Mikro

Question 1

28. Regulacija metabolizma kod prokariota

Answer 1

= Bazira se na regulaciji genske ekspresije

= Konstitutivna ekspresija
= Inducibilna ekspresija - ekspresija gena koja je u skladu sa trenutnim potrebama ćelije
- Regulatorni proteini
- Najznačajniji signal koji reguliše ekspresiju = količina nutrijenata u spolj. sredini

= Regulatorni proteini - regulatorne sekvence
- Aktivatori - Pojačivači
- Represori - Operatori (prigušivači u promotorima)

Represori

= Mehanizmi:
1. Fizička blokada vezivanja RNK pol za promotor - češće
2. Sprječavanje prelaska RNK pol. iz zatvorene u otvorenu konformaciju (nakon vezivanja za promotor)
= Lac operon
- Lac represor
> Inaktivira ga alolaktoza, koja označava prisustvo laktoze, a odsustvo glukoze
= Represori kojima je potreban korepresor za aktivaciju
- Korepresor ugl. krajnji produkt neke reakcije -> negativna povratna sprega

= Enzimska represija - vid regulacije gdje se enzimi sintetišu samo ako nema supstrata - sve dok ima supstrata, sinteza enzima inhibirana
- Kod biosinteze (ima enzima samo ako nečega fali)
- Inicirana korepresorima (ima dovoljno produkta -> nisu potrebni enzimi za biosintezu -> nema sinteze samih enzima)

Aktivatori

= Mehanizmi:
1. Vezivanje jednim domenom za DNK, drugim za RNK pol - pomoć u regrutaciji - najčešće
2. Vezivanje za RNK pol. nakon njenog vezivanja za promotor - promjena iz zatvorene u otvorenu konformaciju
= Aktivatori kojima je potreban inducer za aktivaciju
- Lac operon
> Aktivator - CAP protein
> Inducer - cAMP (kad je povećana količina usljed nedostatka glukoze, vezuje se za CAP, koji je aktivator)
= CAP protein - regulacija ekspresije velikog broja operona u prokariotskom genomu

= Enzimska indukcija - enzimi se sintetišu samo ako je supstrat prisutan
- Kod katabolizma
- Inicirana inducerima

Question 2

29. Opšte osobine strukture i životnih ciklusa virusa, plake virusa i određivanje brojnosti

Answer 2

Opšte osobine

= Virusi - obligatni intracelularni paraziti i najmanji MO
- Metabolički inertni van ćel. domaćina

= Građa:
- Nukleinska kis.
- Proteinski omotač (kapsid)
- (ponekad) dodatni omotač ćelijskog porijekla (animalni virusi)
= Virion = NK + proteinski kapsid
- Kad ima dodatni omotač - nukleokapsid

= Nukleinska kiselina (genom):
- Jednolančani/dvolančani
- Linearni/kružni
- RNK/DNK
= Jednolančani genomi:
(+) lanac - identična sekvenca kao iRNK -> odmah se translatira
(-) lanac - sekvenca komplementarna iRNK -> ne translatira se odmah
= RNK virusi - kraći genomi od DNK virusa
= Neki virusi mogu imati i DNK i RNK fazu, ali nikad istovremeno u virionu

= Proteinski omotač (kapsid)
- Kapsomere - proteinske subjedinice
- Veličina genoma -> složenost građe
- Samoasembliranje - povezivanje kapsomera u kapsid je spontan proces

= Dodatni omotač - od fosfolipida, porijeklom od ĆM domaćina
- Animalni virusi napuštaju ćeliju pupljenjem, pri čemu dobijaju omotač
- U njemu virusni proteini koji prepoznaju novog domaćina

= Virusni enzimi
- Neki virusi sintetišu sopstvene enzime, pored onih koje koriste od domaćina
- Lizozimi
- RNK replikaza (RNK-zavisna RNK pol. - koriste je (-)RNK virusi)
- Reverzna transkriptaza (RNK-zav. DNK pol.)
- Neuraminidaza (virus influence)

Podjela i klasifikacija virusa

= Klasifikacija - na osnovu arhitekture genoma i načina replikacije
= Podjela virusa:
- Prema domaćinu kog napadaju
> Arhea
> Bakterijski (bakteriofagi)
> Virusi eukariota (animalni, biljni, protozoa, gljive)
- Prema simetriji kapsida
> Spiralni - ugl biljni
> Iksoedarni - ugl. životinjski
> Kompleksni - u pravom smislu bakteriofagi
» Glava iksoedarna, repić spiralan, dodatne strukture - bazalna ploča, kukice za pričvršćivanje

Životni ciklus virusa

= Virus ne uspije da inficira domaćina - abortivna infekcija
= Lizogeni ciklus
- Lizogena konverzija
- Lizogena indukcija
= Litički ciklus
= Virulentni i umjereni bakteriofagi

Plake virusa i određivanje brojnosti

= Pri zasijavanju u Petri šolju, potrebno je da odnos broja faga i broja bakterija - multiplicitet infekcije (MOI) - bude oko 0,01
- Veći MOI -> liziranje svih bakterija, povećanje vjerovatnoće adsorpcije više virusnih čestica na 1 bakteriju
= Formiran bakterijski tepih sa plakama -> grupacijama umnoženih bakteriofaga koji potiču od jednog viriona
- Svijetle plake - pokazatelj isključivo litičkog ciklusa (virulentni fagi) -> samo lizirane ćelije i bakteriofagi
- Mutne plake - prisutan i lizogeni i litički ciklus (umjereni fagi) -> lizirane ćelije, bakteriofagi + lizogene bakterije

= Brojnost:
br. faga/ml = br. plaka/(razređenje * zapremina)

Question 3

77. Adaptivni imunitet - B ćelije i antitijela

Answer 3

= Antitijela - rastvorljivi proteini koje proizvode B ćelije i plazma ćel. kao odg. na izloženost antigenima
- 1 antitijelo = 1 antigen
- Imunoglobulini -> 2 teška + 2 laka lanca
> Vezani disulfidnim vezama - heterodimer
> Sva 4 imaju po 1 C (const) domen i 1 V (varijabilni) domen -> V domeni teškog i lakog lanca se različito kombinuju i prave kombinacije specifične za antigen
= IgG - najčešći imunoglobulin u cirkulaciji
- Visoka konc - sek. imunski odg.
- 2 identična mjesta za 2 epitopa
= IgA - u pljuvačkoj, suzama, mukoznom sekretu GIT, urinarnog, respiratornog trakta
= IgM, IgD, IgE

= Većina antitijela ne ubija ćel. patogena -> blokira interakciju između ćel. patogena/njihovih produkata i ćel. domaćina
= Neutralizacija - blokiranje vezivanja toksina za rec. na domaćinu antitijelima
= Vezivanje antigena za antitijelo -> supstrat za Fc receptore fagocita

B ćelije

= Specijalizovani limfociti koji imaju na površini antitijela sa funkcijom receptora BCR
= Proizvode antitijela
= Rec. BCR veže antigen -> fagocitoza patogena B ćelijom -> izlaganje njihovih antigena na površini -> kompleks sa MHII -> prezentacija Th2 ćel. -> proizvodnja citokina -> stimulacija proliferacije antigen reaktivnih B ćelija -> diferencijacija nekih u plazma ćelije koje proizvode rastvorljiva antitijela

= Humoralni imunitet - primarni imunski odgovor posredovan antitijelima
= Memorijske B ćelije -> sekundarni imunski odgovor -> brzo povećanje konc. antitijela
= Imunološko pamćenje - osnova za vakcinaciju

Question 4

19. Sinteza ATP kod razl. metaboličkih tipova

Answer 4

= Nemogućnost korišćenja izvora energije direktno -> konverzija u jedinjenja bogata energijom (fosfatna)
- Hidroliza njihovih hem. veza -> oslobađanje energije

= ATP - najznačajnije energijom bogato jedinjenje
- Fosfoanhidridne veze između fosfatnih grupa - hidroliza -> energija
= ATP, ADP, AMP - sva tri prisutna u ćel - njihov odnos kao indikator energetskog stanja

= 3 načina sinteze ATP-a:

1. Fosforilacija na nivou supstrata
   - Katabolički procesi (npr. fermentacija)
   - ADP preuzima energiju od drugih fosfatnih jedinjenja -> ATP (direktno)
2. Fotofosforilacija
   - Organizmi koji vrše fotosintezu
   - Svijetla faza fotosinteze -> konverzija svjetlosne energije u hemijsku -> ADP+Pi = ATP
   > Troši se energija za formiranje fosfoanhidridne veze
3. Oksidativna fosforilacija
   - ADP + Pi = ATP tokom disanja, pri reoksidaciji redukovanih intermedijernih nosača elektrona (NADH, FADH2)
   - ATP sintaza

= Druga jedinjenja bogata energijom:
- Bogatija od ATP:
> Fosfoenolpiruvat
> 1,3-difosfoglicerat
> Acetil-fosfat
> Acetil-CoA
- Siromašnija od ATP:
> Glukozo-fosfati
> Glicerol-fosfati
- ATP posreduje kao nosač između njih

Question 5

40. Viroidi i prioni

Answer 5

= Subvirusne infektivne čestice
= Nekompletni virusi - nedostaje proteinski kapsid ili NK
= Oboljenja biljaka i životinja

Viroidi
= Cirkularni jednolančani RNK sa međusobno komplementarnim regionima -> struktura ukosnice
- Stabilnost RNK u spolj. sredini
= Ne kodiraju nijedan protein - potpuna zavisnost od proteinske mašinerije domaćina
= Replikacija - RNK replikaza domaćina, model kotrljajućeg obruča (konkatemeri)
- Viroid ribozimskom aktivnošću sam razdvaja konkatemere
- Repliciraju se u nukleusu ili u hloroplastima (sistematski karakter)
= Novi viroidi se prenose do susjednih ćel. plazmodezmama
= Biljni patogeni
- Utiču na rast
= Različiti viroidi - visok stepen homologije -> srodnost
= Nastali od regulatornih RNK koje interferiraju sa norm. ekspresijom biljnih gena

Prioni

Question 6

!72. Patogenost i virulencija

Answer 6

Pogledati sa preze

Question 7

6. Taksije, regulacija dvokomponentnim sistemom

Answer 7

= Taksija - vid usmjerenog kretanja ka signalnoj supstanci (atraktant) ili od signalne supstance (repelent)

Hemotaksija
= Hemoreceptor detektuje prisustvo -> signalna kaskada
- Hemoreceptor -> Senzor kinaza (autofosforilacija) -> Fosforilacija citoplazmatičnog regulatora odgovora -> Fli protein, koji utiče na promjenu smjera rotacije flagele (u smjeru kazaljke na satu, prije toga se pod uticajem Mot proteina kretala suprotno od smjera kazaljke na satu) -> Promjena smjera kretanja
= Atraktanti - nizak nivo fosforilacije (rijetko dovode do promjene pravca kretanja)
= Repelenti - česta promjena kretanja pravca, sve dok se ćelija ne udalji od repelenta

= Fototaksija - kretanje u odnosu na izvor svjetlosti
- Skotofobotaksija - težnja da fototrofi “bježe” od mraka - vraćaju se na talasnu dužinu optimalnu za vršenje fotosinteze
> Energetsko stanje ćelije = signal koji obavještava ćel. da se našla u mraku
- Prava fototaksija - ćel. ima fotoreceptore u membrani

= Aerotaksija, osmotaksija, hidrotaksija…

Question 8

35. Pregled animalnih virusa i posljedice infekcije animalne ćelije virusom

Answer 8

Pogledati posljedice infekcije u idućih par pitanja

Litički proces - jel nužno rezultuje u liziranju ćel, ili je pupljenje? - vrv neki jedno neki drugo al ne kontam

Perzistentna infekcija - jel ove virusne partikule koje se produkuju ne napuštaju ćeliju, ako je već ne liziraju, ili je to ovo pupljenje?

