Mikrobiologie1

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Author:
schmaoli
ID:
53774
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Mikrobiologie1
Updated:
2010-12-29 17:05:59
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mikro bio nree
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grünes modul grundstudium
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  1. Urzeugungstheorie:

    Von wem stammt sie?
    Was sagt sie aus?
    • von Aristoteles
    • besagt dass gewisse niedere Lebensformen (Frösche, Mäuse, Fische...) spontan aus Schlamm, feuchter Erde oder zerfallendem organischem Material entsthen würden
  2. Schwanenhalsexperiment:

    von wem stammt dieses?
    Wie ist der Ablauf?
    • wurde von Louis Pasteur durchgeführt (1861), und er wiederlegte somit die Urzeugungstheorie von Aristoteles.
    • Er zeigte, dass gekochte, gärfähige Flüssigkeit (Süssmost) in einem Schwanenhalskolben klar, d.h. keimfrei blieb, und dies, obwohl die Flüssigkeit in direktem Kontakt mit der Luft stand. Liess er aber einmal die Flüssigkeit in den Hals des Kolbens fliessen, so wurden Mikroorganismen, die sich aus der Luft im geschwungenen Hals des Gefässes abgesetzt hatten, aufgeschwemmt, und konnten sich in der Flüssigkeit entwickeln.
  3. warum hatte Tyndall Probleme beim wiederholen des Schwanenhalsexperiments?

    wie hat er diese gelöst?
    • Tyndall hatte Probleme mit dem wiederholen des Schwanenhalsexperimentes, denn er verwendete einen Heuaufguss als Flüssigkeit, in dem Endosporen vorhanden waren.
    • Erst als er die Flüssigkeit an 3 aufeinanderfolgenden Tagen je einmal während einigen Minuten erhitzte, blieb die Brühe Klar, d.h. steril.
  4. Pasteurisation:

    bei welcher Temperatur? für wie lange?
    was passiert mit den vegetativen Mikroorganismen (MO's)?
    was mit Endosporen?
    • 5min-10min bei 60°C - 15s-30s bei 75°C - 4s-10s bei 85°C
    • MO's sterben ab
    • Endosporen überleben

  5. Tyndallisation:

    bei welcher Temperatur? für wie lange?
    was passiert mit vegetativen Mikroorganismen?
    was mit Endosporen?
    • einige Minuten (bis30min) bei 100°C , an 3 aufeinander folgenden Tagen
    • bei der ersten Erhitzung sterben die MO's ab, die Endosporen überleben aber, und beginnen danach auszukeimen.
    • Bei der zweiten Erhitzung, oder spätestens bei der dritten Erhitzung am dritten Tag, sterben dann auch die frisch ausgekeimten Sporen.

  6. Sterilisation:

    bei welcher Temperatur? für wie lange?
    was passiert mit vegetativen Mikroorganismen?
    was mit Endosporen?
    • 15min bei 121°C - 1bar
    • sowohl MO's als auch die Endosporen sterben ab

  7. wofür stehen die Kochschen Postulate?
    müssen alle erfüllt sein, wenn die Beziehung zwischen einer bestimmten Krankheit und einem bestimmten Erreger als geklärt angesehen werden soll
  8. Die Kochschen Postulate: (4)
    • 1. Der Erreger muss im erkrankten Organismus nachweisbar sein
    • 2. Der Erreger muss isoliert und in Reinkultur gebracht werden
    • 3. Durch infektion mit dem Erreger aus der Reinkultur muss sich die gleiche Krankheit auch bei einem gesunden Wirtsorganismus hervorrufen lassen
    • 4. Der gleiche Erreger ist erneut aus dem vorsätzlich infizierten Wirt zu isolieren
  9. funktionelle Einheit:

    Definition
    Beispiel
    • Lebewesen, die gewisse Eigenschaften (Funktionen!) gemeinsam haben (aber nicht verwandt sind!)
    • Libellen, Vögel, Fledermaus etc... (alle fliegen, aber nicht miteinander verwandt!)
  10. taxonomische Einheit:

    Definition
    Beispiel
    • Lebewesen die von der Evolution her miteinander verwandt sind
    • Taube und Vogel Strauss (beides Vögel) - Delfin und Mensch (beides Säugetiere)
  11. Die 5 Reiche:
    • 1. Reich der Pflanzen (Vielzeller, stark differenziert)
    • 2. Reich der Tiere (Vielzeller, stark differenziert)
    • 3. Reich der Pilze (Ein- bis Vielzeller, geringe differenzierung)
    • 4. Reich der Protisten (Ein bis Vielzeller, geringe Differenzierung - z.B. Algen, Schleimpilze, Amöben, Malaria-Erreger etc.)
    • 5. Reich der Bakterien (meist Einzellig (wenige Vielzeller), kaum differenziert)
    • dann gibt es noch die Viren, die sind aber keine Lebewesen!
  12. Mikroorganismen können sein:
    • Pilze
    • Protisten
    • Bakterien
    • Viren
  13. Was sind Eukaryoten?

    Wie sind die Zellunterschiede?
    • Pflanzen, Tiere, Pilze und Protisten
    • haben einen Zellkern und Zellorganellen
  14. Die 3 Domänen:
    • Domäne Eukarya (Eukaryoten)
    • Domäne Archaea (Archaeen)
    • Domäne Bacteria (Bakterien)
  15. zur Domäne Eukarya gehören: Reich der ...?
    • Pflanzen
    • Tiere
    • der Pilze
    • Protisten
  16. zur Domäne Archaea gehören?

    Wozu gehört die Archaea?
    • Archaebakterien (besiedeln sehr extreme Standorte, z.B. heisse Quellen, Salzseeen, etc.)
    • gehören zu den Prokaryoten (Bakterien, Archaea)!!
  17. zur Domäne Bacteria gehören?

    Wozu gehört die Bacteria?
    • Bakterien
    • gehören zu den Prokaryoten (Bakterien, Archaea)!!
  18. Was sagt die Endosymbiontentheorie aus?
    Die Endosymbiontentheorie sagt, dass die eukaryotischen Zellen durch eine Vereinigung (Symbiose) von prokaryotischen Zellen mit einfachen eukaryotischen Vorläufern entstanden sind. (Mitochondrien - Plastiden sind bakteriellen Ursprungs!)
  19. die verschiedenen Baktrienformen:
    • Mikrokokken (einzelne kugelförimge Zellen)
    • Diplokokken (paarweise zwei kugelförmige
    • Zellen)
    • Streptokokken (Zellketten kugelförmiger Zellen)
    • Staphylokokken (traubenförimige Anordnung kugelförmiger Zellen)
    • Sarcinen (Packete kugelförmiger Zellen)
    • Stäbchen (gerade Zylinder)
    • Spririllen (schraubig verdrehte Zylinder)
    • Vibrionen (gebogener Zylinder)

