neutrofiil kasutab F1F0-ATP-süntaasi võimet tagurpidi töötada ning hüdrolüüsida ATP-d. Sellega bakter pumpab prootoneid tsütoplasmast välja. Aluselises keskkonnas on bakteril oluline transportida prootoneid rakku, et hapestada tsütoplasmat. See saavutatakse peamiselt katioon-prooton antiporterite tööle lülitamisega. E. coli tõstab tsütokroomi bd ekspressiooni, mis ei pumpa prootoneid tsütoplasmast välja hingamisahela käigus ning vähendab nende hingamsiahela komponentide ekspressiooni, mis transpordivad prootoneid rakust välja. Lisaks suurendatakse F1F0- ATP-süntaasi ekspressiooni. Sellega vähendatakse prootonite kadu PMF loomise ajal ning suurendatakse võimalikku transporti rakku tagasi.
Grampositiivsetes (G(+)) bakterites (Enterococcus hirae) töötab F1F0-ATP-süntaas kogu aeg ATP hüdrolüüsival režiimil ning pumpab H+ rakust välja. Leeliselistes tingimustes E. hirae ei ekspresseeri peaaegu üldse seda süntaasi. Samal ajal indutseeritakse Na+-sõltuv V1V0-ATPaas, mis on aluselistes tingimustes G(+) bakteritel peamine transmembraanse potentsiaali tekitajaks .
Leeliselistes tingimustes on transmembraanse potentsiaali genereerimine äärmisel oluline, toetamaks katioon-prooton antiporterite tööd nii hingamisahelaga bakteritel, kui ka bakteritel, mil täielik hingamisahel puudub. Na+ või K+ antiporterid on aluselistes tingimustes äärmiselt olulised valgud, mille abil bakter hoiab oma tsütoplasma happelisemana kui väliskeskkond. Tavaliselt pole katioon-prooton antiporterid võrdsed. Ühe Na+ välja transportimisega tuuakse sisse rohkem kui üks H+. Näiteks E. coli NhaA abil tuuakse rakku 2 H+ ja viiakse rakust välja 1 Na+. Prootonite sissetoomine toimub väga suure transmembraanse potentsiaali () abil, sest raku sisemus on negatiivselt laetud. Kui rakud on keskkonnas, kus on Na+ väga vähe või vastupidi, väliskeskkonna Na+ ioonide kontsentratsioon on väga kõrge, siis on K+ antiporteritel suurem tähtsus. Bakterid transpordivad prootoneid sisse kaalium-prooton antiporterite abil. G(+) bakter E. hirae inaktiveerib ja represseerib V1V0-ATPaasi väga aluselises keskkonnas. Samuti on väga kõrge pH väärtuse juures aktiivne kaalium-prooton antiporter ning naatrium -prooton antiporter NapA on aktiivne pigem vähem aluselises keskkonnas.
NhaA on E. coli’l hädavajalik valk, kohanemaks leeliseliste tingimustega kui keskkonnas on piisavas hulgas naatriumi. NhaA on väga kiire transportvalk, ühe minuti jooksul NhaA katalüüsib 105 Na+/2H+ vahetust. NhaA on tugevasti pH-sõltuv valk. Selle valgu aktiivsus tõuseb kolm suurusjärku kui väline pH tõuseb 6,5-lt 8,5-le. Bakter ei suuda toime tulla aluselises keskkonnas kui nhaA geenis on toimunud mutatsioonid , mis muudavad valgu kiirust, pH-sõltuvust või Na+/2H+ transporti.

