Mikrobiologie (Fach) / Vorlesung Mutzel (Lektion)

Fragen Von Mutzel zur Mibi Vorlesung

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• Würden Sie bei einer Infektion mit endotoxinbildenen Bakterien ein Bakteriolytikum, ein Bakteriostatikum oder ein Bakteriozid verabreichen? Begründen Sie Ihre Entscheidung kurz. Bakteriostatikum: WachstumshemmungBakteriolytikum: ZelllyseBakteriozid: Abtötung der Bakterien --> Bakteriostatikum, weil es hierbei nicht zur Freisetzung des Endotoxins kommt.
• Eubakteria, Archaea, Tierzelle, Pilzzelle, Mitochondirum, Phage T4, Chloroplas, Pflanzenzelle Welche biologische Einheit besitzt….. 1) 70 S Ribosomen 2) Mikrotubuli 3) Chitinzellwand 4) Lysosomen 5) Nukleolus 1) Eubacteria, Archaea, Mitochondrium, Chloroplasten, Pflanzenzelle 2)Tierzelle, Pilzzelle, Pflanzenzelle 3) Pilzzelle 4) Tierzelle 5)Tierzelle, Pilzzelle, Pflanzenzelle
• Bei der Herstellung von Genbanken wird oft das Spender-Genom durch den partiellen Verdau mit einem häufig schneidenden Restriktionsenzym in "handliche" Stücke zerlegt. Warum? Ein Kriterium für die Qualität von Genbanken ist, dass theoretisch jedes Gen in dieser Genbank auch aufgefunden werden kann (=“repräsentative Genbank“).Um dieses Ziel zu erreichen, müssen zuerst genügend große DNA-Fragmente in überlappender Weise gewonnen werden. Dies wird am besten durch partielles Schneiden der DNA mit einer statistisch häufig schneidenden Restriktionsendonuklease erreicht.
• Warum besitzen Mikroorganismen Restriktionsenzyme? Warum wird ihre eigene DNA nicht von diesen Nukleasen verdaut? Mikroorganismen benutzen RES-Enzyme als Abwehrmechanismus, um sich vor dem Eindringen fremder DNA zu schützen. Eindringende DNA (z.B. durch Phagen) wird durch die Res-Enzyme in kleine funktionslose Fragmente geschnitten. Seine eigene DNA schützt der Mikroorganismus durch chemische Modifikation. Durch Methylierung werden die Schnittstellen maskiert und können so von den körpereigenen Res-Enzymen nicht erkannt werden.
• Welche Theorie wird durch die Position von Mitochondrien und Chloroplasten im Stammbaum stark unterstützt? Endosymbiontentheorie
• Es ist behauptet worden, die ersten Lebensformen seien "im Eis" entstanden. Verträgt sich diese Hypothese mit dem molekularen Stammbaum? (kurze Begründung!) Nein, denn die ersten Lebensformen – laut Stammbaum – sind thermophile Archaea-Bakterien
• Unter "Eklipse" versteht man….. ( 1) die Phase, während der ein lytischer Bakteriophage die Wirtszelle verlässt ( 2) die Phase, während der nach Infektion von Wirtszellen mit einem Phagen keine infektösen Partikel nachgewiesen werden können ( 3) 2,3,4 Unmittelbar nach der Injektion der Phagen-DNA lassen sich in der Bakterienzelle keine Phagen beziehungsweise keine Phagenpartikel nachweisen, dieser Zeitraum wird Eklipse oder Latenzzeit genannt. Die Eklipse umfasst auch, wenn vorhanden, den lysogenen Zyklus. Während der Eklipse können noch keine infektiösen Viruspartikel in der Zelle nachgewiesen werden
• Éin bakterieller Biofilm kann als "vielzelliger Organismus" angesehen werden, weil….. ( 1) Zellen mit identischem Genom unterschiedliche Genexpressionsmuster zeigen, d.h. "differenziert" sind ( 2) Zellen im Biofilm reduzierte Mutationsraten zeigen 1,4,6 zu 2: hohe Mutationsraten  
• Paramecium besitzt zwei morphologisch unterscheidbare "Sorten" von Zellkernen. Wie heissen sie? Wozu dienen sie? Makronukleoli: polyploid; „als somatischer Kern“ dient er der Steuerung des gesamten Zellmetabolismus Mikronukleoli: diploid; als „generativer Kern“ dient er der Speicherung genetischer Informationen und ermöglicht beim Sexualvorgang der Konjugation die genetische Variation
• Ordnen Sie folgende Funktionen den entsprechenden Kompartimenten in eukaryontischen Zellen zu…. Nukleolus,Cytosol, ER, Cytoskelett, Nukleus, Cytoplasmamembran, Lysosom, Mitochondrien 1)Speicherung von Calcium-Ionen 2)Zusammenbau der ribos. UE 3)Re  Endopl. Retik. Nukleolus Cytoplasmamembran Lysosom Cytoskelett Cytosol Mitochondrien Nukleus
• Welche dieser Arbeiten ordnen Sie dem genetic engineering zu? ( 1) Selektion einer Spontanresistenz gegen Streptomycin in E. coli ( 2) Überproduktion von humanem Erythropoietin in Saccharomyces cerevisiae ( 3) Herstellung von mRNA mittels reverser 2,5,6,7
• Was ist genetic engineering (Gentechnik)? Molekularbiologische und genetische Methoden/ Verfahren ermöglichen einen gezielt den Eingriff in das Erbgut (Genom) und damit in die biochemischen Steuerungsvorgänge von Lebewesen bzw. viraler Genome.Als Produkt entsteht zunächst rekombinante DNA, mit der wiederum gentechnisch veränderte Organismen hergestellt werden können.Der Begriff Gentechnik umfasst also die Veränderung und Neuzusammensetzung von DNASequenzen im Reagenzglas oder in lebenden Organismen sowie das gezielte Einbringen von DNA in lebende Organismen.
