معلومة

لماذا تنتج البكتيريا الضوء؟

لماذا تنتج البكتيريا الضوء؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، أشعر بالفضول لمعرفة سبب إنتاج البكتيريا الحية الحرة للضوء. ما هي الميزة التي سيحصلون عليها؟ أم أنها مجرد نتيجة "غير مقصودة" لأحد مساراتهم؟


انتقل إلى الرابط أدناه ، وستجد مقالًا عن "كيف تنتج البكتيريا البحرية الضوء ، ولماذا تتألق ، وهل يمكننا استخدام التلألؤ البيولوجي البكتيري في التكنولوجيا الحيوية المائية؟"

www.biology-online.org/articles/marine_bacteria_produce_light/abstract.html

من هذا المقال:

يبقى السؤال ما إذا كان تنظيم استشعار النصاب للتألق البكتيري هو نوع من "السلوك الاجتماعي" حيث "تتنبأ" الخلايا بإمكانية زيادة الطفرات حيث تسمح الظروف بعملية التمثيل الغذائي الفعالة التي تؤدي إلى نمو بكتيري واسع النطاق. قد تتسبب مثل هذه الظروف في ظهور كميات كبيرة من المستقلبات ، بما في ذلك العوامل المسببة للطفرات. وبالتالي ، يمكن للمرء أن يتكهن بأن انبعاث الضوء المعزز بكثافة خلية عالية قد يضمن إصلاحًا أكثر كفاءة للحمض النووي استجابة لتركيزات متزايدة محتملة من المطفرات. بدلاً من ذلك ، قد تكون هناك حاجة لاستشعار النصاب لدور آخر للإضاءة الحيوية البكتيرية ، إلى جانب تحفيز التنشيط الضوئي.


7. لماذا تنتج البكتيريا الضوء المتوهج؟

1- الإجابة الصحيحة هي د
منذ زمن لينيوس ، تغير تصنيف الكائنات الحية إلى مملكة بشكل كبير. تم تصنيف الفطريات على أنها مملكة منفصلة (تم تصنيفها تحت النباتات من قبل) وقد مكّن تطوير الفحص المجهري العلماء من دراسة الكائنات المجهرية وتصنيفها في مملكتي Protista و Monera.

2- الإجابة الصحيحة هي د
تعتبر الشعبة من أعلى درجات التصنيف ، وتقع مباشرة تحت رتبة المملكة ، لذلك فهي تحتوي على عدد كبير من الأنواع. على سبيل المثال ، تحتوي شعبة مفصليات الأرجل على جميع أنواع الحشرات والعناكب والقشريات والدودة الألفية.

3- الإجابة الصحيحة هي (ب)
قبل تطوير أساليب علم الوراثة وعلم الأحياء الجزيئي ، تم تصنيف الأنواع بناءً على مظهرها الجسدي فقط. ولكن الآن ، يمكننا تحديد مدى ارتباط الأنواع ببعضها البعض من خلال جيناتها أيضًا. هذا يحل مشكلة الأنواع التي طورت سمات متقاربة كاستجابة لبيئات مماثلة ، لكنها في الواقع ليست متشابهة وراثيًا.

4- الإجابة الصحيحة هي (ج)
لطالما كان تصنيف الفيروسات سؤالًا صعبًا للعلماء. تحتوي الفيروسات على مادتها الجينية الخاصة بها داخل غلاف بروتيني ، لكنها لا تستطيع التكاثر بمفردها لأنها تحتاج إلى عملية التمثيل الغذائي والآلية الجينية للخلايا الأخرى للبقاء على قيد الحياة.

5- الإجابة الصحيحة هي د
كلا النوعين هما بالتأكيد أعضاء في مجال Eukarya لأن لديهم نوى. تفتقر جميع المجالات الأخرى ، البكتيريا ، والأركيا إلى جميع العضيات بما في ذلك النوى. إذا كان كلا النوعين ينتجان بيضًا ، فقد يكونان أعضاء في مملكة الحيوانات.
6. الإجابة الصحيحة هي أ
على الرغم من أن كلا من البكتيريا والعتائق عبارة عن بدائيات نوى وحيدة الخلية ، فإن الاختلافات بينهما كبيرة. يتم بناء جدران الخلايا وأغشية الخلايا من دهون مختلفة وتختلف الإنزيمات التي لها دور في العقيدة المركزية اختلافًا كبيرًا.

7- الإجابة الصحيحة هي (ب)
يهدف التكاثر الجنسي في حقيقيات النوى إلى تبادل المادة الوراثية بين شخصين. تشبه عملية الاقتران في البكتيريا إلى حد بعيد التكاثر الجنسي ، ولكن لا توجد خلايا جنسية متخصصة والخلايا لا تشكل خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلال الانقسام الاختزالي.

8. الإجابة الصحيحة هي د
لقد أدى الانتقاء الطبيعي إلى تصفية سكان البكتيريا. فقط الأفراد المقاومون للمضادات الحيوية تمكنوا من البقاء على قيد الحياة وترك النسل ، منتجين مجموعة من البكتيريا تتكون فقط من أفراد مقاومين للمضادات الحيوية.

9. الإجابة الصحيحة هي د
الطحالب الحمراء هي كائنات ذاتية التغذية. هذا يعني أنهم منتجين للغذاء ، وفي هذه الحالة ، يمكنهم إنتاج السكريات من خلال تحويل ضوء الشمس في البلاستيدات الخضراء. يجب أن تستهلك الأميبا الكائنات الحية الأخرى أو الجزيئات العضوية للبقاء على قيد الحياة ، والطريقة الوحيدة للقيام بذلك هي من خلال عملية الالتقام الخلوي لأنها تفتقر إلى أفواه.

10. الإجابة الصحيحة هي (ب)
القوالب هي فطريات تعتمد على الرطوبة. فهي ليست ضوئية وتفتقر إلى الأسواط ، لذا فإن الطريقة الأكثر فعالية للقضاء على العفن هي تجفيف المنطقة وسيؤدي نقص الرطوبة إلى اختفاء العفن.


لماذا الانشطار الثنائي فعال جدا للبكتيريا؟

الانشطار الثنائي
التكاثر اللاجنسي في الكائنات أحادية الخلية حيث تنقسم خلية واحدة لتشكل خليتين جديدتين. إنه مثل الانقسام.

فوائد الانشطار الثنائي
1- مطلوب والد واحد فقط للتكاثر.
2- التقسيم السريع على سبيل المثال. يمكن أن تنقسم الإشريكية القولونية كل 20 دقيقة.
3- خلايا الابنة هي مستنسخة من الخلايا الأم.
4- يتم إنتاج الكثير من الخلايا الوليدة في وقت محدود.

