mikrobio I

1. Prokarüootne ja eukarüootne rakk – Mis on nende suurim erinevus? Mis on sarnasused?

1. Prokarüootne ja eukarüootne rakk – Mis on nende suurim erinevus? Mis on sarnasused?

Mõlemad omavad rakumembraani (fosfolipiidne kaksikkiht), kaheahelalist DNA-d, ribosoome, tsütoplasmat. Neil on ühine metabolismi selgroog.

Prokarüootidel ei ole tuuma, geneetiline materjal tsütoplasmas; neil ei ole mitokondreid; organellidel pole membraani. Väiksemad

Eukarüootidel DNA tuumas, tsütoskelett.

2. Mikroorganismid: Kes või mis nad on?

Mikroskoopilised ühe või mitmerakulised organismid, kes kasvavad üksikrakkudena ja nende kobaratena. Bakterid, archaea, mikroseened, protozoa.

Mitterakulised isepaljunevad organismid. Viirused ja prioonid.

3. Mis on vahet bakteril ja viirusel?

Bakterid on elusorganismid, saavad paljuneda iseseisvalt. Bakteril on rohkem organelle. On prokarüoot.

Viirused on elusa ja eluta vahepealsed, sest nad ei saa elada iseseisvalt, vajavad rakku, kelle sees elada ja paljuneda. Viirused vajavad paljunemiseks peremeesrakku. Viirused on bakteritest väiksemad. Viirus koosneb geneetilisest materjalist ja valgulisest kapsiidist.

4. Valgus ja elektronmikroskoopia põhierinevused

Valgusmikroskoopia: kiirgusallikas on valgus, kondensoriks lääts, objektiiviks lääts, okulaariks projektorlääts, ekraaniks inimese silm.

Elektronmikroskoopia: kiirgusallikas katood (elektronide allikas), magneetiline kondensor, magneetiline objektiiv, okulaariks elektromagnet, ekraaniks fluorestseeruv ekraan või elektrondetektor. Elektronkiir, kõrge resolutsioon ja suurendus, ei sobi elusate rakkude vaatlemiseks, keeruline, kallis.

Kujutis ilmub fluorestseeruvale ekraanile või detektori abil ekraanile/kujutist saab vaadata silmaga.

Kiirgusallikaks valgus/kiirgusallikaks elektronide allikas katood.

Klaasist läätsed/elektromagnetilised läätsed.

Elektronmikroskoobi lahutusvõime on 0.05 nm, valgusmikroskoobil on 200 nm.

5. Nägemisvõime piir, valgusmikroskoopia eraldusvõime piir

Nägemisvõime piir on 0.1 mm, valgusmikroskoopia piir on 200 nm.

Elektronmikroskoopial 0.05nm

6. Valgusmikroskoopia liigid. Millest tuleneb proovi kontrast?

Helevälja korral tuleneb kontrast valguse absorbtsioonist. Rist-polariseeritud illuminatsiooni korral tuleneb polariseeritud valguse rotatsioonist proovis. Pimevälja illuminatsioonil tuleneb proovilt hajuvalt valguselt. Faas-kontrast illuminatsioonil tuleneb erinevatest valguse tee pikkustest tulenevast interferentsist proovis.

7. Mikroorganismide suurus, rakud ja viirused

Suurus varieerub 0.01 µm-st 1000 µm-ni. Viirused tavaliselt 0.01–0.2 µm. Enamik baktereid on suuruses 0.2–2.0µm, aga esineb suuremaid ja väiksemaid.

8. Raku suuruse eelised

Suurde rakku mahub enam geene ja erinevaid valke. Võimaldab paremini kohastuda erinevates tingimustes ja diferentseeruda.

9. Raku väiksuse eelised

Raku eripind (pindala ja ruumala suhe) on rakuruumala kohta suurem. See võimaldab kiiremini kasvada.

10. Mis on mikroobi tüvi

Tüve moodustavad organismid, mis põlvnevad ühest ja samast mikroobist (kloonist). Neil on peaaegu sama geenijärjestus, väga väikeste erinevustega.

11. Mis on liik

Sarnaste tüvede hulk.

Väga sarnaste organismide erinevad tüved kuuluvad samasse liiki, kuid omavad alati mõningaid väikeseid erinevusi.