Question 9

70. Simbioze među mikroorganizmima

Answer 9

= Konzorcijumi i lišajevi

Question 10

29. Opšte osobine strukture i životnih ciklusa virusa, plake virusa i određivanje brojnosti x2

Answer 10

vratiti se na karticu 2

Question 11

69. Mikrobiologija okeana

Answer 11

Užas živi

= Pelagijski vs priobalni mikroorganizmi

Oksinogeni fototrofi
= Prochlorococcus - bakterija
= Trichodesmium - cijanobakterija

Anoksigeni fototrofi - Alphaproteobacteria

Question 12

83. Respiratorne infekcije

Question 13

16. Uticaj pH na rast mikroorganizama

Answer 13

= Većina MO - neutrofili (pH 6-8)

= Acidofili
- Ugl. gljive + bakterije Lactobacillus, Thiobacillus + arhea Sulfolobus
- Ekstremni acidofili (pH 2) - Acidithiobacillus

= Alkalofili
- Okeani, slana jezera, bazno zemljipte
- Arhee i bakterije
> Bakt. Bacillus firmus - koristi Na+ motornu silu umjesto protonske kao izvor energije

= Svi MO moraju da održavaju neutralan pH unutar ćelije zbog biomakromolekula
- Ekstremni acidofili ili alkalofili ne mogu postići sasvim neutralan pH (maks 3 jedinice razlike)
> Razvili alternativne puteve dobijanja energije van oksidativne fosforilacije i protonske motorne sile (npr Bacillus firmus)
> + Adaptacije kao način zaštite unutarćel. mol.

= Gajenje u laboratorijskim uslovima - dodavanje pufera u medijum

Question 14

73. Egzotoksini i endotoksini

Answer 14

Ima stvari koje mi nisu sto posto čiste ali nije strašno

Question 15

86. Primjena MO u industrijskoj proizvodnji

Question 16

10. Sinteza peptidoglikana

Answer 16

= Murein
= Gradivna jedinica: disaharid-tetrapeptid
- Disaharid:
> N-acetilglukozamin
> N-acetilmuraminska kiselina
> Vezane beta-1,4-glikozidnom vezom
- Tetrapeptid:
> L-Ala
> D-Glu
> Diaminopimelinska kiselina/Lys
> D-Ala

= Rast ćelije -> nove komponente -> inkorporiraju se
- Autolizin - liza beta-1,4 glikozidnih veza -> pukotina -> umetanje monomera

= Sinteza - u ćel.
- Prekursori koji se nosačima iznose u spoljašnju sredinu
= UDP - citoplazmatični nosač prekursora
= Baktoprenol-fosfat - membranski nosač prekursora

1) N-acetil muraminska kis. se veže za UDP
2) Dodavanje 5 AK -> pentapeptidni intermedijer (Parkov NT)
3) Prenošenje intermedijera na membranski nosač
4) N-acetilglukozamin se vezuje za UDP
5) N-acetilglukozamin se prenosi na Parkov NT -> disaharid-pentapeptid
5.1) - Kod Staphylococcus aureus (G+) se dodaje i pentaglicinski međumost na prekursor
6) Membranski nosač prenosi prekursor u spoljašnju sredinu -> transglikozilacija -> ugradnja monomera u rastući lanac peptidoglikana
7) Umrežavanje susjednih lanaca peptidoglikana
a) G- -> Transpeptidacijom (diaminopimelinska kiselina jednog peptidnog mosta i pretposljednji D-Ala drugog)
b) G+ -> Transpeptidacijom se povezuju pentaglicinski međumostovi

= Penicilin sprječava transpeptidaciju (umrežavanje) -> pucanje ćel. zida
- Zato on ne djeluje na metabolički inertne ćel. u stanju mirovanja
= Drugi antibiotici inhibiraju sintezu zida na razl. nivoima

Question 17

45. Pregled razmjene genetičkog materijala kod prokariota i njen biološki smisao

Question 18

! 60. Gama i delta proteobakterije

Answer 18

= Proteobakterije - najbrojniji i metabolički najraznovrsniji razdio bakterija
= Gama i delta proteobakterije - klase

Question 19

27. Ciklična i neciklična fotofosforilacija

Answer 19

= Fotofosforilacija - način sinteze ATP-a na račun protonske motorne sile, povezan sa svijetlom fazom fotosinteze

Anoksigena fotosinteza -> ciklična fotofosforilacija

= Zelene i purpurne bakterije
1) Reakcioni centar
2) LHC I - antena pigmenti
3) LHC II - antena pigmenti
4) Citohrom bc1 kompleks
= Svjetlosnu energiju apsorbuju antena pigmenti u membranama - bakteriohlorofil a
-> Prenos energije do ekscitona u reakcionom centru - specijalnog bakteriohlorofila a
-> Smanjenje redoks potencijala ekscitona
-> Prenos elektrona na bakteriofeofitin
-> Prenos elektrona na kinone
-> Prenos elektrona na citohrom bc1 kompleks
-> Redukcija citohroma c2
-> Vraćanje elektrona na eksciton - ciklus
= Protonska motorna sila koja nastaje pri prenosu elektrona -> reverzni transport elektrona sa kinona na NAD (kad se prenosi na njega, a ne na redukovani hinon)

Oksigena fotosinteza - neciklična fotofosforilacija

= Alge i cijanobakterije
= Z šema - transport elektrona liči na slovo Z
- Kooperacija fotosistema I i II
= PSII -> Svjetlosnu energiju apsorbuju antena pigmenti -> susjedni pigmenti -> reakcioni centar
- Eksciton u reakcionom centru - hlorofil a
-> Predaja elektrona nizu nosača - hinoni, citohromi, plastocijanin
-> Elektroni dopiru do PSI koji je izgubio elektron

= PSI -> ista dešavanja, paralelno, sa različitim nosačima (Fe-S protein, feredoksin, flavoprotein) -> Redukcija NADP+ u NADPH
- PSI nadoknađuje izgubljeni elektron na račun PSII
= PSII nadoknađuje elektrone iz molekula vode
= Takođe učestvuje protonska motorna sila za sintezu ATP-a

= Previše redukovanog NADPH (anaerobni uslovi npr.) -> preusmjeravanje neciklične fotofosforilacije u cikličnu
- Ciklus - sa feredoksina iz PSI se vraćaju elektroni na PSII
-> Nema nastanka NADPH, ali nastaje ATP

Question 20

30. Virulentni bakteriofagi, T4 fag

Answer 20

= Bakterijski virusi koji u domaćinu uvijek ulaze u litički ciklus

= T4 bakteriofag - E. coli

= Odlike:
- Kompleksna simetrija
- Iksoedarna glava
- Spiralni kontraktilni repić
- Duže i kraće kukice
= Dvolančana linearna DNK
= Terminalno ponavljanje gena
= Cirkularna permutacija

= Rani, srednji i kasni geni

= Adsorpcija - duge kukice prepoznaju receptore -> skraćuju se -> kontakt kratkih kukica i bazalne ploče sa površinom
= Probijanje pore -> injekcija genoma -> penetracija
= Transkripcija ranih gena - bakt. RNK Pol, isti promotori kao bakt. (sigma70 faktor)
1) Enzim koji modifikuje citozin u 5-hidroksimetilcitozin - zaštita od restrikciono-modifikacionog sistema bakterije
2) Enzim nukleaza - isijeca DNK domaćina
3) Enzim virusna DNK Pol - replikacija paralelno sa tsk srednjih gena
4) Alternativni sigma faktor - mijenja afinitet bakterijske RNK pol -> tsk srednjih gena

= Tsk srednjih gena -> novi sigma faktor

= Tsk kasnih gena
1) Lizozim
2) Proteini kapsida

= Replikacija bakterijskog genoma -> više kopija genoma sa ljepljivim krajevima -> spajaju se u konkatemer
- Konkatemer - više kopija genoma spojenih u jedan lanac, razdvojeni cos mjestima

= Maturacija - pakovanje genoma u proteinske glave po nepreciznom headful mehanizmu
- Više DNK materijala nego što je veličina samog genoma -> rezultuje u terminalnom ponavljanju gena
= Svaka novoformirana virusna partikula nosi različite ponovljene gene -> cirkularna permutacija

= Ćelijska liza -> rezultat svijetle plake

= 100 novih viriona po jednom ciklusu infekcije

Question 21

67. ! Mikrobiologija zemljišta

Question 22

24. Tipovi metabolizma u kruženju ugljenika i sumpora

Answer 22

Ugljenik

= Veliki i mali krug u kruženju
= Veliki krug:
- Fiksacija CO2 (aerobni i anaerobni uslovi)
- Razgradnja organskih jedinjenja -> oslobađanje CO2
= Mali krug:
- Oslobođeni CO2, anaerobni uslovi -> metanogeni -> prevođenje u CH4 (H2 donor elektrona)
> Metanogeni - arhee (produkuju metan u anaerobnom disanju)
- Metanotrofi koriste CH4 za dobijanje C i energije -> oslobađanje CO2
> CH4 je donor elektrona
> O2 finalni akceptor elektrona

Sumpor

= Veliki broj oksidacionih stanja - najvažnija -2, 0, 6
= Sulfidi nastaju:
- Razgradnjom organskih materija (heterotrofni organizmi) - aerobno/anaerobno
- Geohemijski
- Aktivnošću sulfat-redukujućih bakterija - anaerobno disanje, sulfati (SO4) kao finalni receptori elektrona

= Hipertermofilne arhee - redukuju elementarni sumpor -> H2S
- Vezuje se za Fe -> pirit

= Hemolitotrofne sumporne bakterije, aerobni uslovi - oksiduju H2S do sulfata (SO4) - forma dostupna biljkama
- Granične zone gdje H2S stiže iz anaerobnih u aerobne uslove

Question 23

47. Transdukcija kod prokariota

Question 24

56. Evolucija MO i mikrobijalnog genoma

Question 25

23. Oksidacija neorganskih supstrata - hemolitotrofija

Answer 25

= Hemolitotrofi koriste energiju dobijenu raskidanjem hemijskih veza (hemo), a donori elektrona su im neorganska jedinjenja (lito)
= Litotrofi - donori elektrona:
- H2S
- H2
- NH4
= Glavna strategija prvih MO, kada na Zemlji nije bilo dovoljno org. mat
= Izvori supstrata:
- Vulkanski izvori
- Biogeohemijski ciklusi kruženja elemenata
- Hidrotermalni izvori
- Antropogeni izvori

= Ekološki značaj - oksiduju redukovana jedinjenja i time ih čine dostupnim za primarne producente

