Bakterielles Wachstum und Genetik
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Questions and Answers

Was ist die Rolle der extrazellulären polymere Substanz (EPS) in der Bakterienadhäsion?

  • Wenn EPS vollständig gebildet ist, ist die Anheftung irreversibel. (correct)
  • EPS ermöglicht die reversibel Anheftung von Bakterien.
  • EPS hat keinen Einfluss auf die Bakterienadaption.
  • EPS wird nach der Anheftung abgebaut.
  • Welche Aussage beschreibt das Quorum Sensing am besten?

  • Es funktioniert nur innerhalb der gleichen Bakterienart.
  • Es regelt die Genexpression basierend auf der Populationsdichte. (correct)
  • Es verhindert die Bildung von Biofilmen.
  • Es erfordert einen horizontalen Gentransfer für die Signalübertragung.
  • Welches Beispiel beschreibt einen Zusammenhang zwischen Biofilmen und chronischen Infektionen?

  • Magenentzündung durch bakterielle Infektionen.
  • Zahnplaque als Auslöser von Karies und Parodontitis. (correct)
  • Akute Bronchitis durch virale Infektionen.
  • Hautinfektionen durch Staphylococcus aureus.
  • In welcher Phase des bakteriellen Wachstums wird die Zellteilung gestoppt?

    <p>Stationäre Phase. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die autotrophe Ernährung von Bakterien?

    <p>Bakterien erzeugen ihre Nahrung aus CO2. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Merkmale ist charakteristisch für die Lag-Phase im bakteriellen Wachstum?

    <p>Bakterien sind in dieser Phase inaktiv. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über auxotrophe Bakterien ist korrekt?

    <p>Sie benötigen eine Vielzahl von Nährstoffen aus dem Medium. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion kleiner diffusionsfähiger Signalmoleküle im Quorum Sensing?

    <p>Sie ermöglichen die Feststellung der Populationsdichte. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die DNA-Polymerase ist korrekt?

    <p>Sie bindet Desoxyribonukleotide am 3‘-OH Ende der DNA. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion der RNA-Polymerase während der Transkription?

    <p>Sie katalysiert die Bildung von Phosphodiesterbindungen. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Mutationsrate während der DNA-Replikation?

    <p>Sie beträgt zwischen 10-8 und 10-11 Fehlern pro Basenpaar. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der Helicase während der DNA-Replikation?

    <p>Sie spaltet die DNA-Doppelhelix und schafft eine Replikationsgabel. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Replikation findet bei ringförmiger DNA statt?

    <p>Replikation ist bidirektional. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Bausteine werden für die RNA-Synthese verwendet?

    <p>ATP, GTP, UTP, CTP. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle des RNA-Primers während der DNA-Replikation?

    <p>Er ist das erste Nukleinsäure-Molekül, an das die Polymerase bindet. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was unterscheidet die 3‘ → 5‘ Exonuklease-Aktivität von DNA-Polymerasen?

    <p>Sie sorgt für die Elimination falscher Nukleotide. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage zu den Transkriptionsprodukten ist richtig?

    <p>rRNA ist ein Produkt der Transkription. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften sind typisch für pathogene Stämme von Escherichia coli?

    <p>Vorhandensein von Pathogenitätsinseln (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Abwehrstrategie kommt dem Magen zur Infektionsabwehr zugute?

    <p>Salzsäure (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Schlüssel-Schloss-Prinzip in Bezug auf Mikroorganismen und ihre Adhärenz?

    <p>Die spezifische Bindung zwischen Mikroben und Wirtszellen (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Fimbrien in der Pathogenität von Mikroorganismen?

    <p>Ermöglichung der Adhäsion an Wirtszellen (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Kennzeichen eines gram-negativen Bakteriums wie Escherichia coli?

    <p>Presence einer Lipopolysaccharidschicht (B)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht beim horizontalen Gentransfer?

    <p>Genetisches Material wird zwischen Zellen ausgetauscht (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Merkmale ist einer angeborenen, unspezifischen Immunantwort zugeordnet?

