Reading...
Play button
Play button
Use LEFT and RIGHT arrow keys to navigate between flashcards;
Use UP and DOWN arrow keys to flip the card;
H to show hint;
A reads text to speech;
51 Cards in this Set
- Front
- Back
|
G 8 M8: ”Bakteriell genetik - Överföring av genetisk info
G 9 bakteriell genetik - reglering av genuttryck 10 antibiotika och antibiotikaresistans 8.9.10 8.8 8 M8: ”Bakteriell genetik - Överföring av genetisk info Vad är en plasmid, hur ser den ut |
Ett litet genetiskt element som replikeras sjlvständigt, skiljt från replikationen av bakteriens kromosom. Plasmiden har alltså ett eget ORC (origin of replication)
Dom flesta plasmider är cirkulära, dubbelsträngade DNA-molekyler. (i sällsynta fall linjär) |
|
|
Vad är Episom
|
Episom är plasmider (genetiska element som replikeras självständigt) som kan integreras i genomet. t.ex i en annan bakteries genom.
|
|
|
1. Ge exempel på fenotyper som kan överföras via plasmider i bakterier 5st
|
x Antibiotikaproduktion
x förmågan att via cell-cellkontakt överföra dna till andra bakterier (konjugering??) x olika fysiologiska funktioner som t.ex degradering av fenol x resistans (t.ex mot antibiotika) x Virulens (olika virulensfaktorer) |
|
|
R-plasmider, ej gjort
|
Plasmider som bär gener för resitans mot olika ämnen.
De plasmider som bär gener för resistens mot olika ämnen kallas R-plasmider. Mekanismen för resistansen medierad av R-plasmider skiljer sig från kromosomalt medierad resistans. Enzymer som kodas av gener i R-plasmiden fungerar ofta genom att inaktivera upptaget av t.ex. antibiotika. R-plasmiden består av två delar: RTF-delen är den del som medverkar till att plasmiden kan överföras från en bakterie till en annan. R-determinant är den del där de generna som kodar för resistans finn |
|
|
Vad är en transposon?
|
En transposon är en sekvens av DNA som kan hoppa från en position till en annan i genomet, eller mellan två olika DNA-molekyler.
beroende på vart den hamnar kan den förändra eller helt inaktivera en gen. En transposon anses vara en evolutionär rest från retrovirus som av någon anledning förlorat sin förmåga att replikera sig och lämna cellen. |
|
|
Transposition
|
Är när en transposon flyttar omkring i ett genom eller mellan två olika DNA-molekyler. Förflyttningen är möjlig pga enzymet transposase
|
|
|
Transformation
|
Är processen då DNA tar upp ett naket DNA (kromosala fragment eller plasmider) från t.ex döda bakterier och implementerar det i sitt genom.
|
|
|
Naturlig och artificiell/konstgjord transformation
|
Naturlig: Bakterien tar själv upp DNA och tar in det i cellen.
Konstgjord: Permabiliteten för att ta upp DNA ökar då bakterien kommer i kontakt med kemikalier/värme/elektroporering. |
|
|
Vad är en bakteriofag och hur går processen som inför DNA i en bakterie? 4 steg
|
Precis som virus kan angripa eukaryoter kan de även infektera bakterier. obligata intracellulära parasiter som multipliceras inuti bakterien genom att använda hela, eller delar av, värdens biosyntetiska maskineri.
Mekanism: 1. Vidhäftning - genom bakteriofagens svans eller ytstruktur. Vidhäftningen är reversibel och specifik och sker m.h.a Receptormolekyler såsom LPS (för T4- fager), ytproteiner, pilis, lipoproteiner osv. 2. Infästning - Irreversibel och medieras av basplattan eller analog struktur 3. Penetration - En ihålig fiber krossar bakteriemembranen. Finns dock andra metoder 4. Genom-injektion - oftast bara genomet som passerar och väl därinne börjar bakteriofagen sin förökningscykel |
|
|
Vad menas med termiska(ej gjort) och lytiska/virulenta (2st) fager?
