Viiruste ja bakterite KT konspekt-12 kl (0)

Kontrolltöö. Viirused ja bakterid    Põhivara kursuse algusest.    Geenide avaldumine  Geenid avalduvad kui nende pealt sünteesitakse RNAd. Geenide avaldumise lõppeesmärgiks võib  olla organismile või rakule vajaliku valgu süntees. Osa geene avaldub pidevalt ja kõigis organismi  rakkudes. Sellistelt geenidelt sünteesitakse nt tRNAd ja rRNA molekule ja mitmeid raku  toimimiseks vajalikke ensüüme.    Regulatsioon    kontrollides, kui sageli ja millal transkribeeritakse vastavat geeni – kontroll transkriptsiooni  tasemel    kontrollides, millised muutused toimuvad mRNA-ahelas enne translatsiooni algust – kontroll  mRNA töötlemise tasemel    kontrollides, milliseid tuumas toodetud mRNA molekule viiakse tsütoplasmasse, kus toimub  valkude süntees – kontroll RNA transpordi tasemel    kontrollides, milliste tsütoplasmas leiduvate mRNA molekulide kaasabil toodetakse ribosoomi- des valke – kontroll translatsiooni tasemel    selektiivselt lagundades mõnesid mRNA molekule tsütoplasmas – kontroll mRNA lagunda- mise tasemel    selektiivselt aktiveerides või inaktiveerides toodetud valke või transportides neid erinevatesse  raku osadesse – translatsiooni-järgne kontroll    Jacob ja Monod katse  1960ndatel avastasid teadlased, et soolekepikesele on eriaegadel kättesaadavad erinevad toidud ning  bakter ei saa kontrollida toidu kättesaadavust ning kuna kogu aeg kõiki valke toota oleks liiga  energiakulukas, siis peab geenide avaldumine olema reguleeritud kättesaadava toidu järgi.      Viiruste avastamise ajalugu. Viiruste tekkehüpoteesid.  Viirused avastati 19.saj lõpus. Esimese viirusena isoleeris Pasteur marutõve tekitaja, kuid ei suutnud  seda mikroskoobis näha, seega oletas, et tegemist on väga väikese osakesega.     


Hüpotees 1  Viirused tekkisid koos esimeste rakkudega ning võisid taandareneda väikestest rakkudest, mis ei  suutnud ilma suurema rakuta iseseisvalt paljuneda ning kaotasid ajapikku ka keerulise ehituse.  Hüpotees 2  Viirused võisid areneda DNA ja RNA lõikudest, mis varem kuulusid elusolendi genoomi. Liikuv  DNA-lõik võis ajapikku hankida endale kaitsva valguümbrise ja omandada võime ühest rakust teise  liikuda.    Viiruste ehitus. Erinevate osade ülesanded  Genoom (DNA või RNA) – sisaldab pärilikku infot  Kapsiid (valguline kate) – kaitseb genoomi keskkonnamõjutuste eest ja aitab viiruse genoomi  peremeesrakku  Ümbris – tavaliselt peremeesraku membraanist    Viiruste paljunemisvõimalused    Lüütiline tsükkel  Lüsogeenne tsükkel  Viirus sisestab rakku oma genoomi  Viirus sisestab rakku oma genoomi  Peremeesraku ainevahetus korraldatakse ümber  Viiruse genoom lülitub peremeesraku genoomi  hulka  Peremees rakus paljundatakse viiruse genoomi  ja toodetaks viirusvalgud   Viiruse genoom püsib pikka aega inaktiivsena  peremeesrakus ja kahekordistub iga  peremeesraku jagunemisega  Rakus pannakse kokku uued viirusosakesed    Peremees rakk hävib      Vaktsineerimise ajalugu  1796. aastal avastati, et lehmi lüpsvad inimesed on rõugete vastu immuunsed. Lehmarõuged  inimestele haigust ei tekitanud, küll aga muutis nad immuunseks inimese rõugete vastu.  19.saj hakati vaktsiine tootma. Kuulus on Pasteuri vaktsiin marutõve vastu. 20.saj jätkus vaktsiinide  tootmine ning arendati välja paljud tähtsad vaktsiinid, nt lastehalvatuse vastu.         


