Bakteriers struktur, uppbyggnad och funktion Flashcards
Bakteriecellen har inte som eukaryoter? 3 saker
- Cellkärna
- mitokondrier
- ER eller Golgi
Beskriv vad som sker/finns i
- nukleoid
- cytoplasma
- cellmembranet
- cellväggen
- cellbihangen
av en bakterie
Nukleoid
- DNA cirkulärt med proteiner. Haploid kromosom oftast. Plasmider eventuellt
Cytoplasman
- här sker metabolism med enzymer.
- proteinsyntes
Cellmembran
- Dubbelt lager fosfolipider + proteiner
- kemisk barriär för omgivningen
- cellandning sker här (citronsyracykel)
Cellvägg
- peptidoglykaner (murein), protein, lipider
- ger form och skydd (står emot osmotiskt tryck)
- sitter utanför cellmembranet
Cellbihang
- Pili - kontaktorgan
- Flagell - rörelse
- Kapsel - Skydd. (vissa bakterier)
Bakterier är små vilket ger stor yta i förhållande till volym. Vad är fördelen med detta?
- Ger möjlighet till snabbt upptag av näring och syre, samt transport i cellen. Stor cell är mer beroende av energikrävande transportsystem
- Viktigt för tillväxt och snabba metabola omställningar. Pga snabba miljöomställningar är detta en fördel.
- Bakterier håller sig små för att upprätthålla snabb tillväxt och effektiv anpassning till omgivningen. Det som begränsar tillväxt vid överskott på näring är hur fort DNA kan kopieras.
DNA i en bakterie
- Var finns DNA i cellen?
- Hur ser DNA ut jämfört med eukaryoters DNA?
- Vad är fördelen med detta för bakterier?
DNA finns fritt i cytoplasman.
- består av operoner = flera gener ligger direkt efter varandra och uttrycks av samma promotor i samma transkript.
- inga introner = DNA kan hållas litet
- Fördel - ribosomer kan direkt börja translatera samtidigt som mRNA-syntes sker, proteiner som har relaterade funktioner uttrycks i samma transkript.
= transkription och translation sker samtidigt. Kort responstid från signal av transkription till färdig produkt = viktigt för snabba förändringar i miljön - Detta ger möjlighet till snabb tillväxt då vi inte uttrycker 1 gen åt gången, och att vi har DNA i cytoplasma.
Beskriv kort skillnaden från respons till färdigt protein (transkription och translation)
- Eukaryoter vs prokaryoter
Plasmider finns hos dem flesta bakterier (extrakromosomalt dsDNA)
- vilka funktioner (gener) har plasmider?
- 3 saker.
- Resistensegenskaper - t.ex. antibiotika, desinfektionsmedel, tungmetaller, bakteriofager
- Metabola funktioner - antibiotikaproduktion (skydd), nedbrytning av organiskt material
- Påverkan på andra celler
- toxiner (virulensfaktor)
- bakteriocinproduktion (mot andra bakterier)
- virulensegenskaper (sjukdomsframkallande förmåga)
Ursprunligen klassificerades bakterier på dess morfologi, infärgning och metabolism
Definiera
- morfologi, vilka 2 former vanligast?
- färgning (gram)
- metabolism, exempel på tester och syrekrav (aerob, anaerob, mikroaerofil, fakultativt anaerob)
Morfologi = form genom mikroskopi. Stavar eller kocker vanligast, men finns även t.ex. spiroketer
Färgning - gramfärgning. G- eller G+. G+ = färgning.
Metabolism
- test t.ex. om bakterier fermenterar sockerarter, katalasenzym
Syrekrav
- aerob - obligat syrekrävande
- anaerob - obligat tål inte syre
- mikroaerofil - behöver låg syrehalt
- fakultativt - kan växla mellan aerob och anaerob
Cellväggen
- var finns den i bakterien?
- vad består den av för repeterade byggstenar?
- beskriv kort syntesen.
- beskriv gramfärgning (vad färgas) och vilka bakterier som färgas in samt varför?
Lokalisation
- Finns utanför plasmamembranet
Beståndsdelar
- Murein = peptidoglykan.
- Murein byggs av N-acetyl-glukosamin och N-acetyl-muraminsyra - NAG och NAM.
Syntes
- På NAM och GAG finns sidokedja med ytterst 2 st D-alanin. Vid sammansättning klyvs 1 D-alanin —> NAM och GAG sätts ihop –> polymeriserar till cellväggen. Detta sker i inre membranet i cytoplasman.
- NAM+GAG vänds ut till utsidan av plasmamembranet. Där sker polymersiation
Gramfärgning - färgning av cellväggen
G+ - bakterier
- tjockt peptidoglykanlager. 90 % av cellens vikt.
G- bakterier
- Tunn cellvägg.
- Utanför cellväggen finns ett yttre plasmamembran. Därför kan inte färgen komma åt väggen och färga denna.