= Najčešće autotrofi - izvor C atoma je CO2
= ATP se sintetiše u procesu oksidativne fosforilacije
- Donor elektrona neorgansko jedinjenje, vs organsko kao kod organotrofa

Question 26

34. Ekologija i evolutivni značaj virusa

Question 27

74. Aktivni mehanizmi odbrane domaćina

Question 28

18. Metabolički tipovi MO, biološke oksido-redukcije

Answer 28

= Metabolizam - niz reakcija kojima živa bića prevode supstrat u krajnji proizvod preko niza intermedijera
- Katabolizam i anabolizam

= Metabolički tipovi:
1) Prema izvoru energije:
- Fototrofi
- Hemotrofi
2) Prema izvoru elektrona:
- Litotrofi
- Organotrofi
3) Prema izvoru ugljenika:
- Autotrofi
- Heterotrofi

= Različite kombinacije ovih tipova

= Energija se u ćel. akumulira:
1) U jedinjenjima koji skladište energiju u hemijskim vezama (ATP, fosfoenolpiruvat…)
2) U vidu elektrohemijskog gradijenta -> jonska motorna sila
= Oslobađa se u nizu redoks reakcija u organizmu - čine katabolizam

= Svaka redoks reakcija:
- Donor elektrona - veliki afinitet da preda elektron (negativni redukcioni potencijal)
- (Niz intermedijera)
- Finalni akceptor elektrona - veliki afinitet da primi elektron (visok redukcioni potencijal)
> Veća razlika u redukcionim potencijalima -> efikasniji prenos energije

= Strategije za odvijanje redoks reakcija:
1) Aerobno disanje
- Prim. donor - organsko ili neorgansko jedinjenje
- Finalni akceptor - O2
2) Anaerobno disanje
- Prim. donor - organsko ili neorgansko jedinjenje
- Finalni akceptor - neorganski mol. koji nije O2 (sulfati, nitrati, karbonati)
3) Fermentacija
- Organska jedinjenja i donatori i akceptori elektrona
- Ugljenik se samo djelimično oksiduje -> manje energetski povoljno od disanja

Question 29

49. .Transformacija kod prokariota

Question 30

62. !Actinobacteria

Question 31

5. Endospore, sporulacija i germinacija

Answer 31

= Endospore - strukture koje se formiraju u nepovoljnim uslovima u unutrašnjosti bakterijskih ćelija
- Klijaju u nove vegetativne ćelije kada se ponovo uspostave povoljni uslovi
= Nizak procenat vode
= Otporne na isušivanje, visoku temp. i zračenje
= G+ bakterije
- Bacillus
- Clostridium
= Položaj spora u ćeliji - karakteristika vrste
= Boje se po Šefer-Fultonu

= Građa - višeslojni omotač na površini
- Spoljašnji - egzosporijum (proteinski)
- Ispod - sporin omotač
- Korteks (peptidoglikan)
- Ćelijska membrana
- Srž spore sa citoplazmom

= Prisustvo kalcijum-dipikolinata i SASP proteina
- SASP proteini štite DNK materijal + izvor ugljenika i energije kada dođe do germinacije
= Zrela spora nije transkripciono aktivna
= Snižen pH za 1 jedinicu
= Manjak vode -> inaktivacija enzima, zaštita od štetnih agenasa (H2O2)

Germinacija (klijanje)

= Tri faze:
1) Aktivacija
2) Isklijavanje - počinje čim se dodaju nutrijenti
- Degradacija SASP proteina
- Smanjenje količine kalcijum-dipikolinata
- Razgradnja sporinih omotača
- Početak tsk
- Povećanje količine vode
3) Rast

= Arhee ne formiraju endospore -> sporulacija evoluirala nakon razdvajanja arhea i bakterija

Question 32

33. Virusi Archaea

Question 33

55. Molekularna filogenija i konstruisanje filogenetskog stabla

Question 34

17. Kiseonik i rast ,MO

Answer 34

= Kiseonik pogodan za neke MO, toksičan za druge koji nemaju mehanizme da se bore sa reaktivnim formama
= Podjela po toleranciji na O2:
1) Aerobni MO - konc. kao na vazduhu
- Aerobno disanje
2) Mikroaerofili - tolerišu kiseonik na koncentracijama manjim od vazdušne
- Ograničen kapacitet respiracije
- Sadrže mol. osjetljive na kiseonik
3) Aerotolerantni
- Fermentacija/anaerobno disanje
- Mogu da žive u sredinama sa kiseonikom jer imaju enzime za detoksifikaciju slobodnih radikala
4) Striktni anaerobi
- Fermentacija/anaerobno disanje
- Ne tolerišu kiseonik
5) Fakultativni anaerobi
- Kiseonik u spoljašnjoj sredini - aerobno disanje
- Nema kiseonika u spolj. sredini - fermentacija

= Mehanizmi protiv reaktivnih formi kiseonika:
1) Singlet kiseonik - nastaje fotohemijski, preuzimaju ga karotenoidi
2) Superoksid anjon - oksidacija kiseonika
- Superoksid-dismutaza -> H2O2
- Katalaza - H202 -> H20 + O2 (aerobi/fakultativni anaerobi)
- Peroksidaza (ne produkuje O2, koriste striktni anaerobi)

Question 35

65. Opšti koncepti ekologije MO

Answer 35

= Ekologija - nauka koja proučava odnose između živih bića i njihov uticaj na okolnu neživu sredinu
- Skup biotičkih i abiotičkih faktora

= MO - široko rasprostranjeni i vrlo varijabilni
- Nema nijedno potpuno sterilno mjesto na Zemlji (a da postoji bar mala količina tečne vode)
- Postoje mjesta naseljena isključivo MO
- Oni u surovijim uslovima imaju duže vrijeme generacije

= Glavni ograničavajući faktor - količina dostupnih nutrijenata
- Gl. izvor razlika u životnom ciklusu kod laboratorijskih MO vs iz prirodne sredine
> U prirodi ugl nema nutrijenata u optimalnoj količini
> Nisu ravnomjerno raspoređeni
> Kompeticija za iste resurse između različitih vrsta

= Sintrofija - metabolička kooperacija - različite grupe organizama međusobno sarađuju da bi opstale
- Nitrifikacija:
1. Grupa - oksiduje NH4 -> nitriti
2. Grupa - oksiduje nitriti -> nitrati

= Populacija - grupa organizama iste vrste koje u isto vrijeme žive na istom mjestu
= Zajednica (biocenoza) - skup različitih populacija koje stupaju u složene međusobne odnose

= Diverzitet MO - posmatra se broj vrsta i njihova zastupljenost
- Zastupljenost različitih vrsta - bolji pokazatelj uslova života
> Povoljni uslovi života -> mnoge vrste izjednačene po brojnosti čine zajednicu
> Ekstremna staništa -> najbolje prilagođene vrste - najzastupljenije

= Esnaf - populacije različitih vrsta MO koje koriste isti resurs na sličan način
= Niša - stanište koje dijele članovi esnafa
- Fundamentalna niša - teorijski skup svih uslova u kojima neka vrsta može da raste
- Primarna niša - skup optimalnih uslova sredine u kojoj dati MO optimalno raste
- Realizovana niša - stvarna niša u kojoj MO žive
> Uzima u obzir složene biotičke interakcije između njih
= Ekološka niša =/= mikrosredina
- U okviru staništa se može obrazovati više mikrosredina
- Mikrosredina - lokalni uslovi sredine u jednom dijelu niše koji se brzo mijenjaju
- Pr. čestica zemlje koja se na osnovu količine kiseonika dijeli na nekoliko slojeva
> Uslovi se mogu mijenjati -> mijenja se odnos zastupljenosti populacija (koja je dominantna)

= Odlika ekosistema - materija kruži i energija protiče
- Energija ulazi u ekosistem od Sunca, organskih i redukovanih neorganskih jedinjenja
- Fototrofni organizmi - energija svjetlosti u hem. energiju -> organska jedinjenja
- Hemolitotrofi -> produkuju organska jedinjenja
- Alohtona organska jedinjenja - ona koja u ekosistem ulaze “spolja”
- Heterotrofi -> koriste organska jedinjenja -> oksidacija procesom disanja i fermentacije -> obnavljaju se zalihe CO2

= MO - značaj u procesima biogeohemijskih ciklusa kruženja elemenata

Question 36

80. *Rezistencija na antibiotike i novi anti-mikrobni lijekovi

Answer 36

= Rezistencija - stečena osobina osjetljivih MO koja ih čini neosjetljivim na određene antibiotičke agense
= Omogućena horizontalnim transferom gena

= Mehanizmi rezistencije:
1. Neposjedovanje ciljne strukture (Mycoplasma i ćel. zid)
2. Nepropustljivost (G- i penicilin)
3. Modifikacija antibiotika u neaktivnu formu (beta laktamaze - inaktiviraju penicilin)
4. Modifikacija ciljne strukture (izmjena ciljnog proteina poput RNK pol npr)
5. Modifikacija ili nov rezistentni biohemijski put (npr. kod antibiotika koji djeluju na sintezu folne kiseline, bakterije mogu početi da je uzimaju spolja)
6. Efluks antibiotika

= Rezistencija - plazmidna ili hromozomska
- Zavisno od porijekla gena za rezistenciju

= R plazmid prethodi upotrebi antibiotika -> rezistencija je prirodna pojava koju je čovjek ubrzao neadekvatnim korišćenjem antibiotika

= Perzistencija - pojavljuje se kada se u populaciji senzitivnih bakterija jave ćelije privremeno tolerantne na multiple antibiotike
- Genetički identične senzitivnim ćelijama
- Nastaju usljed stanja dormancije - ćelije vijabilne, ali se ne dijele
> Za djelovanje antibiotika potrebna metabolički aktivna ćel.
- Ćelije izlaze iz dormancije nakon prestanka upotrebe antibiotika - nastavljaju dijeljenje

= Metode za borbu i otkriće novih lijekova:
1. Dizajniranje novih analoga poznatih antibiotika - optimizacija rastvorljivosti i afiniteta uvođenjem hemijskih modifikacija koje ne utiču na ključne strukture
2. Otkrivanje novih antimikrobnih lijekova
3. Otkrivanje novog ciljnog mjesta
- Plantezimicin
4. Kombinovanje lijekova - npr. penicilini + inhibitori beta laktamaze

Question 37

21. Aerobno disanje i oksidativna fosforilacija

Answer 37

= Aerobno disanje - vid metabolizma - niz redoks reakcija
- Donor elektrona - organsko (organotrofi) ili neorgansko (litotrofi) jedinjenje
- Akceptor elektrona - molekularni kiseonik

= Energetski bilans aerobnog disanja:
- Glikoliza = 1 glukoza -> 8 ATP + 2 piruvata
- Oksidativna dekarboksilacija piruvata = 2 piruvata -> 6 ATP + 2 acetil-CoA
- Krebsov ciklus = 2 acetil-CoA -> 24 ATP
-> Ukupno 38 ATP iz 1 glukoze
= Energetski daleko efikasniji proces od fermentacije (2 ATP)
= ATP molekuli iz ovih procesa - neki se dobijaju direktno fosforilacijom na nivou supstrata, a neki preko redukovanih jedinjenja FADH2 i NADH, koji svojom oksidacijom u respiratornom lancu (tokom oksidativne fosforilacije) daju 2 i 3 ATP, respectively