الانشطار الثنائي في البكتيريا
عندما ندرس نمط حياة البكتيريا ، نرى أن الانشطار الثنائي يناسب بقاء هذه المملكة. البيئة التي تعيش فيها البكتيريا قاسية للغاية وهناك منافسة شديدة من أجل البقاء.

كمية محدودة من الطعام والحيوانات المفترسة الكامنة في كل مكان. لذلك من أجل بقاء الأنواع ، يجب أن يكون لديها طريقة فعالة وسريعة للتكاثر وللبكتيريا "الانشطار الثنائي" هو الحل.

فوائد الانشطار الثنائي للبكتيريا
1- لا داعي لإضاعة الوقت في التزاوج لأن الانشطار الثنائي يحتاج إلى والد واحد فقط.
2-الوقت بين انشطارين ثنائيين متتاليين هو أقل من وقت حقيقيات النوى.
3-خلايا الابنة لها نفس خصائص والديها.
4-بكتيريا واحدة عن طريق الانشطار المتعدد (العديد من الانشطار الثنائي)
يمكن أن تنتج العديد من البكتيريا الجديدة في فترة زمنية محدودة.

عيب قاتل للانشطار الثنائي
العيب القاتل للانشطار الثنائي هو أنه نظرًا لعدم وجود إعادة تركيب جيني ، لا يمكن للأنواع البقاء على قيد الحياة مع التغيرات في بيئتها ويتم القضاء على السكان بالكامل.

هذا العيب في الانشطار الثنائي يصنع المعجزات بالنسبة لنا لأنه يوقف الاكتظاظ السكاني للبكتيريا.


متى تم اكتشاف هذا النمط من الاتصال؟

في وقت ما من القرن الماضي ، كان العلماء في حيرة من أمرهم حول نوع من البكتيريا وندش فيبريو فيشيري.

الخامس. فيشي هو نوع من البكتيريا البحرية التي يمكن العثور عليها عائمة على مياه المحيط أو طبقات على الحبار. إنهم في علاقات تكافلية مع حيوانات بحرية مختلفة لتقديم هذا الضوء مقابل الطعام والمأوى. خلال النهار ، يقومون بإنتاج الضوء لتمويه مضيفيهم ، بينما في الليل ، يسهلون على مضيفهم رؤيته.

تنتج هذه البكتيريا المعينة ضوءها المتوهج المميز ، ولكن فقط عند كثافة سكانية معينة. لم يتمكن العلماء من حملهم على إنتاج هذا التلألؤ الحيوي بأعداد أقل ، مما تركهم في حيرة من أمرهم. أخيرًا في عام 1970 ، اكتشفوا الإجابة واستشعار النصاب.

الحبار لها علاقة تكافلية مع فيشيري حيث يسمح لهم بالعيش على أجسادهم. في المقابل ، تستفيد الحبار من الضوء الذي تنتجه. (مصدر الصورة: Narrissa Spies / Wikimedia Commons)


التمثيل الضوئي المؤكسد وغير المؤكسد في البكتيريا

في البكتيريا الزرقاء (أيضًا في جميع حقيقيات النوى الضوئية) ، يوجد نظامان ضوئيان متميزان لكن مترابطان: نظام ضوئي I ونظام ضوئي II (الشكل 25.4). يمتص النظام الضوئي I الضوء ذي الطول الموجي الأطول (الضوء الأحمر البعيد) ويحول طاقته إلى مركز تفاعل خاص كلوروفيل & # 8216a & # 8217 جزيء يسمى P700.

تم العثور على P700 يشير إلى أن مركز تفاعل الكلوروفيل هذا & # 8216a & # 8217 يمتص الضوء بطول موجة 700 نانومتر بشكل أكثر فعالية. يمتص النظام الضوئي II الضوء بأطوال موجية أقصر (بالقرب من الضوء الأحمر) وينقل طاقته إلى جزيئات الكلوروفيل التي تسمى P680.

1. الفسفرة الضوئية الحلقية:

عندما تقوم الكلوروفيل الهوائي في النظام الضوئي الأول بتوجيه الطاقة الضوئية إلى مركز التفاعل الكلوروفيل P.700، يصبح الأخير متحمسًا ، ونتيجة لذلك ، تصبح إمكانية اختزاله سلبية للغاية. الإلكترون المثير أو عالي الطاقة لـ P.700 يتم التقاطه بواسطة جزيء خاص من الكلوروفيل "أ" (A) أو بروتين كبريت الحديد (FeS).

يتم نقل الإلكترون في النهاية إلى فيروكسي. يقوم الأخير بنقل الإلكترون إلى مسار دوري عبر سلسلة من ناقلات الإلكترون (السيتوكروم ب563 → بلاستاكينون → السيتوكروم ب6 → السيتوكروم F → البلاستوسيانين) يعود إلى الفسفور المؤكسد700.

نظرًا لأن الإلكترونات تنتقل في مسار دوري (أي أنها تنشأ من P.700 ونعود إلى P700) ، تسمى العملية الفسفرة الضوئية الحلقية التي يشارك فيها فقط النظام الضوئي الأول. أثناء الفسفرة الدورية ، يتم إنشاء ATP في منطقة السيتوكروم ب6.

2. الفسفرة الضوئية غير الدورية.

في هذا الفسفرة الضوئية ، يشارك كل من النظام الضوئي الأول والثاني. إمكانية التخفيض لـ P.680 الكلوروفيل جزيء من النظام الضوئي الثاني موجب للغاية للكهرباء ، أكثر إيجابية قليلاً من جزيء H.2س / س2 زوج. هذا يسهل الخطوة الأولى في تدفق الإلكترون المؤكسج ، وتقسيم الماء (التحلل الضوئي) إلى ذرات أكسجين (1/2 O2) وأيونات الهيدروجين (2H +). يتبرع التحلل الضوئي بإلكترون إلى P المؤكسد680 جزيء بعد امتصاص كمية من الضوء بالقرب من 680 نانومتر.

تم العثور على P680 أصبح الجزيء الآن متحمسًا ويقلل من مادة فيوفيتين & # 8216a & # 8217 وهو الكلوروفيل "أ" بدون ذرة المغنيسيوم. تنتقل الإلكترونات بعد ذلك عبر الكينون ، والبلاستاكينون ، والسيتوكروم ب6 (يتم إنشاء ATP في منطقة السيتوكروم ب6) ، السيتوكروم f و plastocyanin هذا الأخير يتبرع بالإلكترونات للنظام الضوئي الأول.