Vaktsineerimise põhimõtted, tänapäeva vaktsiinid  Vaktsineerimise eesmärk on kogu elanikkonna või teatud riskirühma kaitsmine tähtsamate  nakkushaiguste eest. Tänapäeval on paljud vaktsiinid juba raskete haiguste vastu avastatud, kuid ei  ole vaktsiini vähi ja AIDSi vastu.    Oska iseloomustada 4 enda poolt valitud viirushaigust.    Tuulerõuged on piisknakkus, mis levib ka naha haavandite kaudu. Peiteaeg on 10-20 päeva. Haigus  on väga nakkusohtlik, kuid väliskeskkonnas vähe vastupidav. Rohkem haigusjuhte esineb talv- kevad perioodil. Vaktsiin olemas, kuid pole piisavalt hull haigus, et seda kasutama peaks.  Punetised on piisknakkus. Peiteaeg 10-28 päeva. Haigusnähtudeks on punane lööve nahal, palavik,  peavalu, harva liigesevalu. Saab vaktsiiniga ennetada. Naistele ohtlikum kui meestele.  Mumps on piisknakkus. Peiteaeg 16-18 päeva. Haigusnähtudeks on peavalu, halb enesetunne,  palavik. Kahjustuda võivad sugu,- kõhu,- kilpnääre jt. Ohtlikum meestele kui naistele. Vaktsiin  olemas.   Herpes on kontaktnakkus. Huuleherpes paraneb 3-5 ööpäeva jooksul iseenesest, suguelundite  herpese puhul kaovad villid ilma ravita 3-4 nädala jooksul. Herpese viirus jääb organismi kui see  seal juba ükskord on, kuid ta on enamasti varjatud kujul.    Miks kuuluvad bakterid eraldi looduse riiki?  Bakterid on eeltuumsed, nende rakus  ei ole tuuma ega membraaniga ümbritsetud organelle (tsütoplasmavõrgustik, mitokonder).  Nad on kõige väiksemad ainuraksed organismid, millel on kõik elu tunnused.    Kes ja miks kuuluvad arhebakterite hulka?  Ürgbakterid e arhebakterid on eluslooduse domeen ja ainuraksete mikroorganismide riik. Arhed on  prokarüoodid, mis tähendab, et nende rakus puudub rakutuum ja teised membraaniga ümbritsetud  organellid.               


Joonista bakterirakk, kirjuta osade ülesanded.  Vibur-liigumiseks         Pliid-bakteri kinnitamiseks ning geneetilise  informatsiooni vahendamiseks  Kapsel-kaitsebarjäär, et vastu seista loomse  organismi kaitsemehhanismidele  Rakukest-annab rakule kuju ja kaitseb plasmmembraani  Tsütoplasmamembraan-tagab raku sisekekkonna  stabiilsuse  Tsütoplasma sisaldab vett, valke, rasvu ja mineraale  Ribosoomid sisaldavad RNAd ja proteiine, valgusünteesi toimumispaik  Plasmiidid on iseseisvad DNA rõngasmolekulid mis determineervad raku omadusi    4.Kuidas paljunevad bakterid, milliseid tingimusi selleks vajavad?  Kõige kiiremini paljunevad bakterid pooldudes, mis võib aega võtta paarkümmend minutit. Enne  pooldumist toimub DNA replikatsioon, mille tulemusena moodustuvad bakteris kaks  rõngaskromosoomi ja topelt arv plasmiide. Pooldumise lõpus moodustub raku keskele vahesein ja  nii jagunevad raku osad tütarrakkude vahel. Sobiv temperatuur ja toiduvarud.    Mida nimetatakse bakterite puhul spooriks, millal, miks ja kuidas need tekivad?  Bakteri spoor on eriline mitme rakukestaga kaetud rakk, mille veesisaldus on vähenenud ja  ainevahetus aeglustunud. Bakter moodustab selle ebasobivates elutingimustes.     Kes ja kuidas avastas antibiootikumid?  Alexander Fleming avastas esimese tõhusa antibiootikumi, penitsilliini 1928. Fleming avastas, et  sobiva substraadil kasvanud pintselhallik eritab antibiootiliste omadustega ainet. Pintselhallik jättis  oma kasvamisalale bakterivaba ala.     Mida ja miks tuleb arvestada antibiootikumide kasutamisel? Selgita pikemalt!  Kui arst on määranud antibiootikumide ravi, siis tuleb neid võtta täpselt arsti ettekirjutuste järgi.  Viirushaigustele antibiootikumid ei mõju. Antibiootikumide võtmist ei tohi lõpetada kui enesetunne  paraneb, kuuri võib lõpetada kui arst on sedasi öelnud.      Oska iseloomustada 4 erinevat bakterhaigust. 