= Komponente respiratornog lanca - različiti nosači elektrona organizovani u 4 glavna kompleksa asocirana sa ĆM
- Neki primaju i predaju i protone i elektrone, neki samo elektrone
= Transfer elektrona kroz ĆM
= Paralelni transfer protona citoplazma -> spolj. sredina
-> Generisanje protonske motorske sile -> energija koja se koristi za sintezu ATP-a od ADP i Pi u oksidativnoj fosforilaciji

Kompleksi

1. Kompleks I - preuzima 2e i 2p od NADH
   - FMN (flavinski protein) i FeS protein
   - FMN protonska pumpa - izbacuje 2p u citoplazmu + prenosi 2e na FeS protein
2. Kompleks II - preuzima 2e od FeS proteina iz KI
   - Kinoni (CoQ)
   - Nije protonska pumpa -> predaje i 2e i 2p
3. Kompleks III - preuzima 2e i 2p sa CoQ
   - Citohrom bc1 -> prima 2e (1 po 1) i predaje ih 2 citohroma c, koji 1 po 1 elektron prenose do KIV
   > Q ciklus - u predaji elektrona sa kinona na citohrom, mogu da vežu dodatne protone iz citoplazme -> služi za povećanje elektrohem. gradijenta
   - Za svaki elektron se 2p oslobode u spolj. sredinu -> 4H+ se oslobađa
4. Kompleks IV - preuzima 1 po 1 elektron sa CytC
   - Citohromi a i a3 - finalno preuzimaju elektrone i predaju ih O2
   - Protonska pumpa - izbacuje 2H+ u spolj sredinu

= Reoksidacija FADH2 - slično, samo što preskače KI i odmah predaje elektrone CoQ -> 2 manje protona, manji protonski gradijent -> 2 ATP umjesto 3

= Nastalu protonsku motornu silu koristi ATP sintaza (Kompleks V) za sintezu ATP-a od ADP i Pi koji se nalaze u citoplazmi
- Sinteza 1 ATP - 2 ili 3 protona -> 1 NADH 3 ATP, 1 FADH2 2 ATP

Question 38

41. Mehanizmi reparacije DNK isijecanjem kod bakterija

Answer 38

= Mehanizmi reparacije oštećenja DNK koji se zasnivaju na isijecanju oštećenog mjesta = mehanizmi ekscizione reparacije
= Zahtijevaju više energije od direktne reverzije oštećenja, ali ih ćelije najviše koriste
- Versatilniji, tačniji (error-free), koriste enzime koji se koriste i za druge procese

Različiti mehanizmi:

1. Bazna eksciziona reparacija (BER) - prepoznaje oštećene ili neadekvatne baze i abazna (AP) mjesta, uklanja ih i popunjava novonastalu pukotinu
   - Baze izmijenjene oksidacijom, metilacijom, dezaminacijom….
   - Abazna mjesta nastaju usljed djelovanja fizičkih/hemijskih agenasa
   = Proces:
   - DNK glikozilaza - prepoznaje oštećenu bazu i presijeca N-glikozidnu vezu između baze i šećera -> AP mjesto
   - AP endonukleaza - prepoznaje AP mjesto i uvodi prekid u lanac u kom se nalazi
   - Egzonukleaze - otklanjaju nekoliko NT
   - DNK Pol I - popunjava pukotinu
   - DNK ligaza - spaja krajeve
2. Nukleotidna eksciziona reparacija (NER) - prepoznaje distorziju molekula DNK, ne specifična oštećenja
   - Reparira pirimidinske dimere nastale UV zračenjem
   = Dva tipa:
   1) Globalni genomski NER - GG-NER - uklanja oštećenja nastala na bilo kom mjestu u genomu
   2) Transkripciono spregnuti NER - TC-NER - tokom procesa tsk uklanja oštećenja na kodirajućem lancu
   = Enzimi:
   - UvrABC kompleks:
   > UvrAB prepoznaju oštećenje i regrutuju UvrC
   > UvrC - endonukleaza - zasijeca oštećeni DNK lanac na dva mjesta, uzvodno i nizvodno od oštećenja
   - DNK Pol I - popunjava
   - DNK ligaza - spaja krajeve
3. Mismatch repair (MMR) - reparacija oštećenja spregnuta sa replikacijom DNK molekula
   - Ukoliko se pogrešno spare baze
   - Radi na principu prepoznavanja hemimetilovanog 5’-GATC-3’ mjesta
   > Inače metilovano - pri replikaciji, na novonastalom lancu nije metilovano
   = Enzimi:
   - MutS - prepoznaje pogrešno sparen par i regrutuje MutL i MutH -> kompleks
   - MutH - endonukleaza koja prepoznaje nemetilovani lanac i uvodi prekid uzvodno od G u 5’-GATC-3’
   - Egzonukleaza - isijeca od prekida do pogrešno sparenog para
   - DNK Pol III - pošto degradovani segment može biti veliki, koristi se najefikasnija DNK Pol
   - DNK ligaza - spaja krajeve
   = Koristi se rijetko, pošto sama DNK Pol, pri replikaciji, uklanja pogrešno sparene parove jer ima proofreading mehanizam i 3’-5’ egzonukleaznu aktivnost

Question 39

82. Načini širenja infektivnih bolesti

Answer 39

= Patogeni se dijele na osnovu mehanizama širenja, ali su svima zajedničke 3 faze:
1. Izlazak iz domaćina
2. Transmisija
3. Ulazak u novog domaćina

= Podjela na osnovu načina transmisije:
1. Direktno prenošenje - inficirani domaćin direktno prenosi infekciju na osjetljivu osobu
2. Indirektno prenošenje - preko živih i neživih prenosioca
- Živi prenosioci = vektori - životinje
> Najčešće se patogeni razmnožavaju u vektoru - povećava se vjerovatnoća infekcije ciljnog domaćina
- Neživi prenosioci = formiti (posteljina, igračke, hrana, voda)
> Prenosno sredstvo - neživi izvor patogena koji prenosi bolest velikom broju osoba

= Rezervoari infekcije - živi i neživi objekti - mjesta na kojima agensi ostaju vijabilni i iz kojih se osjetljive osobe mogu zaraziti
- I direktno i indirektno prenošenje
- Česti živi rezervoari - životinje - zoonoze -> bolesti koje se ne javljaju primarno kod čovjeka, ali se i on može zaraziti
- Neživi rezervoari - voda, hrana, predmeti

= Podjela na osnovu mehanizma transmisije:

1. Aerosolno - respiratorne infekcije (patogenima je stanište u respiratornim organima)
   - Prenosi se bliskim kontaktom (mogu kratko da ostanu vijabilni u vazduhu)
   - Ljudi najčešće jedini rezervoari
   - Upala pluća, tuberkuloza, prehlada, grip
2. Direktnim kontaktom - kožne infekcije ili one koje se prenose tjelesnim tečnostima
   - Patogeni koji ne mogu da opstanu van domaćina
   - Stafilokokne infekcije (infekcije kože i rana, dugo opstaju na suvom)
   - Polno prenosive bolesti - sifilis, gonoreja, sida
3. Neke koje se prenose životinjskim vektorima - malarija, bjesnilo, lajmska bolest
   - Ugl. zahtijevaju ujed/ubod

Question 40

14. Uticaj temperature na rast MO

Answer 40

= Temperatura - jedan od faktora koji utiče na rast i razvoj MO - svaki MO ima opsjeg u kome može da raste
- Tri tačke:
1. Temperaturni minimum
2. Optimalna t
3. T. maksimum
= Kardinalne temperature - t iznad/ispod kojih rast nije moguć

= Optimalna t - ona na kojoj MO najbrže raste -> enzimske reakcije dostižu maksimalnu kinetiku
- Bliža max.

= Anabioza - dešava se kada se organizam nađe na t približnoj minimumu
- Usporavanje enzimskih reakcija do stajanja
- Smrznuta membrana i obustavljanje transmembranskog transporta
- Reverzibilan proces

= Prokarioti mogu da rastu na t >60oC
= Samo arhee na t > 100oC

= 4 grupe MO prema temperaturnom opsjegu koji ih karakteriše:

1. Psihrofili - MO koji žive na izuzetno niskim t
   - -5 -> 20 oC
   - Optimum ~15oC
   - Okeani, hladna jezera, glečeri, snijeg, permafrost
   - Jedini uslov - prisustvo tečne vode (makar u mikroskopskim kapima)
   - Psychromonas, Polaromonas, Chlamydomonas nivalis (sniježna alga, boji snijeg u crveno)
2. Mezofili
   - 10 -> 50 oC
   - Optimum ~40 oC
   - Psihrotolerantni - podgrupa koja optimalno živi na 20-40 oC, ali opstaje i na 0 oC
   > Šire rasprostranjeni od pravih psihrofila
   > Kvare hranu u frižiderima
   - Micrococcus, Serratia
3. Termofili
   - 40 - 70 oC
   - Optimum ~60 oC
   - Zemljišta izložena Sunčevoj svjetlosti
4. Hipertermofili
   - >70 oC
   - Optimum 80-100 oC
   - Više arhea nego bakterija
   - Biotehnološki značaj - izolacija termostabilne Taq polimeraze za PCR iz Thermus aquaticus (termostabilna bakterija!!)

= Molekularne adaptacije MO koji žive na niskim t:
- Enzimi sa više polarnih AK i alfa heliksa
- ĆM sa više nezasićenih MK (fluidnost)
- Cold-shock proteini - omogućavaju translaciju i održavaju enzime aktivnim
- Krioprotektanti (glicerol, ugljeni hidrati, proteini - antifreeze)

= Molekularne adaptacije MO koji žive na visokim t:
- Proteini sa više hidrofobnih AK
- Više šaperona - heat-shock proteini
- ĆM sa više zasićenih MK
- Arhea:
> ĆM od bifitanila i krenarheola - stabilnost na visokim t
> Reverzna žiraza - uvodi pozitivnu superspiralizaciju u DNK molekul (sprječavanje degradacije)
> Citoplazma sadrži kalijum 2,3-difosfoglicerat -> sprječava hem. oštećenja DNK tipična za visoke t

Question 41

63. Raznovrsnost Archaea

Answer 41

= Domen živih bića
= Evolutivna linija koja se prije 3.7-3.8 milijardi godina odvojila od bakterija
= Fenotipski raznovrsni
= Mnogo veći diverzitet od trenutno poznatog - mnoge vrste nisu uspješno odgajane u laboratoriji
= Najbrojniji filumi:
- Euryarchaeota
- Crenarchaeota

= Zajedničke karakteristike:
- Odsustvo peptoglikana u ć. zidu
- Etarske veze između lipida u membrani (kod bakterija estarske)
- Kompleksne RNK Pol
= Za arhee specifična metanogeneza

= Aerobi i anaerobi, litotrofi i organotrofi, mnogi ekstremofili

Filumi:

1. Euryarchaeota

• Metanogeni predstavnici
  > Methanopyrus
• Halofilni predstavnici
  > Halobacterium
  > Haloferax
• Hipertermofilni predstavnici
  > Thermococcus
  > Pyrococcus
• Arhee bez ćel. zida
  > Thermoplasma

