Gramfärgning Mikroskopi Odling och mikroskopi Biokemiska test

Transkript

1 KLASSIFICERING AV BAKTERIER Efter; Fenotyp Cellvägg Form Växtsätt Metabolism Med hjälp av; Metoder som Gramfärgning Mikroskopi Odling och mikroskopi Biokemiska test

2 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 (serotypning) Bakteriens känslighet för antibiotika (antibiogram) Bakteriens känslighet för infektion av bakteriofager/bakterier virus (fagtypning)

3 Bakterier kan klassificeras analytiskt genom studier av; Bakterie-cellväggens fettsyra innehåll Hela bakterie cellens fett innehåll Hela bakterie cellen protein innehåll Multilocus enzym elektrofores

4 * Hur kan man klassificera bakterier genotypiskt? Bakterier kan klassificeras genotypiskt genom studier av; Nukleinsyra sekvens analys G och C ratio DNA hybridisering Epidemiologiska (spridning) studier; Plasmid analys Ribotypning Kromosomal DNA fragmentering PCR/Real-tids PCR

5 Några molekylärbiologiskatekniker

6 Gram-färgning

7 GRAM-FÄRGNING Kristall violett (blått) Jod Alkohol Safranin (rött)

8 Bakterie morfologi/form

9 Klassificerings schema för bakterier; Aerob, Gram positiva kocker Aerob, Gram-negativa kocker Aerob, Gram-negativa coccobaciller Aerob, Gram-negativa baciller Anaeroba, Gram-positiva Anaeroba, Gram-negativa Bakterier med annorlunda cellvägg som är medicinskt viktiga.

10 Lite exempel, se studiehandledning vilka ni ska kunna Spiroketer Treponema p. borellia b. Spiral,komma,måsvingeformade Campylobacter j. Helicobacter p. Vibrio c. Mycobacteria Mycobacterium t. Mycoplasma

11 G+ kock Streptokock Stafylokock G+ stav/bacill Corynebacterium d. Bacillus Clostridium G- kock Neisseria g. Neisseria m. Branhamella Veionella

12 G- stav/bacill enterobakterier, E.coli Salmonella Shigella Yersinia Bordetella Legionella Hemophilus Annorlunda cellväll Chlamydia

13 Bakterier som är associerade med livsmedelsburna infektioner

14 Bakterier som är associerade med vattenburna infektioner

15 BAKTERIE CELLENSUPPBYGGNAD Arvsmassan (DNA), RNA, plasmid Cytoplasman Cellmembranet Cellväggen Kapsel/slem Flagell Pili/fimbrie Spor

16 Arvsmassan (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 innehålla plasmider som Inte är nödvändiba för överlevnad men Som ger en tillväxt fördel

17 Bakterie-celldelning

18 G+ G- Ofullständig klyvning av septum kan ge kedje eller kluster bildning Staffylokocker Streptokocoer

19 Varför ger en asexuell delning liten genetisk variation? Vad ökar den genetiska variationen hos bakterier? Transformation Konjugation Transduktion Spontana/inducerade mutationer

20

21 Överkurs! PLASMIDER KAN ANVÄNDAS VID KLONING Vilka steg är viktiga då man vill klona en gen och uttrycka Genens produkt/protein i en bakterie? 1. Klippa genen och den genetiska konstruktion som ska bära genen tex en plasmid Med 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 klipper sönder främmande nukleinsyra som kommer in I bakterien. Bakteriens DNA är metylerat som skydd vid de positioner som restriktions enzymet klipper vid.

22 Cytoplasman Vätskan som finns i bakterie cellen Innehåller vatten, salter, näringsämnen, ribosomer och granulae ( korn som lagar Framförallt kol och kväve överskott) Inga organeller (mitokondrier, endoplasmatiskt retikilum, golgi apparat)

23 Cytoplasmamembranet Ett hölje runt cytoplasman Består till största delen av fosfolipider, proteiner och enzymer Proteinerna och enzymerna ansvarar för att sköta transport, membran potential och producera energi Cytoplasma membranet sköter alltså den funktion som mitokondrien sköter I en eukaryot cell (dvs producera energi)

24

25 Cellvägg Hos Gram-positiva (G+) bakterier består cellväggen av; Peptidoglukan glukan kedjor av N-acetylglykosamin och N-acetylmuraminsyra Som korskopplas mha tetra peptidbryggor Teikonsyra Polyribitol fosfat eller glycerol fosfat. Kopplas till peptidoglukanen Lipoteikonsyra Lipid (fett) kopplad till teikonsyra

26 Cellvägg Hos Gram-negativa (G-) bakterier består cellväggen av; Peptidoglukan (mycket tunnare än hos G+) Periplasma utrymme Med enzymer som är inblandade i transport, nedbrytning och uppbyggnad Yttermembran Fosfolipider med fettsyror (mättade) Protein Poriner, lipoproteiner, transport proteiner LPS (lipopolysackarid) Lipid A, core polysaccarid, O-antigen