    <p>Physikalische Barrieren wie Haut (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptaufgabe des Citratzyklus?

    <p>Vollständige Oxidation der Acetylgruppe und Erzeugung von Reduktionsäquivalenten (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Verbindung entsteht während der Glykolyse aus Glucose?

    <p>Pyruvat (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Milchsäurebakterien während der Milchsäuregärung?

    <p>Sie bauen Glucose zu Milchsäure ab (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Charakteristik der alkoholischen Gärung?

    <p>Sie regeneriert NAD+ und produziert Ethanol und CO2 (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt die ATP-Synthase in der aeroben Atmung?

    <p>Sie ermöglicht den Rückfluss von Protonen zur ATP-Synthese (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt korrekt die anaerobe Atmung?

    <p>Sie ist weniger effizient als die aerobe Atmung (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Mikroorganismen und ihre Stoffwechselwege ist falsch?

    <p>Heterofermentative Stämme produzieren nur Milchsäure. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Folge der oxidativen Decarboxylierung von Pyruvat?

    <p>Bildung von Acetyl-CoA (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie werden Reduktionsäquivalente im Citratzyklus generiert?

    <p>Durch die Übertragung von Elektronen auf NAD(P)+ (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt den Hauptunterschied zwischen grampositiven und gramnegativen Bakterien?

    <p>Grampositive Bakterien sind lila gefärbt aufgrund eines dicken Mureinnetzes. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von Pili bei prokaryotischen Zellen?

    <p>Transfer von DNA und Anheftung an Oberflächen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die allgemeine Struktur der DNA in Prokaryoten beschrieben?

    <p>Doppelsträngig und ringförmig geschlossen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Bestandteil der prokaryotischen Ribosomen ist für die Proteinbiosynthese verantwortlich?

    <p>Die große 50S und die kleine 30S UE. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was sind Endosporen, und weshalb werden sie gebildet?

    <p>Sie sind Dauerformen, die in Reaktion auf Nährstoffmangel gebildet werden. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie ist die Struktur von Geißeln in prokaryotischen Zellen charakterisiert?

    <p>Sie bestehen aus Filament, Haken und Basalkörper. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Merkmale ist typisch für prokaryotische Zellen?

    <p>Mangel an membranbound Organellen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Hauptbestandteile der Schleimhülle von Bakterien?

    <p>Polysaccharide und Wasser. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt Chemotaxis im Zusammenhang mit Bakterien?

    <p>Die Orientierung in chemischen Gradienten. (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie lange ist die Generationszeit von E.coli?

    <p>20 Minuten. (C)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Biofilm-Bildung

    Bakterien haften an Oberflächen, bilden extrazelluläre Polymere (EPS), wachsen und reifen in mehreren Stadien. Sie können einen neuen Biofilm bilden, wenn sie aus dem EPS entlassen werden.

    Quorum Sensing

    Signalübertragung zwischen Bakterienzellen in einem Biofilm, die die Genexpression abhängig von der Populationsdichte steuert.

    Chronische Infektion & Biofilm

    Biofilme können die Ursache für chronische Infektionen wie Mittelohrentzündungen, Mukoviszidose und Zahnfleischentzündungen sein.

    Bakterienwachstum (Zyklen)

    Bakterien vermehren sich exponentiell (2^n); es gibt Phasen wie Lag-, Log-, Stationäre und Zelltod-Phase. Die Wachstumsphase ist abhängig von Ressourcen.

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    Heterotrophe Bakterien

    Bakterien, die organische Stoffe als Energiequelle und Nahrung benötigen.

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    Autotrophe Bakterien

    Bakterien, die ihre Nahrung aus Kohlendioxid (Fotosynthese oder chemische Reaktionen) gewinnen.

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    Auxotrophe/Prototrophe Bakterien

    Bakterien, die bestimmte Substanzen nicht selbst herstellen können (auxotroph) oder nur C-Quelle und Salze zum Wachstum benötigen (prototroph).