• Wie erhalten Sie möglichst umfassenden Einblick in die mikrobielle Diversität einer Kläranlage? ( 1) Isolierung der Organismen, bunte Reihe ( 2) Extraktion von DNA, PCR-Amplifizierung von SSU rRNA-Genen, Klonierung in E. coli, Bestimmung der DNA Se 2,4
• Wofür würden Sie die folgenden Techniken zur Kontrolle von Mikroorganismen anwenden? 1) Bestrahlung mit gamma-Strahlen 2) Spülen mit 5M NaOH 3) Trockenes Erhitzen bei 180°C 4) Pasteurisieren 5) Wischen mit 70% Ethanol 6) Sterilfiltration 7) Au Sterilisieren von 0.9% w/v NaCl für die i.v.Injektion Sterilisation einer Edelstahl-Rohrleitung Sterilisieren von Edelstahlpinzetten Konservieren von Frischmilch Desinfektion von Labortischen Herstellung einer sterilen Antibiotika-Lösung Konservieren von corned beef in Dosen
• Welche Gemeinsamkeiten weist der Translationsapparat von Mitochondrien mit seinen proteobakteriellen "Ahnen" auf? ( 1) die Ribosomen bestehen aus 20S und 40S-Untereinheiten ( 2) als N-terminale Aminosäure wird Formylmethionin verwendet ( 3) die16 2,3,4
• Welche Mechanismen der Antibiotika-Resistenz kennen Sie? Die Inaktivierung des Antibiotikums durch z.B. Hydrolyse, Phosphat-Transfer, Acetylierung Die Veränderung der Zielstruktur durch Mutation (Punktmutationen) oder durch neues genetisches Material wie z.B. Resistenz-Plasmide oder Transposons Verstärkten Abbau, erhöhten Export (Efflux) oder verminderte Aufnahme des Antibiotikums durch Kapselbildung bzw. Schleimhüllen
• Für die Endosymbiontentheorie spechen folgende Befunde ( 1) 16 S rRNA Sequenzanalysen zeigen eine enge phylogenetische Verwandtschaft von Mitochondrien und Chloroplasten mit Archaea ( 2) Mitochondrien und Chloroplasten enthalten DNA ( 3) Mitochond 1,2,3,4,5,6
• Die oxidative Phosphorylierung: ( 1) benötigt eine Membran ( 2) benutzt eine Kette von Redox-Reaktionen ( 3) benötigt einen Protonengradienten ( 4) wandelt chemische Energie direkt in ATP um --> Atmungskette; Mitochondrienmembran   1,2,3
• Welche Aussagen sind richtig? Mikrobielle Gärung: ( 1) findet in Abwesenheit von möglichen Elektronenakzeptoren für die Atmungskette statt ( 2) ermöglicht die Gewinnung von chemischer Energie aus Oxidation organischer Substanzen durch eine nachfol 1,2
• a) Aus welchen Untereinheiten setzt sich eine bakteriellen RNA-Polymerase zusammen und welche Reaktionen katalysiert sie? b) Wie erkennt die bakterielle RNA-Polymerase Promotoren? Holoenzym: Core-Enzym besteht aus 4 Untereinheiten: α-α-β-β'- Untereinheiten σ-Untereinheit (Sigma-Faktor) Bei der Bindung der RNA-Polymerase an die DNA ist die σ-Untereinheit für die Erkennung des Transkriptionsstarts (Promotor-Sequenz) verantwortlich. Zur Elongation löst sich die σ-Untereinheit ab und das Core-Enzym allein übernimmt die Transkriptionstätigkeit. Durch eine Erkennungssequenz: Die Pribnow-Box ist eine DNA-Sequenz in der Promoter-Region mit der Konsensussequenz 5'-TATAAT-3'. Diese Sequenz findet sich etwa 10 Basenpaare vor dem Transkriptionsstartpunkt (-10-Region) zusätzlich gibt es noch eine -35-Region
• Anforderungen an molekulare Uhren Molekül muss ubiquitär in allen Organismen vorkommen, deren Verwandtschaft ich untereinander nachweisen will mit konstanter Geschwindigkeit/ gleichmäßiger Lauf technisch leicht lesbar/ leicht isolierbar
• Benennen sie die Phasen des Lebenszyklus eines lytischen Bakteriophagen? 1. Adsorption2. Injektion3. Latenzphase4. Produktions- und Reifungsphase (Bakterielle DNA-Synthese wird eingestellt und Phagenbestandteile werden aufgebaut)5. Lyse (Freisetzung der Phagen)
• Nennen sie 4 Infektionsstadien von C. albicans 1. Kolonisation2. oberflächliche Infektion3. tiefe Infektion4. systemische Infektion
• Benennen sie mindestens 4 Wirtsfaktoren gegen Pilzinfektion 1. mikrobieller Flora2. antimikrobielle Peptide3. pH-Wert4. dichte Epithelschichten5. Schleimhaut6. Haut7. Zellproliferation
