Einführung in die Mikrobielle Genomik
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Questions and Answers

Was beschreibt die positive Regulation in der Genexpression?

  • Die Hemmung der Genexpression über Repressoren.
  • Die Überexpression von Genen ohne äußere Einflüsse.
  • Die Aktivierung von Genen durch Induktoren. (correct)
  • Die gleichbleibende Expression aller Gene zu jedem Zeitpunkt.

    • Wie erfolgt die Regulation der Genexpression während der Translation?

  • Durch die Bindung von Transkriptionsfaktoren.
  • Durch Modifikation der DNA-Struktur.
  • Durch Veränderung der mRNA-Sequenz.
  • Durch Regulation der Ribosomenaktivität. (correct)

    • Was ist ein zentrales Merkmal der Oxford Nanopore Minion Technologie?

  • Sie erfordert keine isolierte DNA als Ausgangsmaterial.
  • Sie ermöglicht die Sequenzierung ultralanger Reads. (correct)
  • Sie erzeugt nur kurze DNA-Sequenzen.
  • Sie ist groß und schwer zu transportieren.

    • Was sind Contigs im Kontext der DNA-Sequenzierung?

    <p>Kontinuierliche Sequenzen, die aus überlappenden Reads bestehen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Ziel verfolgt das Assembly von Reads?

    <p>Die Erzeugung einer vollständigen Genomsequenz.</p> Signup and view all the answers

    Was studiert die Genomik?

    <p>Die DNA und deren Funktionsweise</p> Signup and view all the answers

    Welches Element spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Zellphysiologie?

    <p>Die Genexpression</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Konzept der mikroheterogenität?

    <p>Unterschiede in der DNA-Sequenz zwischen Zellen</p> Signup and view all the answers

    Was tun Bioinformatiker in der Genomik?

    <p>Sie suchen nach Mustern in biologischen Daten.</p> Signup and view all the answers

    Welches Signaltransduktionssystem wird in der Abbildung erwähnt?

    <p>PhoP/PmrAB</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert Salmonella seine Genregulationsnetzwerke?

    <p>Nach dem Kontakt mit einem Makrophagen</p> Signup and view all the answers

    Was wird in einem Genomikexperiment typischerweise entworfen?

    <p>Ein Experiment zur Lösung einer biologischen Frage</p> Signup and view all the answers

    Worin besteht die Herausforderung bei der Frage, wie ein Gen „weiß“, wann es ein- oder auszuschalten ist?

    <p>Es ist nicht klar, wie externe Signale verarbeitet werden.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt hauptsächlich ein Genom?

    <p>Es ist der gesamte genetische Code eines Organismus.</p> Signup and view all the answers

    In welchem Teil des Genoms finden sich die Anweisungen für lebenswichtige Prozesse?

    <p>In den Genen, die für Proteine kodieren.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion eines Genoms in einem Organismus?

    <p>Es speichert die genetische Identität und Anweisungen zur Entwicklung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Genome ist korrekt?

    <p>Genome können Variationen aufweisen, die zu unterschiedlichen Merkmalen führen.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Moleküle spielt eine zentrale Rolle in der Genexpression?

    <p>DNA</p> Signup and view all the answers

    Warum sind Genome wichtig für die Identifizierung von Individuen?

    <p>Sie sind einzigartig für jeden Organismus und enthalten spezifische genetische Informationen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben nicht-kodierende DNA-Bereiche im Genom?

    <p>Sie beeinflussen die Genregulation und haben strukturelle Funktionen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Beziehung zwischen Genom und Lebensbedingungen?

    <p>Das Genom kann sich anpassen und Veränderungen in den Lebensbedingungen reflektieren.</p> Signup and view all the answers

    Wie groß ist das Genom von E.coli?

    <p>4.5 Mbp</p> Signup and view all the answers

    Welcher Satz beschreibt am besten obligate Anaerobier?

