mikrobiologia luento 1-2

• Mitkä ovat mikrobiryhmät ja miten ne eroavat toisistaan?

aitotumalliset (eukariot): sienet (hiiavt aja homeet) prionit (levät ja ameebat)

esitumaiset (prokaryotes): bakteerit, arkit

ei eläviä: virus, prionit (proteins)

• Mitä tarkoittaa taksonominen hierarkia ja nimee ylhäältä alas

domain-domeeni

kingdom-kunta

phylum-pääjakso

class-luokka

order-lahko

family-heimo

genus-suku

species-laji

strain-kanta

nimet voi muuttua

suku- sama rakenne ja geneettiset piirteet

laji- suvun sisällä vielä lähempiä sukulaisia, ANI >95%= same species/laji, 16S rna samankaltaisuutta

kanta- eristetty bakteeripopulaatio, eg. echoli ATCC 25922

• Miten bakteerilaji määritellään, kun bakteerit lisääntyvät suvuttomasti? miksi perinteinen lajimääritelmä ei toimi bakteereilla.

Perinteinen lajimääritelmä ei toimi, koska bakteerit lisääntyvät suvuttomasti.

Bakteerilaji määritellään genomisen samankaltaisuuden perusteella, erityisesti ANI >95–96 % (sekä tukena 16S rRNA -sekvenssi).

• Miksi bakteerien taksonomiset nimet voivat muuttua? Anna esimerkki.

• Lactobacillus casei → Lacticaseibacillus casei

• Lactobacillus rhamnosus → Lacticaseibacillus rhamnosus

• Lactobacillus fermentum → Limosilactobacillus fermentum

• voi muuttua kun bakteerien luokittelua tarkennetaan (esim. geneettisen tai fenotyyppisen tiedon perusteella)

• Mitkä ovat bakteerisolun keskeiset rakenteet ja mitä tehtäviä niillä on?

Solukalvo- phospolipid, permeability, proteinit sitoutuu, energiatuotanto
Soluseinä- prevents hydrolysis, gives shape, sisältää peptidoglykaania
Solulima-sisäpuolella, homeostasis, inkluusiokappaleet
Ribosomi-protein synthesis, fAUG (formulated methionine). 30+50→70S
Geonmi (circular dna)- 1 chormosome, replication at oriC site, plasmids
Plasmidit
Flagella- liikkumiseen
Fimbriat- tarttumakarvat, kiinnittyy pintoihin ja soluihin
Philus- tramsferring dna, konjugaatio
Kapseli (glycocalux)- suojaa, auttaa kiinnitymisessä
Itiöt (only in so,e gram+)- metabolically inavtibe, bacillus ja closdritium

• Mitkä ovat grampositiivisen ja gramnegatiivisen soluseinän rakenteelliset erot? kliininen merkitys?

pos

• paksu peptidoglykaani

• teikkohapot

• lipoteikkohapot

• ei ulkomembraania

neg

• ohut peptoglykaani

• ulkomembraani- LSP, portiinit

• periplasma

• LPS- endotoxin

• Mitä ovat teikkohapot ja lipoteikkohapot, ja missä bakteereissa niitä esiintyy?

esiintyy gram + koska tarvii paksun peptidoglykaanin kiinnittymiseen

teikko

• Fosfaattipitoisia, negatiivisesti varautuneita polymeereja, jotka sijaitsevat peptidoglykaanissa.

• ionitasapaino, soluseinä, patogeneesi

lipo

• solukalvossa

• virulenssi

• kalvom vakaus

• Kuvaile peptidoglykaanin rakenne: mitkä molekyylit muodostavat sen, ja miten se syntetisoidaan (4 vaihetta)?

koostumus

polysakkaridiketjut

• N‑asetyyliglukosamiini (GlcNAc)

• N‑asetyylimuramiinihappo (MurNAc)

peptididillat- yhdistää ylemmöt toisiinsa

• Grampositiivisilla peptidoglykaania on kymmeniä kerroksia.

• Gramnegatiivisilla vain 1–3 kerrosta.

• Mykoplasmoilla ei ole peptidoglykaania

synteesi:

• Sytoplasmassa tapahtuva esiasteiden muodostus

  • GlcNAc–MurNAc‑peptidi esiasteet syntyvät solulimassa.

• Esiasteiden kuljetus solukalvon läpi

  • Lipidikantaja (undekaprenyylifosfaatti) siirtää esiasteet solukalvon ulkopuolelle.

• Polymerisaatio

  • Esiasteet liitetään kasvavaan polysakkaridiketjuun.

• Ristikkäissidonta (cross‑linking)

  • Peptidisillat muodostuvat ja vahvistavat rakenteen.

• Mikä on LPS (lipopolysakkaridi), missä se sijaitsee, ja mitä kliinisiä vaikutuksia sillä on?

MIKÄ

• Lipid A

  • LPS:n toksinen osa

  • Vastaa kliinisistä oireista (endotoksiini)

• Ydinosa (core polysaccharide)

• O‑antigeeni

  • Antigeeninen vaihtelu

  • Käytetään serotyypityksessä

MISSÄ

• Gramnegatiivisten bakteerien ulkomembraanissa.”

• Se on osa ulkomembraanin ulkopuolista lehteä.

