Mikrobiologi NBIA 23

Vilka är de tre vanligaste grundformerna hos bakterier?

Coccus (sfärisk), Bacillus (stav) och Coccobacillus (oval).

Vad heter de två skruvformade morferna och vad skiljer dem åt?

Spirochete (spiroket) (flexibel/korkskruv) och Spirillum (stel skruv).

Vad innebär morferna staphylo- och strepto-?

Staphylo-: Druvklasar. Strepto-: Kedjor.

Vilka två morfer är unika för Arkeer?

Haloquadratum walsbyi (fyrkantig) och Ferroplasma acidiphilum.

Vilken är huvudmolekylen i bakteriens membran? Vilka delar består den av?

Phosphatidylethanolamin (består av två fettsyror, glycerol, fosfat och etanolamin)

Vilka 5 komponenter består bakteriens cellmembrans fosfolipid av?

Två fettsyror, glycerol, fosfat, etanolamin och esterbindningar.

Hur skiljer sig kemiska bindningen i membranet mellan Bakterier och Arkeer?

Bakterier har esterbindning, Arkeer har eterbindning (starkare/tåligare).

Vilka tre typer av Archaeal-membran finns?

Bilayer, Monolayer (tåligare) och Crenarchaeol (innehåller cyklopentanringar).

Vad är Proton Motive Force (PMF)?

En elektrokemisk gradient av protoner (H+) över membranet som används för att utvinna energi (ATP).

Vad är cellväggens huvudfunktion?

Att förhindra lysis (att cellen spricker) på grund av osmotiskt tryck.

Vilka två sockerarter bygger upp peptidoglykan?

N-acetylglucosamine (NAG) och N-acetylmuramic acid (NAM).

Vilken typ av bindning finns mellan sockerarterna (x-axeln)?

β-1,4-glycosidic bonds.

Varför fungerar lysozym bara på bakterier och inte arkeer?

Lysozym klyver β-1,4-bindningar. Arkeer har istället β-1,3-bindningar i sitt pseudomurein.

Beskriv en Gram-positiv cellvägg.

Tjockt lager peptidoglykan, ett inre membran, innehåller teichoic acid. Blir lila vid färgning.

Beskriv en Gram-negativ cellvägg.

Två membran (inre/yttre), tunt lager peptidoglykan i periplasman, innehåller LPS. Blir röd/rosa.

Vad är LPS och var sitter det?

Lipopolysackarid. Sitter i det yttre membranet på Gram-negativa bakterier. Består av Lipid A, oligosackarid och O-antigen.

Vad ingår i begreppet "cell envelope"?

Allt utanför cytoplasman: cellmembran, cellvägg och (vid Gram-negativa) det yttre membranet.

Vad är Gliding motility och vad krävs för det?

Rörelse utan flageller/pili på fasta ytor. Kräver energi, direktkontakt med underlag och ofta ett slem (slime).

Vad är Twitching motility?

En ryckig rörelse som sker med hjälp av Pili. Pilus slängs ut, fastnar med spetsen och dras sedan in (retraktion).

Vad är Swimming motility?

Simrörelse i vätska med hjälp av Flageller som roterar likt en propeller.

Nämn de fyra mönstren för flagellplacering.

1. Monotrichous (en i änden). 2. Lophotrichous (tofs i änden). 3. Amphitrichous (en i varje ände). 4. Peritrichous(runt hela cellen).

Vilka är flagellens huvudkomponenter?

Filament (gjort av flagellin), Hook (vinkelkrök), samt ringar (L, P, MS, C) och Mot-proteiner.

Vilken är energikällan för flagellrotation hos bakterier?

Proton Motive Force (PMF) – flöde av protoner genom Mot-proteinerna.

Vad är ett Adhesin?

Ytmolekyler som gör att bakterier kan fästa vid ytor eller värdceller för att inte sköljas bort.

Ge exempel på adhesiner baserat på proteiner, polysackarider och lipider.

Proteiner: Fimbrier, Pili. Polysackarider: Kapslar, slemlager, biofilm. Lipider: LPS, lipoteikoinsyra

Vad innebär Taxis?

En riktad rörelse mot eller ifrån ett stimulus.

Vilka är de 5 exemplen på taxis?

Chemotaxis (kemikalier), Phototaxis (ljus), Aerotaxis (syre), Osmotaxis (jonstyrka), Magnetotaxis (magnetfält).