    <p>Sie werden durch O2 vergiftet und benutzen Fermentation.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Eigenschaft von fakultativen Anaerobiern?

    <p>Sie können mit oder ohne O2 leben.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Kategorien beschreibt Phototrophen?

    <p>Sie beziehen ihre Energie aus Licht.</p> Signup and view all the answers

    Wie nennt man den Prozess, bei dem atmosphärischer Stickstoff in Ammoniak umgewandelt wird?

    <p>Stickstofffixierung</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Organismen ist ein Beispiel für Alphaproteobakterien?

    <p>Rhizobium spp.</p> Signup and view all the answers

    Was charakterisiert Gamma-Proteobacteria?

    <p>Sie sind die größte Untergruppe der Proteobacteria.</p> Signup and view all the answers

    Wie funktioniert die metabolische Kooperation zwischen Prokaryoten?

    <p>Prokaryoten nutzen die Abfallprodukte anderer zur Ressourcenoptimierung.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele verschiedene Genotypen können in einer E.coli Kultur bei einer Inokulation von einem einzigen Zell entstehen?

    <p>Es können Milliarden von Genotypen entstehen.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Art und Weise, wie Prokaryoten ihre Energie und Kohlenstoff beschaffen können?

    <p>Sie können als Phototrophen, Chemotrophen, Autotrophen und Heterotrophen eingestuft werden.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt den Prozess der Erkennung offener Leserahmen (ORF) am besten?

    <p>Außer ATG können auch GTG und andere Codons als Start verwendet werden.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Anwendung der Genomik im Bereich der menschlichen Gesundheit?

    <p>Entwicklung von Antibiotika-Resistenztests</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion erfüllt das Peptidoglycan in Bakterienzellen?

    <p>Es sorgt für die Form und schützt die Zelle vor einem Platzen.</p> Signup and view all the answers

    Was spielt eine wichtige Rolle bei der Bewegung von Prokaryoten?

    <p>Das Vorhandensein von Flagellen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Gruppen zeichnet sich durch extremophile Eigenschaften aus?

    <p>Halophile</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Antibiotika und bakterielle Zellwände ist richtig?

    <p>Gram-positive Bakterien haben dickere Zellwände aus Peptidoglycan.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Taxis bei Bakterien?

    <p>Die Bewegung in Richtung oder von einem Reiz weg.</p> Signup and view all the answers

    Welche Struktur ermöglichen den Austausch von DNA zwischen Prokaryoten?

    <p>Pili</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Rolle von Kapseln bei Prokaryoten?

    <p>Sie schützen die Zellen vor dem Immunsystem des Wirts.</p> Signup and view all the answers

    Wie unterscheiden sich gramnegative von grampositiven Bakterien?

    <p>Gramnegative Bakterien haben weniger Peptidoglycan und eine äußere Membran.</p> Signup and view all the answers

    Wie erfolgt die Fortpflanzung bei Prokaryoten?

    <p>Durch binäre Spaltung.</p> Signup and view all the answers

    Was misst die Fluxbilanzanalyse (FBA)?

    <p>Die Wachstumsgeschwindigkeit basierend auf Reaktionsfluxen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften ist typisch für Archaea?

    <p>Sie weisen polysaccharidische Zellwände auf.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Rolle von Methanogenen?

    <p>Sie erzeugen Methan als Stoffwechselprodukt.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Einführung in die Mikrobielle Genomik

    • Genom: Der gesamte genetische Inhalt eines Organismus, entscheidend für die Identität und Funktion.
    • Genomik kombiniert Molekular- und Zellbiologie mit klassischer Genetik und Informatik.
    • Genotyp bezieht sich auf die genetische Ausstattung, während der Phänotyp die äußeren Merkmale darstellt.
    • Mikrobielle Genomik untersucht, wie DNA funktioniert und sich in verschiedenen Umgebungen anpasst.

