Mibi Vorlesung

1) Anfärbung mit Kristallviolet = Genitanviolet 2) Zugabe von Lugolscher Lösung -> Bildung von Farbkomplexen 3) Entfärbung mit Ethanol (Farbe wird nur bei Gram-neg. ausgewschen) 4) Gegenfärbung mit Safranin oder Fuchsin => Gram-pos. -> lila, Gram-neg. -> rot/ orange

äußere Membran durchläsiges/ dünnes Peptidoglycan keine Färbung Ausnahme: Thermomierobium

viele Peptidoglycan Schichten keine äußere Membran Färbung Außnahmen: Firmicutes, Actinobakteria

Murein Rückrad: N-Acetylglucosamin + N-Acetylmuraminsäure β-1,4 verknüpft Peptidseitenketten an Lactylgruppe von MurNAc -> Quervernetzung Isopeptidbindungen (DAP (Diaminopimelinsäure), L-Lysin) bei Quervernetzung geht das terminale Peptid der Seitenkette ab -> Tetrapeptid

Vorbildung der Bausteine im Zytoplasma Transport nach außen über Carrier Modifizierung und Quervernetzung außen

in Zellwand vieler Gram-pos. Bakterien  eingelagert wichtig bei Interaktion mit Wirtszelle Adhäsion Virulenzfaktoren Ribitol-Teichonsäure und Glycerol-Teichonsäure

bei Mycobakterien in Peptidoglycan eingelagert langkettige verzweigte Fettsäuren machen Zellen hydrophob machen Zellwand Säurefest

Identifizierung säurefester Bakterien Anfärbung mit Fuchsin bei Hitze Auswaschen bei normaler Temperatur -> nur säurefeste Bakterien bleiben gefärbt

surface-layer bei Bakteria und Archea Membranartige Oberflächenstruktur auf Zellwand aus Proteinen/ Glycoproteinen Selbstorganisierend in kristallösen Struckturen Stabilisierend, Molekularsieb, Schutz, Kompartimentierung viele Kulturen verlieren S-Layer bei Kultivierung

Porine innere Schicht: - vorallem Phospholipide - Lipoproteine -> Veranktérung in Zellwand (braunsches Lipoprotein) äußere Schicht: - vorallem Lipopolisaccharide

Murrein-Lipoprotein verankert äußere Membran in Zellwand hält gleichzeitig Abstand -> periplasmatischer Raum an Murrein über Isopeptidbindung kovalent gebunden über drei Fettsäurereste in Membran verankert

verankert Lipopolisaccharide in der Membran mit sechs Fettsäureresten

LPS für Integrität der äuseren Membran Interaktion mit anderen Organismen -> Pathogenität Arterkennung, Antigene, Informationsträger Zucker sind hydroskopisch -> bei langen Ketten wasserbindend

zusätzliche geleeartige Schutzschicht nicht immer vorhanden

kompakt deffiniert im Tuschenachweis hell hemmen Diffusion und Konvektion

unregelmäßig viskös

Fimbrien Flagellen Archellen Pili

Proteinfilamente, Pilin Durchmesser 6nm 0,1-5 Mikrometer lang zahlreich verankert in Bakterienoberfläche erkennen komplexe Glycolipide von Wirtszellen

Durchmesser 20nm unter 20 Mikrometer lang können rotieren Fortbewegung

bis 10 Mikrometer lang weniger zahlreich als Fimbrien Anheftung Fortbewegung (twiching) Zell-Zell Kontakt (Konjugation) DNA-Aufnahme (Transformation) (manche Phagen infizieren Bakterien über Pili)

teils S-Layer Pseudomurein (N-Acetylglucosamin + N-Acetyltalosaminuronsäure) extrem halophile Archea -> starkt neg. geladene Zellwand aus sulfatiertem Heteropolysaccharid

Kokken Streptokokken Staphylokokken Diplokokken Neisserien Sarcinien gewundene Stäbchen filamentös Vibrionen Spirillen Spirochaeten

Füße Prosteka = Ausstülpungen/ Fortsätze Hypen = Fäden pleomorph (ohne Zellwand, angepasst an osmotische Lebensräume)

Vorkommen spezifischer Verbindungen (konservierter Moleküle) Chinone Polyamine (nicht überall aber Gruppenspezifisch)

konserviertge DNA in allen Organismen Sequenz-Alignment Parsimonie Methode (geingste Zahl an Mutationen -> Verwandtschaft) Maximum-Likelyhood-Methode (bezieht Wahrscheinlichkeit von Mutationen ein) Rekonstruktion von Stammbäumen

