introduktion till mikrobiologi - …...introduktion till mikrobiologi © k. carlson m. . och...

INTRODUKTION TILL MIKROBIOLOGI

BilderKarin Carlson Claës Linder

Klas Flärdh Stefan Bertilsson Magnus Lundgren Staffan Svärd

Nästa bild – Enter Avsluta Esc

1Vad är mikrobiologi?

Introduktion till mikrobiologi © K. Carlson m.fl. och Studentlitteratur 2017

Bacteria Archaea Eukarya

Figur 1.1

2Mikrobiologisk arbetsmetodik


Figur 2.1

-3

-1

1

3

5

7

9

11

0 5 10 15 20

bakt

erie

halt

(log

cel

ler/

mL)

tid

A

C

D

B


Figur 2.2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

105 110 115 120 125

log

D (

log

min

)

temp(°C)


Figur 2.3

Tid(genera+oner)

Exponen+ell+llväxt

Döda/inak+vaceller

Förbrukatmedium


Figur 2.4

1 2 3 4


Figur 2.5

3Bakterieceller


A

BC

E

F

D

Figur 3.1


CH2OH

OO

CH2OH

OH

D-Glu

diaminosyra

D-Ala

L-Ala

NH

C=O

CH3

NH

C=O

CH3

N-acetyl-grupp

tetrapeptid-kedja

β(1,4)glykosid-bindning, känslig för lysozym

O

O

O

NAG NAM

Figur 3.2


N-acetyl-muraminsyra

peptidoglykan

N-acetyl-glukosamin

cellmembran

lipoteikoinsyraväggproteinväggteikoinsyra

membranprotein

A

Figur 3.3

C C C C CH H H H

POO-

OO

O-

POO

O

D-gluko

s

D-alanin

D-alanin H

H

H

B

C CH H

COO-

R1 R2

HO

C


Figur 3.4A–B

lipopolysackaridporin

protein

peptidoglykan

NAM

NAG

membranprotein

cellmembran

periplasmatisktutrymme

yttermembran

lipid A

A

lipoprotein

NAG

KDO

KDO

KDO

NAG

P

P

Hep

HepHep

P

P

P

Gal

Gal GluGlu

NAG

n

O-sackarid kärnsackarid lipid A

B

Introduktion till mikrobiologi © K. Carlson m.fl. och Studentlitteratur 2017Introduktion till mikrobiologi © Karin Carlson, Claës Linder och Studentlitteratur 2008

Figur 3.7

L

P

MS

C

L

Mot

Fli

3_7.pdf 08-03-19 13.19.24

978-91-44-04846-8_OHPRES.indd 6 2008-04-17 13:06:17

Figur 3.5


A

B

C

Figur 3.6


CM

YM

PG

A B C

Figur 3.7A–D

CM

PG

D


ATP ADP + PiATP

ADP + PiNH2

COOH

Sec MTB

CM

PG

A

YM

effektorer

ATP

ADP + Pi

effektorer

B C

euk. CM

effektorer

ATP

ADP + Pi

effektorer

bakt. CM

PG

YM

Figur 3.8


vegetativ cell

inre spormembran

yttre spormembran

sporgerminering

II

III

IV-VI

VII

sporkappa

cortex

cellmembran

spormodercell

förspor

Figur 3.9

4Metabolism och tillväxt


Figur 4.1

KATABOLISM ANABOLISM

Näringskälla

Restprodukt

Biopolymerer

Externa byggstenar

Prekursorer

Monomerer ATP

ADP

byggstenar, energi, reduktionskraft

Byggstenar, reduktionskraft via exempelvis NADH

biosyntes


Figur 4.2


Figur 4.3

-0,6-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

Substrat+oxideradelektronbärareger reduceradelektronbärare+produkt

E0’(V)

GlukosèCO2(24e-)H2èH+(2e-)

CH4èCO2(8e-)

Fe2+èFe3+(1e-) Fe3+(1e-)èFe2+

CO2(8e-)èCH4

O2(2e-)èH2O

NO3-(2e-)èNO2

-

SO42-(8e-)èH2S

Tillgängligenergi

ΔE0’=0.82–(-0.43)ΔE0’=1.25V

Gibbs fria energi ΔG0’=-nFΔE0’n=antalelektronerF=FaradayskonstantΔG0’=-2,9megajoulepermolglukos

Exempel:aerobglukosoxidaPon

e-

e-

Substrat+reduceradelektronbärareger oxideradelektronbärare+produkt


Figur 4.4

1/2 glukos

pyruvat

NADADP

NADHlaktat

ATP

yttermembrancellmembran

peptidoglykan

A

e-

H+ H+ H+

NADH

NADADP ATP

A A-

H+

HA

elektronbärareATPas

B


Figur 4.5

1/2 glukos-6-fosfat

1/2 glukos

2 ATPNADH

laktat:Streptococcus,Lactobacillus(homofermentation)

NADHNAD

CO2etanol:jäst

NADH NAD

ättiksyra,etanol

surt pH,hydrogenlyas

blandad syrajäsning: enterobakterier, en del Bacillus(också succinat från fosfoenolpyruvat via oxalacetat)

smörsyra, butanol,aceton, isopropanol, CO2:Clostridium

ättiksyra,propionsyra:Propionobacterium

nNADH, nPinNAD, nATP

CO2

acetoin

NADH

nNAD

nH2, nCO2

2,3-butylenglykol:Enterobacter, en del Bacillus 1/2 ATP

1/2 ATPNAD

pyruvat

laktat

2 NADH

2 NADCoA

ATP

Pi

H2, CO2

nNADHnNAD+CoA

CoA

Pi

ATP

NADH

NADmyrsyra(HCOOH)

acetyl-CoA+


H+ + NADH

H2

Sdh

succinat fumarat

-320 0 +820

redoxpotential (mV)

2H

NAD+

Ndh

NO3-

NO2-

Fe2+ Fe3+

o, d eller a+a3

H2O4H+ +O2

reduktas

Q

nH+

e-

b

c1 ce-

utsida

cellmembran

insida

nH+

S2- SO42-

NO2-NH3

Fe2+ Fe3+

SO42-S2-

CH4 CO2

nH+

e-

Figur 4.6


Figur 4.7Introduktion till mikrobiologi © Karin Carlson, Claës Linder och Studentlitteratur 2008

Figur 4.5

insida

utsida

H+

ADP + Pi

ATP

H+H+

3A- 3HA

4_5.pdf 08-03-19 13.19.10

978-91-44-04846-8_OHPRES.indd 13 2008-04-17 13:06:27


Figur 4.8

-300 0

redoxpotential (mV)

Mk, Qc e-

utsida

cellmembran

insida

SO42-S2-

RC-bakterioklorofyllrelaxerat

fotonnH+

RC-bakterioklorofyllexciterat

+300

bc1

-1000

nH+

Be-

e-

excitering


Figur 4.9

Energikällakolkällakälla till reduktionskraft

PO43-

glukos-6-fosfatfruktos-6-fosfatpentos-5-fosfaterytros-4-fosfattriosfosfat3-fosfoglyceratfosfoenolpyruvatpyruvatacetyl-CoAα-ketoglutaratsuccinyl-CoAoxaloacetat

SO42-

NH3övriga grund-

ämnen fettsyror (≈8)

socker (≈25)

aminosyror (≈ 25)

nukleotider (≈8)

fetter

lipopolysackarid

glykogen

peptidoglykan

protein

RNA

DNA


Figur 4.10

fruktos-6-P

UDP-NAG

UDP-NAM

UDP-NAM + UDP-NAG+ aminosyror

C55PP-NAM(pep)5-NAG

C55-P

UMP

C55PP-NAM(pep)5-NAG-NAM(pep)5-NAG

C55PP-NAM(pep)5-NAG

C55-PPtransglykosylering

transpeptidering

peptidoglykan

UDP-NAG(diFS)

UDP-NAG(diFS)+ UDP-NAG(diFS)

UDP+UMP+ADP

P-NAG(diFS)-NAG(diFS)-P

CMP-KDO, fettsyror

fettsyror

KDO-lipidAsocker

C55-PP-O-sackarid

kärnsackarid-KDO-lipidA

lipopolysackarid

C55-PP

cellmembran

insida

ATP

utsida


Figur 4.11

hypertermofil

termofilmesofilpsykrofil

psykrotrof

tillv

äxth

astig

het

temperatur (°C)-10 10 30 50 70 90 110


Figur 4.12

gamma

1 x 10–12 1 x 10–35 x 10–8 2 x 10–7 3,9 x 10–7 7,6 x 10–7

röntgen ultraviolett

våglängd (m, logaritmisk skala)

synligt infraröttradiovågormikrovågor


1,5

1,7

1,9

2,1

2,3

2,5

2,7

2,9

3,1

3,3

0 50 100 150 200 250

log

cel

lmas

sa (

log

µg

/m

L)

tid (min)

B

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 50 100 150 200 250

cellm

assa

(µg

/m

L)

tid (min)

A

Figur 4.13


Figur 4.14

1

2

3

4

5

6

7

8

4

tid (dagar)0,5 1 3 6 9 12


planktoniskaceller

adhesiontill yta

extracellulärapolymererutsöndras

kanal

biofilm

Figur 4.15

5Genetik


......GGTTGGCCTTGGGGCCTTGGGGCCTTGGGGCCCCCCCCGGAATT......Val GlyLeu Ala Trp Pro Arg

......GGTTGGCCTTGGGGCCTTGGGGCCTTGGAACCCCCCCCGGAATT......ssttoopppp

......GGTTGGCCTTGGGGCCCCGGGGCCTTGGGGCCCCCCCCGGAATT......GlyVal Leu Ala Trp Pro Arg

......GGTTGGCCTTGGGGCCTTAAGGCCTTGGGGCCCCCCCCGGAATT......SSeerrVal Leu Ala Trp Pro Arg

A

B

C

Val GlyLeu Ala

Figur 5.1


Figur 5.2

......GGTTGGCCTTGGGGCCTTGGGGCCTTGGGGCCCCCCCCGGAATTTTAATT......Val GlyLeu Ala Trp Pro Arg

1 2 3

Leu

......GGTTGGCCTTGGGGCCTTGGGGCCCCCCCCGGAATTTTAATT......Val GlyLeu Ala PPrroo AAsspp

1 2

TTyyrr


Figur 5.3

5'3'

5'3'A

5'3'

5'3'

3'5'

3'5'

B

5'3'

5'3'

3'5'

3'5'

5'3'

5'3'

3'5'

3'5'

5'3'

5'3'

3'5'

3'5'

5'3'

5'3'

3'5'

3'5'

5'3'

3'5'

5'3'

5'3'

3'5'

3'5'

5'3'

3'5'

C

D

E

F

G

H

5'3'

3'5' 3'

5'

5'3'3'5'

3'5'

I


a b c d e

a b c d b c d e

a e

A

B

Figur 5.4


Figur 5.5

{ IS IS

omvänd upprepning transposasandra gener

{


Figur 5.6

maturering

lys

ny infektion

induktion

lytisk växt

infektionB

A

C


Figur 5.7


Figur 5.8


Figur 5.9

integrativ konjugativ plasmid

konjugativ genomö

mobiliserbar transposon

konjugativ transposon

transposon

genomö

temperatfag

konjugativplasmid

rekombinas

replikationsorigo

omvänd upprepning

överföringsorigo

integrationsställe

diverse generöverförings-funktioner


Figur 5.10

B

C

OPPR

strukturgen 1

LA

strukturgen 2 strukturgen 3

operon

mRNAD

repressor

RNA-polymerastranskriptionsriktning


RBS RBSA

UGGUGG

ribrpo

B

mRNA

DNApep

UGGUGG

ingen acyleradtRNATrp

32

UGGUGG

UGA

D

E

med acyleradtRNATrp

UGGUGG stopp3 4

UGA

1 23

4

C

UGA

UGA

Figur 5.11


Figur 5.12

PATP

ADP

signalmembransensor

cytoplasmatiskregulator

P

utsida

cellmembran

insida


aktivering ellerrepression av genaktivitet

Figur 5.13

7Arkéer


DPANN

Eukaryoter

Taumarkéer

Aigarkéer

Krenarkéer

Euryarkéer

Korarkéer

Lokiarkéer

Bakterier

Batyarkéer

Figur 7.2

8Eukaryota

mikroorganismer


Figur 8.1

(Euglena)

flagellater(Trypanosoma)

Excavataeuglenioder

diplomonader(Giardia) radiolarier

foraminiferer

Rhizaria

mikrosporidiersvampar

djur

landväxter

grönalger

rödalger

slemsvamparEntamoeba

kiselalger, brunalger,guldalgeroomyceter

pansaralgerciliaterApicomplexa (spordjur)

Opisthokonta

Chromoalveolata

AmoebozoaPlantae

Alveolata

Stramenopila

BacteriaArchaea

Unikonta


Figur 8.2

D

meiossporulering

germinering

aH

a

α

α

a

α

fusion

mitos

mitosH


kärnor

Figur 8.5

9Virus

Introduktion till mikrobiologi © K. Carlson m.fl. och Studentlitteratur 2017Introduktion till mikrobiologi © Karin Carlson, Claës Linder och Studentlitteratur 2008

Figur 13.1

λ

T4

T7100 nm

fd, M13

ΦX174Φ6MS2

13_1.pdf 08-03-19 13.18.39

978-91-44-04846-8_OHPRES.indd 35 2008-04-17 13:07:17

Figur 9.1


infektion

DNA-penetration

tidigt genuttryck

fag-DNA-replikationsent genuttryck

maturering

lys

Figur 9.2


infektion

DNA-penetration

induktion

etablering avlysogeni

bakterietillväxt

lytisk växt

lys

profag-DNA

Figur 9.3


SIRV2

200 nm

ABV STIV2

100 nm

ATV

A

B

Figur 9.4


Introduktion till mikrobiologi © Karin Carlson, Claës Linder och Studentlitteratur 2008

Figur 13.4A–13.4B

Parvo-virus

Adenovirus

Papova-virus

Hepadna-virus

Herpesvirus

100 nmPoxvirus

Picorna-virus

Rhabdovirus Togavirus

ParamyxovirusCoronavirus

Retrovirus

Arenavirus

Ortomyxovirus

Reovirus

100 nm

A

B

13_4_A_B.pdf 08-03-25 09.02.39

978-91-44-04846-8_OHPRES.indd 38 2008-04-17 13:07:18

Figur 9.5


1

5

2

3

4

7

8

virion

cell

cellkärna

6

Figur 9.6


enkeltrådigt DNA

syntes av denkomplementära tråden

dubbeltrådig DNA-intermediat

omvänd transkription

enkeltrådigt RNA (+)hos retrovirus

transkription

dubbeltrådigt DNA

mRNA (+)

syntes av +tråd

syntes av +tråd

enkeltrådigt RNA (-)

enkeltrådigt RNA (+)

kan användasdirekt

dubbdeltrådigt RNA

Figur 9.7

10Mikrobiel ekologi


Figur 10.1


Figur 10.2


Figur 10.3


Figur 10.4

Organiskanäringsämnen

Primärproducenter

Heterotrofabakterier

Störrepredatorer

SmåpredatorerFlagellater

Ciliater

KLASSISKNÄRINGSKEDJA MIKROBIELLALOOPEN


Figur 10.5

(CH2O)n

(CH2O)n

(CH2O)n

kolhydrater, peptider mm

respiration

CO2

CO2

aerobt

anaerobt

CH4

assimilering

assimilering

respiration

fermentering

metanogenesorganiska syror,alkoholer, H2, CO2

metanoxidation

luft

mark

ej fermenterat organiskt material


aerobt

anaerobt

luft

mark

N2

N2

N2

proteiner

proteiner

nedbrytning

NH3

fixering

nitrosofieringnitrifiering

denitrifiering

anammox

nitrat-respiration

NO3-

NO3-

comammox

NO2-

Figur 10.6

11Människans mikrobiota


Cl-

Na+

HCO3-

H2O

tunntarm

diarré

CFTR-P

cAMP PKA CFTRATP

ADP

Figur 11.1


A

B

Figur 11.2

12Antibiotika


kinoloner

vankomycinβ-laktamer

rifampicin

tetracyklinaminoglykosider

makroliderkloramfenikol

PABADHFTHF

sulfatrimetoprim

Figur 12.1


Figur 12.2

S2

CH3

CH3

COOH

N

N HH

O

NO

S CH3

CH3

COOH

NH

O

β-laktamring


Figur 12.3

NO

S CH3

CH3

COOH

NH

OO

NO

S CH3

CH3

NH

O

NO CH3

Cl

COOH

NO

S CH3

CH3

COOH

NH

OO

NO

S CH3

CH3

NH

O

NO CH3

Cl

COOH


Figur 12.4

NO

S CH3

CH3

COOH

NH

O

NH2

NO

S

COOH

CH3

CH3

NH

O

NH2

HON

O

S CH3

CH3

COOH

NH

O

NH2

NO

S

COOH

CH3

CH3

NH

O

NH2

HO


Figur 12.5

O

NO

OH

COOH


Figur 12.6

N

S

OCOOH

CH3

NH

O

NH2


Figur 12.7

COOH

CH

CHC

S

O

O

ON

N

NH

H

H H

33

CH

HH

33

13Sjukdomar orsakade av

eukaryoter och virus


Figur 13.1

F

G

AB

C

D

E


Figur 13.2


Figur 13.3

introduktion till mikrobiologi - …...introduktion till mikrobiologi © k. carlson m. . och...

Documents