27

28 LPS är ett så kallat Endotoxin Effekt; Stimulerar immunförsvaret kraftig Kan leda till; feber och shock Frigjord Lipoteikonsyra Har endotoxin effekter Teikonsyra Kan användas vid serotypning Är viktig för vidhäftning ->virulensfaktor

29 Peptidoglukanen är en polysackarid polymer G-M-G-M osv. Som korskopplas med peptid bindningar Glycin brygga Varierar (G+) Koppling till yttermembran i E.coli (G-)

30 Figur 3-9 Peptidoglukan sytes sker i 3 steg; Syntes av peptidoglukan delar. Ihopkoppling av dessa delar i membranet (Baktoprenol) Translokation och transpeptidering till cellens utsida. Peptidoglukan strukturen är ganska flexibel kan ge olika storlekar på bakterien i olika näringsrika miljöer. Ihopkopplingsreaktionen katalyseras Av Transpeptidas-Karboxylaser (dessa kallas också penicillin bindande proteiner)

31 G+ Teikonsyra (Lipoteikonsyra) Teikonsyra modifiering Definierar serotyp

32 Salmonella G- bakteriers hölje (envelope)

33 Kapsel/slem Består av mer eller mindre tätt lager av Polysackarider Främst disackarider och trisackarider samt polypeptider Är skyddande och vidhäftande

34

35 Flagell motorprotein Flagellin Är viktig för rörelse

36 Pili/fimbrie Byggs upp av proteinet pilin Viktig för adhesion och konjugation

37 Spor Mycket recisten mot miljöfaktorer Tar 6-8 h att bildas, kan överleva i decenier Dehydrerad, endast minimalt med proteiner men innehåller komplett DNA

38 Binder kalcium Keratin lik

39

40

41 Bakterie metabolism, tillväxt och tillväxt kontroll KATABOLISM = nedbrytning (genererar energi) ANABOLISM =uppbyggnad (kräver energi) Aerob = har syre som elektron acceptor Anaerob = har organisk elektron acceptor Fakultativt anaerob = klarar både aerob och anaerob miljö Obligat = måste

42 Matnäring/Biosyntes av DNA, protein, cellväll etc. Proteiner Kolhydrater Polysackarider Fett Lipider Aminosyror Hexoser, pentoser Monosackarider Fettsyra glycerol Energi Katabolism nedbrytning ger energi Anabolism uppbyggnad enegikrävande

43 Bakterie tillväxt kurva Lag fas anpassning till mediet A Accelerering B Log fas/exponentiell fas C Avtagande D Stationär fas (ingen tillväxt) E Avdödnings fas (toxiska metaboliter/celldöd) F

44 D E F C A B

45 Identifiera olika Bakterier beroende på fermentations produkt syror alkoholer Yogurt vin ost

46 Antiseptiska-medel och Desinfektions-medel Antiseptiska medel (levande material) Jodlösningar => denaturerar protein(tyrosin) 70%alkohol => förstör lipider, denaturerar protein Katjondetergent => förstör lipider Väteperoxid => oxiderar förstör lipider och denaturerar protein Desinfektions medel (bänkytor etc)

47 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

48 VIRULENSFAKTORER

49 LPS är ett så kallat Endotoxin Effekt; Stimulerar immunförsvaret kraftig Kan leda till; feber och shock Frigjord Lipoteikonsyra Har endotoxin effekter Teikonsyra Kan användas vid serotypning Är viktig för vidhäftning ->virulensfaktor

50 Cytoplasma membran funktion - Generera ATP - Jämför med eukaryoters mitokondrie

51 Peptidoglukanen är en polysackarid polymer G-M-G-M osv. Som korskopplas med peptid bindningar Glycin brygga Varierar (G+) Koppling till yttermembran i E.coli (G-)

52

53 Figur 3-9 Peptidoglukan sytes sker i 3 steg; Syntes av peptidoglukan delar. Ihopkoppling av dessa delar i membranet. Translokation och transpeptidering till cellens utsida. Ihopkopplingsreaktionen katalyseras Av Transpeptidas-Karboxylaser (dessa kallas också penicillin bindande proteiner)

54 G+ Teikonsyra (Lipoteikonsyra) Teikonsyra modifiering Definierar serotyp

55 Salmonella G- bakteriers hölje (envelope)

56 Vad inhiberar peptidoglukan syntes? Vad händer om peptidoglukan syntesen inhiberas? Om Baktoprenol inhiberas (med ex. vancomycin eller bacitracin) vilken prekursor ansamlas då i cellen?

57 Figur 3-9 Peptidoglukan sytes sker i 3 steg; Syntes av peptidoglukan delar. Ihopkoppling av dessa delar i membranet (Baktoprenol) Translokation och transpeptidering till cellens utsida. Peptidoglukan strukturen är ganska flexibel kan ge olika storlekar på bakterien i olika näringsrika miljöer. Ihopkopplingsreaktionen katalyseras Av Transpeptidas-Karboxylaser (dessa kallas också penicillin bindande proteiner)

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

59 Vad är en virulens faktor? Ge exempel på virulens faktorer hos baktrier? Ge exempel på hur en bakterie kan skydda sig mot Värdens immunförsvar.