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    Bakterienwachstumsfaktoren

    Bakterien benötigen bestimmte Nährstoffe (z.B. Kohlenstoffquelle, Mineralien) und optimale Bedingungen für das Wachstum.

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    Gram-Färbung

    Eine Methode zur Unterscheidung von Bakterien basierend auf der Struktur ihrer Zellwände.

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    Gram-positive Bakterien

    Bakterien, die bei der Gram-Färbung lila gefärbt werden. Ihre Zellwände enthalten ein dickes Mureinnetz.

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    Gram-negative Bakterien

    Bakterien, die bei der Gram-Färbung rosa/rot gefärbt werden. Ihre Zellwände enthalten ein dünnes Mureinnetz.

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    Bakterienkapsel

    Eine Schleimhülle, die viele Bakterien umgibt und hauptsächlich aus Wasser und Polysacchariden besteht.

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    DNA bei Prokaryoten

    Doppelsträngiges, ringförmiges DNA-Molekül, das ohne Kernhülle frei im Zytoplasma liegt (Nukleoid).

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    Prokaryotische Ribosomen

    Ort der Proteinbiosynthese in Prokaryoten, bestehend aus großen und kleinen Untereinheiten.

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    Endosporen

    Hitzeresistente, dauerhafte Formen von Bakterien, die sich bei Nährstoffmangel bilden.

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    Pili

    Röhrenförmige Zellfortsätze von Prokaryoten, die für Adhäsion, DNA-Übertragung (Konjugation) und Kommunikation am Zellkontakt verwendet werden.

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    Geißeln

    Prokaryotische Zellfortsätze zur Fortbewegung, bestehend aus Filament, Haken und Basalkörper.

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    Chemotaxis

    Orientierung von Bakterien in chemischen Gradienten.

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    DNA-Replikation

    Der Prozess der Vervielfältigung der DNA.

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    Replikationsursprung

    Der Startpunkt der DNA-Replikation auf einem Chromosom.

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    Replikationsgabel

    Der Ort, an dem die DNA-Doppelhelix getrennt wird, um die Replikation zu ermöglichen.

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    Helikase

    Ein Enzym, das die DNA-Doppelhelix trennt, indem es die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen aufbricht.

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    Bidirektionale Replikation

    DNA-Replikation, die in zwei Richtungen gleichzeitig abläuft.

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    Mutation

    Eine Veränderung in der DNA-Sequenz.

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    Korrekturlesefunktion

    Ein Mechanismus bei DNA-Polymerasen, um Fehler in der DNA-Replikation zu erkennen und zu korrigieren.

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    3'→5' Exonuklease-Aktivität

    Die Fähigkeit der DNA-Polymerasen, falsch eingebaute Nukleotide von der 3'-Ende zur 5'-Seite zu entfernen.

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    RNA-Synthese

    Der Prozess der Herstellung von RNA aus einer DNA-Vorlage.

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    Transkription

    Der Prozess, bei dem die genetische Information in der DNA in eine RNA-Kopie umgeschrieben wird.

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    Pathogenitätsfaktoren

    Eigenschaften von Krankheitserregern, die zu Krankheitsauslösung beitragen.

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    Enterotoxin

    Ein Giftstoff, der im Darm lokal Schäden verursachen kann.

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    Eisenaufnahmesysteme

    Mechanismen, mit denen Bakterien Eisen aus der Umgebung aufnehmen. Wichtig für Wachstum und Vermehrung.

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    Fimbrien und Adhäsine

    Haftorgane an der Bakterienoberfläche, die an Zellen anhaften.

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    Cytotoxin

    Giftstoff, der Zellen schädigt.

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    Kapsel

    Eine schützende Schicht um die Bakterie, die die Abwehr des Körpers erschwert.

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    Lipopolysaccharidschicht

    Eine Zellwandstruktur bei gramnegativen Bakterien, die bei Auflösung Fieber auslösen kann.

