Mikrobiologia stosowana - konwersatorium nr 5
Temat: Sposoby bakterii na przeżycie.
Powszechna opinia o bakteriach do lat 70 - tych:
a) bierne w środowisku
b) aktywność bakterii
Sposób komunikowania się:
a) produkcja, uwalnianie i wykrywanie cząsteczek sygnałowych (AI)
b) cel - koordynacja ekspresji genów przy określonej liczebności komórek
Bakterie mogą:
a) wysyłać i odbierać sygnały chemiczne
b) podejmować określone działania gdy populacja osiągnie wystarczający poziom liczebny
(komunikować mogą się osobniki jednego/różnych gatunków)
Porozumiewanie się bakterii ma na celu:
a) koordynację zachowań
b) obronę przed konkurentami pokarmowymi
c) unikanie toksycznych związków
d) zmianę metabolizmu
SYSTEM QS - rodzaj systemu regulacyjnego odpowiadającego na sygnał pochodzący z komórki bakterii, a nie na sygnał chemiczny ze środowiska. System komunikacji między komórkami.
(cząsteczka sygnałowa w systemie QS = autoinduktor (AI)
a) produkcja (AI) - ciągła
b) łatwość przechodzenia przez CM
c) osiągnięcie stężenia progowego = wiązanie się z rep resorem lub aktywatorem = stymulacja ekspresji genu
(QS - autoinduktory)
SYSTEM QS oparty na AHL zidentyfikowano u:
a) > 26 gatunków bakterii G- z rodzajów:
- Serratia
- Vibrio
- Yersinia
dotyczy to zarówno saprofitów i patogenów ludzi, roślin i zwierząt
zjawiska QS nie zidentyfikowano u bezwzględnych patogenów
Funkcje komórkowe w systemie QS:
a) luminescencja
b) koniugacja
c) śmierć komórek
d) tworzenie biofilmów
e) wytwarzanie enzymów zewnątrzkomórkowych
f) sporulacja
Patogenność (System QS w regulacji syntezy czynników):
a) wirulencji, np. proteaza, hemolizyna, tworzenie biofilmu
b) wytwarzanie biosurfaktantów
Bakterie G+ i G- wykształciły:
a) odmienne systemy cząsteczek sygnalnych (autoinduktorów AI)
b) różne systemy regulacji ekspresji genów w odpowiedzi na AI
Charakterystyka QS bakterii G- - system oparty na współdziałaniu:
a) cząsteczek sygnalizacyjnych AHL = chemicznych sygnałów dyfuzyjnych AI
b) białek z rodziny syntez AI LuxI
c) rodziny białkowych regulatorów transkrypcyjnych LuxR
d) genów docelowych
Za kontrolę QS u bakterii G- odpowiadają białka regulatorowe:
a) białka typu LuxI syntezy AI
b) HSL swobodnie przenikające przez CM
Budowa i właściwości AI wytwarzanych przez bakterie G- - związek z pH środowiska
a) wzrost pH z 7.0 o 1-2 jednostki = zmiany konformacyjne pierścienia HSL - otwieranie się pierścienia
b) brak zmian w strukturze HSL przy pH 7.0
Cząsteczki sygnalizacyjne G - - AHL:
a) zbudowane z pierścienia laktanu homoseryny arylowanego, pozycji (ἀ), łańcuchem tłuszczowym
b) AHL różnią się między sobą
c) budowa łańcuch kwasu tłuszczowego
U bakterii G - syntezę cząsteczek AHL warunkują białka z rodziny LuxI
a) genom bakteryjny może zawierać > 100
(białko LuxR - cząsteczka złożona z 250 aminokwasów)
b) C - końcowy fragment łańcucha polipeptydowego odpowiada za bezpośrednie oddziaływanie DNA
c) N - końcowy fragment łańcucha odpowiada za rozpoznawanie
Filogenetyczne porównanie białek z rodziny LuxI i LuxR, wykazano że:
a) w mechanizmie QS występuje horyzontalny transfer genów
b) szereg homologów białek LuxR i LuxI umiejscowione na plazmidach
Kryteria jakie musi spełniać cząsteczka uznana za sygnalną dla systemu QS !!! :
a) wytwarzana w określonej fazie wzrostu lub w odpowiedzi na konkretną zmianę środowiska
b) wydzielona do środowiska i rozpoznawana przez określony receptor komórkowy
c) po osiągnięciu stężenia progowego w środowisku wywołuje odpowiednią reakcję
Trzy rodzaje bakterii:
a) acylowane laktony AHL i AIP (G -)
b) autoinduktory peptydowe (G +)
c) autoinduktory - 2 (AI-2)
Acylowane laktany homoseryny (AHL):
a) warunkuje QS u bakterii G -
b) pośredniczą w komunikacji wewnątrzkomórkowej
c) różnią się długością …
Przeciwdziałanie porozumiewania się bakterii G- :
a) degradacja cząsteczek QS w wyniku lizy pierścienia lantanowego (AHL LAKTONOLIZA - efekt podnoszenia)
b) pH (> 7.0) utrata aktywności biologicznej
c) temperatura
Ubakterii G+ funkcjonują:
a) oligopeptydy
b) cykliczne oktapeptydy
AI-2 jest regulowana:
a) wirulencja
b) produkcja toksyn
c) luminescencja
d) zdolność do produkcji antybiotyków
AI-2 jest sygnałem do:
a) tworzenia mini komórek
b) ekspresji genów
Temat: Biofilmy
BIOFILM - przytwierdzona do powierzchni wielogatunkowa zbiorowość drobnoustrojów, osłonięta produkowaną przez siebie warstwą śluzów otoczkowych. Formacja w jakiej mikroorganizmy żyją w środowisku najczęściej.
