Mikrobiologie & Hygiene (Subject) / MIBI (Lesson)

WS 2015/16

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• Psychrophil Kälteliebend, min -12° Spezielle Membranstruktur für Fluidität
• Psychrotroph = Psychrotolerant Vermehrung bei niedrigen Temp. möglich, Optimum aber im mesophilen Bereich
• Mesophil 20-45°C
• Thermophil Wärmeliebend, 45-70°C
• Halophil Umgebung hat hohen Salzgehalt max. 30% NaCl Haloarcula Japonica Beliebe Form, da kein osmotischer Druck besteht
• Saccharophil Hoher Zuckergehalt
• Osmophil Hoher Gehalt an osmotisch wirksamen Substanzen
• Acidophil Niedriger pH-Wert, Picrophilus Können ins konzentrierter Schwefelsäure wachsen
• Neutrophil Neutraler pH Wert
• Obligat aerob Benötigen Luftsauerstoff zur Energiegewinnung
• Mikroaerob/mikroaerophil benötigen Sauerstoff zum Wachstum, tolerieren aber nur reduzierten Sauerstoffpartialdruck
• Obligat anaerob Energiegewinnung ausschließlich aus Gärung Sauerstoff ist toxisch und bakteriostatisch
• Aerotolerant Können auch in Gegenwart von Luftsauerstoff wachsen
• Fakultativ anaerob Wachsen bevorzugt aerob, können aber in Abwesenheit von CO2 ihren Stoffwechsel auf Gärung umstellen
• Deinococcus Hält Strahlung von 60Gg/a aus
• Bedeutung von MOs Krankheitserreger Nahrungsmittelproduktion Abwasserreinigung Abluftreinigung Feinchemikalienherstellung
• Was ist Vorteilhaft für Stoffwechselaktivitäten (Aufbau)? Je kleiner ein Organismus desto mehr großes Oberflächen/Volumen Verhältnis; bringt hohe Stoffwechselaktivität an Oberfläche( Viele Stoffwechselvorgänge sind Membrangebunden) => hohe Rate beim Stoffaustausch und Stoffumsatz, schnelle Vermehrung
• Prokaryoten im Unterschied zu Eukaryoten Kein Kern Keine Membranumschlossenen Organellen Einfache Genome (kleiner) Zellhülle mit Strukturen
• Kokken Kugeln bestes Oberflächen/Volumen Verhältnis Staphylococcus (Trauben) oder Streptococcus (Ketten)
• Stäbchen Typisch für Enterobakteriaceae, Pseudomonas und Bacillus
• Endosporen Reaktion von gram positiven Bakterien auf Hungerzustand Bilden sich innerhalb einer Sporenmutterzelle und überleben als Dauerform Endosporen sind thermostabil, resistent gegen chemische Behandlung (Säuren) und Desinfektionsmittel
• Magnetospirillen Bilden Magnetit, können sich so am Magnetfeld der Erde ausrichten
• Cytoplasmamembran (Bilayer) Aus Diacylphosphatidyl Je mehr Doppelbindungen, desto fluider
• Zellwand Aus Peptidoglycan Besteht aus den Zuckerderivaten N-Acetylmuraminsäure und N-Acetylglucosamin (stabilitäts und formgebend) ß 1,4 glykosidisch verknüpft Nicht proteinogene AS D-AS ungewöhnliche Bindungsform
• Murein =Peptidoglycan Nur in Bakterien, deswegen Angriffspunkt zur Bekämpfung, Lysozyme spalten die Polysaccharidkette des Mureins und lösen es durch Hydrolyse auf Gram Färbung beruht auf Färbung des Mureins
• Wie wirkt Penicillin? Verhindert den lezten Schrtt der Zellwandbildung bei wachsenden (meist gram positiven) Bakterien Betrifft also nur vermehrende Bakterien und nicht teilende Kompetetive Hemmung der Transpeptidasen
• Gram Positiv Meist Milchsäurebakterien oder Sporenbildner dicke, stark quervernetzte Peptidoglycanschicht Blau
• Gram negativ Murein Sacculus nur ein bis zwei Schichten zweite äußere Membran keine osmotische Barriere wegen Porinen Lipidpolysacchariden Unsymmetrisch Rot
• LPS Schicht Äußere Schicht bei gram negativen Bakterien asymmetrisch Bestehen aus O-Antigen, Core Polysaccharid und Lipid A (FS, wirkt als Endotoxin)