Tuberkuloos on piisknakkus.  Peiteperiood on 2-12 nädalat. Haigusnähtudeks on köha, palavik,  higistamine, külmavärinad, kaalulangus, väsimus. On olemas vaktsiin. Tuberkuloos tapab aastas 1,5  mln inimest. 1882. aastal tõestati, et tuberkuloosi tekitab üks kindel bakter.  Salmonelloos levib saastunud toidu ja joogiga. Peiteperiood 6-36 tundi. Haigusnähtudeks on  palavik, kõhu- ja peavalu, kõhulahtisus, iiveldus. Vaktsiin puudub, tuleb vältida kanaliha ja  munatoodete tarbimist tundmatutes kohtades.  Süüfilis on sugulisel teel leviv nakkushaigus, millesse nakatuvad peamiselt seksuaalselt aktiivsed  noored. Peiteperiood on 10 päeva kuni 3 kuud. Esmasteks haigusnähtudeks on haavandid  suguelunditel, suus, silmas või päraku ümbruses. Vaktsiin puudub, raviks on antibiootikumid.  Süüfilise vältimiseks tuleks harrastada kaitstud seksi ning parem on kui oled partneris kindel ja  usaldad teda. Tuleks käia ka arstlikus kontrollis.  Pidalitõbi on kontakt- ja piisknakkus. Pikk peiteaeg. 95% nakatunutest ei haigestu.  Haigusnähtudeks on naha ja limaskestade haavandid, villid, laigud. Ravimata leepra võib tekitada  jäävaid naha, närvide, jäsemete ja silmade kahjustusi. Vaktsiin puudub.    Kuidas kasutatakse baktereid tööstuses ensüümide tootmisel?  Suurem osa tööstuses kasutavatest ensüümidest ja muudest biomolekulidest toodetakse bakteritest,  mida kasvatatakse bioreaktorites. Bakterid sobivad ensüümide tootmiseks, sest need kasvavad  kiiresti ning neid on ka kerge geenitehnoloogiliste meetoditega muuta. Bakteritest toodetud  ensüüme kasutatakse toiduainetööstuses. Piimatööstuses kasutatakse bakterite poolt toodetud  laktaasi vähese laktoosi sisaldusega toodete saamiseks ning kümosiini juustu valmistamiseks.  Ensüümidega saab mõjutada ka toidu maitse omadusi.     Bakterid ja keskkonna puhtus  Biotehnoloogia abil püütakse säästa energiat ja piirata taastumatute loodusvarade kasutamist.  Biotehnoloogiat rakendatakse selleks, et tagada majanduslik ja ökoloogiline jätkusuutlikus. On  aretatud baktereid, mis lagundavad pinnasesse ja veekogudesse sattunud keskkonnamürke.  Baktereid on kasutatud nt naftareostuse kõrvaldamiseks mereandidest.                Bakterid ja biorelvad. 


Biorelvade kasutamine, tootmine ja säilitamine on rahvusvaheliste lepingutega keelatud, kuid paljud  andmed näitavad, et tegelikult on neid lepinguid rikutud. Rõugeviiruse genoomi järjestus on nt  internetist igaühele kättesaadav, seega on igal ühel võimalik viirust taastoota. Biotehnoloogia abil  on võimalik muuta ka ohutud mikroobid surmavateks ning antibiootikumidele allumatuteks. Kõige  ohtlikumateks biorelvadeks peetakse Siberi katku ja katku põhjustvaid baktereid, viirustest rõugeid,  Ebolat ning Marburgi viirust. Siberi katku on kasutanud terroristid 2001. aastal USAs levitades  Siberi katku spoore sisaldavaid kirju.    Erinevaid näiteid, kuidas saab kasutada geenitehnoloogiat arstiteaduses ja korrakaitses.  Geneetiliselt muundatud mikroorganisme kasutatakse ravimite tootmiseks. Biotehnoloogiat  kasutatakse ka haiguste diagnoosimisel. Biotehnoloog töötab välja ja rakendab meetodeid, mis  võimaldavad tuvastada meid nakatavaid viiruseid ja baktereid. Farmakogenoomika püüab luua igale  ühele just temale sobivaid ravimeid, võttes arvesse genotüüpide erinevuseid organismides.  Geenitehnoloogilised meetodid on kasutusel kohtumeditsiinis. Tuvastada saab kuritöö toimepanijat  geneetilise materjali alusel. Võimalik on kindlaks teha, kas sportlase organismi on manutatud  keelatud aineid, sellest annab teada hormoonide ebanormaalne tase.    Teemaga seotud mõisted.  Patogeenid – mikroorganism, mis kutsub taim- või loomarakus esile haigusi  Siirutajad – haigusetekitajate edasiandja taimedele või loomadele  Anaeroobid – organismid, kes elavad hapnikuta keskkonnas  Bakteri spoor - eriline mitme rakukestaga kaetud rakk, mille veesisaldus on vähenenud ja  ainevahetus aeglustunud  Mutatsioon – päranduv geneetilise informatsiooni muutus  Prioonid – ainult valgust koosnevad haigustekitajad, valesti kokku pakitud valgud, mis võivad  muuta teisi valke enda suguseks  Viroloogia – teadusharu, mis uurib viiruseid  Bakteriofaag – viirus, mis nakatab baktereid  Plussahelaline viiruse genoom – RNA-viiruse genoom, mida on võimalik kasutada otse mRNAna  ja seeläbi sünteesida viiruse valke, mis viivad läbi viirusegenoomi paljundamise või lähevad uue  viiruspartikli koosseisu  Miinusahelaline viiruse genoom – RNA-viiruse genoom, mille põhjal tuleb enne valkude sünteesi  sünteesida komplementaarsed mRNA-molekulid  Vaktsiin – haigustekitaja antigeene sisaldav preparaat, mida tarvitatakse immuunsuse tekitamiseks  vastava haigustekitaja vastu 