4.1.2. Prootonite tarvitamine või genereerimine metaboolsete ensüümide abil.

Teise võimalusena hoida tsütoplasma pH stabiilsena on metabolismi reguleerimine. Happelistes tingimustes on soodustatud sellised metaboolsed protsessid, mis tarbivad tsütoplasmas H+, siia alla kuuluvad hüdrogenaasid ja aminohapete dekarboksülaasid. Anaeroobsetes tingimustes kui keskkonna pH on väga madal pH 2,0 – 2,5, aktiveerib E. coli hüdrogenaas 3, mis katalüüsib H+ muutmist H2. Neutrofiilides, mis satuvad äkki happelisse keskkonda, on olulised aminohapete dekarboksülaasid, näiteks glutamaadi dekarbüksolaas (E. coli’s GadB), mis lagundab glutamaadi -aminovõihappeks ehk GABA -ks (inglise keeles -amonibutyric acid), arginiini dekarbüksolaas ja lüsiini dekarboksülaas. GadB partner GadC abil transporditakse tsütoplasmast GABA välja. GABA transportimisega välja transporditakse glutamiinhape rakku.
Vastupidiselt happelisele keskkonnale, aktiveeritakse aluselises keskkonnas aminohapete deaminaasid näiteks trüptofaani deaminaas TnaA või metabolismirajad, mis toodavad orgaanilisi happeid .
hüdrogenaas:
glutamaadi dekarboksülaas:
trüptofaani deaminaas ehk trüptonaas:
Transkriptsiooni reguleerimine. E. coli hakkab väga happelises keskkonnas (maohape) ekspresseerima sigma-faktoreid, mis lülitavad sisse geenid , mis on vajalikud happelise keskkonnaga toime tulemiseks. Lisaks arvatakse, et Crp- cAMP seondub sigma-faktoriga, mille tulemusena tekib kompleks , mis talub madalat pH-d.

4.1.3. Passiivsed mehhanismid, mis toetavad pH homöostaasi

Üldiselt pole leitud tugevat seost bakteri tsütoplasma puhverdusvõime ja pH-homöostaasi vahel, arvatakse, et passiivsetel mehhanismidel on pH homöostaasil siiski oluline roll. Näiteks membraani koostisest ning raku pinna laetusest sõltub kui hästi laseb membraan prootoneid läbi. Membraanid ei tohi prootoneid läbi lasta, vältimaks prootongradiendi ja elektrilise gradiendi kadu. Näiteks ekstreemsetel termofiilidel koosneb membraan tetraeetrilistest lipiididest, mis vähendab prootonite läbilaskvust märgatavalt võrreldes eubakterite estersidemega kahekihilise membraaniga.
Kõrge temperatuur muudab bakterite ja arhede membraani vedelamaks ja seega ka prootonitele paremini läbitavaks. Kui membraan laseb liiga palju prootoneid või Na+-ioone läbi, ei suuda rakk hoida PMF-i ning elutegevus lõpeb. Selle tõttu on membraani koostis ka peamine faktor, mis määrab ära maksimaalse temperatuuri, mille juures bakter on võimeline kasvama. Bakterid ja arhed hoiavad membraani prootonite läbilaskvust väga väikeses vahemikus, mis võimaldab bakteritel kiiresti kasvada (joonisel