• Nennen sie 4 Proteine des Cytoskeletts von Eukaryonten Aktinfilamente: Aktin Intermediärfilamente: Lamine, Keratine, Vimentin, Desmin Mikrotubuli: Tubulin
• Nennen sie 2 morphologisch unterscheidbare Bakterien mit Gattung und Artnamen, die sie im Praktikum kennen gelernt haben. Escherichia coliMicrococcus luteus
• Wie haben sie im Praktikum sporenbildende Bakterien aus Gartenerde angereichert und wodurch lassen sich bakterielle Endosporen im Phasenkontrast des Lichtmikroskopes leicht erkennen? Die Endosporen sind lichtbrechend und in der vegetativen Zelle besonders gut an ihrer Lage zu erkennen (mittig oder am Ende)Bei Färbung (z.B.einfache gram-Färbung) werden die Endosporen aufgrund ihrer Zusammensetzung nicht angefärbt und sind gut sichtbar.
• In welchen Strukturen von Bakterienzellen können meso-Diaminopimelinsäure oder Dipicolinsäure gefunden werden? meso-Diaminopimelinsäure: Bestandteil der Zellwand gramØ Bakterien Dipicolinsäure: Substanz, die während der Sporulation (Sporenbildung) von Mikroorganismen gebildet wird. Kommt nur im Kern von Endosporen vor
• Unser Trinkwasser ist entgegen weit verbreiteter Meinung nicht keimfrei. a) Wie viele Keime dürfen in Deutschland in einem Milliliter Trinkwasser enthalten? b) Welches Bakterium wird als Indikator für fäkale Verunreinigung des Trinkwasseres benutzt a) 0 Keime b) E.coli bzw. coliforme Bakterien (z.B. Klebsiella) und Enterobacter sie eignen sich gut, weil sie sowohl beim Menschen als auch beim Tier häufige Bewohner des Darmtraktes sind und dort in großen Mengen vorkommen. Wenn sie in Wasser ausgeschieden werden, sterben die koliformen mit der Zeit ab, aber sie sterben nicht schneller als die pathogenen Bakterien wie Salmonella und Shigella, und sowohl die coliformen als auch die pathogenen Bakterien verhalten sich bei der Wasseraufbereitung ähnlich
• Unser Trinkwasser ist entgegen weit verbreiteter Meinung nicht keimfrei. Welche Nachweisreaktion (Oberbegriff reicht) werden normalerweise zur Identifizierung des Indikatorbakteriums durchgeführt? --> Coliformen-Test: MembranfiltermethodeDer Filter wird auf ein Eosin-Methylenblau-Kulturmedium (EBM)gelegt, was hochselektiv für coliforme Organismen ist.--> Säurebildung durch Laktosefermentation
• In welche 3 wesentlichen Abschnitte kann die Isolierung von DNA aus Bakterienzellen untergliedert werden? 1. Bakterienzell-Lyse (Aufbrechen der Zellwände)2. Ausfällen von Proteinen (Salzfällung)3. Fällung chromosomaler DNA
• Welches Energiesystem nutzt das K+-Ion-Transportsystem? energisierte hydrophile Poren mit Substratbindestellen
• Eigenschaften von compatible solutes…. - gute Wasserlöslichkeit- bei physiologischen pH elektrisch neutral oder polar- geringe molare Masse- stören den Stoffwechsel nicht
• Target (Wirkstoff-Ziel) für antibakteriell Agenzien… - Cytoplasmamembran -> Polymyxine- Folsäuremetabolismus -> Sulfonamide- Replikation (DNA-Gyrase) -> Novobiocin- Proteinsynthese -> Tetracyclin, Streptomycin, Chloramphenicol- Transkription (RNA-Polymerase) -> Rifampicin- Zellwand (Synthese wird blockiert) -> Penicillin, Vancomycin, Cephalosporine
• Welche dieser Arbeiten ordnen Sie dem genetic engineering zu? (0) Herstellung einer Genbank aus Bacillus subtilis in einem Expressionsvektor und Isolierung des Gens für die Thymidylatsynthase durch Komplementierung einer E.coli thyAMutante (1) Expr alles richtig
• 1)„Auf den Agar sind wir gekommen, weil die Bazillen Immer die Gelatine aufgefressen haben!“ 2)“Even as a democrat I prefer 3 Kingdoms over two!” 3)“Dideoxies do it!” 4)„Es ist kein Gift und trotzdem nenn ich´s Virus!“  Robert Koch Carl Woese   Fred Sanger Dmitri Iossifowitsch Iwanowki

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