Immunologie und Mikroorganismen
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Questions and Answers

Was sind die Hauptaufgaben der B-Zellen im adaptiven Immunsystem?

  • Regulation von Immunreaktionen und Absterben von Infektionen
  • Produktion von Antikörpern und Bildung von Gedächtniszellen (correct)
  • Erkennung von Antigenen und Aktivierung von T-Zellen
  • Phagozytose von Erregern und Zytokinproduktion

    • Welche Funktion hat der MH-Komplex in der Immunantwort?

  • Er präsentiert Antigene auf der Oberfläche von Zellen (correct)
  • Er führt zur direkten Zerstörung von Bakterien
  • Er ermöglicht die Bindung von Antikörpern an Erreger
  • Er aktiviert Phagozyten durch Zytokinfreisetzung

    • Welche Nährstoffquelle ist nicht für heterotrophe Mikroorganismen geeignet?

  • Fettsäuren
  • Zucker
  • Alkohole
  • Kohlendioxid (correct)

    • Wie gelangen Fresszellen in die Lymphknoten?

    <p>Durch die Ausschüttung von Zytokinen und Anlockung weiterer Immunzellen</p> Signup and view all the answers

    Welcher Typ von Mikroorganismen benötigt unbedingt Sauerstoff?

    <p>Obligat aerob</p> Signup and view all the answers

    Welche Kombination beschreibt eine chemotrophe und organotrophe Lebensweise?

    <p>Energie aus chemischen Reaktionen mit organischen Verbindungen</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Symptome könnte auf eine Campylobacter-Infektion hinweisen?

    <p>Entzündliche Durchfallerkrankung</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle von Makrophagen in der Immunabwehr?

    <p>Präsentation von Antigenen und Phagozytose von Pathogenen</p> Signup and view all the answers

    Welcher Temperaturbereich wird nicht als psychrophil angesehen?

    <p>20-45 °C</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Antibiotika kann bei der Behandlung von Campylobacter-Infektionen eingesetzt werden?

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

    Welches Medium fördert eine hohe Populationsdichte von Mikroorganismen?

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

    Welches Merkmal ist kennzeichnend für die adaptive Immunantwort?

    <p>Schnelle Reaktion auf bereits bekannte Erreger</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft ist typisch für ein fakultativ anaerobes Mikroorganismus?

    <p>Kann auch in Abwesenheit von Sauerstoff überleben</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Verbindungen ist ein Spurenelement für Mikroorganismen?

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

    Was ist kein Merkmal von sauren pH-Bedingungen in Bezug auf Mikroorganismen?

    <p>Bevorzugen alkoholische Umgebungen</p> Signup and view all the answers

    Wie groß ist der Umfang von E.coli in mm?

    <p>1,6 mm</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft unterscheidet prokaryotische Ribosomen von eukaryotischen Ribosomen?

    <p>Größe der Untereinheiten</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptbestandteil der Schleimhülle von Bakterien?

    <p>Wasser und Polysaccharide</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül ist der Träger des genetischen Materials in Prokaryoten?

    <p>Doppelsträngiges, ringförmiges DNA-Molekül</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Funktion der Pili bei Bakterien?

    <p>DNA-Austausch und Anheftung</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften sind für Mikroorganismen, die in der Biotechnologie eingesetzt werden, typisch?

    <p>Sie zeigen hohe Mutationsmöglichkeiten.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit Endosporen in Reaktion auf Nährstoffmangel?

    <p>Sie bilden hitzeresistente Dauerformen</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist in Gram-positiven Bakterien für die lila Färbung verantwortlich?

    <p>Das Mureinnetz</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptanwendung der weißen Biotechnologie?

    <p>Verwendung von Mikroorganismen in industriellen Prozessen.</p> Signup and view all the answers

    Was unterscheidet gentechnisch veränderte Organismen von natürlichen Organismen?

    <p>Ihr Erbmaterial wurde auf nicht-natürliche Weise verändert.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Argumente beschreibt am besten den Zweck der Chemotaxis bei Bakterien?

    <p>Orientierung in chemischen Gradienten</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat das Enzym Chymosin in der Käseherstellung?