  20. Unterschied DNA oder RNA:
    • DNA: 2' der Pentose ist -H und hat die Basenpaare Adenin-Thymin und Guanin-Cytosin
    • RNA: 2' der Pentose ist -OH und hat die Basenpaare Adenin-Uracil und Guanin-Cytosin
  21. Bei einer vorgegebenen Strukturformel eines RNA- oder DNA-Stranges folgende Komponentenidentifizieren:
    a) Basen
    b) Phosphatrest
    c) Ribose bzw. 2'-Desoxyribose
    d) Backbone
    e) 3'-Ende
    f) 5'-Ende
    g) Nucleotid
    Zeichung Schema DNA
  22. Ablauf der Replikation mit Hilfe einer Skizze und einigen Stichworten
    • DNA-Helicase - bewegt sich auf dem Strang in 5'-3' Richtung und entwindet die DNA-Dopplehelix
    • die enitstehenden Einzelstrangbereiche werden von Einzelstrang-Bindeproteinen (SSB) stabilisiert
    • Kontiunierliche DNA-Synthese: Bei der Synthese des Forwärtsstrangs (leading strand) heftet die DNA-Polymerase III Desoxynucleotide an das 3'-OH-Ende des wachsenden Stranges
    • Diskontinuirliche DNA-Synthese: Eine Primase (RNA-Polymerase) synthetisiert in bestimmten Abständen kurze RNA-Stücke (Primer), die komplementär zum DNA-Strang sind. Hier setzt die DNA-Polymerase III an und synthetisiert das Teilstück bis zum nächsten RNA-Primer. Sobald alle Teilstücke(Okazaki-Fragmente) synthetisert wurden die RNA-Primer von der DNA-Polymerase I durch DNA ersetzt.
  23. Bedeutung der 3'-OH-Enden bei der DNA-Replikation:
    die DNA-Polymerase III braucht zur Synthese des zu ergänzenden Stranges zwingend ein freies 3'-OH-Ende
  24. mRNA:
    messenger RNA - Die mRNA transportiert die genetische Information vom Ort ihrer Speicherung (Chromosom) zum Ort ihrer Konkretisierung (Ribosomen)
  25. tRNA:
    transfer RNA - Die tRNAs transportieren die Aminosäuren (Bausteine der Proteine) zu den Ribosomen, wo die Proteine synthetisiert werden.
  26. rRNA:
    ribosomale RNA - Die rRNAs sind Bestandteile der Ribosomen
  27. snRNA:
    • small nuclear RNA (kleine kernlokalisierte RNA) - Diese kleinen RNA Moleküle sind zwischen 100 -300 bp lang und auf Eukaryoten beschränkt. Sie sind Bestandteil der small nuclear ribonuclearproteins...
    • Die snRNPs ihrerseits sind Komponenten der Spliconsome, welche die frisch transkribierte mRNA prozessieren und beispielsweise die Introns entfernen.
  28. Plasmide sind: (5)
    • Ringförmige DNA-Moleküle die sich unabhängig vom Bakterienchromosom verdoppeln
    • Ausserhalb des Chromosoms
    • Trägt nützliche, aber keine Lebenswichtigen Gene
    • Bei den meisten Bakterienarten nachgewiesen
    • lassen sich in 4 Typen unterscheiden: Resistenzplasmide - Virulenzplasmide - Abbauplasmide - Fertilitätsplasmide
  29. Resistenzplasmide:
    • auch R-Plasmide genannt
    • Sie tragen Gene, welche die bakterielle Zelle gegenüber einem oder mehreren Antibiotika resistent machen
  30. Virulenzplasmide:
    • auch Pathogenitätsplasmide
    • Sie enthalten Gene, welche letztlich die Besiedlung von Wirtsgewebe ermöglichen. Bsp: Erkennen und binden an eine Schleimhautoberfläche oder das eindringen in eine Darmzelle.
  31. Abbauplasmide:
    Die Gene auf diesem Plasmidtyp ermöglichen die Produktion von Enzymen, welche den Abbau von Substanzen ermöglichen, die natürlicherweise nicht vorkommen. (Lacke, usw.)
  32. Fertilitätsplasmide:
    • auch F-Plasmide genannt (Fertilität = Fruchtbarkeit)
    • Die darauf enthaltenen Gene codieren für Proteine, welche den Austausch von DNA zwischen Bakterienzellen via Konjugation ermöglichen
    • Nur Zellen welche über ein F-Plasmid verfügen, können DNA auf eine andere Zelle übertragen. Übertragen werden können Plasmide oder Teile des Chromosoms
  33. 3 Wege, auf welchen DNA aus einem Bakterium in ein anderes gelangen kann:
    • Transformation
    • Transduktion
    • Konjugation
  34. Transformation:
    Aufnahme von DNA aus dem umgebenden Medium (von anderen abgestorbenen Bakterien)
  35. Transduktion:
    Übertragung von DNA durch Bakteriophagen (bakterielle Viren)
  36. Konjugation:
    Direkter DNA-Transfer zwischen zwei bakteriellen Zellen
  37. Gen:
    Ein Gen ist ein DNA-Abschnitt der alle Informationen für die Herstellung eines bestimmten Proteins (oder eines RNA-Moleküls) enthält. (Nicht nur der "Bauplan", sondern auch, wann und wo das Protein synthetisiert werden soll)
  38. Promotor:
    • In diesem Bereich bindet die RNA-Polymerase an die DNA und startet mit der Synthese der mRNA.
    • Zusätzlich kann der Promotor auch regulatorische Sequenzen enthalten, an die Aktivator- oder Repressorproteine binden. Damit wird gesteuert, wann, wie oft und allenfalls in welchen Zelltypen ein Gen abgelesen oder transkribiert werden soll.
  39. Transkriptionseinheit:
    • Dieser Bereich des Gens wird als Vorlage für die Synthese der mRNA verwendet
    • Die Transkriptionseinheit lässt sich weiter unterteilen
    • Die codierende Sequenz enthält die eigentliche Information für die Polypeptidsynthese. Davor und dahinter hat es einen nichttranslatierten 5'- und 3'-Bereich.
  40. Terminator:
    Er definiert, wo die RNA-Synthese beendet wird.
  41. Transkription:

    Bedeutung?
    erfolgt mit ...?
    dient als Vorlage für?
    wie wirde die Vorlage abgelesen - in welche Richtung wird der Strang synthetisiert?
    • Bedeutet, dass die genetische Information von DNA auf RNA übertragen wird
    • Erfolgt mit Hilfe der RNA-Polymerase (Enzym)
    • Als Vorlage für die RNA dient der Antisense-Strang
    • Der Antisense-Strang wird von 3´→5´ abgelesen (die RNA Polymerase synthetisiert (ergänzt) die RNA in Richtung 5´→3´, eine Kopie des Sinn-Stranges entsteht)

  42. RNA Polymerase: (Aufgabe (3))
    • muss die DNA-Doppelhelix öffnen, bzw. die beiden Stränge trennen
    • muss nach der Initiation der RNA-Synthese in Abhängigkeit der DNA-Vorlage weitere Nucleotide an das 3´-Ende anhängen
    • löst nach Beendigung der Transkription RNA und DNA voneinander ab, und fügt die DNA wieder zur Doppelhelix zusammen
  43. Translation: (?)
    Bei der Translation wird nach den Informationen aus der mRNA eine Entsprechende Abfolge von Aminosäuren gebildet; das Produkt der Translation ist ein Protein.

  44. Nucleotid:
    ist ein kleiner DNA- oder RNA-Teil, bestehend aus: 1xPhosphat, 1xZucker und 1xBase
  45. Erforderliche Komponenten für eine Translation: (5)
    • mRNA als Vorlage und Informationsträger für die Proteinsynthese
    • tRNA-Moleküle, die mit entsprechenden Aminosäuren beladen sind
    • Guanosintriphosphat (GTP) als Energiequelle. (wie ATP kann auch GTP bei gewissen biochemischen Prozessen die erforderliche Energie liefern)
    • zahlreiche Translationsfaktoren (Proteine) für die Initiation, Elongation und Termination der Translation
    • Ribosomen - sie sind cytoplasmatische Partikel, bestehend aus Proteinen und rRNAs. Sie stellen quasi die Räumliche Umgebung dar, in der die verschiedenen Komponenten in geeigneter Weise miteinander interagieren können.
  46. drei Phasen der Transkription:
    • 1. Initiation
    • 2. Elongation
    • 3. Termination
  47. Promotorsequenz bei E. coli:

    setzt sich zusammen aus?
    Funktion?
    • der -35-Box und der -10-Box (-10-Box wird auch TATA-Box genannt)
    • Experimentelle Daten lassen vermuten, dass das RNA-Polymerase-Holoenzym die -35-Box spezifisch als die DNA-Bindungsstelle erkennt.
  48. Wie sieht die Elongation der Transkription aus?
    Während der Elongationsphase der Transkription wandert die RNA-Polymerase dem DNA-Molekül entlang. Dabei sorgt sie für das Aufschmelzen und Entwinden der DNA-Doppelhelix. Gleichzeitig fügt sie nacheinander Ribonucleotide an das 3´-Ende des wachsenden RNA-Moleküls an, wobei die Basenpaarung durch den Antisense-Strang festgelegt ist.
  49. Termination der Transkription:

    die drei Abschlussvorgänge?