2. Thaumarchaeota

• Hladni okeani i zemljište
• Nitrospumilus maritimus - aerobni hemolitoautotrof
  > Oksidacija amonijaka do nitrita (prvi korak nitrifikacije)
• Može da preživi i kao oligotrof ako nema amonijaka

3. Nanoarchaeota

• 1 vrsta - Nanoarchaeum equitans
• Najmanji arhealni genom
• Parazit ili obligatna simbioza sa Ignicoccus hospitalis
• Domaćin hipertermofil, pa je i ona

4. Korarchaeota

• 1 vrsta - Korarchaeum cryptofilum - nije odgajena u čistoj kulturi
• Striktni anaerob
• Hemoorganotrof (fermentacija)
• Hipertermofil

5. Crenarchaeota

• Hemolitoautotrofi
• Hipertermofili (krenarheol u ĆM)
• Vulkanska staništa
  > Sulfolobus
• Hidrotermalni izvori:
  > Pyrodictium
  > Pyrolobus
  > Ignicoccus
  > Desulfurococcus
  > Staphylotermus

Question 42

71. Mikrobiom čovjeka

Answer 42

= MO svuda na Zemlji gdje je prisutna voda, pa tako i u organizmu čovjeka
= 10 puta više bakterijskih nego sopstvenih ćelija
= U većini tijela prisutni MO, osim u krvi i nekim tkivima i tkivnim tečnostima koje se smatraju sterilnim
- Ukoliko se nađu tu, uklanjaju se

= Novorođenče od rođenja biva kolonizovano raznim vrstama MO
= Mikrobiom ima važnu ulogu u razvoju čovjeka i opštem zdravlju
- Sazrijevanje gastrointestinalnog trakta
- Sinteza enzima
- Sinteza vitamina
- Obučavanje imunskog sistema za prepoznavanje “nativnog” mikrobioma
- Stimulacija ekspresije gena uključenih u varenje hrane
- Mnoge funkcije koje još nisu sasvim poznate (brain-gut axis)

= Bakterije najzastupljenije u mikrobiomu od MO
- Projekat humanog mikrobioma pokazao da su individualne razlike toliko velike da se ne može izdvojiti najzastupljenija vrsta
- Najzastupljeniji filumi:
> Firmicutes
> Bacteroides
- Manje zastupljene Proteobacteria i Actinobacteria - odnos se mijenja kod gojaznih i neuhranjenih ljudi
- Veći udio istih rodova kod ljudi. nego između ljudi i drugih organizama -> fina podešavanja mikrobioma prilagođena vrsti koja im je domaćin

= Patološka stanja narušavaju mikrobiom
= Mikrobiom se može mijenjati i pod uticajem starosti, ishrane, tjelesne mase itd (u gastrointestinalnom sistemu npr.)
= Prirodno se mijenja sastav mikrobiote u prvih par godina života, nakon čega se ustali i definitivno oblikuje

Question 43

25. Tipovi metabolizma u kruženju azota

Answer 43

= MO (neki prokarioti) mogu da koriste molekularni azot iz atmosfere i prevode ga u nitrate i amonijak koji mogu da koriste biljke
= Reakcije u kojima učestvuje azot:

1. Azotofiksacija - redukcija molekularnog azota do amonijaka
   - Azotofiksatori - simbionti ili slobodnoživeći
   - Dva koraka
   > Katalizator: nitrogenaza
   » 2 enzima:
   1) Dinitrogenazna reduktaza
   2) Dinitrogenaza
   - Troši se 8 elektrona za redukciju
   - Nitrogenaza kompleks osjetljiv na kiseonik
   > Kod simbionata u centru bakteroida
   > Kod slobodnoživećih u heterocistama (cijanobakterijska ćel.)
2. Amonifikacija - proces dobijanja amonijaka razgradnjom organskih jedinjenja (NT i AK)
3. Nitrifikacija - proces oksidacije amonijaka koja se vrši u aerobnim ili anaerobnim uslovima
   - Aerobna nitrifikacija - 2 koraka:
   1) Amonijak -> nitrit
   > MO sa prefiksom Nitroso-
   > Enzimi:
   » Amonijak monooksigenaza
   » Hidroksilamin oksidoreduktaza
   2) Nitrit -> nitrat
   > MO sa prefiksom Nitro-
   > Enzim: nitrit oksidaza
   - Nitrati se lako spiraju iz zemljišta - smanjenje količine azota -> štetno za poljoprivredu
   - Annamox (anaerobna nitrifikacija)
   > Akceptori elektrona nitriti
   > Enzim: hidroksilamin oksidoreduktaza
   » Smješten u anamoksizomima - sprječavaju izlaz toksičnog intermedijera u citoplazmu
   > Prečišćavanje otpadnih voda
4. Denitrifikacija - redukcija nitrata do nitrita
   - Enzim: nitrat reduktaza
   > Osjetljiv na kiseonik
   - Nitriti se dalje redukuju do azot-monoksida -> azot(I)-oksid -> molekularni azot
   - Rod Pseudomonas

Question 44

39. Biljni virusi

Question 45

75. Urođeni imunitet

Question 46

13. Određivanje broja MO

Answer 46

= Mjerenje rasta bakterijske kulture - određivanjem mase ili broja ćel. u kulturi

1. Masa ćelija
   = Mjerenjem suve ili vlažne težine određene zapremine bakterijske kulture
   = Mjerenjem količine nekih produkata u ć.
   = Određivanjem optičke gustine kulture
   - Spektrofotometri, kolorimetri, nefelometri
   > Spektrofotometri, kolorimetri - mjere intenzitet smanjenja propuštene svjetlosti
   > Nefelometri - mjere količinu odbijene svjetlosti
   - Osnova metode - bakterijske ćelije odbijaju svjetlost
   - Bakterije su uniformne veličine i mase -> br. ćel. proporcionalan količini odbijene svjetlosti/obrnuto proporcionalan količini propuštene svjetlosti
   - Metode za optičku gustinu - relativne -> potrebno odrediti kalibracionu krivu za svaku vrstu MO (odnos ćel. mase i optičke gustine)
2. Broj ćelija u kulturi
   = Direktne metode - prebrojavanje ćel. u specijalnim komorama pod mikroskopom
   - Broje se i žive i mrtve ćel.
   = Indirektne metode - zasijavanje bakterijske kulture na čvrstu podlogu i prebrojavanje nastalih kolonija
   - Broje se samo žive ćel.
   - br. ćel/ml = br. kolonija/(r*V)

Question 47

50. Ekspresija sisarskih gena u bakterijskoj ćel.

Question 48

58. Taksonomske metode u sistematici MO

Question 49

11. Rast populacije, kriva rasta

Answer 49

= Rast populacije - povećanje broja ćelija koje čine populaciju
- Svaka ćel. dioba dovodi do povećanja br. MO
= Brzina rasta populacije - promjena u masi ili broju ćelija u jedinici vremena
= Vrijeme generacije (g) - vrijeme potrebno da se jedna ćelija binarnom diobom podijeli na dvije
- Koristi se za opisivanje brzine rasta
- Određuje se tokom eksponencijalne faze rasta ćel (log faze)
= Faktori koji utiču na vrijeme generacije:
- Genetičke odlike same vrste
- Uslovi u spoljašnjoj sredini

= Zatvorena kultura - rast populacije eksponencijalan, dijeli se na 4 faze:

1. Lag faza - ne mijenja se broj ćelija jer se one privikavaju na život u medijumu
   - Izostaje jedino kada se ćel. iz prethodne kulture prenesu na medijum sa potpuno istim osobinama kao prethodni
2. Log faza (eksponencijalna) - ćelije aktivno rastu i dijele se
   Nt = 2^(kt)No
   - Nt - krajnji broj ćelija koji se mjeri u vrijeme t
   - k - konstanta brzine rasta
   k = (logNt - logNo)/(t*log) - 2 u indeksu, malo 2
   > g=1/k
   » g = vrijeme generacije
   » Poznavanje vremena generacije omogućava da se podesi vrijeme inkubacije tako da se dobije željeni br. ćel. ako znamo njihov početni br.
   - t - vrijeme inkubacije (vrijeme mjerenja)
   - No - početni br. ćel.
3. Stacionarna faza - nema promjene broja ćel. jer su istrošile sve nutrijente iz medijuma ili usljed nagomilavanja produkata metabolizma koji inhibiraju rast
   - Kriptični rast - neke ćel. i dalje rastu i dijele se (sporije nego u log fazi), a druge umiru -> nema neto promjene u br. ćel.
   - Rast populacije se zaustavlja kada br. ćel. dostigne red 10^9 ćel/ml
4. Faza smrti - nekad praćena lizom ćel.

• Na osnovu ovoga se konstruiše kriva rasta

Question 50

44. Ekstrahromozomalna DNK kod prokariota

Question 51

85. Infekcije koje se prenose vektorima i iz zajedničkog izvora

Question 52

8. Rast MO, definicija rasta

Answer 52

= Rast MO - proces sinteze ćel. sastojaka i struktura, što dovodi povećanju mase i zapremine ćelije
= Rast populacije - povećanje broja ćel. u populaciji, što je posljedica individualnog rasta i diobe ćel. u njoj

= U prirodi MO često u mješovitim populacijama, ali u laboratorijama se uzgajaju čiste kulture
= Čista kultura - metodom razrjeđivanja ili metodom išarane ploče -> izolacija pojedinačnih kolonija (klonova jedne ćel)

= Da bi MO rasli, podloga na kojoj se gaje mora da ima dovoljno nutrijenata:
- Voda
- Izvori različitih mikro- i makroelemenata potrebnih za stvaranje ćel. struktura i održavanje ćel. funkcija
- Faktori rasta - vitamini, AK, NT, koje ćel ne može sama da konstruiše

= Ćelija raste ako ima sve što joj je potrebno da:
- Vrši transport nutrijenata u ćel.
- Obavlja kataboličke procese -> energija
- Obavlja anaboličke procese
- Formira enzimske komplekse i ćel. strukture neophodne novim ćel (ribozomi, membrane…)
= Ćel. dovoljno porasla -> binarna dioba

Question 53

37. Animalni DNK virusi

Answer 53

1. Herpesviridae
   - Herpex Simplex Virus 1 i 2 (HSV-1, HSV-2)
   - Epstein-Barr Virus (mononukleoza, onkogeni pot)
   - Varicella Zoster Virus (VZV) (varičela, herpeszoster)
   - Rubeola
   - Citomegalovirus (CMV)
2. Poxviridae
   - Variola virus (velike boginje)
   - Vakcinija virus (kravlje boginje)
3. Papovaviridae
   - HPV - polni kondilomi + rak grlića materice
   - SV40 (polioma virus) - tumor životinja
4. Adenoviridae

Question 54

57. Primjeri brze evolucije osobina kod MO

Question 55

7. Razlike Bacteria/Archaea/Eukarya

Answer 55

= Analiza 16S rRNK -> Karl Vouz u 20. vijeku konstruiše univerzalno filogenetsko stablo sa 3 domena
= Bacteria + Archaea - jednoćel. prokarioti