    <p>Es fungiert als Säuerungsmittel.</p> Signup and view all the answers

    Wie lange ist die Generationszeit von E.coli?

    <p>20 Minuten</p> Signup and view all the answers

    Welches Ziel beschreibt die biotechnologische Definition am besten?

    <p>Die technische Nutzung des Potentials von Mikroorganismen und Zellkulturen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das wichtigste Element der Geißeln bei Bakterien?

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

    Welche der folgenden Anwendungen gehört nicht zur weißen Biotechnologie?

    <p>Erzeugung gentechnisch veränderter Pflanzen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle von Protease-Mischungen aus Schimmelpilzen in der Lebensmitteltechnologie?

    <p>Als Lab-Ersatzstoffe in der Käseherstellung.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt eine typische Vorgehensweise in der weißen Biotechnologie?

    <p>Die Verwendung von Mikroorganismen zur Prozessentwicklung.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird das Chymosin-Gen für die Herstellung in der Industrie genutzt?

    <p>Es wird in Mikroorganismen transferiert und überexprimiert.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Pathogenität eines Keims?

    <p>Die Fähigkeit eines Keims, Krankheiten hervorzurufen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Übertragungswege ist nicht direkt?

    <p>Übertragung durch Wasser.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Inkubationszeit definiert?

    <p>Der Zeitraum zwischen Infektion und Auftreten von Krankheitssymptomen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein exogener Erreger?

    <p>Ein Mikroorganismus, der von außen in den Körper eindringt.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Beispiele ist ein Virulenzfaktor?

    <p>Die Fähigkeit, sich im hosten Gewebe zu vermehren.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Bedingungen beschreibt eine stille Infektion?

    <p>Eine Infektion ohne klinische Symptome.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die inkubationszeit charakteristisch für?

    <p>Die Zeit zwischen der Exposition und dem Auftreten von Symptomen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Übertragungsart wird häufig von Insekten wie Mücken oder Zecken vermittelt?

    <p>Horizontale indirekte Übertragung.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Beispiele beschreibt eine Eintrittspforte?

    <p>Ein Schnitt an der Haut.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Mikrobiologie VO1 – Einführung

    • Mikroorganismen existierten vor ca. 3,8 Milliarden Jahren, Vielzeller erst vor ca. 600 Millionen Jahren, Homo sapiens vor ca. 130.000 Jahren.
    • Progenot = Urvorstufe → 3 Domänen: Bakterien, Archaea, Eucaryoten (Einteilung aufgrund RNA-Sequenzvergleich). Mikroorganismen: Bakterien, Archaea, Pilze, Mikroalgen, Protozoen, Viren.
    • 1837 Darwin Stammbaum des Lebens. Phylogenese = Stammesgeschichte. Phylogenetischer Stammbaum: Knoten = gemeinsamer Vorfahre; Kantenlänge gibt Zeitverhältnis an.
    • Systematik in Bakteriologie: Domäne (Bacteria), Abteilung/Stamm, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung, Art.
    • Viele Mikroorganismen stellen 70% der Biomasse dar und sind wichtig für Ökologie, Medizin, Biotechnologie, etc.

    Unterschiede Bakterien & Archaea

    • Unterschiede in Zellwand, Membran, Lipide, Stoffwechsel, DNA/RNA- Sequenzen.
    • Archaea sind unempfindlich gegenüber Antibiotika.
    • Archaea sind eukaryotischen Organismen ähnlicher als Bakterien.
    • Typische Bakterien: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis.
    • Typische Archaea: extrem thermophile & methanproduzierende Organismen.

    Bakterium, Hefe, Humane Zelle

    • Durchmesser/Volumen/Oberflächen-Volumen-Verhältnis, Generationszeit (in Stunden): Daten für Bakterien, Hefe, humane Zelle.

    Entwicklung der Mikrobiologie

    • 1676: Anthony van Leeuwenhoek baute erstes Mikroskop.
    • 1828: Otto Friedrich Müller Begriff Bakterium (gr. Bazille/ Stäbchen).
    • 1847: Ignaz Semmelweis, Hygiene in Krankenhäusern.
    • 1822-1895: Louis Pasteur, Impfstoffe, Pasteurisierung.
    • 1843-1910: Robert Koch, Milzbrand, Mycobacterium tuberculosis.