|
Virulenta fager (tex Phage T4):
- Kan endast föröka sig inom bakterien - dödar cellen sen via lysering (membran upplöses eller faller samman) och nya fager släpps ut. Temperate phage (tex phage λ): Några så kallade "termofager" kan istället gå in i ett relativt harmlöst stadium, antingen integrerandes deras genetiska material i värdcellens kromosomala DNA eller så etablerar de sig själva som plasmid, termofagernas genom kopieras då genom varje celldelning tillsammans med värdcellens DNA. När värdens tillstånd försämras genom exempelvis ökad temperatur eller brist på näringsämnen, blir de vilande fagerna aktiva. De inducerar den reproduktiva cykel som resulterar i lysering av värdcellen, utifall att värdbakterien skulle dö |
|
|
Virulenta (lytiska) fager definition
|
Virulenta fager definieras av att de efter infektion enbart kan ge upphov till lytisk tillväxt, som är ett förökningsförlopp där viruset efter att ha fått cellen att tillverka nya virus och sen dör tillslut den infekterade cellen och lyserar och viruset sprids. Detta kan ta allt från 20 min till 6-7h.
|
|
|
Tidiga och sena gener i frågan om virus och hur viruset tillverkas inne i värdcellen
|
Tidiga gener: Efter att viruset har satt sig på cellen och dess genom har åkt in i cellen så kommer genomet först uttrycka för proteiner som dels stänger av världens egen makromolekylsyntes och ibland degradera värdens dna. Kodar alltså för att sluta göra saker åt cellen. Detta går fort.
Sena gener: Kodar för proteiner som utgör komponenter i kapsider till nya virioner (virus). Sedan sätts Fag-DNA och kapsiderna ihop i flera steg, och när dom är klara så skapar ett eller flera fagproteiner (holiner) en por i cellmembranet så att membranet bryts ner |
|
|
Olika virusinfektionsförlopp, 4st
|
x Akut infektion: Som leder till produktion av nya viruspartiklar på samma sätt som lytisk bakteriofagtillväxt. T.ex förkylning och polio.
x Kvarstående (persisterande) infektion: Kan bli livslång där viruset långsamt förökar sig under lång tid. T.ex HIV x Latent virusinfektion: Viruset vilar för att eventuellt bryta ut längre fram i livet. T.ex herpesinfektion x Onkogen transformation: Viruset omvandlar den infekterade cellen till en tumörcell. T.ex HTLV-1 |
|
|
Ge en översiktlig bild av hur konjugering mellan två bakterier sker.
|
Konjugation: Genöverföring från en donator till en mottagare genom direktkontakt mellan cellerna.
Kan ske genom: - Sexpilus (Från donatorcell, male, till en mottagarcell ,female) - Genom plasmider från en donator. tex F-plasmid i E.coli. Mottagarcellen innehåller inte konjugativa plasmider. |
|
|
Vad krävs för att en plasmid ska vara konjugativ? 3st
|
- Tra-gener (några av de gener som är nödvändiga för icke-sexuell överföring av genetiskt material i både g+ och g- bakterier)
- sex-pilus (kodas av Tra-gener) - ori-T (origin of the transference) (Konjugativa plasmider bär ofta gener för antibiotika resistens) |
|
|
Vad är en HFR (high frequency recombination) plasmid (fattar inte
|
Är en bakteriecell som tagit emot en konjugativ plasmid (oftas Fertility-faktorn) som nu interagerar med dess bakteriella kromosom.
|
|
|
Vad är en 'pathogenicity island' (PI)????? ej gjord
|
- Bärare av virulenta gener.
- Närvarar i patogena stammar och saknas eller finns i mindre mängd i mindre patogena stammar - annat G & C- innehåll (basparen) i jämförelse med DNA hos värdbakterierna - Besitter stora kromosomala regioner - Är distinkta genetiska enheter och sekvensen av baser vid båda ändarna av den införda sekvensen (Pai) är detsamma. - Pai är associerat med tRNA då det ofta är dess target. - De bär funktionella gener, såsom integraser , transposaser , eller delar av sekvenser som den kan interagera med (IS,insertion sequences) |
|
|
Beskriv vikten av Pi och dess proportioner för den bakteriella evolutionen.
|
Dessa kodar för gener som bidrar till virulensen av respektive patogen tex dess vidhäftning, toxiner, på vilket sätt de angriper osv.
Dessa egenskaper kan överföras till andra bakterier via horisontell genöverföring m.h.a tex plasmider , fager, eller konjugativa transposoner. Detta möjliggör överföring av bl.a antibiotikaresistens vilket är oerhört viktig för bakteriell evolution. |
|
|
Vilket sorts genom kan virus ha
|
både dubbelsträngat och enkelsträngat DNA och RNA. t.ex de stora svansförsedda virusen har alla dsDNA
|
|
|
Operon
|
Den sekvens som ska transkriberas. I prokaryoter är operonet polycistroniskt vilket betyder att man kan läsa av flera proteiner/(gener?) under samma transkrbering. t.ex lac-operonet.