12. Tunne bakterit kuju järgi: kokkid, batsillid, vibriod, spiroheedid, filamendid

13. Kokkid, nende paljunemise tasapinnad

Bakteriraku kuju määravad kaks kõige olulisemat tegurit

Kuju sõltub rakuseina ülesehitusest.

Kuju sõltub tsütoskeleti valkudest.

Mis piirab ainete transpordi kiirust, millise kujuga rakkudel on transpordi erikiirus
pmol/h/μm3 kõige suurem, kõige väiksem (kokid, kepikesed, spirillumid, spiroheedid)

Mida suurem eripind seda kiirem ainete transport ja kasvu erikiirus.

Läbilaskvus: difusioon läbi fosfolipiidse kaksikkihi, keskkond, suuremalt aktiivsuselt madalamale liikumine

Vee liikumine läbi membraani

Transpordi erikiirus: spiroheedid>spirillumid>kepikesed>kokid

16. Milline on bakterite morfoloogia ja koloonia kuju vaheline seos

Bakterite kuju ja nende kolooniate kuju on seotud kui üleüldse vaid vähesel määral. Fülogeneetilise puuga, füsioloogiliste omadustega.

17. Pleomorfism näitab ...

Erineva suuruse ja kujuga bakterirakkude olemasolu kloonis.

Ehk võime muuta oma kuju, suurust, funktsioone vastavalt keskkonnatingimustele.

18. Pro- ja eukarüootsete mikroobide põhilised struktuursed erinevused

Prokarüootne rakk ei oma membraani suletud tuuma ja kromosoomiks on tavaliselt üksik tsirkulaarne DNA molekul. Eukarüootne rakk omab membraani suletud tuuma ja tavaliselt ka teisi organelle ning tsütoskeletti.

Bakteril rakuseid peptidoglükaanist, arhedel pseudopeptidoglükaan.

19. Bakteriraku põhilised struktuursed elemendid, mis omased kõikidele bakterirakkudele

Kapsul, rakusein, plasmamembraan, tsütoplasma, ribosoomid, nukleoid DNA-ga, plasmiidid, inklusioonikehad, flagellad.

Valk määrab kuju

20. Fosfolipiidne kaksikkiht, rakumembraan ... mille poolest erinevad

Rakumembraani üks osa on fosfolipiidne kaksikkiht, kuid lisaks sellele on seal veel teisi molekule nagu membraanivalgud, steroidid, glükolipiidid. Transmembraansed, periferaalsed ja pinnal asetsevad valgud.

Arhedel võib tsütoplasmat ümbritseda monokiht.

Rakumembraani funktsioonid: läbilaskvus/transport, valkude ankur, energia säilitamine

21. Arhaebakterite fosfolipiidse kaksikkihi eripära võrreldes eubakteritega

Arhedel võib tsütoplasmat ümbritseda ka monokiht. Arhedel on hargnenud süsinikuahelad, eetersidemed ja L-glütseraat. Eubakteritel on hargnemata süsinikuahelad, alati kaksikkiht, estersidemed ja D-glütseraat.

22. Diffusioon, hõlbustatud diffusioon ja mitteaktiivne transport läbi rakumembraani

Lihtsa difusiooni liikumapanevaks jõuks on kontsentratsioonide erinevus. Kiirus sõltub kontsentratsioonide erinevusest ehk gradiendist.

Hõlbustatud difusioon toimub transmembraansete valkude abil, millest pääsevad läbi transporditavad ained. Liikumapanevaks jõuks on kontsentratsioonide erinevus välis- ja sisekeskkonna vahel. Kiirus on seda suurem, mida rohkem on membraanis transportereid ja mida suurem on kontsentratsioonide erinevus ehk gradient.

Mitteaktiivne transport ei vaja lisaenergiat, et transportida aineid. Nt: osmoos

23. Osmoos ja pöördosmoos, vee aktiivsus

Osmoos on vee liikumine läbi membraani. Vee difusioon läbi rakumembraani fosfolipiidse kaksikkihi toimub piki vaba vee kontsentratsiooni gradienti ehk kõrgema vee aktiivsusega tsoonist madalamasse.