يتم قبول الإلكترون بواسطة الكلوروفيل في مركز التفاعل المؤكسد & # 8216a & # 8217 للنظام الضوئي الأول (P700) التي سبق أن امتصت الكميات الخفيفة وبدأت الخطوات لقيادة تقليل NADP + إلى NADPH.

التمثيل الضوئي غير المؤكسد في البكتيريا:

تمتلك البكتيريا الأرجواني والأخضر فقط نظام ضوئي 1. نظرًا لأنها تفتقر إلى نظام ضوئي II ، لا يمكنها استخدام الماء (H2O) كمانح للإلكترون في الفسفرة الضوئية غير الحلقية (أي النقل الإلكتروني غير الدوري) وبالتالي لا يمكنها إنتاج الأكسجين من الماء بطريقة التمثيل الضوئي ، أي أنها غير مؤكسدة.

تفاعل الضوء في البكتيريا الأرجواني:

تمتص جزيئات هوائي الحصاد الضوئي للضوء وتنقله إلى مركز التفاعل الجرثومي الكلوروفيل المسمى P870 (الشكل 25.5). ص870 متحمس ويطلق الإلكترون الذي يشرع في تقليل جزيء جرثومي (Bph) في مركز التفاعل. يكتمل هذا الانتقال بسرعة كبيرة ويستغرق حوالي ثلاثة تريليون من الثانية (أي 3 × 10-12 ثانية). بمجرد أن يتم تقليله ، يقلل الجراثيم من العديد من جزيئات الكينون الوسيطة (Q) إلى كينون في النهاية & # 8220quinone pool & # 8221.

كما أن هذا الانتقال سريع جدًا في الاكتمال في أقل من جزء من المليار من الثانية. يتم الآن نقل الإلكترونات القوسية من الكينون عبر سلسلة من بروتينات الحديد والكبريت (FeS) والسيتوكرومات (Cyt) إلى مركز التفاعل (P870).

إنه السيتوكروم قبل الميلاد1 المركب الذي يتفاعل مع تجمع الكينون أثناء تدفق الإلكترون الضوئي كقوة دافعة للبروتون (PMF) تستخدم لاشتقاق تخليق ATP. بالإضافة إلى ATP ، يتم إنتاج NADP أو NADPH أيضًا بواسطة بكتيريا أرجوانية باستخدام H.2S (أيضًا S2ا3 2- و S 0 وحتى Fe 2+) كمانحين خارجيين للإلكترون. عندما H2S هو المتبرع بالإلكترون ، ويتم تخزين كريات الكبريت (S 0) داخل خلايا البكتيريا الأرجواني.

يعمل تدفق الإلكترون العكسي في البكتيريا الأرجواني لتقليل NAD + إلى NADH. تم تخفيض H2S أو H.2وبالتالي3 2- (thiosulphate) تتأكسد بواسطة السيتوكرومات وتنتهي الإلكترونات منها في نهاية المطاف في تجمع الكينون. ومع ذلك ، فإن إمكانات الطاقة للكينون ليست سلبية بما يكفي لتقليل NAD + مباشرة. لذلك ، تُجبر الإلكترونات من تجمع الكينون على التراجع لتقليل NAD + إلى NADH. هذه الطاقة التي تتطلب العملية تسمى تدفق الإلكترون العكسي.

تفاعل الضوء في البكتيريا الخضراء:

يتم تمثيل المخطط العام للفسفرة الضوئية الدورية في الشكل 25.6. مركز التفاعل الجرثومي الكلوروفيل هو P.840 أنه يمتص الضوء بالقرب من 840 نانومتر ويقيم عند إمكانية تقليل سلبية أكبر بكثير مقارنة بالبكتيريا الأرجواني.

على عكس البكتيريا الأرجواني حيث يوجد أول جزيء متقبل للإلكترون مستقر عند احتمال 0.0 تقريبًا ، فإن متقبلات الإلكترون للبكتيريا الخضراء (بروتينات FeS) تتواجد عند حوالي & # 8211 0.6 إمكانية اختزال ولديها إمكانية اختزال كهربية أكثر بكثير من NADH.

في البكتيريا الخضراء ، يعمل الفيروكسين المختزل بواسطة بروتين FeS مباشرة كمانح للإلكترون للتفاعل الداكن (تثبيت ثاني أكسيد الكربون2). وهكذا ، مثل الكائنات الحية الدقيقة ذات التغذية الضوئية الأكسجين (وحتى النباتات الخضراء) ، في البكتيريا الخضراء كل من ATP و NADPH هما نتاج مباشر لتفاعلات الضوء.

عندما H2يتبرع S بالإلكترونات لتقليل NAD + إلى NADH في البكتيريا الخضراء ، وتبقى كريات الكبريت خارج خلية البكتيريا الخضراء. هذا على عكس البكتيريا الأرجواني حيث تبقى كريات الكبريت داخل الخلية البكتيرية.


السر الصادم لبكتيريا الأمعاء: إنها تنتج الكهرباء

في حين تم العثور على البكتيريا التي تنتج الكهرباء في بيئات غريبة مثل المناجم وقيعان البحيرات ، فقد العلماء مصدرًا أقرب إلى الوطن: الأمعاء البشرية.

تنقل بكتيريا الليستريا الإلكترونات عبر جدارها الخلوي إلى البيئة على شكل تيارات صغيرة ، بمساعدة جزيئات الفلافين في كل مكان (النقاط الصفراء). (رسم إيمي كاو ، حقوق الطبع والنشر لجامعة كاليفورنيا في بيركلي)

اكتشف علماء جامعة كاليفورنيا في بيركلي أن بكتيريا شائعة تسبب الإسهال ، الليسترية المستوحدة، تنتج الكهرباء باستخدام تقنية مختلفة تمامًا عن البكتيريا الكهربية المعروفة ، وأن مئات الأنواع البكتيرية الأخرى تستخدم نفس العملية.

العديد من هذه البكتيريا المسببة للشرارة هي جزء من ميكروبيوم الأمعاء البشرية ، والعديد منها ، مثل الحشرة التي تسبب مرض الليستريات الذي ينتقل عن طريق الغذاء ، والذي يمكن أن يسبب أيضًا الإجهاض ، هي مسببة للأمراض. البكتيريا المسببة للغرغرينا (المطثية الحاطمة) والالتهابات المكتسبة من المستشفيات (المكورات المعوية البرازية) وبعض بكتيريا المكورات العقدية المسببة للأمراض تنتج الكهرباء أيضًا. بكتيريا كهربية أخرى ، مثل العصيات اللبنية، مهمة في تخمير الزبادي ، والعديد من البروبيوتيك.