Gdzie powstaje biofilm:
a) powierzchnia: abiotyczna - biotyczna
b) styk dwóch faz
stała - woda
woda - powietrze
Przy tworzeniu biofilmu ważna jest obecność wody !!!
Obecność biofilmu, najczęściej:
a) środowisko naturalne
- stałe zanurzone powierzchnie
b) tkanki żywych organizmów
- sprzęt medyczny (implanty, protezy, soczewki kontaktowe)
c) systemy wodno-kanalizacyjne
- wymiennik ciepła, klimatyzacja
d) środowisko przetwórstwa żywności
Mikroorganizmy tworzące biofilm powierzchniowy:
bakterie - algi - sinice - grzyby
Rozmieszczenie zależy od:
a) tolerancji na światło
b) rodzaju powierzchni
c) obecności POM i FROM
Czynniki decydujące o szybkości powstawania rodzaju biofilmu:
a) rodzaj powierzchni
b) warunki środowiskowe
c) cechy mikroorganizmów
Cechy ułatwiające bakteriom przytwierdzanie się i tworzenie biofilmu:
a) chemotaksja
b) możliwość zmiany ściany komórkowej
c) wydzielanie zewnątrzkomórkowych śluzów otoczkowych (egzopolisacharydów)
Powstawanie biofilmu:
Adsorpcja/ asocjacja - adhezja - kolonizacja - dojrzały biofilm
Szybkość tworzenia biofilmu:
a) kilkanaście godzin
b) kilka tygodni
(Asocjacja - bakterie łączą się z powierzchnią błony śluzowej nietrwale)
(Adhezja - połączenie trwałe, pierwszy etap kolonizacji, zatrucia)
Czynniki bakteryjne warunkujące adhezję:
ujemnie naładowana powierzchnia drobnoustroju
hydrofobowość struktur powierzchniowych
W zależności od składu gatunkowego biofilmu związkami tworzącymi otoczki są:
a) białka
b) celuloza
c) alginiany
Lepsza przeżywalność bakterii w biofilmach:
a) obecność grubej warstwy EPS
b) warstwowa struktura biofilmu (zróżnicowanie fizjologiczne)
c) obniżony metabolizm
d) obecność uśpionych form
e) bliskie sąsiedztwo:
łatwość komunikowania się, podejmowania skoordynowanych działań
zsynchronizowane uwalnianie toksyn
możność przekazywania materiału genetycznego
Biofilmy w środowisku produkcji żywności:
Powierzchnie zasiedlane przez mikroorganizmy:
a) powierzchnie robocze ze stali nierdzewnej
b) systemy wentylacyjne
c) systemy rur wolno-ściekowych
Zabiegi sanityzacyjne z udziałem:
związków kwaśnych i zasadowych
Przykłady negatywnej roli biofilmu:
a) obniżona przewodność cieplna
b) mniejsza średnica przepływu (produkcja papieru gorszej jakości
c) zanieczyszczenie produktu f) rozmyty wydruk, wadliwy proces maszyn drukarskich
d) zagrożenia dla zdrowia g) zmniejszona przepuszczalność filtra
e) korozja, wpływ na jakość produktu h) nalot, uszkodzenie glazury
1