Pöördosmoos on vee liikumine läbi poolläbilaskva membraani vastu vaba vee kontsentratsiooni gradienti rõhu toimel. Kasutatakse vee puhastamiseks ja vesilahuste kontsentreerimiseks. Pole omane bioloogilistele süsteemidele.

Vee aktiivsus on vaba vee hulk süsteemis, mida saab reaktsioonidel kasutada.

24. Hüpo-, iso- ja hüpertooniline kasvukeskkond

Hüpotoonilises on liiga vähe vett raku sees. Vesi liigub rakku.

Isotoonilises on vett õiges koguses. Vesi liigub sisse-välja võrdse kiirusega.

Hüpertoonilises on liiga palju vett raku sees. Vesi liigub rakust välja, rakk tõmbub kokku (plasmolüüs)

25. Uniport, sümport, antiport

Uniport– läbi transportvalgu liigub üks molekul (passiivne)

Sümport– läbi transportvalgu liiguvad samaaegselt kaks molekuli samas suunas

Antiport– läbi transportvalgu liiguvad samaaegselt kaks molekuli erinevates suundades

26. Aktiivne ainete liikumine läbi membraani, energiaallikad

Aktiivne ainete liikumine läbi membraani vajab lisaenergiat, sest ained liiguvad väiksema kontsentratsiooniga alalt suurema kontsentratsiooniga alale ning gradient ei toimi enam.

Energiaallikateks on tavaliselt ATPaasid, mis ainete transpordi käigus kasutavad ATP energiat; prootonmotoorne jõud (lihtne transport).

27. Kanali- ja kandjavalgud

Kandjavalgud transpordivad aineid läbi membraani mõlemas suunas ning sõltumata kontsentratsioonigradiendist ehk võivad kasutada ka ATP, et liigutada aineid vastu gradienti; spetsiifiline. Omavad substraadi sidumissaiti.

Kanalivalgud on valgud, millest pääsevad passiivse transpordi korral läbi kõik ained kõrgema kontsentratsiooniga alalt madalamale; mittespetsiifiline. Poor on avatud ehk läbitav mõlemas suunas.

28. ABC transporterid, funktsioon ja energiaallikas

ATP-binding cassette. Sõltuvad ATP-st; transpordisüsteemid hüdrofiilsete ainete rakust väljatranspordiks; substraati siduvatel valkudel on kõrge substraadi afiinsus.

Substraati siduv valk seob substraadi ning viib selle membraanivalgu juurde, millest läheb läbi substraat, selleks kasutatakse ATP-d (tekib ADP ja fosfaat).

29. Rakumembraani funktsioonid

Läbilaskvusbarjäär/transport: ennetab lekkeid ja käitub väravana toitainete transpordil sisse ja jääkainete transpordil välja, polaarsed ja laenguta molekulid tuleb transportida, transpordivalgud vahendavad lahustunud ainete akkumuleerumist vastu kontsentratsioonigradienti.

Valkude ankur: hoiab valke paigal, siia kinnituvad valgud, mis osalevad transpordis, energeetilistes protsessides, kemotaksises.

Energia säilitamine: energia säilitamine ja tootmine, prootonmotoorse jõu tekitamine.

Peptidoglükaani tootmine, endospooride moodustamine.

30. Rakuseina funktsioonid

Kogu rakuümbrise see osa, mis jääb plasmamembraani peale.

Rakusein kaitseb rakke mehhaanilise stressi, vigastuste eest; väldib osmolüüsi ja taluda hüpotoonilist (kõrge vee aktiivsusega) keskkonda; võimaldab rakkudel taluda hüpertoonilist keskkonda; teatud puhul võimaldab rakusein kinnituda pindadele, tungida peremeesorganismi.

31. Rakuseina ehituse eripära bakteritel, archaeabakteritel

Gram+ ja Gram- bakteritel on erinev rakuseina struktuur. Gram- : rakumembraan + õhuke rakusein + välismembraan + periplasm (rakumembraani ja välismembraani vahel). Gram+ : rakumembraan + paks rakusein.

Teatud archaeabakteritel on rakuseinas pseudopeptiidoglükaan. Ülejäänutel see puudub ja rakusein võib koosneda polüsahhariidist, glükoproteiinist, valgust, S-kihist (parakristalliline pinnakiht).

32. Milline raku osa loetakse tavaliselt rakuseinaks

Kogu rakuümbrise see osa, mis jääb plasmamembraani peale.