قال دان بورتنوي ، أستاذ علم الجزيئات في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: "حقيقة أن العديد من الحشرات التي تتفاعل مع البشر ، إما كمسببات الأمراض أو في البروبيوتيك أو في الكائنات الحية الدقيقة لدينا أو تشارك في تخمير المنتجات البشرية ، هي حشرات كهربية - لم يتم تفويتها من قبل". وبيولوجيا الخلية وبيولوجيا النبات والبيولوجيا الميكروبية. "يمكن أن يخبرنا الكثير عن كيفية إصابة هذه البكتيريا بنا أو مساعدتنا في الحصول على أمعاء صحية."

سيكون هذا الاكتشاف بمثابة أخبار جيدة لأولئك الذين يحاولون حاليًا إنشاء بطاريات حية من الميكروبات. يمكن لتقنيات الطاقة الحيوية هذه & # 8220green & # 8221 ، على سبيل المثال ، توليد الكهرباء من البكتيريا في محطات معالجة النفايات.

سيتم نشر البحث على الإنترنت في 12 سبتمبر قبل 4 أكتوبر للنشر المطبوع في المجلة طبيعة سجية.

معدن التنفس

تولد البكتيريا الكهرباء لنفس السبب الذي يجعلنا نتنفس الأكسجين: لإزالة الإلكترونات الناتجة أثناء عملية التمثيل الغذائي ودعم إنتاج الطاقة. في حين أن الحيوانات والنباتات تنقل إلكتروناتها إلى أكسجين داخل الميتوكوندريا لكل خلية ، فإن البكتيريا الموجودة في البيئات الخالية من الأكسجين - بما في ذلك أمعائنا ، ولكن أيضًا أحواض تخمير الكحول والجبن والمناجم الحمضية - يجب أن تجد متقبلًا إلكترونًا آخر. في البيئات الجيولوجية ، غالبًا ما يكون هذا المعدن - الحديد أو المنغنيز ، على سبيل المثال - خارج الخلية. بمعنى ما ، هذه البكتيريا "تتنفس" الحديد أو المنغنيز.

بطارية ميكروبية مصنوعة من بكتيريا إلكتروجينية تم اكتشافها حديثًا. توضع الأقطاب الكهربائية (CE ، WE) في أوعية مليئة بالبكتيريا ، وتنتج ما يصل إلى نصف ملي فولت من الكهرباء. صور آجو فرانكلين.

يتطلب نقل الإلكترونات من الخلية إلى معدن سلسلة من التفاعلات الكيميائية الخاصة ، ما يسمى بسلسلة نقل الإلكترون خارج الخلية ، والتي تحمل الإلكترونات كتيار كهربائي صغير. استخدم بعض العلماء هذه السلسلة لصنع بطارية: ضع قطبًا كهربائيًا في قارورة من هذه البكتيريا ويمكنك توليد الكهرباء.

إن نظام نقل الإلكترون خارج الخلية المكتشف حديثًا هو في الواقع أبسط من سلسلة النقل المعروفة بالفعل ، ويبدو أنه لا تستخدمه البكتيريا إلا عند الضرورة ، ربما عندما تكون مستويات الأكسجين منخفضة. حتى الآن ، تم العثور على سلسلة نقل الإلكترون الأبسط هذه في بكتيريا ذات جدار خلية واحد - ميكروبات مصنفة على أنها بكتيريا موجبة الجرام - تعيش في بيئة بها الكثير من الفلافين ، وهي مشتقات فيتامين B2.

قال المؤلف الأول سام لايت ، زميل ما بعد الدكتوراه: "يبدو أن بنية الخلية لهذه البكتيريا والمكانة البيئية الغنية بالفيتامينات التي تشغلها تجعل نقل الإلكترونات خارج الخلية أسهل بكثير وأكثر فعالية من حيث التكلفة". "وبالتالي ، نعتقد أن البكتيريا التي تتنفس المعادن التي تمت دراستها تقليديًا تستخدم نقل الإلكترون خارج الخلية لأنها ضرورية للبقاء على قيد الحياة ، في حين أن هذه البكتيريا التي تم تحديدها حديثًا تستخدمها لأنها" سهلة ".

لمعرفة مدى قوة هذا النظام ، تعاونت Light مع Caroline Ajo-Franklin من مختبر Lawrence Berkeley الوطني ، الذي يستكشف التفاعلات بين الميكروبات الحية والمواد غير العضوية للتطبيقات الممكنة في التقاط الكربون وعزله وتوليد الطاقة الشمسية الحيوية.

إنها صدمة للنظام إذا أخذنا في الاعتبار أن الميكروبات قد تعيش حياة مشحونة للغاية في أمعائنا.

استخدمت قطبًا كهربيًا لقياس التيار الكهربائي الذي يتدفق من البكتيريا - حتى 500 ميكرو أمبير - مؤكدة أنها كهربائية بالفعل. في الواقع ، فإنها تنتج نفس القدر من الكهرباء - حوالي 100000 إلكترون في الثانية لكل خلية - كما هو الحال بالنسبة للبكتيريا الكهربية المعروفة.

الضوء بشكل خاص مفتون بوجود هذا النظام في اكتوباكيللوسوالبكتيريا الحاسمة لإنتاج الجبن والزبادي ومخلل الملفوف. يقترح أن نقل الإلكترون يلعب دورًا في تذوق الجبن ومخلل الملفوف.

قال: "هذا جزء كبير جدًا من فسيولوجيا البكتيريا التي لم يدرك الناس وجودها ، ويمكن التلاعب بها".

لدى Light و Portnoy العديد من الأسئلة حول كيف ولماذا طورت هذه البكتيريا مثل هذا النظام الفريد. البساطة - من الأسهل نقل الإلكترونات عبر جدار خلوي واحد بدلاً من اثنين - والفرصة - الاستفادة من جزيئات الفلافين في كل مكان للتخلص من الإلكترونات - يبدو أنها مكّنت هذه البكتيريا من إيجاد طريقة للبقاء على قيد الحياة في كل من الأكسجين الغني بالأكسجين والأكسجين. - بيئات فقيرة.

المؤلفون المشاركون الآخرون هم Lin Su و Jose A. Cornejo من Berkeley Lab و Rafael Rivera-Lugo و Alexander Louie و Anthony T. Iavarone من جامعة كاليفورنيا في بيركلي. تم تمويل البحث من قبل المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية التابع للمعاهد الوطنية للصحة ومكتب البحوث البحرية.