Vaktsineerimiskava – riiklik kava, mille alusel lapsi vaktsineeritakse  Antigeen – kehaväline molekul, mis kutsub esile immuunreaktsiooni, sealhulgas antikehade  tootmise  Epideemia – hulgaline haigestumine mingisse ägedasse nakkushaigusesse  Pandeemia – väga suurtel aladel leviv epideemia  Glükovalk – valk, mille külge on lisatud süsivesik  Virulentsus – parasiidi võime peremeest kahjustada  Kondüloomid – papilloomviiruse põhjustatud näsad suguelunditel  Antibiootikumid – ained, mis pidurdavad bakteri elutähtsaid füsioloogilisi protsesse ja mida  kasutatakse bakterhaiguste raviks  Antibiootikumiresistentsus – bakterite omadus mitte alluda antibiootikumiravile  Geeniteraapia – haiguste ravimine DNA manipuleerimise teel  Geenitehnoloogia – teadusharu, milles DNA manipuleerimisega muudetakse rakkude, organismide  ja viiruste geneetilist infot  Bioreaktor – seade, kus keemilisi protsesse korraldavad elusorganismid või elusorganismidelt  eraldatud biokeemiliselt aktiivsed ained  Vedelsööde – vedel toitelahus, kus kasvatakse mikroorganisme või hulkraksest organismist  eraldatud rakke  Biokütus – energia tootmiseks kasutatav orgaaniline aine, mis on tekkinud keskkonda hiljuti  moodustunud organismide elutegevusest  Bioremeditatsioon – bioloogiliste vahendite kasutamine mürgiste jäätmete eemaldamiseks  keskkonnast  Biorelv – bioloogiline mürk või haigustekitaja, mida kasutatakse sõjas, et nakatada või tappa  inimesi, loomi, taimi  Biotehnoloogia – rakendusteadus, kus elusorganisme kasutatakse inimesele vajalike ainete  tootmiseks  GMO – organism või viirus, mille geene on geenitehnoloogiliste meetoditega muudetud või mille  genoomi on siirdatud uusi geene  Funktsionaalsed toiduained – biotehnoloogiliselt töödeldud toiduained, mis peaksid aitama  inimestel haigusi vältida  Proteoomika – teadusharu, mis uurib organismi valgukomplekti  Farmakogenoomika – teadusharu, mis uurib, kuidas geneetilised erinevused mõjutavad  organismide reaktsiooni ravimitele  Viirushaigused  Bakterhaigused  Tuulerõuged  Valge katk e tuberkuloos 


Leetrid  Difteeria  Punetised  Salmonelloos  Mumps  Teetanus  Herpes  Pidalitõbi e leepra  Genitaalherpes  Koolera  Gripiviirus  Borellioos  Rotaviirus  Düsenteeria  Lastehalvatus  Gonorröa e tripper  Marutõbi  Botulism  Puukentsefaliit  Süüfilis  A hepatiit e kollatõbi  Šigella  B hepatiit  Kopsupõletik  C hepatiit    Papilloomviirus    Rõuged    HIV ja AIDS