Bacteria
- Nemaju histone
- Peptidoglikan
- Osjetljive na penicilin i druge antibiotike koji inhibiraju sintezu peptidoglikana
- Imaju MK u ĆM
- Inicijator tRNK = formil metionin
- RNK pol sa 4 SJ
- Neosjetljive na toksin difterije
- Osjetljive na kanamicin i druge AB koji djeluju na bakterijske ribozome i rifampicin
- Estarska veza između glicerola i lipida
- 70S ribozomi
- 1 kružni hromozom
- Disanje i fotosinteza u ĆM
- Kretanje - flagelama, aksijalnom niti, klizanjem
- Aseksualna reprodukcija
- Jednostavan citoskelet

Archaea
- Imaju histone
- Nema peptidoglikana
- Neosjetljive na penicilin
- U ĆM imaju polimer izoprena (fitanil)
- Inicijator tRNK = metionin
- RNK pol sa 11-13 SJ
- Osjetljive na toksin difterije
- Neosjetljive na kanamicin i rifampicin
- Estarska veza između glicerola i lipida
- 70S ribozomi
- 1 kružni hromozom
- Disanje i fotosinteza u ĆM
- Kretanje - flagelama, aksijalnom niti, klizanjem
- Aseksualna reprodukcija
- Jednostavan citoskelet

Eukarya
- Imaju jedro + jedarce + organele
- Više linearnih hromozoma
- Histoni
- Celuloza/hitin u ćel. zidu
- Steroli u ĆM
- 80S ribozomi
- Disanje u mitohondrijama
- Fotosinteza u hloroplastima
- Kretanje - flagele, cilije, ameboidno
- Veće ćel.
- Seksualna i aseksualna reprodukcija
- Složen citoskelet

Question 56

78. Imunitet i imunizacija

Question 56

48. Konjugacija kod prokariota

Question 57

20. Fermentacija i fosforilacija supstrata

Answer 57

Fermentacija

= Fermentaciju vrše fakultativni aerobi i striktni anaerobi
- Fakultativni aerobi - u prisustvu kiseonika vrše aerobno disanje, u odsustvu vrše fermentaciju
- Striktni anaerobi - samo fermentacija

= Fermentacija - metabolički proces u kom se dobija energija (ATP)
- I donori i akceptori elektrona organska jedinjenja -> ne dolazi do potpune oksidacije ugljenika -> neefikasan proces
= Org. koji vrše fermentaciju - intenzivno, zbog potrebe za energijom

= Početni supstrat - piruvat
- Najčešće iz glikolize
- Glikoliza -> 2 ATP (dobijena fosforilacijom na nivou S) + 2 NADH

= Razni tipovi fermentacije, zavisno od načina korišćenja piruvata:
- Alkoholna
- Mliječno-kiselinska
-> različiti produkti (etanol, mliječna kis)
= Zajednička osobina: oksidovanje 2 NADH -> 2 ATP molekula ukupno, uključujući i glikolizu

Fosforilacija na nivou supstrata

= Jedan od 3 moguća načina sinteze ATP-a
= Dešava se u glikolizi i drugim metaboličkim putevima
= Tokom reakcije -> intermedijeri koji se fosforilišu (vezuju fosfatnu grupu) -> visokoenergetska jedinjenja -> prenošenje fosfatne grupe na ADP -> ATP

Question 58

42. Mehanizmi reparacije DNK - direktna reverzija oštećenja, rekombinaciona reparacija i SOS odgovor

Question 59

59. Alfa i beta proteobakterije

Answer 59

1. Alfaproteobakterije
   = Aerobi/fakultativni aerobi
   = Oligotrofi - rast u sredinama sa malo nutrijenata

= Rikecije - obligatni intracel. paraziti, ćel. zid, razmnožavaju se u citoplazmi domaćina
- Rickettsia prowazekii - sličnost sa genomom mitohondrija
- Wolbachia - indukuje partenogenezu insekata -> letal za mužjake ili njihov razvoj u ženke

= Purpurne nesumporne fototrofne bakterije
- Fotoautotrofi - niske konc. H2S
- Ugl. žive kao fotoorganotrofi
- U mraku mogu biti hemoorganotrofi
- Rhodobacter, Rhodospirilum, Rhodomicrobium

= Simbiozni azotofiksatori
- Rhizobium - inficira biljke Leguminosa i pravi korjenove kvržice u kojima su bakteroidi koji azotofiksiraju
- Agrobacterium - tumori biljaka

= Prostekate - ugl. u vodi
- Caulobacter - oligotrofni aerob
> Ćerka ćel. pliva, majka pričvršćena
> Fototrofne ili hemoorganotrofne

2. Betaproteobakterije
   = Neiserria gonorrhae
   = Neiserria meningitidis
   = Nitrosomonadales - hemolitotrofe, nitrifikacija (amonijak -> nitrati)

Question 60

3. Citoplazmatična membrana, transport kroz ĆM

Answer 60

= ĆM - selektivno propustljiva barijera od fosfolipidnog dvosloja (polarne glave, hidrofobni repovi) u koji su uronjeni proteini
- Fluidno-mozaični model

= Arhea - nemaju MK, nego fitanil ETARSKIM vezama vezan za glicerol
- Fitanil - hidrofilni i hidrofobni dio kao i kod fosfolipida
- Hipertermofilne arhee - jednoslojna membrana od bifitanila (veća stabilnost na visokim t) + krenarheol

= Ni Bacteria ni Archaea nemaju sterole
- Izuzetak - mikoplazme koje nemaju ĆZ pa u ĆM ugrađuju sterole domaćina
- Bacteria - umjesto sterola imaju hopanoide -> čvrstina bakterijskih ĆM

= Funkcije ĆM:
1. Selektivna barijera -> kontrolisan prolazak supstanci i odvajanje ćel. od spolj. sredine
2. Sadrži proteine koji učestvuju u procesima dobijanja energije (disanje, fermentacija)
3. Receptorska
4. Omogućava formiranje protonske motorne sile

= Prostom difuzijom se kroz membranu kreću mali, nenaelektrisani, nepolarni, hidrofobni molekuli + voda osmozom

= Aktivni transport za sve druge molekule - transportni proteini + utrošak energije (ATP, fosfoenolpiruvat ili protonska motorna sila)

Tri tipa transportera:

1. Transmembranski proteini - jednostavan transport
   - Uniporteri (kalijum)
   - Simporteri i antiporteri (Na+/H+)
   - Protonska motorna sila kao izvor energije
2. ABC transporteri - 3 komponente:
   i. Periplazmatični vezujući protein (kod G+ bakterija u spolj. sredini)
   ii. Transmembranski protein
   iii. ATP-vezujući protein sa unutrašnje strane membrane - hidroliza ATP-a za obavljanje transporta
   - Usvajanje metala, šećera, AK, neorganskih nutrijenata
3. Translokaze - translokacija grupa
   - Kaskada unutarćelijskih proteina koji vrše modifikaciju supstance pri ulaski u/izlasku iz ćel.
   > Osigurava da supstance neće izaći iz ćel. zbog uspostavljanja osmotskog gradijenta
   - Fosfoenolpiruvat -> P grupa
   i. Fosforilacija enzima I
   ii. Fosforilacija proteina HPr
   iii. F. enzima IIa
   iv. F. enzima IIb (periferni protein membrane)
   v. F. enzima IIc (transmembranski protein)
   - Enzim I i protein HPr nisu specifični za supstrat

Question 60

31. Umjereni bakteriofagi, opšta svojstva lambda faga

Answer 60

= Umjereni bakteriofagi - mogu da uđu i u litički i u lizogeni ciklus u domaćinu
= Litički ciklus - replikacija virusa, sinteza kapsida, pakovanje
= Lizogeni ciklus - genom virusa se insertuje u genom domaćina -> profag
- Ekspresija samo onih gena koji reprimiraju litički ciklus
= Lizogena konverzija - insercijom u genom domaćina, fagi mijenjaju njegovu ekspresiju
- Insercija bakteriofaga Beta u Corynebacterium diphtheriae -> sinteza toksina difterije u bakteriji

Bakteriofag lambda
= Kompleksna simetrija
- Iksoedarna glava
- Spiralni nekontraktilni repić
= Dvolančani linearni DNK
- Na oba kraja jednolančane sekvence od 12 NT, međusobno komplementarne - cos mjesta

Litički ciklus lambda faga

= Cirkularizacija -> formiranje replikativno sposobne cirkulatorne forme -> replikacija po teta modelu -> replikacija mehanizmom kotrljajućeg obruča
= Replikacija po teta modelu - bidirekciona, 2 repl. viljuške, formira se struktura nalik slovu teta
= Model kotrljajućeg obruča - jednolančani prekid u DNK, 3’ kraj služi kao prajmer za dodavanje NT, drugi neprekinuti lanac kao matrica -> 5’ kraj se “odmotava”
- Završena replikacija -> vrši se replikacija sa “odmotanog” dijela DNK
- Nastanak međusobno povezanih genoma - konkatemera
- Rješavaju se endonukleazama koje prepoznaju cos mjesta
= Genomi se pakuju u kapside -> napuštanje ćel. lizom

Lizogeni ciklus lambda faga

= Enzim integraza -> rekombinacija specifična za mjesto između attB (na bakterijskom genomu) i attP mjesta (genom faga)
= Geni profaga reprimirani, osim CI represora litičkog ciklusa
- Sprječava i superinfekciju lizogene bakterije istim tipom faga
= Fag u lizogenom ciklusu uvijek može preći u litički ciklus -> lizogena indukcija
- Lizogena indukcija rekombinacijom specifičnom za mjesto između hibridnih attL i attR mjesta
- Enzimi egzicionaza + integraza

= Izbor ciklusa faga - energetsko stanje u ćel.
- CI represor litičkog ciklusa
- Cro represor lizogenog ciklusa

1. Nepovoljno energetsko stanje -> lizogeni ciklus
   - Nema dovoljno proteaza za razgrađivanje proteina CIII
   - CIII stabilizuje -> CII promoviše sintezu -> CI, represor litičkog ciklusa
   - CI se sintetiše sa promotra PE (rana faza) i PM (kasnija faza)
   - Vezuje se za tri mjesta u operatorskoj sekvenci između promotora PM i PR -> blokira sintezu Cro represora sa PR
2. Povoljno energetsko stanje -> litički ciklus
   - Proteaze razgrađuju CIII -> nema sinteze CI
   - Cro represor u višku
   - Vezuje se za operatorsku sekvencu u suprotnom smjeru i blokira sintezu sa PM

Question 61

53. Rana Zemlja, porijeklo i diverzifikacija života

Question 62

12. Sinhroni rast i kontinualna kultura bakterija

Answer 62

= Bakterijska populacija se u laboratorijama gaji u zatvorenom ili otvorenom sistemu
- Zatvoren sistem -> 4 faze rasta
- Otvoren sistem = kontinualna kultura = populacija bakterija koje su uvijek u eksponencijalnoj fazi rasta

= Gajenje kontinualne kulture - turbidostati i hemostati
- Aparati koji sadrže glavnu komoru sa hranljivim medijumom sa bakterijama (V=const) + 2 sifona:
1) Dolivanje svježeg medijuma
2) Odlivanje medijuma sa bakterijama