    Koch'sche Postulate

    • Krankheitserreger muss im kranken Tier nachgewiesen werden.
    • Erreger muss in Reinkultur gebracht werden.
    • „Reiner“ Erreger muss in gesundem Tier gleiche Krankheit auslösen.
    • Erreger muss wieder isolierbar sein.

    Bedeutung von Mikroorganismen

    • Hohe Anzahl, 70% der Biomasse.
    • Wichtig für Geochemische Stoffkreisläufe, globales Klima, Nahrungsketten (Cyanobakterien, Photosynthese), Verdauung, Immunsystem, Hygiene.

    Biotechnologische Bedeutung

    • Produktion wichtiger Stoffe (Antibiotika, Enzyme, Gentherapien).
    • Nutzung in der Lebensmittelproduktion.
    • Abwasserreinigung.
    • Industrie, Enzymzubereitung.

    Gentechnologische Bedeutung

    • Veränderung der genetischen Eigenschaften von Organismen (Herstellung rekomb. Stoffe, Forschung, Bio-Tech).
    • Isolierung & Neukombination von genetischem Material.

    Molekularbiologische Methoden

    • Sequenzierung von DNA und RNA.
    • Analyse der Genexpression.

    Makroskopische Unterscheidung von Bakterienkolonien

    • Farbe, abhängig von Temperatur, Sauerstoff, Licht, Nährmedium.
    • Größe,
    • Geruch (z.B. erdig, muffig).
    • Oberfläche (z.B. glatt).
    • Konsistenz (z.B. schmierig).
    • Kolonierand (z.B. glatt, gewellt, gekerbt).
    • Profil (z.B. flach, konvex).

    Bakterienformen

    • Kokken (Streptokokken, Diplokokken, Sarcinen, Staphylokokken).
    • Stäbchen (Kokkobazillus, Bazillus, Diplobazillus, Palisaden, Streptobazillus).
    • Andere Formen (Vibrio, Helikale Form, Korkenzieherform, Filamentös, Spirochäte).

    Biofilm

    • Schicht von lebenden und abgestorbenen Mikroorganismen an Grenzschichten
    • Wichtig für den Schutz vor Umwelteinflüssen.

    Quorum Sensing

    • Signalübertragung zwischen Bakterienzellen innerhalb eines Biofilms.
    • Genexpression in Abhängigkeit von der Bakterienzahl gesteuert.
    • Kommunikation auch über Artgrenzen hinweg.

    Wachstum von Bakterien

    • Bakterien teilen sich exponentiell 2^n (n = Generation).
    • Lag-Phase, Log-Phase, Stationäre Phase, Zelltod-Phase.
    • Nährstoffverbrauch bestimmt das Wachstum.

    Ernährungsgewohnheiten von Bakterien

    • Heterotroph: Benötigen organisches Material.
    • Autotroph: Erzeugen Nahrung aus CO2.
    • Auxotrophie: Fähigkeit manche Substanzen herzustellen verloren, Prototrophie: benötigt nur C-Quelle & Salze.

    Stoffwechsel

    • Energiequelle: Chemotroph (chemische Reaktionen), Phototroph (Lichtreaktionen).
    • Reduktionsäquivalent: Lithotroph (anorganische Verbindungen), Organotroph (organische Verbindungen).
    • C-Quelle: Heterotroph (organische Verbindungen), Autotroph (CO2).
    • Temperaturbereich: Psychrophile (0-20 °C), Mesophile (20-45 °C), Thermophile (45-70°C), Hyperthermophile (70-110 °C).
    • pH-Bereich: Acidophile (niedriger pH), Mesophile (neutraler pH), Alkalophile (höherer pH).

    Anlegen von Bakterienkulturen

    • Abstrich.
    • Abstrich an Impföse.
    • Ausdünnen.
    • Aufrollen auf Nährmedium.
    • Drei-Ösenausstrich.
    • Gußplattenverfahren.