lilla triibuna). Mõned termofiilsed bakterid pole oma temperatuuri kasvuoptimumil võimelised vähendama membraani läbilaskvust prootonitele, näiteks Bacillus stearothermophilus ja Thermotoga maritima. Nende membraanid lasevad väga suures hulgas prootoneid läbi. Mõned termofiilsed bakterid (nt Clostridium fervidus) kompenseerivad prootonite sissetungi tugeva hingamisahela valkude ekspresseerimisega ning töötamisega. Enamik termofiilseid baktereid kasutavad energia tootmiseks ning elutegevuseks H+-gradiendi asemel Na+-gradienti. Kuna naatrium on vesiniku aatomist tunduvalt suurem, siis membraanid lasevad naatriumi-ioone tunduvalt halvemini läbi. Samas membraanide Na+-ioonide läbilaskvus pole lineaarses sõltuvuses temperatuurist, pigem eksponentsiaalses sõltuvuses. Siiski, see on piisav, et luua vajalik Na+-ioonide gradient. Clostridium fervidus kasvuoptimum on 70 C, mis on kõrgem kui Bacillus stearothermophilus’el (65 C). Kuid kuna membraan on väga läbitav prootonitele, siis Clostridium pole võimeline tsütoplasma pH-d stabiilsena hoidma ning suudab kasvada ainult väga kitsa pH-ga (peaaegu neutraalne ) keskkonnas, et hakkama saada prootonite sissetungiga.
Raku pinna laeng on teine passiivne mehhanism , mille abil bakter püüab tsütoplasma pH-d stabiilsena hoida. Atsidofiilsete bakterite pinnavalkude pI (valgu isoelektriline täpp ehk pH väärtus, mille juures valgu laeng on 0) on palju kõrgem kui neutrofiilidel. Näiteks Acidithiobacillus ferrooxidans’i pinnavalgu OmpA pI on 9,4, samas kui E. coli OmpA pI on 6,2. Seega happelises keskkonnas atsidofiilide pinnavalkude positiivne laeng tõukab prootoneid eemale. Vastupidiselt atsidofiilidele, on alkalofiilide pinnavalkude pI madalam kui neutrofiilidel. Näiteks tsütokroom C oksüdaasi subühik 2 on eksponeeritud rakuväliselt ning Bacillus pseudofirmus’l on see pI 4,4, samas kui neutrofiilil Bacillus subtilis’l on see 8,6. Madala pI väärtusega valgud tõmbavad tõenäoliselt prootoneid ligi ning bakteril on hõlpsam hoida tsütoplasma pH-d stabiilsena.
G(+) alkalofiilide sekundaarne rakukest koosneb happelistest polümeeridest nagu teihhuuhapetest või happelistest valkudest nagu S-kihi valk SlpA. Need polümeerid ja valgud tõenäoliselt aitavad siduda prootoneid ning teevad rakule prootonid seeläbi kergemini kättesaadavaks. Kui B. pseudofirmus’l lüüa välja slpA geen, siis need mutandid ei suuda toime tulla järsu pH muutusega 7,5-lt 11-le. Metsik tüvi kasvab pH 7,5 juures kiiremini kui slpA knock-out-mutant tõenäoliselt selle pärast, et SlpA ekspressioon on energiakulukas, kuid ei talu keskkonna muutumist järsku aluseliseks.

