Form • Växtsätt •Metabolism - kau.se · •Bakterier med annorlunda cellvägg som är...

KLASSIFICERING AV BAKTERIER

Efter;Fenotyp

• Cellvägg• Form• Växtsätt•Metabolism

Metoder som

•Gramfärgning•Mikroskopi•Odling och mikroskopi•Biokemiska test

Med hjälp av;

Fortsättning hur Bakterier kan klassificeras fenotypiskt genom studier av;

•Utseende i mikroskop (mikroskopi)

•Utseende på odlingsplatta (makroskopiskt utseende)

•Bakteriens metabolism (Biotypning)

•Bakteriens antigentyp eller patentens antikroppar (s erotypning)

•Bakteriens känslighet för antibiotika (antibiogram )

•Bakteriens känslighet för infektion av bakteriofage r/bakterier virus (fagtypning)

Bakterier kan klassificeras analytiskt genom studier av;

•Bakterie-cellväggens fettsyra innehåll

•Hela bakterie cellens fett innehåll

•Hela bakterie cellen protein innehåll

•Multilocus enzym elektrofores

Bakterier kan klassificeras genotypiskt genom studi er av;

•Nukleinsyra sekvens analys•G och C ratio•DNA hybridisering

Epidemiologiska (spridning) studier;•Plasmid analys•Ribotypning•Kromosomal DNA fragmentering

•PCR/Real-tids PCR

* Hur kan man klassificera bakterier genotypiskt?

Några molekylärbiologiskatekniker

Gram-färgning

GRAM-FÄRGNINGKristall violett (blått)

Jod

Alkohol

Safranin (rött)

Bakterie morfologi/form

Klassificerings schema för bakterier;

•Aerob, Gram positiva kocker

•Aerob, Gram-negativa kockerAerob, Gram-negativa coccobacillerAerob, Gram-negativa baciller

•Anaeroba, Gram-positivaAnaeroba, Gram-negativa

•Bakterier med annorlunda cellvägg som är medicinskt viktiga.

SpiroketerTreponema p. borellia b.

Spiral,komma,måsvingeformadeCampylobacter j.Helicobacter p.Vibrio c.

MycobacteriaMycobacterium t.

Mycoplasma

Lite exempel, se studiehandledning vilka ni ska kun na

G+ kockStreptokockStafylokock

G+ stav/bacillCorynebacterium d.BacillusClostridium

G- kockNeisseria g.Neisseria m.BranhamellaVeionella

G- stav/bacillenterobakterier, E.coliSalmonellaShigellaYersiniaBordetellaLegionellaHemophilus

Annorlunda cellvällChlamydia

Bakterier som är associerade med livsmedelsburna infektioner

Bakterier som är associerade med vattenburna infektioner

BAKTERIE CELLENSUPPBYGGNAD

Arvsmassan (DNA), RNA, plasmidCytoplasmanCellmembranetCellväggenKapsel/slemFlagellPili/fimbrieSpor

ArvsmassanArvsmassan (DNA), RNA, plasmid(DNA), RNA, plasmid

•Bakterier har en cirkulär DNA molekyl/Kromosom(nukleoid = avgränsat ställe där DNA ´t finns)

•Precis som hos eukaryota celler så;DNA=> RNA=> Protein

•Bakterier kan inneh ålla plasmider somInte är nödvändiba för överlevnad men Som ger en tillväxt fördel

Bakterie-celldelning

G+ G-Ofullständig klyvning av septum kan ge kedjeeller kluster bildningStaffylokockerStreptokocoer

Varför ger en asexuell delning liten genetisk variation?

Vad ökar den genetiska variationen hos bakterier?

TransformationKonjugationTransduktionSpontana/inducerade mutationer

Överkurs!PLASMIDER KAN ANVÄNDAS VID KLONINGVilka steg är viktiga då man vill klona en gen och uttryckaGenens produkt/protein i en bakterie?