Vad är skillnaden mellan en Chemoattractant och en Chemorepellent?

Attractant: Ett ämne cellen simmar mot (t.ex. näring). Repellent: Ett ämne cellen simmar bort ifrån (t.ex. gift).

Vad är skillnaden mellan vertikal och horisontell genöverföring?

Vertikal: Från förälder till avkomma (celldelning). Horisontell: Mellan två redan existerande celler.

Nämn tre typer av mobila genetiska element.

Plasmider (självreplikerande cirklar), Transposoner ("jumping genes") och Bakteriofager (virus).

Vad innebär kompetens (competence)?

Förmågan hos en cell att ta upp fritt DNA från omgivningen (transformation).

Vilka är de två typerna av artificiell kompetens?

Kemiskt inducerad kompetens och elektrokompetens (elstöt).

Vad visade Griffiths experiment?

Att levande icke-farliga bakterier kunde transformeras till farliga genom att ta upp DNA från värmedöda farliga bakterier.

Beskriv de tre stegen i transformation.

1. Fritt dsDNA binder till cellytan. 2. En sträng bryts ner, ssDNA tas upp. 3. RecA-medierad homolog rekombination in i genomet.

Vilket protein ansvarar för att integrera det nya DNA:t i kromosomen?

RecA.

Vad är skillnaden mellan lytisk och lysogen cykel?

Lytisk: Viruset tar över, producerar nya fager och spränger (lyserar) cellen. Lysogen: Viruset integreras i genomet (som en profag) och vilar.

Vad är en profag (prophage)?

Ett vilande virus-DNA som är inkorporerat i bakteriens kromosom.

Vad skiljer generaliserad från specialiserad transduktion?

Generaliserad: Vilken del som helst av värdens DNA kan råka packas i en fag. Specialiserad: Endast specifika gener nära profagens integrationsställe följer med (sker vid felaktig urklippning).

Vad innebär fagkonversion (lysogenic conversion)?

Att en profag ger bakterien nya egenskaper, t.ex. virulens (giftproduktion) eller antibiotikaresistens.

Hur fungerar konjugation?

Direkt cell-cell-kontakt via en F-pilus. Pilusen drar ihop cellerna och DNA (oftast en plasmid) förs över.

Vad gör restriktionsenzymer?

De klipper sönder främmande (virus) DNA vid specifika palindromiska sekvenser.

Hur skyddar bakterien sitt eget DNA från sina restriktionsenzymer?

Genom metylering (tillsätter metylgrupper på sitt eget DNA så enzymerna inte känner igen det).

Vad är CRISPR/Cas9-systemets funktion?

Ett "immunförsvar" som sparar bitar av tidigare virus-DNA för att snabbt känna igen och klippa sönder viruset vid en ny attack.

Vad är en Holliday junction?

Det fysiska "korset" (korsningspunkten) som bildas när två DNA-strängar byter plats under rekombination.

Hur kan en profag skydda mot superinfektion?

Den ger bakterien skydd mot att bli infekterad av samma eller liknande typer av fager (antifag-protection).

Vad är skillnaden mellan biodegradering och kompostering?

Biodegradering är den naturliga processen i kretsloppet. Kompostering är en mänskligt styrd process under specifika villkor.

Vilka är de två biologiskt relevanta oxidationstillstånden för järn?

Fe²⁺ (Ferrous/Tvåvärt) och Fe³⁺ (Ferric/Trevärt).

Vad händer med järn i syrerika miljöer?

Fe²⁺ oxideras spontant till Fe³⁺. Fe³⁺ är svårlösligt och bildar rostliknande fällningar (sediment).

Vad händer med järn i syrefria miljöer?

Järnreducerande bakterier använder Fe³⁺ som elektronacceptör (istället för syre) och reducerar det tillbaka till lösligt Fe²⁺.

Varför var The Great Oxygenation Event en oxidation?

Cyanobakterier producerade syre, vilket gjorde att Fe²⁺ "tappade" en elektron och oxiderades till Fe³⁺ (rost)

Vad är det begränsande ämnet i sjövatten respektive havsvatten?

Sjövatten: Fosfor (P). Havsvatten: Kväve (N).

Vad är den biologiska skillnaden mellan "riktiga" alger och blågröna alger?