4.2. Ekstremofiilide kohanemine pH-ga

Erinevalt teistest gram-negatiivsetest ehk G(-) bakteritest sh E. coli’st hoiab Helicobacter pylori (patogeen inimese maos) pH stabiilsena periplasmas, mitte tsütoplasmas. H. pylori periplasma pH on stabiilselt 6,1 vaatamata keskkonna pH 2-le. Helicobacter’i periplasma pH homöostaas saavutatakse ureaasi ja -karbonaat dehüdrataasi abil. Esimene lagundab inimese mao rakkude eritatud uurea ammoniaagiks (NH3) ja karboksüülhappeks (H2CO3) ning teine ensüüm lagundab karboksüülhappe H2O-ks ja CO2, mis liigub periplasmasse ning -karbonaat dehüdrataasi abil HCO3 - ja H+. Ammoniaak liigub sama moodi periplasmasse ning muudetakse ammooniumiooniks (NH4+). Uureat transpordib pH-tundlik transporter UreI periplasmast tsütoplasmasse. Ammoniaak ja CO2 difundeeruvad tsütoplasmast periplasmasse.
Atsidofiilidel aitab taluda madalat pH-d ka prootonite vesiikulite teke tsütoplasmas. Lisaks aitab atsidofiilidel prootonite transporti vastupidine membraanipotentsiaal, mis saavutatakse K+-ioonide transportimisega tsütoplasmasse ning orgaaniliste hapete lagundamine CO2 ja H2.
Alkalofiilidel on pH-gradient vastupidine kui neutrofiilidel ning PMF on tekitatud peamiselt transmembraanse potentsiaali abil. Alkalofiilidel on eriti olulised Na+/H+ antiporterid. Näiteks alkalofiilsetel Bacilluste’l on Mrp antiporter, mis koosneb 7 hüdrofoobsest subühikust. Kui mrp geenid deleteerida, siis bakterid pole võimelised elama leeliselises keskkonnas. Alkalofiilid kasutavad ka F1F0-ATP-süntaasi nii pH homöostaasi kui ka ATP sünteesiks. ATP süntaasi abil tuuakse rakku prootoneid. Alkalofiilidel on F1F0-ATP-süntaasi pH optimum kõrgem ning ATP-hüdrolüütiline aktiivsus pärsitud.
Neutrofiilide kaitsemehhanismid eriti happelise keskkonna korral. E. coli on neutrofiil ning elab peamiselt imetajate soolestikus . Kuid soolestiku koloniseerimiseks peab E. coli läbima imetaja mao happelise keskkonna, kus pH  2,0. E. coli’l pole välja arenenud mehhanisme, mille abil saaks bakter elada nii madalal pH-l, kuid tal on kolm erinevat mehhanismi, mille abil bakter suudab paar tundi happerünnakule vastu pidada. See on piisav aeg läbimaks magu .
Esimene mehhanism AR1 (inglise keeles acid resistance system 1) on kõige ebaselgem ning vähem aru saadud. Pandi tähele, et LB-l (aminohapeterikas sööde) kasvanud rakud jäävad pH 2,5-le ümber külvates ellu, samas kui minimaalsöötmes kasvanud rakud, kus C-allikaks on glükoos, ei suuda ekstreemselt madalal pH-l ellu jääda. Leiti, et pH 2,5 talumiseks on bakteritel vaja sigmaS ning CRP-cAMP-d. Kuid, mis geene need regulaatorid aktiveerivad, pole veel täpselt teada, kuid glutamaadi dekarboksülaasi geenid on sigmaS-ga aktiveeritavad. AR1 alla arvatakse ka F1F0-ATP-süntaasi tagurpidi töötamine ning sellega prootonite väljapumpamine rakust. AR1-ga pole seotud aminohapete dekarboksüleerimine.
AR2 ja AR3 on kaks happeresistentsuse mehhanismi, mõlemad seotud aminohapete dekarboksüleerimisega. AR2-ga glutamaadi dekarboksülaas GadB ja transporter GadA. AR3 on arginiini dekarboksüleerimine, mida viib läbi AdiA.
E. coli sattumisel pH 2,5 juurde hapestub bakteri tsütoplasma rohkem, kui seni arvati.
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
Mikroobifusioloogia #1 Mikroobifusioloogia #2 Mikroobifusioloogia #3 Mikroobifusioloogia #4 Mikroobifusioloogia #5 Mikroobifusioloogia #6 Mikroobifusioloogia #7 Mikroobifusioloogia #8 Mikroobifusioloogia #9 Mikroobifusioloogia #10 Mikroobifusioloogia #11 Mikroobifusioloogia #12 Mikroobifusioloogia #13 Mikroobifusioloogia #14 Mikroobifusioloogia #15 Mikroobifusioloogia #16 Mikroobifusioloogia #17 Mikroobifusioloogia #18 Mikroobifusioloogia #19 Mikroobifusioloogia #20 Mikroobifusioloogia #21 Mikroobifusioloogia #22 Mikroobifusioloogia #23 Mikroobifusioloogia #24 Mikroobifusioloogia #25 