يقلب الضوء التحول الجيني في البكتيريا داخل الديدان الشفافة

يمكن أن تكشف الجينات الخاضعة للضوء كيف تؤثر بكتيريا الأمعاء على الصحة

هيوستن - (22 كانون الأول (ديسمبر) 2020) - أظهرت الباحثة في كلية بايلور للطب منغ وانغ بالفعل أن البكتيريا التي تصنع مستقلبًا يسمى حمض الكولانيك (CA) يمكن أن تطيل عمر الديدان في مختبرها بنسبة تصل إلى 50٪. بالتعاون مع عالم الأحياء الاصطناعية في جامعة رايس ، جيفري تابور ، يوفر أدوات للإجابة على السؤال الأكبر حول كيف يضفي المستقلب حياة أطول.

في دراسة نُشرت في eLife ، أظهر وانج وتابور وزملاؤه أنه يمكنهم استخدام ألوان مختلفة من الضوء لتشغيل وإيقاف جينات بكتيريا الأمعاء أثناء وجود البكتيريا في أمعاء الديدان. أصبح هذا العمل ممكنًا بفضل نظام التحكم البصري الذي طوره تابور لأكثر من عقد من الزمان.

جامعة رايس & # 8217s جيفري تابور هو أستاذ مشارك في الهندسة الحيوية والعلوم الحيوية وعضو هيئة التدريس في رايس & # 8217s النظم والبيولوجيا التركيبية والفيزيائية دكتوراه. برنامج. (تصوير جيف فيتلو / جامعة رايس)

اكتشفت مجموعة & # 8220Meng & # 8217s أن مركب CA يمكن أن يطيل العمر الافتراضي ولكن لم يتمكنوا من تحديد ما إذا كان هذا مكونًا غذائيًا يتم هضمه في المعدة أو أحد المستقلبات التي تنتجها البكتيريا في الأمعاء ، & # 8221 قال طابور ، أستاذ مساعد في الهندسة الحيوية والعلوم الحيوية في رايس. & # 8220 كنا قادرين على تقييد إنتاج CA في القناة الهضمية وإظهار أن لها تأثير مفيد على خلايا الأمعاء. & # 8221

بالنسبة للتجارب ، صمم مختبر Tabor & # 8217s سلالات من الإشريكية القولونية لجعل CA عند تعرضها للضوء الأخضر وليس الأحمر. للتأكد من عمل البكتيريا بشكل صحيح ، أضاف الفريق جينات لصنع ألوان مختلفة من البروتينات الفلورية التي ستظهر بشكل مشرق تحت المجهر. كان هناك لون واحد دائمًا ، لتسهيل رؤية مكان وجود البكتيريا داخل الديدان ، وتم صنع لون ثانٍ فقط عندما كانت البكتيريا تنتج CA.

بالتعاون مع مختبر وانج ، أبقى مختبر تابور & # 8217s البكتيريا تحت الضوء الأحمر وأطعمها للديدان ، وهي نوع يسمى Caenorhabditis elegans (C. elegans) التي يشيع استخدامها في علوم الحياة. قام الباحثون بتتبع تقدم البكتيريا في الجهاز الهضمي وتشغيل الضوء الأخضر عندما وصلوا إلى الأمعاء.

& # 8220 عند تعرضها للضوء الأخضر ، فإن الديدان الحاملة لسلالة الإشريكية القولونية تعيش أيضًا لفترة أطول. كلما كان الضوء أقوى ، كان العمر أطول ، & # 8221 قال وانج ، كرسي روبرت سي فايف للشيخوخة ، أستاذ علم الوراثة الجزيئية والبشرية في مركز هافينغتون للشيخوخة في بايلور ومحقق في معهد هوارد هيوز الطبي.

تظهر البكتيريا المستجيبة للضوء التي تتغذى على الديدان في صور الديدان & # 8217 الجهاز الهضمي. قام المهندسون ببرمجة البكتيريا لإنتاج بروتين فلورسنت أحمر يسمى mCherry بحيث يسهل رؤيتها تحت المجهر. عند تعرضها للضوء الأخضر ، تنتج البكتيريا أيضًا بروتينًا أخضر فلوريًا يسمى sfGFP ، مما يجعلها تتوهج باللون الأخضر. عند تعرضها للضوء الأحمر ، فإنها لا تنتج البروتين الأخضر. تم التعامل مع الديدان الموجودة في العمود الأيسر بالضوء الأحمر. تم التعامل مع الديدان الموجودة في العمود الأيمن بالضوء الأخضر. (حقوق الصورة لجيف تابور / جامعة رايس)

في خلايا C. elegans والحياة الأخرى ذات الترتيب الأعلى ، من البشر إلى الخميرة ، تزود العضيات المتخصصة التي تسمى الميتوكوندريا بمعظم الطاقة. تعمل آلاف الميتوكوندريا على مدار الساعة في كل خلية وتحافظ على توازن ديناميكي بين الانشطار والاندماج ، لكنها تصبح أقل كفاءة بمرور الوقت. مع تقدم الناس والكائنات الحية الأخرى في العمر ، يؤدي خلل الميتوكوندريا إلى تدهور وظيفي في خلاياهم.

في تجارب سابقة مع C. elegans ، أظهر Wang وزملاؤه أن CA يمكن أن ينظم التوازن بين انشطار الميتوكوندريا والاندماج في كل من خلايا الأمعاء والعضلات لتعزيز طول العمر. تعيش الديدان عادة حوالي ثلاثة أسابيع ، لكن مختبر Wang & # 8217s أظهر أن CA يمكن أن يطيل حياتها إلى 4.5 أسابيع - 50٪ أطول من المعتاد.

قال تابور إن هذا يثير مجموعة من الأسئلة. على سبيل المثال ، إذا تم إنتاج CA في الأمعاء ، فهل تستفيد الخلايا المعوية أولاً؟ هل التأثير المفيد لل CA مرتبط بمستواها؟ والأهم من ذلك ، هل تنتشر فوائد الميتوكوندريا في جميع أنحاء الجسم من الأمعاء؟

في دراسة eLife ، وجد الباحثون أن إنتاج CA في الأمعاء يحسن بشكل مباشر وظيفة الميتوكوندريا في خلايا الأمعاء في وقت قصير. لم يعثروا على دليل على مثل هذه الفوائد المباشرة قصيرة المدى للميتوكوندريا في خلايا العضلات الديدانية. وبالتالي ، فإن التأثير المعزز لطول العمر لـ CA يبدأ من القناة الهضمية ثم ينتشر في الأنسجة الأخرى بمرور الوقت.