I operon ingår: promotor, operator och generna. |
|
|
Operator
|
här sker regleringen av transkriptionen, repressorer och aktivatorer binder in och reglerar.
|
|
|
Promotor
|
RNA-polymeraset binder in här
|
|
|
Terminator
|
Området där avläsningen av genen slutar, Prokaryota har Rho-beroende och Rho-oberoende terminering.
|
|
|
Vad menas med operon, operator, promotor och terminator?
|
Operon: den sekvens på genen som transkriberas. I prokaryoter är operonet polycistroniskt vilket betyder att man kan läsa av flera proteiner under samma transkibering till skillnad mot eukaryoter där bara ett protein åt gången kan läsas av. t.ex lac operonet är polycistroniskt.
Operator: område där regleringen av genuttryck är kontrollerat. Plats för regulatoriska proteiner att binda in. (regulatoriska proteiner: är specifika Transkriptionsfaktorerna kan vara antingen hämmande och kallas då repressorer, eller stimulerande och kallas då aktivatorer, alltså inte vanliga transkriptionsfaktorer) Promotor: Område där RNA-polymeras binder in. En promotor är den sekvens av baspar framför en gen som reglerar genens uttryck genom att olika typer av genregulatoriska proteiner binder till sekvensen. När genen ska transkriberas binder även RNA-polymeraset. Terminator: område där avläsningen av genen slutar. I prokaryoter finns Rho-beroende och Rho-oberoende terminering |
|
|
Repressor
|
represson förhindrar transkriptionen när de är bundna till operaton genom att de sitter ivägen för RNA-polymeraset. Negativ reglering
|
|
|
Aktivator
|
Aktivator underlättar transkriptionen genom att hjälpa RNA-polymeraset attbinda in tll promotorn. Positiv reglering.
|
|
|
Vilka tre faser består transkriptionell regulering av?
|
Initiering, elongering och terminering.
|
|
|
Promotorerna för e.coli?
|
TTGACA (-35) och TATAAT (-10)
(tror jag..) |
|
|
Vad är regulon och stimulon? Fråga nån
|
wiki- In cell biology and genetics, a regulon is a collection of genes or operons under regulation by the same regulatory protein. This term is generally used for prokaryotic systems, for example quorum sensing in bacteria. It is a group of operons/genes spread around the chromosome but controlled by a common factor or stimulus. Multiple regulons can form a modulon.
I cellbiologi ett Stimulon är en samling gener (som kan vara i operoner och reguloner) som regleras av samma stimulans. Denna term används vanligen för prokaryota system, för avkänning exempel kvorum i bakterier. |
|
|
Beskriv funktionen för Rho-oberoende transkriptionell terminator.
|
Rho-oberoende termination sker pga att en ”stemloop” bildas då baspar har parat ihop sig och bildat en ögla på mRNAt.
Transkriptionen stannar då av men för att polymeraset ska lossna måste det finnas många U-A bindningar efter varandra. C-G-bindningar= svagare. Rho-beroende termination kräver ett Rho-protein. |
|
|
Vad är holo- och core-RNA polymeras? ???? (ej gjord, Fråga någon)
Vilken subenhet känner igen promotorn? Varför är det så många olika typer av denna subenhet i bakterier? |
Core-RNA-polymeras :
Binder sig ospecifikt till DNA. Efter bindning till DNA dissocierar core- RNA-polymeras mycket långsamt Holo-RNA-polymeras: Holoenzym KAN binda icke-specifikt MEN dissocierar snabbt. Holoenzymet binder annars specifikt till promotorsekvenser. Holoenzymets interaktion med core- RNA-polymeras har framför allt två effekter: 1. Minska affiniteten för ospecifika bindningar till DNA 2. Ökar affiniteten för promotorsekvensen. (allt ovan enligt halvpålitlig källa men verkar logiskt) |
|
|
Subenheter/sigmafaktor, fråga nån
|
Sigmafaktorer känner igen promotorer. Bakterier kan ha olika många faktorer. E-coli har tex 7 st. Olika sigmafaktorer aktiveras under olika miljöförhållanden. Dessa specialiserade sigmafaktorer binder till gener anpassade till miljöförhållandena och ökar transkriptionen av dessa gener. Många sigmafaktorer = många anpassningsmöjigheter.