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    Glykolyse

    Der Abbau von Glucose zu Pyruvat unter Energiegewinnung (Embden-Meyerhof-Parnas-Weg).

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    Pyruvat-Oxidative Decarboxylierung

    Reaktion, die Pyruvat in Acetyl-CoA umwandelt und den Citratzyklus verbindet.

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    Citratzyklus

    Komplette Oxidation der Acetylgruppe zu CO2 unter Energiegewinnung und Bereitstellung von Vorstufen.

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    Aerobe Atmung

    Energiegewinnung mithilfe von Sauerstoff als Endelektronenakzeptor.

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    Elektronentransportkette

    Eine Reihe von Membranproteinen, die die Elektronen von Reduktionsäquivalenten auf Sauerstoff transportieren und dabei Energie freisetzen.

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    Gärung

    Energiegewinnung unter anaeroben Bedingungen durch Oxidation organischer Verbindungen mit Zwischenprodukten als Elektronenakzeptoren.

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    Milchsäuregärung

    Gärungsprozess, bei dem Glucose zu Milchsäure abgebaut wird.

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    ATP-Synthase

    Enzym, das ATP aus ADP und Phosphat synthetisiert, angetrieben von der protonenmotorischen Kraft.

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    Polysaccharid

    Kohlenhydrat, bestehend aus vielen Monosaccharideinheit (z.B. Glykogen, Stärke).

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    Substratkettenphosphorylierung

    Energiegewinnung bei der ATP-Synthese durch direkten Phosphatübertrag vom Substrat auf ADP.

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    Study Notes

    Mikrobiologie - Einführung

    • Mikroorganismen existierten vor etwa 3,8 Milliarden Jahren, Vielzeller erst vor ca. 600 Millionen Jahren.
    • Homo Sapiens gibt es seit etwa 130.000 Jahren.
    • Progenot ist die Urform.
    • Domänen: Bakterien, Archaea, Eukaryoten (Einteilung aufgrund RNA-Sequenzvergleich).
    • Mikroorganismen umfassen: Bakterien, Archaea, Pilze, Mikroalgen, Protozoen, Viren.
    • 1873 Stammbaum des Lebens skizziert von Darwin.
    • Phylogenese: Stammesgeschichte.
    • Phylogenetischer Stammbaum: zeigt evolutionäre Beziehungen.

    Systematik der Bakteriologie

    • Domäne: Bacteria, Abteilung/Stamm: Actinobacteria, Klasse: Actinobacteria, Ordnung: Actinomycetales, Familie: Mycobacteriaceae, Gattung: Mycobacterium, Art: M.tuberculosis.
    • (ceae = häufige Endung der Familie)
    • Mikroorganismen machen etwa 70% der gesamten organischen Substanz aus.
    • Wichtig für Ökologie, Medizin, Biotechnologie, Gentechnologie und Evolution.

    Unterschiede zwischen Bakterien und Archaeen

    • Unterschiede in Zellwand, Membran, Lipiden und Stoffwechsel.
    • Archaea sind unempfindlich gegenüber Antibiotika.
    • Archaea sind Eukaryoten ähnlicher als Bakterien.
    • Typische Bakterien: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis,
    • Typische Archaeen: extrem thermophile und methanproduzierende Organismen.

    Bakterienmessungen

    • Durchmesser (µm): 1
    • Volumen (µm³): 1
    • Oberfläch/Volumen-Verhältnis: 1
    • Hefen: 10 µm
    • Humane Zelle: 10.000 µm³
    • Generationszeit: 0,3-1 Stunde (je nach Art)

    Entwicklung der Mikrobiologie

    • Früher wurden Krankheiten oft als göttliche Strafe betrachtet.
    • 1676: Anthony van Leeuwenhoek baute das erste Mikroskop.
    • 1828: Otto Friedrich Müller prägte den Begriff "Bakterium".
    • 1847: Ignaz Philipp Semmelweis forcierte Hygienevorschriften in Krankenhäusern
    • 1822-1895: Louis Pasteur entwickelte Impfstoffe und die Pasteurisierung.
    • 1843-1910: Robert Koch kultivierte Milzbranderreger und entdeckte Mycobacterium tuberculosis.