33. Peptiidoglükaani ja pseudopeptidoglükaani erinevused, struktuursed ja funktsionaalsed

Pseudopeptiidoglükaan on ehitatud peptiidoglükaanile väga sarnasest polüsahhariidist, mis sisaldab β-1,3 glükosiidseid sidemeid ning on seetõttu lüsotsüümi kindel. Arhedes.

Peptiidoglükaan on lagundatav ensüümi lüsotsüümi poolt, mistõttu on välismembraanita bakterid selle vastu enam tundlikud. Lüsotsüüm lõikab glükosiidsidet suhkrute vahel.

34. Peptiidoglükaani ehituskivid

NAM– N-atsetüülmuramiinhappe pentapeptiid

NAG– N-atsetüülglükoosamiin

NAG ja NAM on seotud järjestikku läbi β-(1,4)-glükosiidsete sidemete ahelatesse. Tetra- või pentapeptiidi jäägid ristseovad (NAM-NAG)n ahelad tasapinnaliseks võrguks.

35. Lüsotsüüm ja selle toime bakterirakkudele

Lüsotsüüm on ensüüm, mis lõikab glükosiidsidet suhkrute vahel peptiidoglükaanis.

36. G+ värvuvate rakkude seina ehituse eripärad, koostis

Paks, mitmetest omavahel ühendatud peptiidoglükaani lehtedest koosnev kiht; moodustab 60–90% gram-positiivsest rakuseina massist. Paljud G+ rakuseinad sisaldavad teihoiinhappeid – glütseroolist, fosforijääkidest ja suhkru alkoholist ribitool koosnevat polümeeri. Lipoteihoiinhapped kinnitavad peptiidoglükaani rakumembraani külge. Mõningatel juhtudel on ümbritsetud pinna valkudega, S-kihiga.

37. Lipoteihoiinhappe funktsioon

Lipoteihoiinhapped kinnitavad peptiidoglükaani rakumembraani külge.

38. G+ seina mõju kasvule madalate vee aktiivsuse ja kõrge osmootse rõhuga keskkonnas

G+ seina olemasolul on bakterid võimelised kasvama madalate vee aktiivsuse ja kõrge osmootse rõhuga keskkondades kuna omavad paksu peptiidoglükaani kihti.

Ehk säilitab kuju ja sisemise niiskustaseme

39. Endospoorid ja spoorid, erinevus

Endospoorid on mõeldud eubakterite puhke-seisundis eluspüsimiseks (ebasoodsate tingimuste üle-elamine). Spoorid on mõeldud aseksuaalseks paljunemiseks.

40. Endospooride ja vegetatiivsete rakkude erinevus

Vegetatiivsed rakud kasvavad ja toimub raku ainevahetus, keerulistes tingimustes moodustavad endospoore. Endospoorid on vastupidavad kuumusele, desinfektantidele, radiatsioonile, kuivatamisele, toitainete puudumisele; need ei kasva.

 

41. Endospoori sporulatsioon ja idanemine

Sporulatsioon ehk moodustumine– vegetatiivne rakk differentseerub mittekasvavaks, kuuma-resistentseks struktuuriks, mille kutsub esile toitainete puudus.

Idanemine indutseeritakse vee ja toitainete olemasolul.

Kolm faasi: aktivatsioon, idanemine ja väljakasv

42. Välismembraani põhikomponendid

Fosfolipiidide ja lipopolüsahhariidide kiht ning lipoproteiinid (kinnitavad membraani peptidoglükaani kihi külge); sisaldab poriine (β-tünn valgud, käituvad kanalina, läbi mille saavad ained liikuda).

43. Välismembraani põhifunktsioonid

Välismembraan kaitseb G- baktereid väliskeskkonna eest. Infovahetus, ramkkudevaheline kinnitamine, ainete transport

44. Periplasma asukoht bakteri rakuseinas

Periplasma on kontsentreeritud geelitaoline maatriks bakterite rakumembraani ja välismembraani vahel. Võib moodustada kuni 40% G- bakterite rakumahust.

45. Lipopolüsahhariidide (LPS) ehitus ja asukoht bakteri raku seinas

Ehitus: O-antigeen kordused, polüsahhariid, lipiid

Lipopolüsahhariidid ehk endotoksiinid asuvad G- bakterite välismembraanis.

