Egzamin Mikrobiologia, ►► UMK TORUŃ - wydziały w Toruniu, ► WYDZIAŁ Biologii, WYDZIAŁ Chemii, Biotechnologia UMK (BiNOZ, WCh, WBIOŚ, Biotech), MIKROBIOLOGiA


Egzamin Mikrobiologia

  1. Mutacje - każde dziedziczne, stabilne zmiany w DNA

Mutacje spontaniczne - mutacja w materiale genetycznym nie mająca określonej zewnętrznej przyczyny.

Mutacje ciche - zamiana zasady w kodzie genetycznym nie pociąga za sobie zmian fenotypowych. W białku aminokwas zastąpiony jest innym aminokwasem o takich samych właściwościach, co nie wpływa na funkcjonowanie białka.

Mutacje powrotne

Typy mutacji:

Mutacje te prowadzą do zmiany ramki odczytu, przez co białka są albo niefunkcjonalne, albo mało aktywne.

Czynniki mutagenne:

  1. Rekombinacja genetyczna

Rekombinacja homologiczna - obcy DNA zostaje włączony do DNA gospodarza przez połączenie w pary homologicznych sekwencji, pęknięcie i krzyżową wymianę (crossing-over)

Rekombinacja zależna od określonego miejsca lub sekwencji - krótki odcinek homologiczny wymagany do wbudowania całego fragmentu genu do nukleotydu. Przykładem takiej rekombinacji jest wbudowanie plazmidu płciowego F lub integracja bakteriofaga lambda.

Sekwencje inercyjne - elementy IS zdolne do transpozycji. Mogą się przyłączać do DNA w wielu miejscach. Powoduje podwojenie par nukleotydów w miejscach insercji.

Transpozyton - mogą kodować specyficzne cechy fenotypowe jak odporność. Zawierają na początku i końcu fragment IS

Bakteriofag Mu - „murator” właściwości jak transpozyton tylko jest dużo większy. Powoduje inwersje genu.

  1. Transdukcja

Transdukcja - przeniesienie DNA dawcy do DNA biorcy za pomocą bakteriofaga. Wyróżniamy transdukcję niespecyficzną i specyficzną.
Niespecyficzna - w wyniku replikacji materiału genetycznego faga dochodzi także do replikacji (fragmentu) materiału genetycznego dawcy, który również umieszczany jest w główkach fagowych. Taki fag dastarcza do komórki biorcy materiał genetyczny dawcy. DNA wbudowywane jest w nukleoid biorcy.

Specyficzna - fag lambda po indukcji DNA w wyniku promieniowania UV podlega nieprecyzyjnemu wycięciu z DNA bakterii przez do pozostawiony materiał genetyczny staje się częścią materiału biorcy.

  1. Koniugacja

Przekazanie materiału genetycznego z komórki do komórki w wyniku ich bezpośredniego kontaktu. Proces ten może się odbyć dzięki pilusom F umieszczonym na błonie bakterii. Wyróżniamy 3 typy bakterii:

  1. Plazmidy

Pozachromosomowe nośniki informacji w postaci kolistej, kowalencyjnie zamkniętej dwuniciowej cząsteczki DNA. Nadają komórce gospodarza cechy swoiste. Mają zdolność do czasowego wbudowywania się w nukleoid gospodarza.

Właściwości:

Znaczenie plazmidów:

  1. Transformacja

Przekazanie genów w formie rozpuszczalnego Dna wyekstrahowanego lub uwolnionego z komórki dawcy za pomocą innych metod.

Metody transformacji:

  1. Oddychanie azotowe: denitryfikacja

Bakterie denitryfikacyjne to tlenowce nierosnące w warunkach beztlenowych pod nieobecność azotanu. Jedyny proces, dzięki któremu azot możemy być ze związków chemicznych uwolniony w formie cząsteczkowej do atmosfery w celu ponownego włączenia go do obiegu. Bakterie denitryfikacyjne: Pseudomonas denitryficans, Paracoccus denitryficans, Thiobacillus denitryficans, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus licheniformis.

Etapy denitryfikacji:

  1. Reduktaza azotanowa A (zawierająca molibden): NO3- → NO2-

  2. Reduktaza azotynowa: NO2- → NO

  3. Reduktaza NO: NO → N2O

  4. Reduktaza N2O: N2O → N2

Enzymy biorące udział w dysymilacji redukcyjnej azotanu są indukowane lub derepresjonowane w warunkach niedoboru lub braku tlenu. Denitryfikacja jest powszechna w glebach pozbawionych tlenu i łatwo zachodzi w wodach stojących.

  1. Oddychanie azotowe: amonifikacja

Bakterie będące fakultatywnymi beztlenowcami zdolnymi do przeprowadzania fermentacji w warunkach beztlenowych. W obecności azotanu traktują go jako zewnątrzkomórkowy akceptor wodoru redukując go do azotynu, który w asymilacyjnym szlaku redukcji azotanu może być przekształcony do amoniaku. Escherichia coli, Enterobacter aerogenes.

Zysk energetyczny wynika ze sprzężenia redukcji azotanu z fosforylacją oksydacyjną.

Asymilacja azotanu

Przemiana azotanu do amoniaku przebiega zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych przy braku innego źródła azotu.

Etapy:

  1. Reduktaza azotanowa B (2e-) NO3- → NO2-

  2. Reduktaza azotynowa NO2- → HNO →NH2O → NH3

Picie wody bogatej w azotany prowadzi do jego redukcji w jelicie przez bakterie do azotynu który we krwi prowadzi do utleniania Fe2+ → Fe3+ i powoduje tworzenie się methemoglobiny.

  1. Utlenianie amonu i azotynu: nitryfikacja

Uczestniczą w tym procesie bakterie nitryfikacyjne. Reakcje przeprowadzania amonu i azotynu do azotanu są stopniowe i uczestniczą w nim dwa rodzaje bakterii: przeprowadzające amoniak do azotynów i przeprowadzające azotyny do azotanów.
Nitoroso- : NH4+ + 1,5O2 → NO2- + 2H+ + H2O

Nitrosomonas europaea, Nitrosococcus oceanu, Nitrosospira briensis

Nitro- : NO2- + 1,5O2 → NO3-

Nitrobacter agilis, Nitrobacter hamburgensis Nitrococcus mobilis

  1. Otoczki

  1. Rzęski