|
|
|
Vad är lacoperonet för något
|
Lac-operonet är en operon som krävs för transport och metabolism av laktos i Escherichia coli och vissa andra enteriska bakterier. Laktos startar genuttrycket av Lac-genen.
|
|
|
Vad består lacoperonet av? (7st varav 3 är gener)
|
Lac- operonet består av tre strukturella gener (lac Z, lac Y och Lac A , och en promotor , en terminator , regulator och en operator .
|
|
|
Vad kodar dom strukturella generna i lac operonet för?
|
De tre strukturella generna är:
1. lacZ som kodar för β-galaktosidas 2. lacY som kodar för Permeas 3. LacA som kodar för Transacetylase. |
|
|
Vad är lac-enzymernas olika uppgifter?
|
Enzymernas uppgifter:
(lac Z) β-galaktosidas - ett cytoplasmatiskt enzym, klyver därefter laktos till glukos och galaktos . (lac Y) Permeas - sitter i det cytoplasmiska membranet och transporterar laktos in i cellen. (lac A)Transacetylase - ett enzym som överför en acetylgrupp från acetyl-CoA till β-galaktosider . |
|
|
Vad är syftet med lac-operonet och dess repressor (LACI) och aktivator CAP (tror jag??)
|
Det skulle vara onödigt att producera enzymerna när det inte finns någon tillgänglig laktos eller om det finns en mer föredragen energikälla tillgänglig såsom glukos.
Det som inhiberar detta är lac- repressorn (LACI) som verkar genom att binda till operatorn i lac- operonet. + att CAP också måste binda till promotorn för att lac-generna ska uttryckas och laktos kunna användas av cellen. CAP (av 2 cAMP) är en sorts aktivator som måste aktivera och LACi är en repressor som måste flytta på sig, inaktiveras och det gör den i närvaro av laktos |
|
|
Diauxic growth
|
Är när celltillväxten sker i två faser vid två sockerkällor, t.ex laktos och glukos.
|
|
|
Hur gör cellen när både laktos och glukos är närvarande som energikälla/kolkälla (dvs Diauxic shift)?
|
Cellen föredrar glukos som energi (snabbare celltillväxt med glukos än laktos) och använder först upp det sedan när glukoset är slut uppstår ett kort uppehåll (lag phase) i celltillväxten innan laktos-katabolismen (LACI, laktosoperon-repressorn försvinner) är igång och då fortsätter celltillväxten.
|
|
|
Beskriv hur gener som kodar för biosyntetiska vägar(t.ex. aminosyror) regleras av repressorer och co-repressorer.ej gjord!!
|
Co- repressorer är ofta slutprodukten i det biosyntetiska systemet. Dessa påverkar genuttrycket utan att binda direkt till DNA , utan reglerar indirekt genom att binda till repressorer. Repressorn i sin tur binder till en promotor och blockar då transkription av den genen.
Tex. E. coli tryptophan-repressor (TrpR) som bara är förmögen att binda till DNA och förhindra transkription av Tryptophan-operonet om dess co-repressor tryptophan är bundet till det. Tryptophan är alltså en co-repressor och TrpR en repressor. |
|
|
Ge en översikt över hur biosyntetiska operon kan bli reglerade av en ytterligare mekanism som betecknas attenuation(terminator), vad är nyckelelementen för denna reglering?(?????)
|
Är en annan form av negativ reglering i Trp-operonet. Medan TrpR-repressorn minskar transkription med en viss procent, kan attenuation minska ytterligare med kanske 15 %. Attenuation görs möjlig av det faktum att i prokaryoters ribosomer börjar translatera mRNA medan RNA-polymeras fortfarande transkriberar DNA-sekvensen. Detta möjliggör processen för translation att direkt påverka transkriptionen av operonet.
Mekanismen: orsakar för tidig avslutning av transkriptionen genom att bilda hairpins och som efterföljs av sträcka med uracilbaser. |
|
|
9. Ge några exempel av faktorer/signaler som kan framkalla avläsning av virulensfaktorkodande gener.
|
Det är, generellt sett, inte nödvändigt för bakterier att uttrycka virulensfaktorer utanför sin värd. Dessa uttryck är därför nästan alltid regulerade av faktorer knutna till den omgivande miljön.