& # 8220 مع تقنيتنا ، يمكننا استخدام الضوء لتشغيل إنتاج CA ومشاهدة التأثير الذي ينتقل عبر الدودة ، & # 8221 Tabor.

منغ وانغ هو كلية بايلور للطب & # 8217s كرسي روبرت سي فايف للشيخوخة ، وأستاذ علم الوراثة الجزيئية والبشرية في مركز بايلور & # 8217s هافينغتون للشيخوخة ومحقق في معهد هوارد هيوز الطبي. (حقوق الصورة لكلية الطب بايلور)

وقال إن دقة تقنية علم البصريات الوراثي يمكن أن تسمح للباحثين بطرح أسئلة أساسية حول التمثيل الغذائي في الأمعاء.

& # 8220 إذا كان بإمكانك التحكم في توقيت وموقع إنتاج المستقلب بدقة ، يمكنك التفكير في التصميمات التجريبية التي تظهر السبب والنتيجة ، & # 8221 قال.

إن إظهار أن بكتيريا الأمعاء تؤثر بشكل مباشر على الصحة أو المرض سيكون إنجازًا كبيرًا.

& # 8220 نحن نعلم أن بكتيريا الأمعاء تؤثر على العديد من العمليات في أجسامنا ، & # 8221 تابور. & # 8220 تم ربطهم & # 8217 بالسمنة والسكري والقلق والسرطان وأمراض المناعة الذاتية وأمراض القلب وأمراض الكلى. كان هناك انفجار في الدراسات التي تقيس البكتيريا التي لديك عندما تكون مصابًا بهذا المرض أو ذاك المرض ، وتظهر جميع أنواع الارتباطات. & # 8221

لكن تابور قال إن هناك فرقًا كبيرًا بين إظهار الارتباط والسببية.

& # 8220 الهدف ، الشيء الذي تريده حقًا ، هو بكتيريا الأمعاء التي يمكنك تناولها لتحسين الصحة أو علاج الأمراض ، & # 8221 قال.

لكن من الصعب على الباحثين إثبات أن الجزيئات التي تنتجها بكتيريا الأمعاء تسبب المرض أو الصحة. يعود ذلك جزئيًا إلى صعوبة الوصول إلى القناة الهضمية تجريبيًا ، كما أنه من الصعب جدًا تصميم تجارب توضح ما يحدث في مواقع محددة داخل القناة الهضمية.

& # 8220 الأمعاء هي مكان يصعب الوصول إليه ، خاصة في الثدييات الكبيرة ، & # 8221 قال تابور. & # 8220 أمعاءنا بطول 28 قدمًا ، وهي & # 8217re غير متجانسة للغاية. يتغير الأس الهيدروجيني طوال الوقت وتتغير البكتيريا بشكل كبير على طول الطريق. وكذلك تفعل الأنسجة وما تفعله ، مثل الجزيئات التي تفرزها.

& # 8220 للإجابة على أسئلة حول كيفية تأثير بكتيريا الأمعاء على صحتنا ، يجب أن تكون قادرًا على تشغيل الجينات في أماكن محددة وفي أوقات معينة ، مثل عندما يكون الحيوان صغيرًا أو عندما يستيقظ الحيوان في الصباح ، & # 8221 he قالت. & # 8220 أنت بحاجة إلى هذا المستوى من التحكم لدراسة المسارات على أرضهم الخاصة ، وأين تحدث وكيف تحدث. & # 8221

وقال تابور إنه نظرًا لأنه يستخدم الضوء لتحفيز الجينات ، فإن علم البصريات الوراثي يوفر هذا المستوى من التحكم.

& # 8220 إلى هذه النقطة ، يعد الضوء حقًا الإشارة الوحيدة التي لديها دقة كافية لتشغيل الجينات البكتيرية في الأمعاء الدقيقة مقابل الأمعاء الغليظة ، على سبيل المثال ، أو أثناء النهار وليس في الليل ، & # 8221 قال.

قال تابور إنه ناقش مع وانغ العديد من الطرق التي يمكن أن يستخدموا بها علم البصريات الوراثي لدراسة الشيخوخة.

& # 8220She & # 8217s اكتشفت عشرين جينًا بكتيريًا يمكنها إطالة العمر الافتراضي في C. elegans ، ولا نعرف كيف يعمل معظمها ، & # 8221 Tabor. & # 8220 جينات حمض الكولانيك مثيرة للاهتمام حقًا ، ولكن هناك الكثير الذي نود تشغيله بالضوء في الدودة لمعرفة كيفية عملها. يمكننا استخدام التقنية الدقيقة التي نشرناها في هذه الورقة لاستكشاف تلك الجينات الجديدة أيضًا. ويمكن للأشخاص الآخرين الذين يدرسون الميكروبيوم استخدامه أيضًا. إنه & # 8217s أداة قوية للتحقيق في كيفية استفادة البكتيريا من صحتنا. & # 8221

ومن بين المؤلفين المشاركين في الدراسة لوكاس هارتسو ، وماثيو كوتلاجيتش ، وجون تايلر لازار ، وإيلينا موستياتا ، ولورين جامبيل من رايس ، ومونتشول بارك ، وبينغ هان ، وتشيه-تشون لين من بايلور. تم دعم البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (1R21NS099870-01 ، DP1DK113644 ، R01AT009050) ، والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (NSTRF-NNX11AN39H) ، ومؤسسة John S. Dunn ، ومؤسسة ويلش.


تنتج البكتيريا الأكسجين حتى بدون ضوء

اكتشف باحثون هولنديون من جامعة نيميغن البكتيريا التي تؤكسد الميثان بدون أكسجين. بدلاً من ذلك ، استخدمت هذه البكتيريا النتريت ، المتوفر بشكل شائع في رواسب المياه العذبة في المناطق الزراعية. الميثان هو جزيء مستقر للغاية وكان من المعتقد عمومًا أن تحلله مستحيل بدون الأكسجين (أو الكبريتات). أظهر فريق دولي من هولندا وفرنسا وألمانيا أن البكتيريا تستخدم الأكسجين بالفعل في أكسدة الميثان. ينتجون هذا الأكسجين بأنفسهم ، مثل النباتات - فقط بدون ضوء. يتم تصنيع الأكسجين من النتريت. حتى الآن ، يعتقد العلماء أن فن صنع الأكسجين يقتصر على النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء. يبدو الآن كما لو أن الباحثين يسيرون في مسار آلية ربما كانت موجودة قبل ظهور النباتات الخضراء لأول مرة على الأرض. (الطبيعة ، 25 مارس 2010)