MITÄ

• Kuume

• Verenkiertohäiriöt

• Verenhyytymisjärjestelmän häiriöt

• Sepsis

• Endotoksiinisokki

• Miten flagellat toimivat ja mitä tarkoittavat aerotaksis, kemotaksis ja fototaksis?

protonivoimalla (proton motive force) toimiva moottori.

sijaitsee solukalvossa ja soluseinässä.

pyörii

• Myötäpäivään → “run” eli suora eteneminen

• Vastapäivään → “tumble” eli suunnanvaihto

kemo- iikkuminen kemiallisten aineiden pitoisuusgradientin mukaan. Kohti houkuttelevia aineita (ravinteet) tai pois haitallisista.

aero- Liikkuminen happipitoisuuden mukaan. Bakteeri hakeutuu optimaaliseen happimäärään.

foto- Liikkuminen valon perusteella. Kohti valoa tai pois siitä, riippuen lajista.

• Mikä ero on fimbrioilla ja piluksilla?

fim-

• lyhyet ja ohuet proteiinit

• suuri määrä

• kiinnittyy

• kolonisoi ja biofilmi

phil-

• pitkä ja paksu

• pieni määrä

• dna konjugaatio (siirto)

• Mitä itiöiminen (sporulaatio) tarkoittaa — mitkä bakteerit muodostavat itiöitä, ja mitkä ovat itiöiden ominaisuudet?

MITÄ

• Itiöiminen on prosessi, jossa bakteeri muodostaa kestoiön silloin, kun olosuhteet muuttuvat epäedullisiksi

• metabolisesti inaktiivinen ja erittäin kestävä rakenne, joka voi säilyä vuosikymmeniä.

MITKÄ

• Bacillus (grampositiivinen, aerobinen/fakultatiivinen)

• Clostridium (grampositiivinen, anaerobinen)

ominaisuudet

• Metabolisesti inaktiivisia

• Erittäin kestäviä

  • kestävät kuumuutta

  • kestävät kuivuutta

  • kestävät kemikaaleja

  • kestävät säteilyä

• Paksuseinäisiä

• Pitkäikäisiä (säilyvät maaperässä vuosikymmeniä)

• aktivoituvat uudelleen vasta, kun olosuhteet muuttuvat suotuisiksi (germinaatio).

6. Mitä ovat S-layer-proteiinit ja mitkä ovat niiden tehtävät?

• symmetrisen, toistuvan rakenteen solun ulkopinnalle.

• yleinen grampositiivisilla bakteereilla,

• Suojaus

• Rakenne ja stabilointi

• Kiinnittyminen

• Virulenssi

• Mitä tarkoittaa puhdasviljelmä ja miten se valmistetaan? mite se tehdään hajotusviljelminä

• viljelmää, jossa on vain yhtä bakteerilajia

• Saadaan erottamalla yksittäinen bakteerisolu tai pesäke muista.

• Tarvitaan, jotta bakteerin ominaisuuksia voidaan tutkia luotettavasti.

• Jokainen pesäke kasvaa yhdestä bakteerisolusta.

• Siksi pesäke on geneettisesti yhtenäinen → puhdasviljelmä.

MITEN

• Bakteerit levitetään agarin pinnalle niin, että solut harvenevat.

• Lopulta yksittäiset solut jäävät riittävän kauas toisistaan, jolloin ne kasvavat yksittäisiksi pesäkkeiksi.

• Yhdestä pesäkkeestä voidaan ottaa näyte → puhdasviljelmä.

1. Näyte otetaan silmukkavälineellä (inokulaatiosilmukka).

2. Ensimmäinen sektori: näyte levitetään agarin pinnalle edestakaisin.

3. Silmukka kuumennetaan → bakteerit tuhoutuvat → ei siirry liikaa bakteereita seuraavaan sektoriin.

4. Toinen sektori: vedetään muutama veto ensimmäisestä sektorista uuteen kohtaan → bakteerit harvenevat.

5. Silmukka kuumennetaan uudelleen.

6. Kolmas ja neljäs sektori: sama periaate → bakteerit harvenevat entisestään.

7. Inkubointi → yksittäiset pesäkkeet kasvavat.

8. Yhdestä pesäkkeestä otetaan näyte → tämä on puhdasviljelmä.

15. Mitkä ovat valomikroskoopin osat ja toimintaperiaate?

MITKÄ

• Okulaari
  Ylin linssi, josta katsotaan; antaa lisäsuurennoksen.

• Objektiivit
  Vaihdettavat suurennuslinssit (esim. 10×, 40×, 100×).
  100× objektiivi käytetään öljyimmersiossa.

• Revolveri
  Objektiivien vaihtamiseen.

• Näytepöytä (stage)
  Näyte asetetaan tähän; voidaan liikuttaa sivu- ja pituussuunnassa.

• Karkea- ja hienotarkennusruuvit Karkea: suuri liike, näytteen nopea tarkennus.
  Hieno: pieni liike, tarkka tarkennus.

• Kondensaattori
  Linssi näytteen alla, joka kohdistaa valon näytteeseen.

• Iris-aukko (diaphragma)
  Säätelee valon määrää ja kontrastia.

• Valonlähde
  LED- tai halogeenivalo, joka valaisee näytteen alapuolelta

toiminta

• Valo kulkee valonlähteestä → kondensaattorin läpi → näytteeseen.

• Näyte muuttaa valon kulkua (absorptio, taittuminen, sironta).

• Objektiivi kerää näytteestä tulevan valon ja muodostaa suurennetun kuvan.

• Okulaari suurentaa kuvaa edelleen.

• Lopullinen kuva nähdään silmällä.

• Miksi öljyimmersio-objektiivia käytetään bakteerien tarkastelussa?

Dioissa korostetaan erityisesti:

• Öljyimmersio 100× objektiivilla
  Öljy vähentää valon taittumista ja parantaa resoluutiota.

• Resoluutio riippuu valon aallonpituudesta ja linssien laadusta.