1. Klippa genen och den genetiska konstruktion som ska bära genen tex en plasmidMed ett RESTRIKTIONS ENZYM*

2. Klistra ihop dom med LIGAS

3. TRANSFORMERA in i bakterien

*Restriktions enzym finns normalt i baktereir, varför?

För att de är ett fösvar mot bakteriofager/bakterie virus efterson de klippersönder främmande nukleinsyra som kommer in I bakterien.

Bakteriens DNA är metylerat som skydd vid de positioner som restriktionsenzymet klipper vid.

CytoplasmanCytoplasman

•Vätskan som finns i bakterie cellen

•Inneh åller vatten , salter, näringsämnen ,ribosomer och granulae (“korn ” som lagarFramförallt kol och kväve överskott)

•Inga organeller (mitokondrier, endoplasmatiskt retikilum , golgi apparat)

CytoplasmamembranetCytoplasmamembranet

•Ett hölje runt cytoplasman

•Består till största delen av fosfolipider, proteineroch enzymer

•Proteinerna och enzymerna ansvarar för att skötatransport, membran potential och produceraenergi

•Cytoplasma membranet sköter alltså den funktion som mitokondrien sköter I en eukaryotcell (dvs producera energi)

CellvCellv äägggg

Hos Gram -positiva (G+) bakterier bestårcellväggen av;

•Peptidoglukanglukan kedjor av N-acetylglykosamin och N-acetylmuramins yraSom korskopplas mha tetra peptidbryggor

•TeikonsyraPolyribitol fosfat eller glycerol fosfat. Kopplas till peptidoglukanen

•LipoteikonsyraLipid (fett) kopplad till teikonsyra

CellvCellv äägggg

Hos Gram -negativa (G-) bakterier bestårcellväggen av;

• Peptidoglukan (mycket tunnare än hos G+)

• Periplasma utrymmeMed enzymer som är inblandade i transport, nedbrytning och uppbyggnad

• YttermembranFosfolipider med fettsyror (mättade)

• ProteinPoriner, lipoproteiner, transport proteiner

• LPS (lipopolysackarid )Lipid A, core polysaccarid, O-antigen

Frigjord LipoteikonsyraHar endotoxin effekter

LPS är ett så kallat EndotoxinEffekt;Stimulerar immunförsvaret kraftigtKan leda till; feber och shock

TeikonsyraKan användas vid serotypningÄr viktig för vidhäftning->virulensfaktor

Peptidoglukanen är en polysackarid polymer G-M-G-M osv.Som korskopplas med peptid bindningar

Koppling till yttermembran i E.coli (G-)Glycin bryggaVarierar (G+)

Ihopkopplingsreaktionen katalyseras Av Transpeptidas-Karboxylaser(dessa kallas också penicillin bindande proteiner)

Peptidoglukan sytes sker i 3 steg;• Syntes av peptidoglukan delar.• Ihopkoppling av dessa delar i membranet (Baktoprenol)• Translokation och transpeptidering till cellens utsida.

Figur 3-9

Peptidoglukan strukturen ärganska flexibel – kan ge olikastorlekar på bakterien i olikanäringsrika miljöer.

G+Teikonsyra(Lipoteikonsyra)

Teikonsyra modifieringDefinierar serotyp

G- bakteriers hölje (envelope)

Salmonella

Kapsel/slem

•Består av mer eller mindre tätt lager av Polysackarider

•Främst disackarider ochtrisackarider samt polypeptider

•Är skyddande och vidh äftande

Flagell

•“motorprotein ” Flagellin

•Är viktig för rörelse

Pili/fimbrie

•Byggs upp av proteinetpilin

•Viktig för adhesion ochkonjugation

Spor

•Mycket recisten mot miljöfaktorer Tar 6-8 h att bildas, kan överleva i decenier

•Dehydrerad, endast minimalt med proteiner men innehåller komplett DNA

Binder kalcium

Keratin lik

KATABOLISM = nedbrytning (genererar energi)ANABOLISM =uppbyggnad (kräver energi)

Aerob = har syre som elektron acceptorAnaerob = har organisk elektron acceptorFakultativt anaerob = klarar både aerob och anaerob miljö

Obligat = måste

Bakterie metabolism, tillväxt och tillväxt kontroll

Matnäring/Biosyntes av DNA, protein, cellväll etc.