Riktiga alger är eukaryoter. Blågröna alger är cyanobakterier (prokaryoter).

På vilka sätt liknar Arkeer Bakterier och eukaryoter?

Storlek, avsaknad av cellkärna och cirkulära kromosomer. Genetiska processer: liknande enzymer för transkription och translation.

Varför har vissa Arkeer "bacterium" i sitt namn?

De upptäcktes innan man visste att Arkeer var en egen domän; man trodde de var bakterier pga utseendet.

Vad är Symbiogenesis?

En ledande teori om att eukaryota celler uppstod genom att olika organismer (t.ex. en arke och en bakterie) började leva inuti varandra.

Jämför Archaella med bakteriella flageller.

Archaella: Drivs av ATP, enklare struktur (Type IV pili-släkting). Flagella: Drivs av PMF, mer komplex struktur.

Vilken metabolisk process saknas helt hos Arkeer?

Oxygen fotosyntes (de producerar aldrig syre).

Vad är Metanogenes?

En unik anaerob process där arkeer bildar metangas (CH4​) som slutprodukt vid nedbrytning.

Var i människan hittar man Methanobrevibacter smithii?

I tarmkanalen (en anaerob miljö med kroppstemperatur).

Beskriv de två stegen i tarmens fermentation.

1. Bakterier bryter ner mat till H2​, CO2​ och organiska syror.

2. Arkeer (metanogener) använder H2​ och CO2​ för att bilda metan.

Hur kan metanogenes kopplas till fetma (obesity)?

Genom att arkeer konsumerar H2​ sänks trycket i tarmen, vilket gör att bakteriernas fermentation blir effektivare → mer energi tas upp från maten.

Varför ökar metanogenes vid anorexi?

Kroppen försöker maximera energiutvinningen ur den lilla mängd mat som finns tillgänglig genom att öka samarbetet mellan bakterier och arkeer.

Vilken annan negativ effekt har metan på tarmen?

Det kan sakta ner passagen i tarmen (förstoppning), vilket kan förvärra obehag för personer med ätstörningar.

Vad mäter ett andningstest (breath test) i detta sammanhang?

Det mäter mängden metangas i utandningsluften för att se aktiviteten hos metanogenerna i tarmen.

Vilka typer av extremfiler finns det?

Halofil - salt

Termofil - höga temperaturer

Acidofil - lågt pH

Alkalifil - högt pH

Vad är den generella definitionen av symbios?

En långsiktig interaktion eller samlevnad mellan två eller fler olika organismer.

Förklara Mutualism.

Båda organismerna drar nytta av samarbetet (+/+).

Förklara Parasitism.

En organism drar nytta av interaktionen på den andras bekostnad (+/-).

Förklara Commensalism.

En organism drar nytta av interaktionen medan den andra är opåverkad/neutral (+/0).

Varför är kategorin Commensalism ofta diskuterad?

Eftersom det är svårt att bevisa att en värdorganism är helt neutral och inte påverkas det minsta (positivt eller negativt). (tex om bakterier från huden försvinner så kan man få problem, vilket gör att de i sig i är neutrala men de gör ingen nytta direkt).

Vad innebär en Obligat symbios?

Att symbiosen är nödvändig för överlevnad; en eller båda parter dör utan den andra.

Vad innebär en Fakultativ symbios?

Att organismerna kan leva tillsammans och dra nytta av det, men de kan också överleva på egen hand.

Vad är Ectosymbiosis?

Symbionten lever på utsidan av värdorganismens kropp eller celler.

Vad är Endosymbiosis?

Symbionten lever inuti värdorganismen (i vävnader eller inne i själva cellerna).

Vad är det för skillnad på microbial growth och generation time?

Microbial growth: ökning i antal celler

Generation time: den tid det tar för en cell att delas

Hur beräknas det slutgiltiga cellantaler (N)?

N = N0 × 2^n (n - antal generationer, N0 - starttalet)

Vad är en diauxic shift?

En paus i tillväxten som uppstår när en bakterie har förbrukat sin föredragna energikälla (t.ex. glukos) och måste ställa om sin metabolism för att använda en annan (t.ex. laktos).

Vad är septum och daughter cells?

Septum: Mellanväggen som bildas vid celldelning. Daughter cells: De två identiska celler som bildas efter delning.

Vad gör bactoprenol?