صورة مجهرية لـ ميثيلوميرابليس أوكسيفيرا تحت ضوء الفلورسنت

& نسخ معهد ماكس بلانك لعلم الأحياء الدقيقة البحرية

كان تفكك مسار إنتاج الأكسجين الجديد أمرًا صعبًا لأن الميكروب المسؤول ينمو ببطء شديد ويظل مختبئًا داخل مجتمع ميكروبي معقد. لهذا السبب ، تم استخراج أجزاء قصيرة من الحمض النووي من المجتمع ككل وتسلسلها باستخدام تقنية التسلسل المتوازي الضخمة الحديثة. من هذه الشظايا ، يمكن تجميع جينوم البكتيريا المسؤولة معًا. لقد كان هذا النهج المتطلب ناجحًا بضع مرات فقط من قبل. تم تحقيقه من قبل دينيس لو باسلير وزملاؤه في جينوسكوب (إيفري ، فرنسا).

أظهر الجينوم بوضوح شديد أن الجينات المعروفة لـ N.2اختزال O مفقود وأن الكائن الحي يعتمد وراثيًا على الأكسجين. من الواضح أن البيانات التجريبية والوراثية كانت غير متوافقة.

في ظل هذه الظروف ، كيف كان الكائن الحي قادرًا على الحصول على طاقته من أكسدة جزيء الميثان الخامل نسبيًا (CH4) بالنتريت (NO2 -) كمتقبل للإلكترون؟ هذا مثل إشعال النار تحت الماء. لحل هذه المفارقة ، تم استدعاء مارسيل كيوبرس وزملائه في معهد ماكس بلانك لعلم الأحياء الدقيقة البحرية للإنقاذ. أكد الاستشعار الدقيق المتقدم وقياس الطيف الكتلي أن المفارقة كانت حقيقية - كلا البيانات كانت صحيحة ولا يمكن تفسيرها إلا بطريقة جديدة لإنتاج الأكسجين. بعد عام واحد من المحاولة ، تمكنت كاثرينا إتويغ ، التي تأمل أن تتخرج في هذا العمل هذا العام ، من حبس الأكسجين وتقديم الدليل التجريبي. أطلقت على الكائن الحي Methylomirabilis أوكسي فيرا (آكل الميثان الرائع الذي يصنع الأكسجين) ، حيث يستخدم جزيئين من أول أكسيد النيتروجين لإنتاج النيتروجين والأكسجين الذي يستخدم بعد ذلك لمهاجمة جزيء الميثان الخامل.

يقترح العلماء أن المسار المكتشف حديثًا لإنتاج الأكسجين قد يكون الحلقة المفقودة التي أتاحت ذات مرة ، منذ بلايين السنين ، تطور عملية التمثيل الضوئي الأكسجين ، التي تقوم بها النباتات الآن. لكنه يفرض بالتأكيد إعادة التفكير في الفهم الحالي لدور الأسمدة في دورة الميثان.


أنواع Photoautotrophs

نباتات خضراء

جميع النباتات تقريبًا عبارة عن نباتات ضوئية ، وهي استثناءات قليلة مثل Indian Pipe (مونوتروبا يونيفلورا). تشمل هذه الفئة من النباتات الخضراء جميع أشكال الحياة النباتية المختلفة ، مثل الأشجار والطحالب والأعشاب. النباتات هي مصادر مهمة للغذاء في النظم البيئية الأرضية. يمكنهم صنع طاقتهم من الضوء لأنهم ينتجون جزيء الكلوروفيل في عضيات تسمى البلاستيدات الخضراء داخل خلاياهم. يمتص الكلوروفيل الضوء وينقل طاقته إلى أجزاء من النبات يمكنها استخدام هذه الطاقة. كما أنه يعطي النباتات لونها الأخضر. فقدت Indian Pipe القدرة على إنتاج الكلوروفيل ، ولهذا السبب لا تستطيع إنتاج طاقتها من الضوء. بدلا من ذلك ، فإنه يتطفل على أنواع معينة من الأشجار والفطريات و "يسرق" مغذياتها.

بكتيريا

Some bacteria are photoautotrophs most of these are called cyanobacteria or blue-green bacteria (formerly called blue-green algae). Like plants, cyanobacteria also produce chlorophyll. In fact, cyanobacteria are responsible for the origin of plants. Millions of years ago, cyanobacteria were taken up into cells, where they were able to make food for those cells in return for a place to live. This means that the chloroplasts in plant cells are actually cyanobacteria. Since cyanobacteria reproduce asexually, these chloroplasts are copies of the cyanobacteria that entered plant cells long ago. Green sulfur bacteria are another type of photoautotrophic bacteria that are ecologically similar to cyanobacteria, but they use sulfide ions instead of water during photosynthesis, and do not produce oxygen.

الطحالب

If too much algae flourishes in an algal bloom, this can disrupt the ecosystem by producing certain toxins and making nutrients less available. Algal blooms are often caused by human activities such as using nitrogen-containing fertilizers and improperly treating wastewater. However, algae are efficient users of carbon dioxide in the atmosphere and may also be able to be used as a source of biofuel in the future to replace fossil fuels.


This photograph depicts a variety of algae growing in shallow water.


PLANT DISEASES CAUSED BY PROKARYOTES: BACTERIA AND MOLLICUTES

Development of Disease

Bacteria overwinter at the margins of cankers and possibly in buds and apparently healthy wood tissue. In the spring, bacteria in the cankers become active again, multiply, and spread into the adjoining healthy bark. During humid or wet weather, bacterial masses exude through lenticels and cracks. The bacterial ooze appears at about the time when the pear blossoms are opening. Various insects, such as bees, flies, and ants, are attracted to the sweet, sticky, bacteria-filled exudate, become smeared with it, and spread it to the flowers they visit afterward. In some cases, bacteria are also spread from oozing cankers to flowers by splashing rain ( Fig. 12-24 ). When the ooze dries, it often forms aerial strands that can be spread by wind and serve as inoculum.

FIGURE 12-24 . Disease cycle of fire blight of pear and apple caused by Erwinia amylovora.

Bacteria multiply rapidly in the nectar and, through the nectarthodes, enter the tissues of the flower. Bees visiting an infected flower carry bacteria from its nectar to all the succeeding blossoms that they visit. Once inside the flower, bacteria multiply quickly and cause death and collapse of nearby cells. Bacteria move quickly through the intercellular spaces and also through the macerated middle lamella and flower cells. In some cases, fairly large cavities form that are filled with bacteria. From the flower, bacteria move down the pedicel into the fruit spur. Infection of the spur results in the death of all flowers, leaves, and fruit on it ( Fig. 12-24 ).