Faktorer som påverkar uttryck av virulensfaktorer: ● Temperatur ● Jonkoncentration ● Osmolaritet ● Järnnivåer ● pH ● Kolkällor ● Syrekoncentration Baserat på dessa faktorer kan bakterien känna av var den är och således också vad den behöver. |
|
|
10.10 Antibiotika
På vilka sätt verkar antibiotika, 5st |
1. Inhibition av cellväggen (vanligast)
2. Inhibition av proteinsyntensen (translation) 3.Förändring/alteration av cellmembranet 4. Inhibition av nukleinsyrasyntese 5. Antimetabolisk aktivitet (stör ämnesomsättningen och detta hämmar deras tillväxt, cytostatiska) |
|
|
S.k. Quinolon-antibiotika används ofta i vården. Vilka komponenter påverkar dessa antibiotika i bakteriecellen?
|
klass av antibiotika som har DNA-gyras som målmolekyl.
DNA-gyras är ett enzym som hjälper till att packa ihop den prokaryota kromosomen. Quinolon stör denna process, vilket leder till skador på bakteriens DNA. Har bakteriocidal effekt vilket innebär att bakterien dör men inte lyserar. |
|
|
Vilka är de två vanligaste komponenterna i en bakterie som de olika typerna av antibiotika interagerar med?
|
1. Antibiotika hämmar bakteriens cellväggssyntes (bara hos växande bakterier)
Detta sker genom att antibiotika inhiberar de ezymer som syntetiserar cellväggen. 2. Hämmar proteinsyntesen (translation) - reversibel inhibition= Bacteriostatiskt - irreversibelt inhibition= bacteriocidala (andra: Ändringar i cellmembranet, hämmande av nukleinsyrasyntes och att antibiotika har antimetabolisk aktivitet) |
|
|
Vilket enzym inaktiveras av s.k. ß-lactam antibiotika och hur funkar det?
|
Transpeptidas.
ß-lactam fungerar genom att binda irreversibelt till Transpeptidas (ett PBP - penicillin binding protein). Transpeptidas används då bakterier växer för att sammankoppla komponenter i peptidglycansyntesen. Peptidglycan bygger upp bakteriers cellväggar men då inga bryggor mellan beståndsdelarna byggs av transpeptidas blir cellväggen mindre motståndskraftig ---> cellväggen blir känslig för osmotiskt tryck och kan gå sönder + action of autolysin. Beta-lactam är bakteriocidal betalactam funkar inte på non-growing bacteria |
|
|
Skillnad på olika betalactamer
|
Olika betalactam binder till olika PBS(penicillin bindning protein)
|
|
|
Några olika betalactam
|
Vancomycin, Bacitracin, cefalosporiner,
tror jag.. |
|
|
Beskriv en mekanism för hur två antibiotika kan fungera synergiskt.
|
1. Biokemisk synergi:
tex Trimethoprim (T) och Sulphonamides (S) interagerar med sekventiella steg i bakteriell folsyrasyntes (vitamin). S stänger av vitaminförsörjningen vid källan och T stoppar förnyelse av Tetrahydrofolat som sedan blir till folsyra. Väldigt låga koncentrationer av antibiotika kan stänga av vitaminaktiviteten helt. 2. Öka permeabiliteten- vissa bakterier har resistens för att antibiotika ibland inte kan passera deras cellmembran. Tex. Penicillin kan öka Aminoglycosides (ung. som streptomycin) förmåga att passera cellväggen hos G+-bakterier. 3. Förstöra skyddet - Då bakterier är resistenta mot ß-lactam beror det på att det bryts ned av ß-lactamaser. Penicillin och clavulanicsyra tex kan hämma det enzymet så att ß-lactam kan utöva sin effekt. |
|
|
Var sitter peptidoglykanlagret?
|
Består av socker och aminosyror, och utgör den huvudsakliga beståndsdelen i bakteriers cellväggar.
Brukar studeras för att avgöra om en bakterie är grampositiv eller gramnegativ. G+ = Tjock (cirka 40 lager) cellvägg bestående av peptidoglykan utanför cellmembranet – samt tvärgående Tekoinsyra och Lipotekoinsyra för ökad stabilitet. G- = Tunnare peptidoglykanvägg (cirka 1-2 lager) mellan inre och yttre cellmembran. Yttra cellmembranet består av lipopolysackarider och lipoproteiner |
|
|
Vad innebär det att två antibiotika verkar synergiskt?
|
När två eller flera antibiotika tillsammans åstadkommer en starkare effekt än vid direkt addition av endast den ena.
Ett exempel kan beskrivas som att 1 + 1 = 3 |