• Kapseln und Schleime Polysaccharide, die nach außen abgegeben werden zum Schutz
• Fimbrien/Pili, Flagellen Proteinröhren Pili-Anheftung, Flagellen: Fortbewegung (Taxis) Vermehrung auch über Austausch von Genmaterial
• Flagellen Einzeln dann monotrich Mehrere dann peritrich Laufverhalten durch synchrones Schlagen mit Richtungsänderungen (Taumelverhalten)
• Chemotaxis Lockstoffe: Zucker, AS bringt positive Chemotaxis, also Bewegung darauf zu,Konzentration reguliert das Taumelverhalten Schreckstoffe: Ethanol, Schwermetalle bringt negative Chemotaxis, also Bewegung weg
• Wachstum und Vermehrung Wichtig für Kontrolle von Infektionen, Biotechnologie und Halbarmachung von LM
• Was ist benötigt für Wachstum? Wasser Kohlenstoff Stickstoff Phosphat Schwefel Kalium Spurenelemente
• ATP Synthese Energie chemisch speichern! Sie wird gesenkt durch energiezehrende Prozesse wie Biosynthese, Bewegung, Membrantransport und Regulation
• Phototroph Lichtenergie
• Chemotroph Redoxreaktion aus organ. Verbind.
• Chemolitotroph Oxidation von anorganischen Molekülen
• Chemoorganotroph Oxidation von organischen Molekülen
• Mixotroph Chemolitoautotroph
• Kostenfunktion ATP ADP+ Pi => ATP+ H2O
• Was passiert, wenn eine Hefe anaerob in Glucose wachsen muss, und die Glucose durch Pyruvat getauscht wird? Glykolyse läuft nicht ab, da Pyruvat anaerob nur zu Lactat dehydriert wird. Es wird NAD aus NADH regeneriert. Dies bedeutet keine Energiegewinn und die Hefe stirbt ab.
• Energiegewinnung Anaerob = Gärung kein O2, d.h. keine Atmungskette kein Citratzyklus, da dieser NAD verbrauchen würde Notfallmechanismus ist die Milchsäuregärungm, regeneriert NAD aus NADH homofermentativ = nur ein Produkt
• Stickstoffkreislauf Nutzen Aerober Teil Oxidationen sind aerob Nitrifizierer sind alle auf Sauerstoff angewiesen und Oxidieren einmal NH4+ zu Nitrtit weitergehend dann Nitrtit zu Nitrat. Einmal macht das Nitrosomonas/Nitrosospria und dann Nitrobacter/Nitrospira
• Stickstoffkreislauf Nutzen Anaerobe Teil E-Coli in der Nitrat-Atmung: hier wird Nitrat zu Nitrit umgewandelt (Reduziert) Folgend kommt Paracoccus ins Spiel als Denitrifikant und reduziert Nitrit zu N2. Der letzte Schritt, die Stickstofffixierung durch Cyanobakterien ist keine Energiegewinnung, sonderen eine Umwandlung in eine pflanzenverfügbare Form
• Zellteilung Verdopplung der Zelle Längewachstum der Zelle Chromosomen an Zellmemran gebunden Teilung durch Bildung von Membran Neusynthese von Flagellen Wachstum = Zellvermehrung
• Differenzierung Nur in stationärer Phase Heterocysten: Fixierung von N und C (Zellen fädiger Cyanobakterien, Fixierung des Molekulären Stickstoffs durch das Nitrogenasesystem, resistent gegen Desinfektionsmittel und Hitze Streptomycetensporen
• Endosporenbildung Heubazillus, gram positiv, stäbchenförmig und begeißelt 1. normale Replikation; in beiden Kompartimenten liegt der gleiche DNA Satz vor, unsymmetrische Zelle heißt inäquale Teilung 2. keine Zellwandbildung; kleines Kompartiment wird von Cytoplasmamembran der Mutterzelle umwachsen (Vorspore) 3. Sporenrinde= Cortex wird von Membran der Mutterzelle nach innen synthetisiert, Dehydrierung der Vorspore 4 Sporenmantel wird von Mutterzelle gebildet 5. Lyse der Sporenmutterzelle
• Pathogenität Bakterien Vibrio Cholerea (Cholera) Bacillus anthracis (Milzbrand) Clostridium botulinum (Botulismus)

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