Penetration and invasion of leaves are similar to those of flowers. Bacteria may enter through stomata and hydathodes, but usually they enter through wounds made by insects, hail storms, and so on. From the leaf, bacteria pass into the petiole and the stem. كما E. amylovora bacteria enter tissues, they initially colonize and move through vessels, colonizing other tissues only later in the infection process. In contrast to other bacterial wilts, however, E. amylovora bacteria move rapidly from the vessels to other tissues, killing cells, and causing blight and canker symptoms in the process.

Young, tender twigs may be infected by bacteria through their lenticels, through wounds, and through flower and leaf infections. In the twig, bacteria travel intercellularly or through the xylem. Nearby cortical or xylem parenchyma cells collapse and break down, forming large cavities. If bacteria reach the phloem, they are carried upward to the tip of the twig and to the leaves. Invasion of large twigs and branches is restricted primarily to the cortex. Infection of succulent tissues is rapid under warm, humid conditions. Under cool, dry conditions the host forms cork layers around the infected area and limits the expansion of the canker. In susceptible varieties and during warm, humid weather, bacteria may progress from spurs or shoots into the second-year, third-year, and older growth, killing the bark all along the way.


Why bacteria produce light? - مادة الاحياء

تمكّن الإشارات في البكتيريا البكتيريا من مراقبة الظروف خارج الخلية ، والتأكد من وجود كميات كافية من العناصر الغذائية ، والتأكد من تجنب المواقف الخطرة. ومع ذلك ، هناك ظروف عندما تتواصل البكتيريا مع بعضها البعض.

لوحظ أول دليل على التواصل البكتيري في بكتيريا لها علاقة تكافلية مع حبار هاواي بوبتيل. عندما تصل الكثافة السكانية للبكتيريا إلى مستوى معين ، يبدأ التعبير الجيني المحدد ، وتنتج البكتيريا بروتينات ضيائية حيوية تنبعث منها الضوء. Because the number of cells present in the environment (cell density) is the determining factor for signaling, bacterial signaling was named إدراك النصاب. في السياسة والأعمال ، النصاب القانوني هو الحد الأدنى لعدد الأعضاء المطلوب حضورهم للتصويت على قضية ما.

يستخدم استشعار النصاب المحرضات الذاتية كجزيئات إشارات. Autoinducers are signaling molecules secreted by bacteria to communicate with other bacteria of the same kind. The secreted autoinducers can be small, hydrophobic molecules such as acyl-homoserine lactone, (AHL) or larger peptide-based molecules each type of molecule has a different mode of action. When AHL enters target bacteria, it binds to transcription factors, which then switch gene expression on or off (see Figure 1). تحفز المحرضات الذاتية الببتيدية مسارات إشارات أكثر تعقيدًا تشمل كينازات بكتيرية. يمكن أن تكون التغييرات في البكتيريا بعد التعرض للمحفزات الذاتية واسعة النطاق. البكتيريا المسببة للأمراض Pseudomonas aeruginosa لديها 616 جينًا مختلفًا تستجيب للمحرضات الذاتية.

سؤال الممارسة

Figure 1. Autoinducers are small molecules or proteins produced by bacteria that regulate gene expression.

أي من العبارات التالية خاطئة عن استشعار النصاب؟

  1. Autoinducer must bind to receptor to turn on transcription of genes responsible for the production of more autoinducer.
  2. The receptor stays in the bacterial cell, but the autoinducer diffuses out.
  3. Autoinducer can only act on a different cell: it cannot act on the cell in which it is made.
  4. Autoinducer turns on genes that enable the bacteria to form a biofilm.

تشكل بعض أنواع البكتيريا التي تستخدم استشعار النصاب أغشية حيوية ، وهي مستعمرات معقدة من البكتيريا (غالبًا ما تحتوي على عدة أنواع) تتبادل الإشارات الكيميائية لتنسيق إطلاق السموم التي ستهاجم المضيف. Bacterial biofilms (Figure 2) can sometimes be found on medical equipment when biofilms invade implants such as hip or knee replacements or heart pacemakers, they can cause life-threatening infections.

Cell-cell communication enables المكورات العنقودية الذهبية bacteria (Figure 2a) to work together to form a biofilm inside a hospital patient’s catheter, seen here via scanning electron microscopy. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية is the main cause of hospital-acquired infections. Hawaiian bobtail squid (Figure 2b) have a symbiotic relationship with the bioluminescent bacteria فيبريو فيشيري. The luminescence makes it difficult to see the squid from below because it effectively eliminates its shadow. In return for camouflage, the squid provides food for the bacteria. Free-living V. fischeri do not produce luciferase, the enzyme responsible for luminescence, but V. fischeri living in a symbiotic relationship with the squid do. Quorum sensing determines whether the bacteria should produce the luciferase enzyme.

سؤال الممارسة

Figure 2. (a) Staphylococcus aureus bacteria. (b) Hawaiian bobtail squid. (credit a: modifications of work by CDC/Janice Carr credit b: modifications of work by Cliff1066/Flickr)

What advantage might biofilm production confer on the بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية inside the catheter?

Research on the details of quorum sensing has led to advances in growing bacteria for industrial purposes. Recent discoveries suggest that it may be possible to exploit bacterial signaling pathways to control bacterial growth this process could replace or supplement antibiotics that are no longer effective in certain situations.

Watch geneticist Bonnie Bassler discuss her discovery of quorum sensing in biofilm bacteria in squid.

Watch this collection of interview clips with biofilm researchers in “What Are Bacterial Biofilms?”

أسئلة الممارسة

Quorum sensing is triggered to begin when ___________.

  1. treatment with antibiotics occurs
  2. bacteria release growth hormones
  3. bacterial protein expression is switched on
  4. a sufficient number of bacteria are present

Why is signaling in multicellular organisms more complicated than signaling in single-celled organisms?


شاهد الفيديو: #FOTD203 Cyborg Bacteria (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Mezragore

    بالأحرى إجابة مسلية

  2. Thorp

    أنصحك أن تأتي على موقع ، مع معلومات كبيرة حول موضوع مثير للاهتمام لك. هناك أنت بكل الوسائل ستجد كل شيء.

  3. Alis

    نعم أنت! توقف عن ذلك!

  4. Sanbourne

    أعتقد أنك كنت مخطئا. دعونا نحاول مناقشة هذا.



اكتب رسالة