Patogener Flashcards
Hur är bakterier uppbyggda?
Bakterier är prokaryota encelliga organismer. De är aldrig flercelliga, men kan gruppera sig flera individer och arbeta i symbios.
De har som kromosom en enda lång, rund, dubbelsträngad, hoprullad DNA-sträng fritt i cytoplasman, sk nukleoid. Denna molekyl är i själva verket mer än tusen gånger längre än bakterien så den behöver vara packad och tvinnad typ som ett garnnystan. Den kan också innehålla extrakromosomalt genmaterial i form av bakteriofager eller plasmider.
Bakterien har också ribosomer för proteinsyntes, samt inklusionskroppar vilka utgörs av lagrade näringsämnen.
Allt detta omges av cellmembran och cellvägg. Cellmembranet är ett tunt, flexibelt fosfolipidmembran men är avgörande för bakteriens metabolism genom att ta in näringsämnen och utsöndra avfallsämnen.
Cellväggen skyddar bakterien mot omvärlden. bakterien har också ett högt osmotiskt tryck, och behöver således en rustik cellvägg för att hindrar vätska från att diffundera in och således få cellen att lysera. Cellväggen ger också bakterien dess form. Cellväggens konstruktion bestämmer om bakterien är grampositiv eller gramnegativ.
Ett fåtal bakterier saknar cellvägg. Det förutsätter då att det rör sig om bakterier som inte är frilevande, utan lever inne i eller i direkt närhet av andra celler som kan skydda dem. Lite parasitlikt allstå. Exempel är mykoplasma.
Vissa bakterier har även en kapsel utanför cellväggen. Den uppstår när bakterien utsöndrar polysackarider och ibland även proteiner, och denna soppa lägger sig som en ytterligare kapsel eller som ett lösare slemlager över bakterien. Den kan vara en viktig virulensfaktor då den underlättar för bakterien att fästa sig till värdens epitelceller. Det gör det också svårare för värdens immunsystem att känna igen och således oskadliggöra bakterien. Slemlagret kan bilda stora mängder vätska, vilket blir ett skydd mot uttorkning.
Många bakterier har olika typer av utskott.
Flageller är långa, tvinnade, tunna trådlika strukturer som används för rörelse. De består av proteinet flagellin (strukturellt liknande muskelprotein). De är bundna till cellmembranet och sticker ut genom cellväggen. Antal flageller och dess placering varierar mellan arter. Flagellerna underlättar rörelse mot näringsämnen eller bort från skadeämnen, vilket sker med kemotaxi.
Fimbrier och pili är något som förekommer hos en hel del bakterier. De sticker ut från cellväggen likt flageller men är mycket kortare.
Fimbrierna bidrar evetuellt till adherens. Pili bildar en bro mellan olika bakterieceller för att överföra arvsmassa. Lite som små snoppar alltså.
Vilka olika typer av bakterier finns det?
De finns i många former, men patogent relevanta för människan är kocker (sfäriska) och baciller (stavformade).
Hur de grupperar sig är också karaktäristiskt.
Kocker i kedjor = streptokocker. Kocker i par = diplokocker. Kocker i klasar = stafylokocker.
De flesta stavformiga bakterier är raka men vissa är krokiga och kallas vibrioner (ex vibrio cholerae som ger kolera). Ett fåtal är spiralformade, sk spiroketer (ex treponema palladium som ger syfilis).
Vad är skillnaden mellan grampositiva och gramnegativa bakterier?
Alla bakterier har peptidoglykan som grundstomme i sin cellvägg. Det är en molekyl som är unik för bakterier och finns ingen annan stans i naturen. Väggen kan inkludera peptidoglykan i varierande antal lager, och varierande tjocklek, och detta bestämmer väggens styrka.
Grampositiva bakterier har peptidoglykan ytterst, i ett tjockt lager som utgör 90% av väggens totala tjocklek. Det är alltså en mycket solid och rigid vägg som är väl tålig för påfrestning och miljöfaktorer som uttorkning.
Alltså:
Peptidoglykan
Cellmembran
Cytoplasma
Den gramnegativa väggen är mer komplicerad. Medan grampositiva väggen mest är peptidoglykan, är den gramnegativa väggen flerskiktad, och inkluderar mindre stråk av peptidoglykan någonstans i hamburgaren, totalt ca 10% av cellväggen. Över cellmembranet ligger peptidoglykanlagret. Däröver finns ett lager av lipoproteiner och utanför det ett solitt lager av lipopolysackarin (LPS-lagret) som innehåller avancerade system för in- och uttransport. Delar av detta lager är toxiskt (endotoxin) och kan ge toxiska symtom vid nedbrytning.