    Genomics-Experiment

    • Forscher entwerfen, führen Experimente durch und publikationen sind wichtig für die Forschung.
    • Bioinformatiker analysieren biologische Daten und identifizieren Muster.
    • Gene werden reguliert, können ständig exprimiert oder kontrollierbar sein (positive/negative Regulation).

    DNA-Sequenzierung

    • Sequenzierung erfolgt durch Isolierung von DNA, Erstellung einer Bibliothek und Zusammenstellung von „Contigs“.
    • Langzeittechnologien wie Oxford Nanopore bieten ultralange Leseabschnitte (>200 kbp).

    Funktionelle Vorhersage/Annotation

    • Tools wie Glimmer, Prokka und AntiSmash zur Vorhersage der Gene mit potenziellen Funktionen.
    • Analyse von wertvollen biologischen Daten für Metabolismusmodelle und Antibiotikaresistenz.

    Anwendungen der Genomik

    • Genomik ist wichtig für menschliche Gesundheit, Landwirtschaft, Biotechnologie und Ökologie.
    • Schaffung nachhaltiger Lösungen wie Bioenergie und natürliche Produktgestaltung.

    Prokaryotische Vielfalt

    • Prokaryoten sind überall verbreitet und gedeihen auch in extremen Umgebungen (z.B. Säure-, Salzwasser).
    • Ein typisches Prokaryot ist unicellulär (0,5 – 5 µm), die Formen variieren (Kokken, Stäbchen, Spiralen).
    • Zellwand bei Bakterien enthält Peptidoglycan, während Archaeen andere Strukturen besitzen.

    Gram-Färbung

    • Klassifizierung von Bakterien: Gram-positive haben dickere Peptidoglykanschichten, während Gram-negative dünnere Wände und äußere Membranen besitzen.
    • Antibiotika zielen auf peptidoglycanhaltige Zellwände ab, was Gram-negative Bakterien resistenter macht.

    Bewegung und Fortpflanzung

    • Prokaryoten zeigen Taxis (Bewegung in Reaktion auf Reize), z.B. Chemotaxis.
    • Fortpflanzung erfolgt durch binäre Spaltung; Mutationen können sich schnell anhäufen und evolutionäre Anpassungen ermöglichen.

    Ernährungs- und Stoffwechselanpassungen

    • Prokaryoten können als Phototrophen, Chemotrophen, Autotrophen oder Heterotrophen klassifiziert werden.
    • Metabolismus abhängig von Sauerstoffverfügbarkeit: obligate Aerobier, obligate Anaerobier und fakultative Anaerobier.

    Metabolische Kooperation

    • Zusammenarbeiten von Prokaryoten nutzt Umweltressourcen effizienter (z.B. Biogasanlagen).
    • Biofilme: Gemeinschaften von Prokaryoten, die sich auf Oberflächen ansiedeln und voneinander profitieren.

    Proteobakterien

    • Gram-negative Bakterien umfassen fototrophe, chemoautotrophe und heterotrophe Typen.
    • Alpha-Proteobakterien: Rhizobium spp. fixieren Stickstoff in Wurzelknöllchen.
    • Gamma-Proteobakterien: Umfasst Escherichia coli, wichtig für das intestinale Mikrobenmilieu.

    Wichtige bemerkenswerte Punkte

    • Prokaryoten sind evolutionär hochentwickelt und leisten bedeutende Beiträge zu Ökosystemen.
    • Mutationsraten sind gering, aber zeitliche Bedeutung durch schnelle Fortpflanzung.
    • Mikrobielle Gemeinschaften über den menschlichen Körper sind kritisch für Gesundheit und Wohlbefinden.

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    Description

    Dieses Quiz behandelt grundlegende Konzepte der mikrobiellen Genomik, einschließlich der Definition eines Genoms und seiner Bedeutung. Teilnehmer werden ihr Wissen über die Struktur und Funktion von Genomen in Mikroben testen. Idealerweise eignet sich dieser Quiz für Studierende, die sich mit Genetik und Mikrobiologie beschäftigen.

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