= Turbidostat - moguće regulisati samo gustinu bakterijske populacije
- Sistem za optičko mjerenje gustine -> ubrzava se ili usporava dovođenje novog medijuma na osnovu trenutne gustine populacije

= Hemostat - nezavisna regulacija i gustine i brzine rasta populacije
- Gustina kulture - regulacija preko koncentracije nekog esencijalnog nutrijenta
- Brzina rasta populacije - regulacija brzinom dotoka svježeg medijuma
- Potreban balans između 2 parametra
> Medijum prebrzo protiče, a premala konc. esencijalnog nutrijenta -> potpuno ispiranje bakterija iz glavne komore
> Medijum presporo protiče -> smrt ćelija usljed izgladnjivanja
> Balans - kulture iste gustine koje rastu različitim brzinama -> ekološka i fiziološka istraživanja

Sinhrone i asinhrone kulture

= Različite brzine rasta populacije -> mijenja se količina rRNK u ćel.
= U svakoj bakterijskoj populaciji brzina individualnog rasta varira -> asinhrone kulture
= Fiziološka istraživanja - potrebne sinhrone kulture - kulture u kojima je rast ćelija ujednačen
- ekvivalentno proučavanju individualne ćelije
- Ustanovljeno da:
> Brzina sinteze DNK konstantna
> Brzina sinteze ostalih struktura ćelije eksponencijalna

= Kreiranje sinhrone kulture:
1. Promjenom uslova spoljašnje sredine (npr. čestim mijenjanjem temperature)
2. Selekcijom ćel. u istoj fazi rasta (centrifugiranjem/filtriranjem)
= Sinhronost kulture ne traje dugo, svega dvije ćelijske diobe, zbog individualnih razlika u organizmima

Question 63

44. Ekstrahromozomalna DNK kod prokariota

Answer 63

= Vrste ekstrahromozomalne DNK:
1. Plazmidi
2. Transpozoni
3. Genske kasete i integroni
4. Invertibilni genetički elementi

Plazmidi

= Ekstrahromozomalni DNK elementi karakteristični za bakterije
= Sposobnost autonomne replikacije (nezavisno od replikacije hromozoma)
= Nose neesencijalne gene koji daju adaptivnu prednost u preživljavanju u određenim uslovima
- Sinteza antibiotika, toksina, faktora patogenosti; rezistencija na AB i teške metale; alternativni metabolički putevi
= Veliki značaj u horizontalnom genskom transferu

= Epizom - plazmid koji ima sposobnost da se integriše u hromozom

= Ugl. cirkularni molekuli DNK
= ORI ima važnu ulogu i u regulaciji broja kopija plazmida
= Malobrojni (<20 kopija), mnogobrojni (>20 kopija)
= Mogu se replikovati:
1. sinhrono sa hromozomskom DNK -> F (konjugativni) plazmidi
2. neusklađeno sa replikacijom hromozomske DNK -> ostali plazmidi
= Replikacija:
1. bidirekciono, teta modelom
2. unidirekciono, modelom kotrljajućeg obruča -> konkatemeri
= Precizan sistem particije nakon replikacije
= Isti sistem za regulaciju broja kopija u ćel/isti sistem particije -> inkompatibilnost plazmida, ne mogu da koegzistiraju u istoj ćel.

= Linearni plazmidi
- Streptomyces, Borrelia
- Esencijalni geni za plazmid - u centralnom dijelu
- Problem očuvanja intaktnih krajeva pri replikaciji
> Rješava se:
» Proteinskim prajmerima
» Spajanjem naspramnih krajeva

= Tipovi plazmida:

1. F plazmidi (konjugativni plazmidi)
   - Klasifikacioni kriterijum, F+ i F- bakterije
   - Neophodni za konjugaciju
2. R plazmidi - geni za adaptivne prednosti
3. Kriptični plazmidi - nose gene čija f-ja nije sasvim poznata

= F plazmidi se razmjenjuju konjugacijom
= Nekonjugativni plazmidi - razmjenjuju se transformacijom ili transdukcijom
- Ti plazmidi - Agrobacterium tumefaciens
> Plazmidi se prenose iz bakterije na biljku
> Epizom - ugrađuje se u biljni genom i izaziva tumore
» Pojačava se sinteza biljnih hormona i opina

Transpozoni

= Genetički elementi prisutni i kod prokariota i kod eukariota
= Sposobnost premještanja po genomu -> transpozicija
- Vid rekombinacije
= Ugradnja u ciljnu sekvencu -> inserciona inaktivacija gena u koji se ugradila ili promjena u regulaciji genske ekspresije
= Enzimi - transpozaze
- Autonomni transpozoni posjeduju sekvence za njihovo kodiranje

= Mehanizmi transpozicije:
1. Konzervativni (cut & paste)
2. Replikativni (copy & paste)
- Intermedijer - kointegrat koji rješava resolvaza

= Tipovi transpozona:

1. Insercione sekvence (IS) - najjednostavniji, do 2500 bp
   - Sastav:
   > Terminalni invertovani ponovci
   > Gen za transpozazu
2. Prosti transpozoni
   - Pravi
   - Sadrže:
   > Terminalni invertovani ponovci
   > Gen za transpozazu
   > Još neke gene (virulencija, rezistencija, katabolički…)
   - Tn3 i Tn7
3. Složeni transpozoni
   - Pravi
   - Sastav:
   > Gen za transpozazu
   > Još neki geni
   > Insercione sekvence sa obje strane
   - Tn5 i Tn10

Genske kasete

= Geni bez promotora koji se eksprimiraju samo ako se ugrade u integrone
- Integron - mjesto koje sadrži aktivne promotore
= Enzim integraza

Invertibilni genetički elementi

= Nisu MGE, ali mogu da se invertuju
= Enzim invertaza
= Zavisno od orijentacije segmenta -> različita ekspresija gena
= Primjer Salmonella
- 2 tipa proteina flagelina -> H1 i H2
> Target imunskog sistema domaćina
> Položaj 1:
» Ekspresija H2 i represora H1
> Položaj 2:
» Nesmetana sinteza H1 jer nema sinteze represora H1 + nema sinteze H2 zbog udaljenosti promotora

Question 64

84. Infekcije koje se prenose direktnim kontaktom

Question 65

22. Anaerobno disanje

Answer 65

= Fakultativni ili striktni anaerobi

= Donori elektrona:
- Organska jedinjenja (organotrofi)
- Neorganska jedinjenja (litotrofi)

= Finalni akceptor - molekul koji NIJE O2
- Neorganski:
> Sulfati, nitrati, karbonati, Fe joni
- Organski - fumarat

= Nije toliko efikasno kao aerobno disanje - nije toliko veliki redoks potencijal kao voda:kiseonik

= Respiratorni lanac - citohromi, kinoni, Fe-S protein
- Kraći nego kod aerobnih
= Elektron dolazi preko NAD+/NADP+

Question 65

64. Pregled metoda ekologije MO

Question 65

36. Animalni RNK virusi

Question 66

11. Rast populacije, kriva rasta

Answer 66

49. pitanje

= Rast populacije - povećanje broja ćelija koje čine populaciju
- Svaka ćel. dioba dovodi do povećanja br. MO
= Brzina rasta populacije - promjena u masi ili broju ćelija u jedinici vremena
= Vrijeme generacije (g) - vrijeme potrebno da se jedna ćelija binarnom diobom podijeli na dvije
- Koristi se za opisivanje brzine rasta
- Određuje se tokom eksponencijalne faze rasta ćel (log faze)
= Faktori koji utiču na vrijeme generacije:
- Genetičke odlike same vrste
- Uslovi u spoljašnjoj sredini

= Zatvorena kultura - rast populacije eksponencijalan, dijeli se na 4 faze:

1. Lag faza - ne mijenja se broj ćelija jer se one privikavaju na život u medijumu
   - Izostaje jedino kada se ćel. iz prethodne kulture prenesu na medijum sa potpuno istim osobinama kao prethodni
2. Log faza (eksponencijalna) - ćelije aktivno rastu i dijele se
   Nt = 2^(kt)No
   - Nt - krajnji broj ćelija koji se mjeri u vrijeme t
   - k - konstanta brzine rasta
   k = (logNt - logNo)/(t*log) - 2 u indeksu, malo 2
   > g=1/k
   » g = vrijeme generacije
   » Poznavanje vremena generacije omogućava da se podesi vrijeme inkubacije tako da se dobije željeni br. ćel. ako znamo njihov početni br.
   - t - vrijeme inkubacije (vrijeme mjerenja)
   - No - početni br. ćel.
3. Stacionarna faza - nema promjene broja ćel. jer su istrošile sve nutrijente iz medijuma ili usljed nagomilavanja produkata metabolizma koji inhibiraju rast
   - Kriptični rast - neke ćel. i dalje rastu i dijele se (sporije nego u log fazi), a druge umiru -> nema neto promjene u br. ćel.
   - Rast populacije se zaustavlja kada br. ćel. dostigne red 10^9 ćel/ml
4. Faza smrti - nekad praćena lizom ćel.

• Na osnovu ovoga se konstruiše kriva rasta

Question 66

46. Odbrambeni mehanizmi ćelije domaćina od upada strane DNK/RNK

Question 67

79. Antimikrobni lijekovi

Question 68

26. Fototrofija, tipovi fotosinteze

Answer 68

= Fototrofi - koriste svjetlosnu energiju Sunca i vrše oksigenu ili anoksigenu fotosintezu
- Zavisi od toga da li se u procesu oslobađa O2

= Podjela fotosinteze na 2 faze:

1. Fotohemijska faza - konverzija svjetlosne energije u hemijsku
   - Sinteza ATP-a -> fotofosforilacija
   - Sinteza NADH (anoksigena fotosinteza) ili NADPH (oksigena fotosinteza)
2. Biohemijska faza - fiksacija CO2 u organsku materiju
   - Fototrofi ugl. i autotrofi
   - Mogu biti i heterotrofni (fotofosforilacija služi samo za sintezu ATP + oligotrofni metabolizam - anoksigeni marinski MO)

= Fotosinteza zavisi od količine dostupne Sunčeve svjetlosti
= Fotosintetički pigmenti - apsorbuju svjetlost vidljivog dijela spektra
- Ekscitacija pigmenata -> elektron prelazi na viši energetski nivo -> prenos nizom nosača (- -> + redoks potencijali)
- Primarni donor nadoknađuje elektron iz nekog jedinjenja
= Paralelno sa prenosom e -> izbacivanje protona napolje -> protonska motorna sila za sintezu ATP

= Oksigeni fototrofi:
- alge
- cijanobakterije

= Anoksigeni fototrofi:
- Purpurne i zelene fototrofne bakterije

Question 69

43. Mutacije i proces mutageneze kod bakterija

Question 70

68. Mikrobiologija slatkovodnih staništa

Question 71

61. Firmicutes i Tenericutes (mikoplazme)

Question 71

15. Uticaj osmotskog pritiska na razvoj MO

Answer 71

= Dostupnost vode u spoljašnjoj sredini - jedan od limitirajućih faktora koji utiču na rast MO
= Vodena aktivnost - odnos između pritiska vodene pare iznad rastvora i pritiska vodene pare iznad čiste vode
- 0-1
- Vodena aktivnost niska -> niska količina dostupne vode -> spoljašnja sredina koncentrovanija od unutr. ćel. -> dehidracija ćel. i prelazak u dormantno stanje, potencijalno plazmoliza (zbog izlaska vode)

= Klasifikacija organizama na osnovu uslova za život u pogledu osmotski aktivnih supstanci:

1. Osmofili - u sredinama sa velikom količinom šećera
2. Halofili - u sredinama sa velikim konc. soli
   - Halotolerantni - tolerišu nedostatak vode, optimalno rastu na staništima sa manje soli
   - Blagi halofili - NaCl konc 1-4%
   - Umjereni halogili - NaCl 3-12%
   - Ekstremni halofili - NaCl 15-30%
   > Halobacterium
3. Kserofili - prilagođeni na sušne uslove

= Ćelije osmofila i halofila - niža osmotska koncentracija od sredine u kojoj su
- Nagomilavanje osmotski aktivnih supstanci u ćel -> povećanje osmotskog pritiska, zaštita od plazmolize

Question 72

76. Adaptivni imunitet - T ćelije i prezentacija antigena

Question 73

1. Istorijski razvoj mikrobiologije

Answer 73

= Robert Huk - prvi opisani MO, plijesni, 1665.