    Koch'sche Postulate

    • Erreger im kranken Tier nachweisen
    • Erreger in Reinkultur anreichern
    • Erreger in gesundem Tier dieselbe Erkrankung verursachen
    • Erreger erneut isolierbar sein.
    • Nicht auf alle Erreger anwendbar (z.B. Viren, Protozoen)

    Bedeutung von Mikroorganismen

    • Anzahl übertrifft die aller anderen Spezies
    • Machen 70 % der Biomasse aus.
    • Geochemische Stoffkreisläufe (z.B. Bodenbakterien)
    • Globale Klimabeeinflussung (C & N Kreislauf)
    • Symbiontische Beziehungen im Verdauungssystem
    • Hautflora
    • Darmflora (wichtig für Verdauung, Immunsystem): ca. 10 Milliarden Bakterien im menschlichen Mund
    • Hautflora: ca. 10^12 Bakterien, wichtige Schutzbarriere.

    Molekularbiologische Methoden

    • Sequenzierung von DNA und RNA
    • Analyse der Genexpression
    • Biochemische Techniken; z.B. Western-Blot (Proteine Trennung)

    Makroskopische Unterscheidung von Bakterienkolonien

    • Farbe (abhängig von Temperatur und Nährmedium)
    • Größe
    • Geruch
    • Oberfläche
    • Konsistenz
    • Kolonierand (z.B. glatt, gekerbt, wellenförmig, gelappt)
    • Profil - zB flach, erhaben, kugelig

    Bakterienformen

    • Kokken (kugelförmig),
    • Stäbchen (stabförmig),
    • andere Formen (zB Spirillen, Schraubenbakterien)
    • Streptokokken (Ketten)
    • Diplokokken (paarige Kokken)
    • Sarcinen (Würfel)
    • Staphylokokken (Trauben)
    • Kokkobazillen (oval)

    Biofilm

    • Schicht von an Grenzflächen angesiedelten Mikroorganismen
    • extrazelluläre Grundsubstanz (EPS): Polymerschicht
    • Schutz vor mechanischen Einflüssen, Strahlung, etc

    Quorum Sensing

    • Signalübertragung zwischen Zellen im Biofilm
    • Genexpression abhängig von Zellanzahl
    • Kleine Signalmoleküle
    • Kommunikation zwischen Organismen
    • Genetischer Austausch über horizontalen Gentransfer
    • Anpassung an Umweltbedingungen
    • Beziehungen zu chronischen Infektionen.

    Ernährungsgewohnheiten von Bakterien

    • Heterotrophe Bakterien: benötigen organische Stoffe
    • Autotrophe Bakterien: erzeugen Nahrung aus CO2
    • Auxotrophie: bestimmte Nährstoffe müssen von außen zugeführt werden, nicht selbst produzieren. Prototrophie hingegen kann alle benötigten Nährstoffe herstellen.

    Stoffwechselvielfalt

    • Energiequelle (chemotroph, phototroph): chemische Reaktionen vs. Licht
    • Reduktionsmittel (organotroph, lithotroph): organische Verbindungen vs. anorganische Verbindungen
    • Temperaturbereiche (psychrophil, mesophil, thermophil, hyperthermophil)
    • pH-Werte (acidophil, neutrophil, alkalophil)

    Bakterienkulturen

    • Abstrich (z.B. Wattestäbchen vom Mund/Rachen)
    • Verdünnung mit Impföse
    • Nährmedien (Festmedium, Flüssigmedium)

    Medien für Mikroorganismen

    • Vollmedium (ermöglicht schnelles Wachstum, hohe Populationsdichte)
    • Minimalmedium (erforderlichste Nährstoffe)
    • Selektivmedium (führt zum Wachstum der gewünschten Organismen, Filterung)
    • Differentialmedium (Unterschiede in Form, Farbe oder sonstigem sichtbar machen)