Beskriv skillnaden av cellväggen och yttre membran mellan gramneg. och grampos. bakterier
G+
- Har Teikoinsyra finns i cellväggen, förankrar cellväggen med plasmamembranet. Stabiliserar och kan också involveras i celladhesion.
- tjockt lager av peptidoglykanlager
G-
- Yttre membran utanför cellväggen (som är tunn)
Yttre membran
- barriär (opermeabel) för lösliga substanser som t.ex. antibitoika att ta sig in till cellen.
- Innehåller LPS (endotoxin som är viktigt för försvar)
Beskriv LPS
- struktur
- vilka fördelar den ger bakterien
- varför det är farligt för människor
Struktur - sitter förankrad i yttre cellmembranet hos G - bakterier
- Lipid A, Inner core, Outer core, O-antigen.
- O-antigen ytterst. Kan variera mellan olika stammar av en bakterie –> undviker immunförsvaret
- Binder TLR4 –> kraftig immunstimulering –> kan inducera septisk chock
- Ger feber
Fördel
- impermeabel för många lösliga ämnen och ger skydd mot t.ex. antibiotika (som ofta angriper syntes av cellväggen)
- variabelt O-antigen
Vilka 2 humanpatogena bakterier saknar cellvägg?
- varför är detta en fördel?
Mycoplasma
- m. pneumoniae
- m. genitalium
Saknar cellvägg = inte känslig för beta-laktam-antibitoika som penicillin eller cefalosporiner
Vilken bakterie är en G+ stav, som dock inte färgas.
- Varför färgas den inte?
- Varför växer den långsamt?
- Vilka 2 antibiotika används och vad angriper dem?
Mycobacterium tuboerculosis
- tjockt yttre lager av fettsyror (mycolsyra) utanför peptidoglykanerna i cellväggen.
- fettsyrorna hindrar färgning
TB bakterien växer långsamt
- pga svårt att få näring via sitt tjocka lipidhölje
Antibiotika
- isoniazid och ethambutol
- specifika för TB
- Inhiberar mycolsyrasyntes - stör cellväggens uppbyggnad
Vilka funktioner har Pili?
- kontakt med andra bakterier, ytor eller humana celler
- Konjugering - envägs överföring av genetiskt material (F-pili). Vanligast överföring av plasmider
- Alla gener för Pili och överföring av plasmider finns kodade i splamider
Vilken funktion har fimbrier?
- generell eller specifik adhesion
- viktig virulensfaktor
- första steg vid infektion ofta
- gör att bakterien kan fästa på ytor
- känns igen av TLR
Vilken funktion har flagell?
- motilitet
- största utskottet
- de flesta stavar har flageller, kocker är ofta icke motila
- styr riktning genom att simma rakt när alla flageller rör sig åt samma håll
- tumlar runt när en flagell roterar motsatt riktning
- känns igen av TLR
Beskriv hur en bakterie använder ett Sekretionssystem för att överföra en effektormolekyl till målcellen.
- Sekretionssystemet byggs upp vid kontakt med en cell
- Polymeriserar. Receptorspecifik bindning till målcellen.
- När strukturen når receptor, kontraherar strukturen och för bakterien närmare målcellen.
- Bildas en por i cellen och frigör effektormolekylen genom sin sekretionssystem
Kapsel
- när bildar en bakterie kapsel (funktioner i annan slide)?
- definiera kapsel.
Kapsel = polysackarider som bakterien bildar utanför sin cellvägg.
Bildas när
- bakterie vill kolonisera - hålla sig fast på en yta
- undvika immunförsvaret - TLR känner inte igen cellväggen, som täcks
- bildning regleras beroende på miljön
När miljön är för dålig för bakterien, kan vissa bakterier slå om sin metabolism och bli sporer.
- Vad är en spor? Hur bildas en spor kortfattat? 2 steg
- Vilka egenskaper har sporen?
Spor = en vegetativ cell som omvanldats till en spor (vilande stadium)
Bildning
- Replikation av DNA
- Modercellen omsluter den nya cellen och bygger ett membran runt denna. Sporen släpps sedan ut från modercellen
Egenskaper
- Ytlager skyddar sporen. Motståndskraftig mot värme, syra, bas, färgämnen (fägas inte), strålning, desinfektion, antibiotika
- Reaktiveras när näring finns i miljön till vegetativ cell. Kan då orsaka sjukdom igen.
Kapselbildning är ett stort problem på medicinska implantat. Beskriv stegen attachment, growth och dispersal
Attachment
- Kapselbildande bakterier kan bygga biofilmer
Growth
- Bakterierna producerar efter kolonisation biofilmsmatrix. Matrix innehåller polysackarider, DNA, döda bakterier och proteiner.
- Bakterien bygger stora kolonier inom biofilmen
Dispersal
- Bakterierna kan efter ett tag bryta ner biofilmen och släppas ut. Detta gör att bakterierna kan förflyttas till nya ytor och kolonisera andra delar.
Klassiskt exempel - urinkateter med biofilm på, kolonisering sedan av urinblåsan.