46. Lipopolüsahhariidide funktsioonid

Oluline struktuurikomponent välismembraanis ning endotoksiinid (imuunvastavus ja põleviku-palaviku teke). Barjäär, stabiilsus.

47. Lipopolüsahhariidide toksilised omadused, tähtsus meditsiinis

Need on endotoksiinid. Kui bakterit lagundab teine organism, siis satuvad endotoksiinid selle organismi sisse ning organismis tekib inflammatoorne vastus infektsioonile (nt palavik).

48. S-kiht ja selle funktsioonid

Paljud prokarüoodid omavad kahedimensionaalset valkudest või glükovalkudest ülesehitatud pinnakihti (kõige välimine). S-kihte on leitud praktiliselt kõigist bakteritest, kuid archaea hulgas on need praktiliselt universaalsed. Mõningates archaea liikides on S-kiht ühtlasi rakuseinaks. Välimine läbilaskvusbarjäär lastes läbi väikeseid molekule ja pidades kinni suuri. Pakub kaitset organismi kaitsemehhanismide vastu.

49. Glükokalüks. Kapsuli funktsioonid

Glükokalüks on viskoosne polüsahhariididest kattematerjal väljaspool bakterite ümbrist (cell envelope). Ei ole raku funktsioneerimiseks hädavajalik. Esineb nii G+ kui ka G- bakterites kapsuli või limakihina.

Funktsioon: kaitseb kuivamise eest, seob toitaineid, kaitseb rakke fagotsütoosi eest kehas või algloomade eest pinnases ja vees, võimaldab bakteritel kinnituda pindadele ja vältida ära uhtumist, biofilmide moodustamine.

50. Kapsuli keemiline koostis

Glükokalüksi keemiline koostis varieerub oluliselt. Glükoosi polümeer, polüsahhariid, D-glitamiinhape, polüpeptiid, glükuroonhape, β-D-mannuroonhappe ja ɑ-L-guluroonhappe jäägid, glükaan.

51. Flagellid, pilid, viburid

Bakteritel on flagellid, mis on liikumisorganid. Algloomadel on liikumisorganiteks viburid. Pilid võivad olla kinnitus- ja konjugatiivsed pilid.

52. Bakteriaalsete flagellide ehitus

Plasmamembraani on kinnitunud mootor, mille paneb liikuma prootonite gradient. Koosnevad flagelliinist (globulaarne valk), seest tühi; haak; aluskeha; kepike; mitmed rõngad, mis ankurdavad flagelli raku seina ja plasmamembraani külge.

53. Bakteriaalsete flagellide töö printsiip

Mootor hakkab tööle prootoni gradiendi arvelt. Väikesed pöörlevad masinad, mis lükkavad või tõmbavad baktereid läbi vedeliku.

54. Archaea ja bakteriflagellide erinevused

Archaea flagellid kasvavad juurtest, bakteritel tipust. Archael ei ole seest tühjad, need on väiksemad kui bakteriaalsed flagellid, pöörlemine toimub ATP hüdrolüüsi jõu mõjul; mootor on lihtsama ehitusega (vähem valke); enamasti liikumine aeglasem kui bakteritel. Archael on flagellid puntras ja pöörlevad üksteisest sõltuvalt. Bakteritel toimub pöörlemine sõltumatult.

55. Kinnituspilid, funktsioon

Kuni 1000 pili raku kohta. Esinevad kõigil G- bakteritel ja paljudel G+ bakteritel. Seest tühjad valgukepikesed. Funktsioon: bakterite sidumine tahketele pindadele; olulised biofilmide moodustumisel; seotud rakkude võimega põhjustada haiguseid; on kasutatud immuniseerimisel.

56. Sexpilid

Võimaldavad DNA ülekannet bakterirakkude vahel; pikad; arvuliselt vähe.

57. Lahustunud ja mittelahustunud ühendid tsütoplasmas

Lahustunud ühendid: valgud (proteoom), ensüümid, metaboloom (kõik metaboliidid), mRNA, tRNA.

Mittelahustunud ühendid: ribosoomid, nukleoid, inklusioonikehad, struktuurvalgud (proteoom).

