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

---