    Gentechnologie

    • Herstellung von Proteinen
    • Entwicklung von transgenen Pflanzen & Tieren
    • Gendiagnostik
    • Gentherapien

    Klonierung

    • DNA-Fragment in ein Plasmid einfügen
    • Das rekombinante Plasmid in eine Wirtzelle einschleusen
    • Klonen der Zellen

    Molekularbiologische Methoden

    • Sequenzierung von DNA und RNA
    • Analyse der Genexpression
    • Herstellung von Proteinen
    • Untersuchung einzelner Proteine

    Drei Ösenausstrich

    • Methode zur Herstellung von Reinkulturen.
    • Probeschritte: Probe, Impföse, Ausstreichen, Sterilisierung.

    Gußplattenverfahren (Keimzahlbestimmung)

    • Einzelkolonien ermöglichen die Zählung
    • Probenverdünnung und Aussaat auf Agarplatten.

    Biofilm

    • Schutz vor Umwelteinflüssen
    • Intra- und Interzelluläre Kommunikation
    • Genetische Informationen werden ausgetauscht

    Bakterielle Strukturen (Fortsetzung)

    • Zellwände
    • Zellmembranen
    • Ribosomen
    • Plasmide
    • Pili
    • Geißeln

    Gram Färbung

    • Methodischer Farbstoff-Versuch, Trennung der Gram positiven Bakterien von den Gram negativen Bakterien

    DNA-Replikation

    • Semikonservative Replikation
    • Replikationsrichtung: 5'→ 3'

    DNA-Polymerasen

    • Vervielfältigung der DNA, wichtige Enzymaktivitäten

    Mutationen

    • Fehler im DNA-Replikationsprozess führen zu Mutationen.
    • DNA-Polymerasen besitzen eine Korrekturlesefunktion (3' → 5' Exonuclease).

    Transkription (RNA-Synthese)

    • Synthese von RNA aus DNA-Vorlage.
    • RNA-Polymerase ist das Enzym, baut RNA-Kette aus Nukleotiden.
    • Richtung: 5' → 3'

    Schritte der RNA-Synthese

    • Initiationsstelle (Promotorsequenz)
    • RNA-Polymerase bindet an Initiationssequenz
    • Start der RNA-Synthese
    • RNA-Polymerase bewegt sich an der DNA-Kette abwärts
    • Erreichen einer Terminationsstelle
    • RNA-Polymerase- und mRNA-Freisetzung

    Bioenergetik

    • Fähigkeit von Organismen, Arbeit zu verrichten (in Joule).
    • Gibbs-Helmholtz-Gleichung (AG = freier Energiegehalt, ΔH = Enthalpie, T = Temperatur, AS = Entropie)
    • Exergone Reaktionen (Energie freisetzenend, AG < 0), Endergone Reaktionen Energie benötigend (AG > 0)
    • Enzyme; biologische Katalysatoren, senken Aktivierungsenergie

    Enzyme

    • Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren.
    • Spezifität im aktiven Zentrum

    Oxidations-Reduktionsreaktionen

    • Energietransfer durch Elektronentransfer
    • Coenzym (FAD+/FADH2, NAD+/NADH, NADP+/NADPH)

    Biochemischer Energiespeicher

    • ATP (Adenosintriphosphat): wichtigste Form, Energie in Phosphatgruppen gespeichert.

