Mikrobiologie (Fach) / Altklausuraufgaben (Lektion)

Diese Lektion wurde von sidneymarie972 erstellt.

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• 10 mögliche Zell-/Zelloberflächenbestandteile von Prokaryoten Zellwand Cytoplasma Nucleoid Plasmide Peptidoglykan Polypeptidsaccharide Flagellum Pili Geißeln Fimbriae
• Beschreiben Sie die homofermentative Milchsäuregärung. Welchen Zweck hat sie? Nennen Sie die Bilanzen. In welchem Prozess wird sie genutzt? Welche Organismen sind beteiligt? Pyruvat wird zu Lactat reduziert, da kein Sauerstoff vorhanden ist/ die Reaktion anaerob stattfindet ---> Das Ziel ist es, auch ohne Sauerstoff Energie herstellen, mithilfe von Substratphosphorylierung ---> sie wird genutzt in der Glykolyse (unter anderem in der Dunkelreaktion der Photosynthese) Bilanz: C6H12O6 + 2 ADP + 2 P --> 2 C3H6O3 + 2 ATP + 2 H20 Milchsäurebakterien, Menschen, Tiere, Pflanzen & Pilze
• Was ist Abiogenese? Wie hat Louis Pasteur diese belegt? nicht vollständig bekannter Mechanismus der Entstehung von Lebewesen aus anorganischen und organischen Stoffen Er ließ ein Gefäß mit steriler Flüssigkeit offen an der Luft stehen, nach einer gewissen Zeit wurden Bakterien in der Flüssigkeit gefunden --> in einem geschlossenem Gefäß erfolgter dieser Vorgang nicht
• Was ist die RNA-Welt Theorie? Wie ist die RNA-Welt unter präbiotischen Bedingungen entstanden? Welche Entwicklungen waren notwendig? Welche katalytischen Aktivitäten sind essentiell, um die RNA-Welt aufrecht zu erhalten? präbiotische Chemie führte zur Bildung von Nukleotiden & schließlich RNA RNA-Welt wahrscheinlich durch schwarze Raucher entstanden, diese hydrothermalen Quellen bildeten röhrenförmiges Gestein, dessen Kompartimente für die energetischen Reaktionen verantwortlich sein könnten --> Bildung von Aminosäuren & Zuckern etc Genetische Kontinuität wurde durch die Replikation von RNA sichergestellt katalytisch aktive RNA Ribozyme (Übergang von toter zur lebendiger Welt) Ribozyme konnten neue Nukleotide bilden & Information weitergeben (Replikation) 
• Lac-Operon erklären wenn keine Lactose --> Lac-Operon wird nicht exprimiert lacI (Gen für Repressor) wird exprimiert --> bindet an Operator --> keine Expression wenn Lactose vorhanden --> Umwandlung von lacI-Repressor in Allolactase --> inaktiv, kann nicht mehr Operator binden --> Gene werden exprimiert --> Enzym, dass Lactase in Galactose & Glucose spaltet
• Inwiefern trägt der horizontale Gentransfer zur funktionellen Diversität bei (3 Mechanismen)? Warum beobachten wir häufig Diskrepanzen der Phylogenie von house keeping Genen und funktionellen Genen? Gene werden unabhängig von Verwandtschaft ausgetauscht: Konjugation (über Pili werden Plasmide ausgetauscht)Transformation (Zelle nimmt genetisches Material einer lysierten Zelle auf)                                Transduktion (Viren bringen genetisches Material einer Zelle in eine andere ein) --> Funktionen werden ausgetauscht --> mehr funktionelle Diversität
• Great-Plate-Count-Anomaly Warum sind Mikroorganismen nicht im Labor kultivierbar? Welche Problem gibt es beim Konzept der Reinkultur? Aufgrund der Diskrepanz der Umfelds in der Natur & dem im Labor Mikroorganismen leben miteinander, sind aufeinander angewiesen --> daher MOs schlecht zu isolieren
• Beschreiben Sie den Infektionszyklus von Phagen. Welche relevante Komponenten/ Bestandteile des Host & Phagen gibt es? Phagen heften sich an die Zellmembran des Host an (an LPS, Pilli & Flagellen, Membranproteine) Lytischer Zyklus: 1. Anheftung - Entscheidend: Oberflächen-Proteine (Lipopolysaccharide) --> werden durch Phagen erkannt 2. Einbringen des Erbguts (Kopf; ikosaedrisch, Schwanzfasern; Bindung an LPS, Schwanz; Injektionsnadel) - Injektion Genom in Hostzelle --> Schwanz d. T4-Phage Lysozym Aktivität (Verdauung Peptidoglykankomponente der Zellwand) - Eindringen 3. Synthese der Virusbestandteile & Zusammenbau - Übernahme