    zwei Klassen der Termination?
    • Die Wanderung der RNA-Polymerase ist zu stoppen
    • die fertige RNA muss freigesetzt werden
    • die RNA-Polymerase muss sich von der DNA ablösen
    • -------------------------------------------------------------------
    • einfache Termination
    • faktorabhängige Termination, auch Rho-abhängige Termination genannt
  50. Einfache Termination ist:
    • Die Rho-unabhängige oder einfache Termination nutzt Terminationssequenzen am "Ende" des Gens bzw. des Transkripts, die aus einem GC-reichen Abschnitt und einer Folge von Uridinresten bestehen, die zusammen eine Haarnadelstruktur bilden
    • Man muss sich diese wie eine Schlaufe vorstellen, die dadurch zustande kommt, dass sich Nukleotide eines Stranges mit Nukleotiden desselben Stranges miteinander wie in der Doppelhelix verbinden und dabei eine Schleife beschreiben.
  51. Rho-abhängige Termination ist:
    • können nur in Anwesenheit eines als Rho bezeichneten Proteins arbeiten
    • Der Faktor Rho bindet an das wachsende RNA-Molekül und löst die Basenpaarung zwischen der DNA und der RNA. Die dafür erforderliche Energie stammt aus der Hydroslyse von ATP.
  52. Gram+ oder Gram-? (Ablauf des Nachweises)
    • Gram-positive Zeellen lassen sich mit einem Farbstoff-Jod-Komplex blau-violet anfärben
    • gram-negative Zellen nehmen den Farbstoff nicht auf, und erscheinen durch eine Gegenfärbung rosa bis rot
  53. Aufbau von Gram+ Zellhüllen: die Bestandteile, von innen nach aussen
    • Cytoplasmamembran
    • Zellwand (dick, mehrschichtig, aus Murein)
  54. Aufbau von Gram- Zellhüllen: die Bestandteile, von innen nach aussen
    • Cytoplasmamembran
    • Zellwand (dünn, einschichtig, aus Murein)
    • periplasmatischer Raum
    • äussere Membran
  55. Teichonsäure:
    lineare Polymere, träger negativer Ladungen, versorgt die Zelle mit Kationen (neg. Ladung)
  56. äussere Membran (von Gram- Zellhüllen): (besteht aus?

    Funktionen?
    • Lipopolysacchariden
    • Phospholipiden
    • Lipoproteinen
    • --------------------------------------------------------------------
    • Das ausschliessen von grösseren Molekülen
    • Die selektive Permeabilität für kleine Moleküle
    • Proteinsekretion
    • Rezeptorfunktion für Phagen
    • Verankerung von Flagellen
    • Pili + Kapselschicht
  57. die Funktionen der Lipopolysaccharide: (3)
    • Die LPS sind relevant für die Nährstoffaufnahme
    • Erzeugen eine Permeabilitätsbarriere, welche die Zelle vor div. Detergentien und Antibiotika schützt
    • Durch die LPS wird die äussere Membran fester
  58. die Funktion der Lipoproteine:
    sind für die Verbindung der äusseren Membran mit der Mureinschicht verantwortlich.
  59. die Funktion der Prione:
    • ermöglichen niedermolekularen Verbindungen (kleine Moleküle), wie z.B Nährstoffen, den Durchtritt durch die äussere Membran (unspezifisch)
    • ist eine Barriere für grosse Moleküle
  60. die Wirkung von Penicillin:
    • Penicillin verhindert die Quervernetzung innerhalb des Mureins (Peptidbrücken können nicht gebildet werden)
    • Penicillin kann deshalb nur verhindern, dass neue Zellen gebildet werden, die bestehenden werden aber nicht in mitleidenschaft gezogen
  61. der Aufbau von Schleim- und Kapselschichten:
    meist aus Polysacchariden, manchmal aus Polypeptide, welche mit der Zellwand fest verbunden sein können (Kapseln) bzw. lose oder fast gar nicht an die Zellwand gebunden sein können. (Schleime)
  62. die Funktion der Endosporen:
    • Überdauerungsform, keine Vermehrung
    • 1 Vegetative Zelle dann 1 Endospore dann 1 Vegetative Zelle dann 1 Endospore dann usw.
    • Sehr hohe Wiederstandsfähigkeit gegenüber: Austrocknung, Gefrieren, Aggressive Chemikalien, Hitzeentwicklung Ionisierende Strahlung
  63. Aufbau von Murein:
    lange Glycanketten sind über kurze Peptiketten miteinander verbunden (Peptidketten = "Querverstrebungen" zwischen parallel verlaufenden Glycanketten)
  64. die 3 Phasen der Keimung der Endosporen:
    • 1. Aktivierung (durch Keimstimulation, z.B. erhitzung, Ethanolbehandlung etc.)
    • 2. Keimung (erfolgt innert weniger Minuten durch Wasseraufnahme, Atmung und Enzymaktivitäten setzen wieder ein, Cortex wird abgebaut)
    • 3. Auswachsen des Keimschlauchs (Anschwellen der vegetativen Zelle durch Wasseraufnahme, die RNA- und Proteinsynthese beginnt wieder. Anfänglich ist der Keimschlauch nur von einer dünnen, unvollständigen Zellwand umgeben, erst mit der Zeit vervollständigt sich die Zellwand)

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