    Medien für Mikroorganismen

    • Vollmedium (mehr Nährstoffe).
    • Minimalmedium (minimale Nährstoffe).
    • Selektivmedium (bestimmte Eigenschaften).
    • Differentialmedium (Unterscheidung Eigenschaften).

    Drei Ösenausstrich

    • Vorgehensweise zum Isolieren einer Reinkultur.
    • Pro Stück 2 Ösen.

    Gußplattenverfahren

    • Methoden zur Keimzahlbestimmung. Vorgehensweise zum Verdünnen von Bakteriensuspension mit flüssigem Nährmedium.

    Aufbau einer Bakterienzelle

    • Zellwand, Zellmembran, Cytoplasma, Chromosom, Plasmid, Pili, Geißeln, Ribosomen, Kapsel etc.

    Transport über die Membran

    • Spontaner Prozess, erleichterte Diffusion.
    • Carrier-vermittelte Transportmechanismen (Uniport, Symport, Antiport).

    Positive und negative Gram-Bakterien

    • Aufbau der Zellhülle.
    • Murein (Aufbau von Peptidoglycan)
    • Beispiele für Gram-positive & gram negative Bakterien.

    Gram Färbung

    • Vorgehensweise zur Unterscheidung gram-positiver und gram-negativer Bakterien.

    Kapseln und Schleime

    • Schutz vor Umwelteinflüssen (Austrocknung, UV-Licht).

    DNA in Prokaryoten

    • Doppelsträngiges, ringförmiges Molekül (Nukleoid).

    Prokaryotische Ribosomen

    • Ort der Proteinbiosynthese (70S).

    Sporen von Bakterien

    • in Reaktion auf Nährstoffmangel
    • hitzeresistente Dauerformen
    • Enthalten eine Kopie des Genoms.

    Endosymbiontentheorie

    • Plastide und Mitochondrien entstanden aus prok. Zellen (Cyanobakterien und atmenden Purpurbakterien).

    Gemeinsamkeiten von Chloroplasten, Mitochondrien und Bakterien

    • Zirkuläre DNA, Replikation unabhängig vom Wirtszellzyklus, rRNA, Polymerase, Ribosomen (70S).

    Eukaryot vs. Prokaryot

    • Unterschiede in Nukleoid, Organellen, Ribosomen (70S/80S), DNA-Form.

    DNA-Polymerasen

    • verschiedene Enzymfunktionen (Reparatur, Replikation, RNA-Entfernung).

    DNA Replikation

    • semikonservative Replikation (Verdoppelung der DNA).
    • Richtung 5‘ -> 3‘.

    RNA-Synthese

    • Initiation, Elongation, Termination
    • RNA-Polymerase, RNA-Bausteine (ATP, GTP, UTP, CTP)

    Genetische Informationen

    • Definition von Gen, Chromosom, Genom.
    • Baustein der DNA.

    DNA und RNA

    • Nukleotide (Desoxyribonukleotide, Ribonukleotide), Strukturunterschiede
    • verschiedene Basen
    • Desoxyribose vs. Ribose Basis

    Polymerasen

    • Enzymaktivität.

    Replikation ringförmiger DNA

    • Replikationsursprung, Replikationsgabel, Richtung.

    Bidirektionale Replikation

    • Replikationsrichtung, Theta-Struktur.

    Mutationen

    • Fehler in der DNA-Replikation.
    • Korrekturlesen durch DNA-Polymerasen.

    Transkription

    • Entstehung von RNA
    • RNA-Polymerase, Nukleotide
    • Richtung 5`->3'

    Schritte der RNA-Synthese

    • Initiation, Elongation und Termination

    Mikrobiologie – Gentechnik

    • Herstellung von Proteinen, Pflanzen und Tieren.
    • Gendiagnostik, Somatische Gentherapie, CRISPR/Cas9
    • Werkzeug: Spender DNA, Vektor, Restriktionsenzyme, DNA-Transfermethoden, Ligase und Wirtsorganismen.

    Klonierung

    • Verwendung von Plasmiden, Selektionsmarker
    • Vermehrung von Wirtszellen.