Det är en lipidbärare som transporterar peptidoglykan-prekursorer (NAG-NAM-enheter) genom det hydrofoba cellmembranet.

Vad gör autolysin och vilket enzym gör samma sak?

Autolysin klyver gamla glykosidbindningar i cellväggen så att nytt material kan sättas in. Lysozym gör samma sak.

Vilket enzym återkopplar glykosidbindningar och vad kallas processen för peptidbindningar?

Transglycosylase (glykosidbindningar). Processen för peptidbindningar kallas transpeptidation.

Vad blockerar penicillin?

Penicillin blockerar transpeptidation, vilket hindrar cellväggen från att stärkas, vilket leder till lys (cellen spricker).

Skillnad mellan Sterilization, Disinfection och Decontamination?

Sterilization: Dödar ALLT liv (inkl. sporer). Disinfection: Dödar patogener på ytor (inte nödvändigtvis sporer). Decontamination: Gör ett objekt säkert att hantera (rengöring).

Hur dödar UV-strålning bakterier och vad är nackdelen?

Det skadar DNA (bildar tymin-dimerer). Nackdelen är att det har dålig penetrationsförmåga (fungerar bara på ytor).

Hur rör sig elektroner i ett redoxtorn för att generera energi?

Elektroner faller alltid från en givare högre upp i tornet (mer negativt E0′​) till en mottagare längre ner (mer positivt E0′​).

I paret pyruvat/laktat, vilken är oxiderad/reducerad?

Pyruvat är den oxiderade formen, Laktat är den reducerade formen. (skrivs alltid som oxiderad/reducerad)

Vad skiljer Chemotrophy från Phototrophy?

Chemotrophy: Energi från kemikalier. Phototrophy: Energi från ljus.

Vad skiljer Organotrophy från Lithotrophy?

Organotrophy: Oxidation av en organisk molekyl (t.ex. glukos). Lithotrophy: Oxidation av en oorganisk molekyl (t.ex. H2​, Fe2+).

Vad skiljer Heterotrophy från Autotrophy?

Heterotrophy: Tar kol från organiska föreningar. Autotrophy: Fixerar eget kol från CO2​.

Ge två exempel på energirika molekyler i cellen.

ATP och Phosphoenolpyruvate (PEP).

Vad är fermentation (jäsning)?

En process där en mikroorgansim bryter ner en organisk molekyl för att utvinna energi, vilket sker anaerobt.

Vad heter bakterien som kan infektera växtceller genom att sätta in sitt egna DNA i växtens genom?

Agrobacterium tumifaciens

Vilka är de viktigaste byggstenarna i plant transformation?

Virulenta proteiner, Ti-pilus, T-DNA, Type IV secretion system, cytokinin, auxin, opine, NLS sequence.

Hur ser agrobacterium tumifaciens ut?

Det är en gram-negativ bakterie med flagella, rör sig genom kemotaxi mot växtceller.

Vilket enzym finns i tårar?

Lysozym, som bryter ner peptidoglykan i bakteriers cellväggar.

Vad är slemhinnor (mucosa) och var finns de?

Vävnad som kantar kroppshåligheter som har kontakt med omvärlden (andningsvägar, GI-kanal, urogenitalorgan). De utsöndrar slem (mucus) för att fånga upp partiklar och skydda cellerna under.

Vad orsakar skada på tänderna vid sockerintag?

Bakterier bryter ner socker till syror (fermentering). Det är syran som löser upp tandemaljen, inte bakterierna i sig. Saliv motverkar detta genom att vara buffrande och innehålla lysozym (antibakteriellt).

Vilka är hudens tre lager?

Epidermis (överhuden), Dermis (läderhuden) och Hypodermis (underhuden).

Vilka är de tre typerna av hudyta?

Torr (t.ex. underarm), fuktig (t.ex. ljumske) och talgrik/oljig (t.ex. ansikte). Sebaceous glands (talgkörtlar) utsöndrar talg (sebum), vilket kan brytas ner till fettsyror som sänker pH men också kan täppa till porer och orsaka acne.

Varför är odlingsbaserad detektion (culture-dependent) inte särskilt effektiv?

Eftersom en stor majoritet (över 90%) av alla mikrober inte kan odlas i laboratorium (de är "fastidious" eller kräver specifika förhållanden vi inte kan återskapa).