Alltså:
Lipopolysackarin
Lipoproteiner
Peptidoglykan
Cellmembran
Cytoplasma
Hur bildar bakterier sporer?
Endast grampositiva bakterier kan bilda sporer.
Bakterier kan ibland bilda sporer för att kunna överleva även under svåra förhållanden (ex bacillus anthracis som ger mjältbrand).
Bakterien omvandlas då från en aktiv, metaboliserande, vegetativ form till en inaktiv, nästan icke-metaboliserande, sovande spor.
Det kallas för sporulering.
Sporen innehåller en intakt kromosom och några få ribosomer och proteiner men har tappat det mesta av sin vätska och kapslat in sig i ett solitt skal.
Den är nu motståndskraftig mot uttorkning, strålning, kemiska medel, syror och värme.
I denna form kan de överleva i decennier, ibland årtusenden. Man har till och med hittat levnadsdugliga sporer i tarmen på ett många miljoner år gammalt bi inneslutet i bärnsten. Det är den mest motståndskraftiga livsform man känner till och således används sporer som kontroll för processer som ska uppnå total sterilitet. Om sporerna är borta, då är allt annat också borta för länge sedan. Sk sporprov. Vardgasdesinficering dödar inte sporer utan bara vegetativa bakterier.
När rätt förhållande igen uppstår, omvandlas bakterien igen till en normal, vegetativ bakterie i en process kallad germinering.
Sporerna är apatogena och kan inte orsaka sjukdom i den formen men blir återigen patogena i sin vegetativa form.
Vad är bakteriofager?
Bakteriofager är som bakteriernas parasiter. Tekniskt sett utgörs de av ett sorts speciellt virus som infekterar bakterier snarare än andra sorters celler. De är väldigt specialiserade och infekterar bara en sorts bakterie.
De består av ett proteinskal som omger en DNA-sträng (vissa har RNA och vissa har hölje), och detta material kan de injicera in i en annan bakterie med hjälp av sin “svans” och således bidra till bakteriell genöverföring via transduktion.
Den lytiska bakteriofagens DNA-fragment infogas i mottagarbakteriens. Därefter sker replikering som resulterar i att nya fager bildas. Bakterien lyserar och fagerna sprids.
Varianten lysogen fag innebär en vilofas mellan inträngande i bakterien med följande inkorporering av DNA och fagnybildning - och bakteriens lysering följt av infektionens spridning. De nybildade fagerna existerar då vilande i bakterien som profager (DNA-sekvenser i bakteriens kromosomer), men alla bakteriens avkommor kommer också innehålla dessa profager. Vid triggande förutsättningar (försämrad miljö för bakterien) kan profagerna aktiveras till fager och då lyserar bakterian och fagerna sprids. Detta kan vara nödvändigt om det finns risk för att bakterien dör innan fagerna hunnit spridas.
Vissa bakterier har patogen förmåga enbart om de bär på profager, då deras DNA behövs för att tillverka virulensfaktorer som toxiner och skapa antibiotikaresistens. Detta kallas lysogen omvandling.
Exempel på detta är corynebacterium diphteria (difteri), clostridium botulinum (botulism) och shigella dysenteriae (dysenteri).
Även vibrio cholerae är egentligen i sig själv en harmlös bakterie, men då den invarderas av bakteriofagen CTXφ infogas DNA för koleratoxinet, som då gör bakterien högvirulent (toxinet kommer via g-proteinkopplad receptor i tarmslemhinnan aktivera adenylatcyklas, som i sin tur omvandlar ATP till cAMP och detta ger en massiv frisättning av joner och isoton vätska in i tarmlumen).
Givetvis finns en hel del positiva potentiella tillämpningar av fager också, särskilt med tanke på deras väldigt specifika målsökningsförmåga - de invarderar effektivt endast en bakterieart. Därför skulle de kunna tänkas användas som en sorts målsökande missiler för att förstöra en viss bakterie, som ett alternativ till antibiotika.
Hur sker bakteriers genöverföring?
Vad är plasmider?
Vad innebär det att bakterier är aeroba eller anaeroba?