    Klonierungswirte (E.coli & Bacillus subtilis)

    Genetischer Austausch

    • Transformation, Konjugation, Transduktion, Griffith

    Bioenergetik, Gibbs-Helmholtz-Gleichung, Exergonen/Endergonen Reaktionen

    • Befasst sich mit Energieumwandlungen von Organismen.
    • Definitionen von freien Energie, Enthalpie, Entropie
    • exergon/enderg

    Enzyme

    • Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren
    • Prinzip der Energieerhaltung.

    Oxidoreduktase

    • Katalysieren Redoxreaktionen

    Proteasen

    • Hydrolyse von Proteinen
    • Beispiele: Amylase, Katalase, Lipase, Laktase etc.

    Redoxreaktionen

    • gekoppelt; A (reduziert) -> B (oxidiert).
    • Beispiele: Elektronenüberträger

    NAD (Nikotinamidadenindinukleotid)

    • Co-Enzym, Redoxreaktion

    Biochemischer Energiespeicher, Coenzym A

    • Aufbau, Energiehalter ATP

    ATP Synthetase

    • Protonenfluss über Membran -> ATP-Synthese.

    Aerobe Atmung (Oxidative Phosphorylierung)

    • Elektronentransportkette, Entstehung von ATP

    Gärung

    • Anaerobe Stoffwechselwege zur Energiegewinnung (Sauerstoff fehlt als e-Akzeptor)
    • Beispiel: Milchsäuregärung, alkoholische Gärung

    Stoffwechsel

    • Katabolismus (Stoffabbau, Energiegewinnung): Glykolyse, Citratzyklus, Atmungskette, Gärung.
    • Anabolismus (Stoffaufbau, Energieverbrauch): Biosynthese von Proteinen, Nukleinsäuren, Polysacchariden etc.

    Kohlenstoffquelle

    • Heterotrophe Mikroorganismen verwenden organische Verbindungen, Autotrophe Mikroorganismen verwenden CO2.

    Stickstoffquelle

    • Mikroorganismen nutzen verschiedene Stickstoffquellen (organische Verbindungen, Anorganische Verbindungen).

    Polysaccharide

    • Speicherung von Energie und Kohlenstoff
    • Beispiel: Stärke, Glykogen

    Gluconeogenese

    • Biosynthese von Glukose

    Biosynthese der Pentosen

    • Aufbau von Pentosen, Vorläuferprodukt für Nukleotide
    • Beispiel: Ribose, Desoxyribose

    Biosynthese von Aminosäuren

    • Aufbau von Aminosäuren aus Vorläufermolekülen.

    Nukleotid-Biosynthese

    • Aufbau von Nukleotiden (Bausteine für DNA und RNA).

    Keimreduktion und Antibiotika

    • Methoden zur Reduzierung von Mikroorganismen
    • Desinfektion, Sterilisation, Antibiotika
    • Antibiotikaklassen, Wirkungsweise, Resistenzmechanismen

    Isolierung und Identifizierung von Pathogenen

    • Methoden zur Isolierung und Identifizierung von Krankheitserregern (z.B. kulturelle Methoden, serologische Methoden)

    Immunabwehr

    • Angeborene (z.B. Fresszellen, Zytokine) und adaptive (B- und T-Zellen, Antikörper) Immunantwort gegen Pathogene
    • Pathogenität, Virulenz: Faktoren, die die Infektiosität eines Pathogens bestimmen

    Krankheitserreger

    • Beispiel: Bakterien, Viren und Pilze
    • Übertragungswege, Symptome

    Nosokomiale Infektion

    • Krankenhaus erworbene Infektionen (Beispiele)

    Pathogenitätsstrategien

    • Adhärenz, Invasion, Spreading und Transcytose
    • Koch'sche Postulate (Identifizierung von Pathogenen)

    Antibiotika

    • Wirkungsweise, Resistenzmechanismen, Beispiele (z.B. Penicilline, Cephalosporine)

    B-Lactam-Antikörper

    • Wirkungsweise von Beta-Lactam-Antibiotika.
    • Beispiel: Ndm1 (Carbapenemase)

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