Mikroobifusioloogia #26 Mikroobifusioloogia #27 Mikroobifusioloogia #28 Mikroobifusioloogia #29 Mikroobifusioloogia #30 Mikroobifusioloogia #31 Mikroobifusioloogia #32 Mikroobifusioloogia #33 Mikroobifusioloogia #34 Mikroobifusioloogia #35 Mikroobifusioloogia #36 Mikroobifusioloogia #37 Mikroobifusioloogia #38 Mikroobifusioloogia #39 Mikroobifusioloogia #40 Mikroobifusioloogia #41 Mikroobifusioloogia #42 Mikroobifusioloogia #43 Mikroobifusioloogia #44 Mikroobifusioloogia #45 Mikroobifusioloogia #46 Mikroobifusioloogia #47 Mikroobifusioloogia #48 Mikroobifusioloogia #49 Mikroobifusioloogia #50 Mikroobifusioloogia #51 Mikroobifusioloogia #52 Mikroobifusioloogia #53 Mikroobifusioloogia #54 Mikroobifusioloogia #55 Mikroobifusioloogia #56 Mikroobifusioloogia #57 Mikroobifusioloogia #58 Mikroobifusioloogia #59 Mikroobifusioloogia #60 Mikroobifusioloogia #61 Mikroobifusioloogia #62 Mikroobifusioloogia #63 Mikroobifusioloogia #64 Mikroobifusioloogia #65 Mikroobifusioloogia #66 Mikroobifusioloogia #67 Mikroobifusioloogia #68 Mikroobifusioloogia #69 Mikroobifusioloogia #70 Mikroobifusioloogia #71 Mikroobifusioloogia #72 Mikroobifusioloogia #73 Mikroobifusioloogia #74 Mikroobifusioloogia #75 Mikroobifusioloogia #76 Mikroobifusioloogia #77 Mikroobifusioloogia #78 Mikroobifusioloogia #79 Mikroobifusioloogia #80 Mikroobifusioloogia #81 Mikroobifusioloogia #82 Mikroobifusioloogia #83 Mikroobifusioloogia #84 Mikroobifusioloogia #85 Mikroobifusioloogia #86 Mikroobifusioloogia #87 Mikroobifusioloogia #88 Mikroobifusioloogia #89 Mikroobifusioloogia #90 Mikroobifusioloogia #91 Mikroobifusioloogia #92 Mikroobifusioloogia #93 Mikroobifusioloogia #94 Mikroobifusioloogia #95 Mikroobifusioloogia #96 Mikroobifusioloogia #97 Mikroobifusioloogia #98 Mikroobifusioloogia #99 Mikroobifusioloogia #100 Mikroobifusioloogia #101 Mikroobifusioloogia #102 Mikroobifusioloogia #103 Mikroobifusioloogia #104 Mikroobifusioloogia #105 Mikroobifusioloogia #106 Mikroobifusioloogia #107 Mikroobifusioloogia #108 Mikroobifusioloogia #109 Mikroobifusioloogia #110 Mikroobifusioloogia #111 Mikroobifusioloogia #112 Mikroobifusioloogia #113 Mikroobifusioloogia #114 Mikroobifusioloogia #115 Mikroobifusioloogia #116 Mikroobifusioloogia #117 Mikroobifusioloogia #118 Mikroobifusioloogia #119 Mikroobifusioloogia #120 Mikroobifusioloogia #121 Mikroobifusioloogia #122 Mikroobifusioloogia #123 Mikroobifusioloogia #124 Mikroobifusioloogia #125 Mikroobifusioloogia #126 Mikroobifusioloogia #127 Mikroobifusioloogia #128 Mikroobifusioloogia #129 Mikroobifusioloogia #130 Mikroobifusioloogia #131 Mikroobifusioloogia #132 Mikroobifusioloogia #133 Mikroobifusioloogia #134 Mikroobifusioloogia #135 Mikroobifusioloogia #136 Mikroobifusioloogia #137 Mikroobifusioloogia #138 Mikroobifusioloogia #139 Mikroobifusioloogia #140 Mikroobifusioloogia #141 Mikroobifusioloogia #142 Mikroobifusioloogia #143 Mikroobifusioloogia #144 Mikroobifusioloogia #145 Mikroobifusioloogia #146 Mikroobifusioloogia #147
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 147 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2018-12-20 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 3 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor cluedrago Õppematerjali autor

Lisainfo

Mikroobifüsioloogia konspekt
Mikroobifüsioloogia , mikrobioloogia , geneetika

Meedia

Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


Sarnased materjalid

91
doc
Bakterirakkude kasv ja seda mõjutavad tegurid
37
doc
Eksam molekulaarbioloogia
39
docx
Mikrobioloogia
98
docx
Kogu keskkooli bioloogia konspekt
194
docx
Molekulaarbioloogia
36
doc
Rakubioloogia
150
docx
Bioloogia gümnaasiumi materjal 2013
35
docx
Mikrobio II eksamiks kordamine



Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !
Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun