‫תנאי סביבה‬ ‫‪ .1‬טמפרטורה‬ ‫‪ .2‬לחץ הידרוסטטי‬ ‫‪pH .3‬‬ ‫‪Osmotic effects .4‬‬ 3.pH ‫‪ pH – Acidophiles‬אופטימלי ‪ 6.0‬ומטה‬ ‫‪ pH– Neutrophiles‬אופטימלי ‪6.0-8.0‬‬ ‫‪ pH - Alkalophiles‬אופטימלי ‪ 9.0‬ומעלה‬ ‫לכל אורגניזם ‪ pH‬אופטימלי‬ ‫לרב האורגניזמים טווח גדילה של ‪ 2-3‬יחידות ‪pH‬‬ ‫לרב סביבות הגידול הטיבעיות טווח של בין ‪ 5 pH‬ל‪9 -‬‬ ‫הסתגלות ל‪ pH -‬קיצוני‬ ‫בשינוי ה‪ pH -‬חיצוני התא חייב להמשיך ולקיים ‪ pH‬קרוב ככל האפשר‬ ‫לנויטראלי‪.‬‬ ‫באסידופיליים או אלקאלופיליים ה‪ pH -‬הפנימי של הציטופלסמה גבוה או‬ ‫נמוך בהתאמה במספר יחידות מזה החיצוני )אפילו עד ‪ 4‬יחידות ‪(pH‬‬ ‫ב‪ pH -‬גבוה קיימת בעיית קיום ה‪proton motive force -‬‬ ‫במיני ‪) Bacillus‬ובחיידקים נוספים( נמצא כי ‪ Na+‬מקיים גרדיאנט‬ ‫תחליפי לגרדיאנט המימן בסביבה בסיסית ‪) SMP‬או בנוסף לו( ‪B.‬‬ ‫‪ .firmus‬החיידק מוציא נתרן ומכניס יוני מימן וכך גם מעלה ‪pH‬‬ ‫בציטופלסמה‪ .‬באלקלופילים יש שימוש ביוטכנולוגי באנזימים כמו פרוטיאזות וליפזות‬ ‫הפועלות בסביבה בסיסית ויכולות לשמש לאבקות כביסה )דטרגנטים הם בסיסיים(‬ ‫אסידופילים – נמצא מנגנון של הכנסה אקטיבית של יון ‪) K+‬והוצאת יוני‬ ‫מימן( לתוך התא והעלאת ה‪ .pH -‬כמו כן נמצאה סינטזה של חלבוני‬ ‫צ'פרון ‪acid shock proteins -‬‬ Picrophilus oshimae is an extremely acidophilic thermophilic Archaeon that grows. optimally at 60°C and at pH 0.7. Above pH 4.0 cells spontaneously lyses. The loss of viability and cell integrity above pH 4.0 is due to an impairment of the barrier function of the cytoplasmic membrane. ‫חיידק זה זקוק לריכוזי מימן גבוהים על מנת לקיים ממברנה יציבה ובררנית‬ 12% of the genome is devoted to transporter genes, including a H+/K+ -transporting ATPase that is predicted to take up potassium ions to counteract the large pH gradient from the inside to outside of the cell Mount Yo, an active vulcano on Hokkaido island, Northern Japan is shown. Picrophilus oshimae and Picrophilus torridus can be isolated from solfataric springs in this location ‫‪Salmonella , coli‬‬ ‫אם ה‪ pH -‬יורד מתחת ל‪5.5 -‬‬ ‫‪ .1‬סינטזה של שורה של חלבונים עמידים ל‪ pH -‬נמוך‬ ‫‪ .2‬אחד מהחלבונים קרוי ‪Proton translocationg ATPase‬‬ ‫וגורם להוצאת מימנים מחוץ לתא וע"י כך העלאת ה‪ pH -‬בתוך התא‬ ‫אם ה‪ pH -‬יורד מתחת ל‪4.5 -‬‬ ‫סנטזה של ‪acid shock proteins‬‬ ‫‪Heat shock proteins‬‬ ‫מונעים דנטורציה של חלבונים בתא‬ ‫תנועה בחיידקים‬ ‫‪ .1‬על ידי שוטון‬ ‫‪ .2‬על ידי החלקה‬ ‫•בועיות גז‬ Bacterial Flagella Monotrichous Peritrichous Polar Amphitrichous ‫בשתי הקצוות‬ Lophotrichous ‫ אופייני למין‬- ‫מיקום השוטונים‬ Leipson flagella stain Flagellar Structure basal body Summary of steps in flagella biosynthesis MS ring assembly in the membrane formation of the other rings, the hook and the cap flagellin protein flows through the hook to form the filament ‫‪Bardy et al. 2003‬‬ ‫‪Archaea‬‬ ‫•נצפה מבנה הדומה ל‪-‬‬ ‫‪ hook‬אך לא של טבעות‬ ‫•חלבוני פלגלין שזוהו‬ ‫בארכיאה שונים במבנה‬ ‫שלהם מאלו של הפלגלין‬ ‫בבקטריה‬ ‫‪Cell Speed‬‬ ‫צ'יטה – ‪ 25‬אורכי גוף בשניה‬ ‫אדם – ‪5‬‬ ‫חיידק – ‪60‬‬ ‫‪ 1,000‬פרוטונים = תנועה אחת‬ ‫צורת התנועה‬ Pseudomonas :‫לדוגמה‬ ‫מתאפשרת תנועה רק בכיוון השעון‬ - Rhodobacter sphaeroides ‫כיוון התנועה‬ Taxis – ‫תנועה מכוונת כתגובה לסיגנל‬ Chemotaxis - towards or away from a chemical stimulus Phototaxis - towards or away from light Aerotaxis - towards or away from oxygen Chemotaxis in a peritrichously flagellated bacterium like Escherichia coli randomly runs attractant runs Measuring chemotaxis in bacteria attractant repellent - ‫משיכה‬ - ‫דחיה‬ http://wps.prenhall.com/esm_madigan_brockbio_10/5/1459/373652.cw/index.html ‫כמוטקסיס‬- modul index -‫ מבנה התא‬-4‫פרק‬ Che- chemotaxis proteins peritrichously flagellated bcterium like Escherichia coli ‫חישה‬ Figure: 08-24 Interactions of transducers, chemotaxis (Che) proteins, and the flagellar motor in bacterial chemotaxis. The transducer (MCP) forms a complex with the sensor kinase CheA and the coupling protein CheW. This combination results in a signal-regulated autophosphorylation of CheA to CheA-P. CheA-P can then phosphorylate the response regulators CheB and CheY. Phosphorylated CheY (CheY-P) interacts directly with the flagellar motor switch. CheZ dephosphorylates CheY-P. CheR continually adds methyl groups to the transducer. CheB-P (but not CheB) removes them. The degree of methylation of the transducers controls their ability to respond to attractants and repellants and leads to adaptation ‫גורם משיכה – ‪Attractant‬‬ ‫גורם דחייה – ‪Repellent‬‬ ‫הקישור לאטרקטנט או לרפלנט גורם לסדרה של תהליכים הקשורים לחלבונים‬ ‫בציטופלסמה‪.‬‬ ‫שרשרת מעבר הגירויים מכילה שישה חלבונים שונים‬ ‫מעבר הסיגנל בתוך הציטופלסמה זוהי מערכת שמתבססת על מתילציה מצד אחד‬ ‫ופוספורילציה מצד שני‪.‬‬ ‫‪Methyl-accepting chemotaxis proteins - MCPs‬‬ ‫‪Che A, W‬‬ ‫‪Che Y, Z‬‬ ‫‪Che R, B‬‬ ‫‪Che R – methylation‬‬ ‫‪Che B-P demethylase‬‬ ‫‪Che Y-P – CW tumble‬‬ ‫‪CheY CCW run‬‬ ‫רפלנטים גורמים לעליה בפוספורילציה של ‪ CheY‬ולכן לעליה בכמות תנועת ה‪tumble -‬‬ ‫אטרקטנטים גורמים לירידה בפוספורילציה של ‪ CheY‬ולכן לעליה בתנועת הריצה הישרה‬ ‫‪ - Gliding motility‬תנועה על ידי החלקה‬ ‫החלקה על משטח מוצק‬ ‫‪.1‬‬ ‫תנועה על ידי הפרשת רירית בעלת הרכב של פוליסכריד‬ ‫)דוגמא – כחוליות(‬ ‫‪.2‬‬ ‫תנועה על ידי חלבונים המצויים על פני התא‬ McBride 2001 ‫ תנועה על ידי הפרשת רירית בעלת הרכב של‬.1 ‫פוליסכריד‬ Gliding motility of the filamentous cyanobacterium uncinatum Phormidium Myxobacteria Kaiser 2003 ‫ מיקרון‬50 Kaiser 2003 ‫ תנועה על‬.2 ‫ידי חלבונים‬ ‫המצויים על‬ ‫פני התא‬ Proposed model for gliding motility Proposed model for gliding motility in Flavobacterium johnsoniae and some other gliding bacteria