KolhydraterPolysackarider

Hexoser, pentoserMonosackarider

Energi

Proteiner

Aminosyror

FettLipider

Fettsyraglycerol

Katabolism nedbrytning ger energiAnabolism uppbyggnad enegikrävande

Bakterie tillväxt kurva

Lag fas anpassning till mediet AAccelerering BLog fas/Exponentiell fas CAvtagande DStationär fas (ingen tillväxt) EAvdödnings fas (toxiska metaboliter/celldöd) F

AB

C

DE

F

Identifiera olikaBakterier beroende på fermentations produkt

syroralkoholer

Yogurtvinost

Antiseptiska-medel och Desinfektions-medel

Antiseptiska medel (levande material)

Jodlösningar => denaturerar protein(tyrosin)70%alkohol => förstör lipider, denaturerar proteinKatjondetergent => förstör lipiderVäteperoxid => oxiderar förstör lipider och denaturerar protein

Desinfektions medel (bänkytor etc)

Vad innebär skillnaderna mellan G+ och G-Vad beträffar;

Kliniskt beteende?

Detektion?

Behandling?

Vilka cellväggskomponenter bidrar till virulens genom skydd mot immunförsvaret?

Vilka cellväggskomponenter bidrar till virulens genom att de ger en toxisk respons?

Vilka komponenter ska du välja om du ska eliminera G+ bakterier från en mix av G-och G+*Divalent katjon lipider*Mild detergent lipider*Lysozym peptidoglukan*Transpeptidas peptidoglukan*β-laktam antibiotika peptidoglukan

VIRULENSFAKTORER

Frigjord LipoteikonsyraHar endotoxin effekter

LPS är ett så kallat EndotoxinEffekt;Stimulerar immunförsvaret kraftigtKan leda till; feber och shock

TeikonsyraKan användas vid serotypningÄr viktig för vidhäftning->virulensfaktor

Cytoplasma membran funktion- Generera ATP- Jämför med eukaryotersmitokondrie

Peptidoglukanen är en polysackarid polymer G-M-G-M osv.Som korskopplas med peptid bindningar

Koppling till yttermembran i E.coli (G-)Glycin bryggaVarierar (G+)

Ihopkopplingsreaktionen katalyseras Av Transpeptidas-Karboxylaser(dessa kallas också penicillin bindande proteiner)

Peptidoglukan sytes sker i 3 steg;• Syntes av peptidoglukan delar.• Ihopkoppling av dessa delar i membranet.• Translokation och transpeptidering till cellens utsida.

Figur 3-9

G+Teikonsyra(Lipoteikonsyra)

Teikonsyra modifieringDefinierar serotyp

G- bakteriers hölje (envelope)

Salmonella

Vad inhiberar peptidoglukan syntes?

Vad händer om peptidoglukan syntesen inhiberas?

Om Baktoprenol inhiberas (med ex. vancomycin eller bacitracin)vilken prekursor ansamlas då i cellen?

Ihopkopplingsreaktionen katalyseras Av Transpeptidas-Karboxylaser(dessa kallas också penicillin bindande proteiner)

Peptidoglukan sytes sker i 3 steg;• Syntes av peptidoglukan delar.• Ihopkoppling av dessa delar i membranet (Baktoprenol)• Translokation och transpeptidering till cellens utsida.

Figur 3-9

Peptidoglukan strukturen ärganska flexibel – kan ge olikastorlekar på bakterien i olikanäringsrika miljöer.

Varför är sporer så recistenta mot tex hög värme, strålning, enzymatisk och kemisk nedbrytning?

Vad är en virulens faktor?

Ge exempel på virulens faktorer hos baktrier?

Ge exempel på hur en bakterie kan skydda sig mot Värdens immunförsvar.