Speicherpolysaccharide Polyhydroxyalkanosäuren (PHA) Polyphosphate (Volutin) Speicherproteine (Cyanophycin) Speicherschwefel Triglyceride & Wachsester Magnetosomen (Magnetit) -> Magnetotaxis

Mitochondrien stammen von α-Proteobakterien ab - Zellatmung -> ATP-Synthese - Synthese von Eisen-Schwefel Cofaktoren (Redox-Cofaktoren) -> wichtig für Stickstoffstoffwechsel Chloroplasten stammen von Cyanobakterien ab

alle ürsprünglichen Phyla sind thermophil -> thermophilie ursprüngliches Merkmal Entstehung des Lebens an Black Smokern

viele gelöste Mineralien warmes Medium (über 140°C zerfallen Polymere) schwammartige Poren reduzierendes Medium Freisetzung von Stoffen -> Katalyse an metallischen Oberflächen -> Vesikelbildung

aus Orginalsequenz werden Pseudosequenzen generiert und errechnet wie wahrscheinlcih eine Mutation an einer bestimmten Stelle ist -> Wahrscheinlichkeit für Verzweigunsgpunkte

Lokiarcheota

exakte Klassifizierung genauer GC-Gehalt Anzahl und Größe von Chromosomen/ Plastiden Vorkommen spezifischer Gene und Stoffwechselwege Sequenzvergleich größerer ubiquitär vorkommender Gene -> lateraler Gentransfer erschwert Taxonomie

Zuordung gleicher Arten oder Gattungen Grad der Hybridisierung gibt Aufschluss über Verwandtsschaft >70% -> gleiche Art >25% -> gleiche Gattung <10% -> verschiedene Phyla

ob Organismen zu gleicher Art gehören DNA von 16S rRNA Restriktionsverdau -> Hybridisierung mit markierter DNA -> Gelelektrophorese -> southern Blot -> vergleichen

Stämme  einer Art unterscheiden extragene repititive Palindromsequenzen vergleichen PCR -> Gelelektrophorese -> Southern Blot -> vergleichen

Stämme einer Art unterscheiden mehrere Gene aber nicht komplettes Genom werden verglichen

Stämme einer Art unterscheiden 16S rRNA fluoreszens makierte Primer Verdauung mit Restriktionsenzymen -> terminales Fragment mit spezifischer Länge

PCR amplifizierte rRNA Gene werden in Gelen mit Harnstoff/ Formamid Gradienten aufgetrennt Wanderung im Gel stoppt bei Denaturierung -> Tm sequenzspezifisch

manche Phagen infizeiren Stamm-spezifisch

Agglutinationstest mit spezifischen Seren -> spezifische Serovare (Serotypen)

eine mRNA codiert für mehrere Proteine Produkte oft in funktioneller Beziehung

Replikation der DNA -> Primer Decodierung der DNA -> Protein-Synthese (m, r, t RNA, tmRNA) Regulationsprozesse cotranslationaler Transprot von Proteinen RNA-Genomen, einige Viren

Macher der Zelle katalysieren Reaktionen (Synthese, Abbau, Regulation) katalysieren Transportvorgänge Stabilisierung (Strukturproteine) katalysieren/ koordinieren Proteinfaltung

Gesamtheit des Erbguts

Alle Gene die unter allen Wachstumsbedingungen essentiell sind

genetische Elemente die nicht essentiell sind können größer sein als Chromosomen

genetische Einheiten, die gemeinsam repliziert werden

Überspiralisation der DNA negative Supercoils -vermindert Windungszahl in Helix (die meisten Prokaryoten) positive Suoercoils -überdrehen der Helix ((hyper) thermophile Prokaryoten, vor Polymerasen)

Typ 1: - Windungsentfernung durch Einzelstrangbruch und durchführen des anderen Stranges - Strangbruch durch Tyrosin katalysiert Typ 2: - Doppelstrangbruch

Topoisomerase 1: (TopA, Typ1) Entfernung von Supercoils -> Relaxation für Replikation und Transkription Topoisomerase 2: (Gyrase, Typ2) erzeugt neg. Supercoils -> Genom Kompaktierung, entfernt Helikase bedingte pos. Supercoils (vor Replikationsgabel, Reperatur-Helikasen) Topoisomerase 3: (Typ1) DNA-Reperatur Topoisomerase 4: (ParCE, Typ2) entflechtet Tochterchromosomen bei Zellteilung Reverse Gyrase: (Typ1) führt ATP-abhängig pos. Supercoils ein -> thermophile Archea/ Eubakteria