Maschinerie Hostzelle durch Virus für Synthese eigener Viruspartikel - frühe Proteine = für Vervielfältigung des V-Genoms - mittlere & späte Proteine = Strukturproteine (Capsid/Schwanz, -federn) 4. Assemblieren der Komponenten - Gerüstproteine --> Anordnung Capsomere - Prohead (Vorstufe Kopf) --> bekommt Motor - Motor (angetrieben durch ATP vom Host) füllt Kopf mit Phagen Genom - Entfernung Gerüstproteine --> fertiges Capsid - Lösung Motor, Ergänzung Schwanzfasern = reife T4 Virionen 5. Lyse Host = Freigabe neuer Virionen, Zelle stirbt Lysogener Zyklus - Injektion führt nicht unbedingt zur Lyse - wenn keine Lyse = Temperenz --> Viren die in lytischen/lysogenen Zyklus eintreten können - lysogen (wie Transduktion) = keine Viruspartikel werden gebildet, sondern Integration V-Genom in Host-Genome = Prohage - bei Vermehrung Host --> Weitergabe neues Genom an Tochterzellen - trotzdem Induktion in lytischen Zyklus moch mögl. (durch Stress/ bei DNA-Schäden) = Einleitung lytischer Zyklus - Folgen für Host: Gewinn nutzbarer Gene (z.B. Veränderung Stoffwechseleigenschaften) - bsp. Krankheitserreger mit alpha-toxin (ein Haemolysin --> kann Blutkörperchen lysieren)
• Was sind Pathogenität, Virulenz, Cytotoxine? Was kann man testen, ob ein Pathogen in Lage ist Cyanobakterien abzugeben? Pathogenität: Krankheitserreger, die die Fähigkeit haben Krankheit hervorzurufen Virulenz: relative Fähigkeit Krankheiten zu verursachen Cytotoxine: lysieren Zellen
• Was sind Pathogenität, Virulenz, Cytotoxine? Pathogenität: Krankheitserreger, die die Fähigkeit haben Krankheit hervorzurufen Virulenz: relative Fähigkeit Krankheiten zu verursachen Cytotoxine: lysieren Zellen
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• Nenne 2 Charakteristika von Antibiotika, die für die medizinische Anwendung relevant sind. Warum sind diese Charakteristika wichtig? Selektivität für mikrobielle Zellen (keine Toxizität für Menschen) langsame Resistenzbildung --> das Antibiotika soll möglichst lange wirksam sein enges Wirkungsspektrum --> trägt zur langsamen Resistenzbildung bei
• Elemente des Replisoms & ihre Eigenschaften Origin of Replication = Startpunkt der Replikation RNA Primer = Start auf Einzelstrang für Synthese (DNA Pol) Helicase = Entwindung des DNA-Strangs DNA-Polymerase = Synthese des Strangs bzw. der entgegengesetzten Nukleotide --> braucht freie 3' OH-Gruppe für Einbau (RNA-Primer) von Nukleotide --> Verknüpfung über Phosphordiesterbindungen --> arbeitet 5' zu 3' (neuer Strang entsteht) Okazaki-Fragmente = neu synthetisierte Stücke am Folgestrang DNA-Gyrase = Entfernung Windungen (supercoiling) Einzelstrang-DNA-Bindeproteine = Bindung an Einzelstrang --> verändern Bindung beider Stränge so, dass die beiden Einzenstränge nicht an einander binden DNA-Polymerasen: DNA-Polymerase III = Synthese neuer DNA  DNA Polymerase I = Lösung, wenn treffen auf Primer --> Entfernung von Primer, Füllung Lücke --> kleine Lücke --> DNA-Ligase (letzte Bindung)
• Stoffwechsel klassifizieren Energie aus chemischen Stoff oder Licht: Chemo- oder Photo- chemischer Stoff organisch oder anorganisch: -organo- oder -litho- Organischer oder anorganischer Kohlenstoff: -autotroph oder -heterotroph
• Unterschied zwischen Virus & Virion Der Begriff Virion beschreibt die extrazelluläre, infektiöse Form eines Virus. Prophagen sind keine Virionen.
• Nennen sie drei potentielle Ziele (Oberflächenstrukturen) die durch Phagen zur Anheftung genutzt werden. LPS in gram-negativen Zellwänden. Membranproteine (z.B. Transportproteine) Pili und Flagellen.
• Was ist ein Prophage, was ist der Unterschied zwischen dem lytischen und lysogenen Zyklus? Ein Prophage ist die lysogene Form eines Phagen. Der lytische Zyklus führt im Gegensatz zum lysogenen Zyklus direkt zur Lyse des Hosts. Durch Umweltstress kommt es zu dem Übergang des lysogenen in den lytischen Zyklus.

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