    Energiegewinnung

    • Chemische Reaktionen (ATP)
    • Lichtenergie (Photosynthese)
    • Elektronendonatoren (aus organischen oder anorganischen Stoffen)
    • Elektronentransportkette

    Chemoorganotrophie

    • Abbau organischer Verbindungen zur Energiegewinnung.
    • Glycolyse → Citratzyklus (oxidative Decarboxylierung von Pyruvat) → Atmungskette
    • ATP-synthese
    • Energiegewinnung durch Verbrennung organischer Stoffe

    Gärung

    • Anaerobe Bedingungen
    • Recycling von elektronenübertragenden Stoffen
    • Bildung von Zwischenprodukten, z.B. Ethanol und Milchsäure

    Polysaccharide

    • Speicherstoffe in Zellen (Glykogen, Stärke).
    • Monomere: Glucose, Glucose-Derivate, Ribose, Desoxyribose

    Biosynthese der Pentosen

    • Aufbau von Pentosen aus Hexosen
    • Decarboxylierung (CO2-Abspaltung)

    Aminosäuresynthese

    • Aufbau von Aminosäuren aus Zwischenprodukten des Stoffwechsels

    Nukleotid Biosynthese

    • Schrittweises Aufbauen von Nukleotiden aus Kohlenstoff- und Stickstoffquellen

    Mikrobiologie - Biotechnologie

    • Geschichte: Unbewußte Herstellung vs. Bewusste Herstellung von Nahrungs/Getränken (Phase 1, Phase 2). - Fokus auf Antibiotika und DNA-Forschung - Methoden: Gentechnologie, Klonen.
    • Anwendung: Herstellung von Proteinen, Gentechnik in Pflanzen und Tieren, Gendiagnostik, Gentherapien
    • Vorteil von Mikroorganismen: Geringes Genom, Schnelles Wachstum, Einfache Selektion.

    Restriktionsenzyme

    • Erkennen und schneiden DNA-Sequenzen.
    • Typ I, II, III.
    • Isoschizomere: schneiden gleiche Sequenzen
    • Vorteil: genaue Bearbeitung von DNA-Sequenzen.

    PCR (Polymerase Kettenreaktion)

    • Vervielfältigung von DNA-Abschnitten
    • hohe Temperatur-toleranz der DNA-Polymerase
    • Primer: kurzen Stückchen DNA, die komplementäre Basen zu dem zu vervielfältigenden DNA-Abschnitt sind.
    • Benötigte Reagenzien: DNA-Vorlage, dNTPs (Nukleotide), Primer, Taq-Polymerase, Puffer.

    Klonierung:

    • DNA-Fragmente in ein Plasmid einfügen
    • Rekombinantes Plasmid in eine Wirtzelle einschleusen
    • Selektion der transformierten Zellen
    • Klonierung der Zellen

    Isolation und Identifizierung von Krankheitserregern

    • Probenentnahme von Patienten
    • Anreicherung, Selektion, und differentialmedien verwenden
    • Isolierung/Anreicherungskultur
    • Reinkultur von Mikroorganismen
    • Identifizierung durch Serologische Methoden/ELISA Test, Mikrobiologische Methoden

    Nosokomiale Infektionen

    • Krankenhausinfektionen
    • Faktoren: Verbreitung durch Patientenkontakt, Hygienemängel, Resistenzbildung

    Pathogenitätsstrategien

    • Adhärenz (Anhaftung an Wirtszellen)
    • Invasion (Eindringen in Wirtszellen oder Gewebe)
    • Spreading (Weiterverbreitung im Wirt)

    Koch'sche Postulate

    • Methode zur Bestimmung des Erregers einer Krankheit (Vorschrift für das Nachweisverfahren eines Krankheitserregers).
      1. Nachweis im Krankheittier; 2. Isolierung der krankheitsverursachenden Mikroorganismen; 3. Nachweis im Experimentalsubjekt; 4. Wiederholung des Nachweises im weiteren Untersuchungsgang

    Antibiotika

    • Inhibitoren des Bakteriellen Wachstums oder Abtötung von Bakterien
    • Behandlung von bakteriellen Infektionen
    • Resistenzentwicklung
    • Nebenwirkungen
    • Einsatzbereiche

    EIA (Enzyme Immunoassay)

    • Immunanalytik; Nachweis von Antikörper/Antigenen

    Serologische Diagnostik

    • Vorteile und Nachteile (schnelle Ergebnisse, komplexere Interpretationen)

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