= Anton van Levenhuk - prve opisane bakterije -> animalcules

= Kristijan Erenberg - naziv bakterije (gr. bacterion = štapić)

= Ferdinand Kon - osnivač bakteriologije
- Proučavao jednoćelijske alge, fotosintetičke bakterije
- Otkrio endospore i rodove Bacillus i Beggiatoa
- Postavio osnove klasifikacije bakterija na osnovu morfologije - štapićaste, loptaste, spiralne i filamentozne
- Smatrao da su MO biljke

= Luj Paster
- Konov savremenik
- Smatrao da su MO uzročnici oboljenja -> jedan od osnivača medicinske mikrobiologije
- Osmislio metodu sterilizacije -> pasterizacija
- Prve vakcine protiv antraksa, bjesnila i živinske kolere

= Robert Koh
- Jedan od osnivača medicinske mikrobiologije -> dokazao da su MO uzročnici oboljenja
- Identifikovao Mycobacterium tuberculosis
- Gajio bakterije na hranljivim podlogama i u čistoj kulturi
- Postavio postulate za dokazivanje patogenosti vrste

= Tehnike za obogaćivanje kultura - Bejernik i Vinogradski

1. Martinus Bejernik
   - Identifikovao bakterije koje metabolišu sumpor, azotofiksirajuće bakterije, mliječno-kiselinske bakterije, anaerobne organizme
   - Virusologija - naziv virusi za acelularne forme
2. Sergej Vinogradski
   - Identifikovao hemolitotrofiju, hemoautotrofiju, anaerobnu azotofiksaciju
   - Proučavao MO koji učestvuju u kruženju elemenata u prirodi

= Karl Vouz
- Koristio metode molekularne mikrobiologije -> analiza gena za 16S rRNK -> konstrukcija univerzalnog filogenetskog stabla
> Razdvajanje Bacteria i Archaea -> 3 domena
- Druga polovina 20. v.

= Danas - genomika, transkriptomika, proteomika i metabolomika -> analiza totalne ekspresije gena i metaboličke aktivnosti u individualnim ćelijama i populacijama MO

Question 73

52. Transgeni organizmi u poljoprivredi, Ti plazmid

Question 74

66. Biofilm i mikrobijalni tepih

Question 75

2. Prokariotska ćelija, ćelijski zid

Answer 75

(dio koji se izbrisao AAA napisaću opet pri ponavljanju)

G+ bakterije
= ĆZ 90% peptidoglikan u slojevima (do 25) + tejhojna kiselina
= Tejhojna kiselina - ribitol-/glicerolfosfat koji sadrže D-Ala i glukozu
- Uronjena u ĆZ i ĆM, veza sa lipidima membrane -> lipotejhojna kis.
- Neg. naelektrisanje G+ bakt.

G- bakterije
= Složeniji ĆZ - 5-20% peptidoglikana + kompleksan spoljašnji omotač (lipidni dvosloj)
- Unutrašnji sloj - kao fosfolipidi ĆM
- Spoljašnji sloj - lipopolisaharidni (LPS)
> Lipidna komponenta - lipid A
» Svojstva endotoksina kod Salmonella, Escherichia, Shigella
> Polisaharidna komponenta - polisaharidi srži + O-polisaharidi
= Porini - kanali za prolaz malih hidrofilnih supstanci koji se protežu kroz spoljašnji omotač
- Konstitutivni ili inducibilni
- Specifični i nespecifični
= Periplazmatični prostor - sloj između ĆZ i ĆM
- Proteinski -> gel konzistencija

Archaea
= ĆZ od polisaharida, proteina ili glikoproteina ili od pseudopeptidoglikana
- Pseudopeptidoglikan:
> N-acetilglukozamin
> N-acetilminuronska kiselina
> Povezani beta-(1,3)-glikozidnom vezom -> neosjetljiva na dejstvo lizozoma

= S sloj - kristalna proteinska struktura
- Metanogene, halofilne i hipertermofilne arhea i neke bakterije
- Funkcija - nepoznata; spoljašnja barijera koja ograničava prolaz supstanci u ćel.

= Predstavnici koji nemaju ĆZ i kod bakterija i kod arhea
- Mycoplasma - patogene bakterije koje žive u krvi toplokrvnih životinja
> Preuzimaju sterole domaćina i ugrađuju u membranu -> povećanje rigidnosti
- Thermoplasma (arhea) -> sadrži lipopolisaharide u ĆM

Question 76

87. Primena MO u biokontroli i zaštiti životne sredine

Question 76

51. Bakterijska proizvodnja sisarskih proteina

Question 77

22. Anaerobno disanje

Answer 77

Ima u 67. pitanju

Question 78

64. Pregled metoda ekologije MO

Answer 78

*isto kao 68.

= 2 osnovna parametra koja se proučavaju u ekologiji MO:
1. Biodiverzitet - identifikacija i kvantifikacija MO u njihovim staništima
2. Aktivnost MO - mjerenje metaboličkih procesa MO u datom staništu

Odgajivačke metode

= Najbolji način za detaljno opisivanje svojstva prokariota i njihovog uticaja na okolinu
= Mana - često se ne stiče skroz realna slika o stvarnim odnosima u ekosistemu

1. Bejernik - idejni tvorac metode obogaćivanja
   = Uzorkovanje spoljašnje sredine -> gajenje MO u medijumu sa optimalnim uslovima
   = Za efikasnije gajenje MO, poželjno koristiti selektivne agense
   - Često je to sam medijum i uslovi inkubacije, ali mogu biti i dodatni faktori (npr. antibiotici)
   = Ako metoda obogaćivanja ne dovede do izolacije određenog MO -> može biti da ne živi u tom staništu ili da uslovi gajenja nisu adekvatni
   = Može se koristiti i inhibitorni medijum u cilju identifikacije vrste -> E. coli i citrat
2. Vinogradski - kolona
   = Za aerobne i anaerobne prokariote
   = Flaša sa 1/3 organski bogatog mulja + karbonati (pufer) + sulfati (koje koriste sulfat redukujuće bakterije) + voda iz nekog vodenog ekosistema
   =

Ima još al nmg više stv ovo da pišem ubiću se

Question 79

34. Ekologija i evolutivni značaj virusa

Answer 79

*isto kao 26.

Ekologija

= Rasprostranjeni na svakom staništu gdje ima adekvatnih domaćina za njih
= Najraznovrsniji organizmi - veći br. od bilo kojih drugih živih bića
= Virusni metagenom - skup svih gena virusa na nekom staništu

= Virusi koji inficiraju populaciju bakterija sa velikim brojem ćelija -> litički ciklus
= Virusi koji inficiraju pop. bakt. sa malim br. ćel -> lizogeni ciklus
-> Zaštita od potencijalnog nenalaženja adekvatnog domaćina za sebe

= Virusi nastali tek nakon formiranja prve ćel.
= 2 hipoteze o nastanku:
1. Relikti RNK svijeta - kada je RNK bila jedini nosilac genetičke informacije
2. Regresivnom evolucijom nastali iz prvobitnih ćelija

Evolutivni značaj

= Značaj za evoluciju bakterija na 2 načina:
1. Omogućavaju horizontalni genski transfer procesom transdukcije
2. Lizogena konverzija -> genetička modifikacija bakterijskih genoma
= Značaj za evoluciju DNK svijeta:
- Virusi prvi razvili molekule DNK da bi se zaštitili od ćelijskih RNaza -> preuzimanje osobine od str. bakterija -> DNK mol. stabilniji od RNK - ostao kao nosilac genetičkog mater.
> Reverzna transkriptaza isto virusnog porijekla po ovoj hipotezi

Question 80

38. Retrovirusi i hepadna virusi

Question 80

9. Dioba prokariotske ćelije

Answer 80

= Binarna dioba
= Prethodno ćel. nasintetiše sve biomolekule i ćelijske strukture potrebne za ćerke ćelije
= Vrijeme generacije - vrijeme potrebno da se jedna ćel. podijeli na dvije potomačke

= Replikacija genetičkog materijala
= Brzorastuće ćelije - nove runde replikacije otpočinju prije nego što se prethodne završe - g<vremena potrebnog za replikaciju (40 min)
= Cirkularni hromozom - ORI
- Suprotno terminus replikacije
- Prvobitno dupliciranje ORI -> migracija drugog nasintetisanog ORI na suprotni pol ćel. + terminusi ostaju u centralnom dijelu ćel.
- Centralna lokalizacija terminusa - sprječava formiranje diobne septe dok se hromozomi ne razdvoje
= Particija hromozoma:
- Par proteini
> Par A - ATPaza
> Par B - DNK vez.
> Par S - sekvenca na hrromozomu
- FtsK protein
- MreB protein

= Formiranje divizoma - nakon segregacije hromozoma
1) FtsZ - centralni protein divizoma -> polimerizacija -> formiranje diobnog prstena
2) Pridruživanje ZipA proteina (vezuje diobni prsten za ĆM) i FtsA proteina (ATPaza - energija za asembliranje divizoma)
3) Pridruživanje FtsI proteina -> sintetiše nove komponente ĆZ
4) Mjesto formacije FtsZ prstena određeno Min proteinima
- MinC - inhibitor ćel. diobe, sprječava formiranje FtsZ prstena na mjestima koja nisu centar ćel. (gdje je on privezan)
- MinD ATP polimerizuje na jednom kraju ćel. i vezuje se za MinC
- MinE - inhibitor aktivnosti MinC, vezuje se za centar gdje se formira divizom -> vezuje se FtsZ
5) FtsZ prsten kontrahuje -> urastanje ĆZ i ĆM na tom mjestu -> diobna septa
6) Depolimerizacija FtsZ i razdvajanje ćel.
7) MreB - homolog eukariotskog aktina
- Filamenti ispod ĆM - gdje su vezani za membranu dolazi do sinteze ĆZ - određuje oblik i pravac rasta ćel.
- Koke ga nemaju - oblik ćel. na osnovu turgorovog pritiska
- Caulobacter crescentus - dodatni protein krescentin -> zakrivljen oblik ćel.

Question 81

81. Epidemiologija