58. Prokarüootide proteoom, metaboloom

Prokarüootidel on umbes 3000 valku (500–10000). Üks geen → üks valk.

Metaboloom koosneb metaboliitidest (E. coli 2700 metaboliiti).

59. Bakteriaalse ribosoomi ehitus: subühikud, rRNA-d, valgud

Bakteriaalne ribosoom 70S koosneb subühikutest 50S ja 30S. (S– Svedberg ühik). 30S: 16S rRNA + 21 valku. 50S: 5S + 23S rRNA + 31 valku.

60. Bakteriraku teised sisestruktuurid

Süsiniku säilituspolümeerid (glükogeen, polümeriseeritud hüdroksübutüraat), fosfori reservpolümeerid (volutiini graanulid), väävli gloobulid (elektronide, energia reserv), gaasivesiikulid (ujumisvõime), karboksüsoomid (CO2 fikseerimise koht), paraspoorsed kristallid (tundmatu, toksiline teatud putukatele), magnetosoomid (orienteerumine ja migratsioon piki magnetjooni), fükobilisoomid (valgust koguvad pigmendid), klorosoomid (valgust koguvad pigmendid ja antennid).  

61. Bakteriraku säilituspolümeerid

Süsiniku säilituspolümeerid (glükogeen, polümeriseeritud hüdroksübutüraat), fosfori reservpolümeerid (volutiini graanulid), väävli gloobulid.

62. Bakterirakkude taksised

Taksised– organismi liikumisvastus stimulandile, liikumine sobivasse keskkonda. Kemotaksis, fototaksis (pimeduse kartus), liikumine eemale hapnikust, liikumine eemale kõrgest ioonsest jõust.

Eukarüoodid erinevalt prokarüootidest omavad

mitokondreid, tuuma

Bakterid on

mikroorganismid; üksikrakkudena kasvavad mikroskoopilised organismid

Valgusmikroskoobi lahutusvõime

200nm

Elektronmikroskoopia erinevalt valgusmikroskoopiast vajab kujutise saamiseks

fluorestsents ekraani; elektronide detektorit; magnetilist objektiivi

Raku suuruse eelised

suurem ribosoomide arv; mahutab enam gene

Mikroobi tüvi on rakkude kogumik, mis

põlvneb ühest rakust

Raku kuju ei määra

trna

Arhebakterid erinevalt eukarüootidest ei oma

mitokondreid

Rakumembraanis on fosfolipiidsesse kaksikkihti integreeritud

transpordivalgud

Rakuseina funktsioonid on

kaitse menhaanilise stressi eest; osmolüüsi vältimnine

Isotoonilises keskkonnas

toimub vee difusioon läbi rakumembraani

Sümport korral toimub

ainete hõlbustatud difusioon; aine transport vastu selle kontsentratsiooni gradienti; energia allikana kasutataks prootonite gradienti; liikumine läbi kandjavalkude;

Maloonhappe (õunhappe) hõlbustatud difusioon Oenococcus denis on võimalik kuna

Hmal lagundatakse rakusiseselt piimhappeks ja CO2ks

Gram negatiivne rakuümbris sisaldab tavaliselt

1. periplasmat 2) rakumembraani 3) välismembraani 4) rakuseina 5) B-glükaane

Peptidoglükaani molekul moodustab

tasapinnalise

Peptidoglükaani ehituskivid on

N-atsetüul-glükoosamiin, N-atsetüülmuramiinhape

Endospoorid on

vastupidavad kuumusele

vastupidavad lüsotsüümile

Välismembraani põhiomadused

moodustub põhiliselt fosfolipiidide ja lipopolüsahhariidide kihist (LPS); 2) sisaldab poriine;

Lipopolüsahhariidid

sisaldavad o-antigeenset järjestust

S-kiht

on välimiseks läbilaskvus barjääriks väikestele molekulidele;, 4) pakub kaitset organismi kaitsemehhanismide vastu

Bakteriaalsed flagellid on

 kasvavad tipust; 3) on seest tühjad

Kapsuli funktsioonid

1.  2) kaitseb fagotsütoosi eest; 4)Võimaldab kinnituda pinnale

Lahustumatud ühendid tsütoplasmas on

ribosoomid, inklusioonikehad

Fülogeneetilisel analüüsil kasutatakse põhiliselt

16 S