Mikrobiologie (Fach) / Erweiterung (Lektion)
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- Chemolithotrophe Proteobakterien (bilden die Mehrheit aller gram-negativen Bakterien)Einge chemolithotrophe Verteter -- Viele auch chemoorganotroph:Thio- Schwefel-Nitroso- ...
- Chemolithotrophie Gewinnung von Elektronen/Reduktionsäquivalenten für die Atmungskette durch Oxidation anorganischer Verbindungen, insb. reduzierte Schwefel, Stickstoff, Eisen- Verbindungen oder Wasserstoff, Zell-Kohlenstoff ...
- Primärproduzenten Erzeugung von organischem Material aus CO2 Schwefeloxidierer, Stickstoffoxidierer (Nitrifizierer), Wasserstoffoxidierer(Knallgas-Bakterien) und Eisen/Manganoxidierer
- Vorkommen Chemolithotrophe Bakterien gibt es überall, aber insbesondere auch dort, wo man kein Leben erwartet. "Black Smoker" der Tiefsee - Sulfate des Meerwassers werden im Bereich des Erdmagmas zu Sulfiden umgewandelt. Der "Qualm" ...
- Energiegewinnung durch Oxidation anorganischer Verbindungen ... Berechnung: ΔG0= -n x 96.5 x Δ E0 (kJ/mol) E0` : ½ H2 /H+ = −0,418 VS0 / HS- = -0,278 VSO42- / S0 = -0,200 V
- Schwefel H2S → S0 → H2SO4 Schwefelwasserstoff - Schwefel - Schwefelsäure Beggiatoa - Fädige Bakterien in einem einem kleinen Bach, der von Schwefelquellengespeist wird (z,B. Berner Oberland, SergeiWinogradsky) ...
- Photoautotrophe schwefeloxidierende Bakterien Diese Bakterien besitzen Bacteriochlorophyll und nutzen Schwefelwasserstoff (H2S) oder andere reduzierte Schwefelverbindungen als Elektronenquelle (Reduktans) für eine anoxygene Photosynthese. Zu dieser ...
- Nitrification - Stickstoff Ammoniak bzw. Nitrit-Oxidation Ammonia and nitrite most common used electron donors for lithotrophsOxidized by chemolithotrophic nitrifying bacteria found in soil and water Two groups1. Nitrosomonas: ...
- Atmungskette Schwefelbakterien H2S → S0 über Sulfide oxidase e- über Ubichinon zu Ubichinon: Cytochrom-oxidoreductase (Komplex 3) S0 → SO42- über Sulfur/sulfite oxidase Cytochrom zu Cytochrom-oxitase (Komplex 4)
- Nitratatmung anaerober Energiestoffwechsel von fakultativ anaeroben Bakterien (Nitratatmer), in dem Nitrat (NO3–)anstelle von Sauerstoff als Wasserstoffakzeptor dient (anaerobe Atmung). Als Substrat werden meist ...
- Ammoniumoxidation anaerob Ammonium (NH4+) wird mit Nitrit (NO2−) zu molekularem Stickstoff (N2) synproportioniert: NH4+ + NO2− → N2 + 2 H2O Unter Standardbedingungen wird dabei je Mol oxidiertes Ammonium ...
- Knallgasbakterien Wasserstoff oxidierende Bakterien molekularer Wasserstoff (H2) als Elektronen-Donor und Sauerstoff (O2) als Elektronen-Akzeptor Energie liefernde Reaktion ist also eine in mehreren Schritten ablaufende ...
- Die Entstehung von einfachen biologischen Molekülen ... Stanley Miller & Harold Urey (1953) haben die wahrscheinlichen Verhältnisse inder Ur-Atmosphäre nachgestellt (Wasserstoff, Ammoniak, Methan und Wasser)und durch elektrische Entladung Aminosäuren, Purine ...
- Sanger-Sequenzierung bzw. Didesoxymethode Die Sanger-Sequenzierung bzw. Didesoxymethode nach Sanger ist eine Methode der DNA-Sequenzierung. Sie wird hauptsächlich in der Genetik und Biochemie verwendet und ermöglicht die Bestimmung der Basenabfolge ...
- dNTP Desoxyribonukleosidtriphosphate
- Essigsäurebakterien oxidieren nicht nur Alkohol, sondern ein breites Spektrum von Substanzen(mit OH-Gruppen),z.B. auch Glucose zu Gluconsäure undSorbit zu Sorbose (Vitamin-C Produktion)
- Vitamin-C Mangel führt zu Skorbut (= Geißel der Sehfahrer) Herkunft des Namens unklar, vielleicht von holländisch Scheurerbek (wunder Mund) Empfohlene Tagesdosis Vitamin C: 100 mgFür Seeleute: Sauerkraut, Zitronen- ...
- Vitamin-C Mangel führt zu Skorbut (= Geißel der Sehfahrer) Herkunft des Namens unklar, vielleicht von holländisch Scheurerbek (wunder Mund) Empfohlene Tagesdosis Vitamin C: 100 mgFür Seeleute: Sauerkraut, Zitronen- ...
- Sorbose Da die chemische Synthese viel zu aufwendig war, überlegte er sich eine andere Synthesestrategie ausgehend von Sorbit: Die Sorbit-Dehydrogenase von Gluconobacter sub-oxydans oxydiert immer dasmittleren ...
- Heterotrophe Proteobacteria (α-subdivision) Familien ... Acetobacteraceae (Acetobacter, Gluconobacter)Rhizobiaceae (Agrobacterium, Rhizobium)Rickettsiaceae (Rickettsia) Rhizobiaceae (Rhizobium, Agrobacterium) Rhizobium ist der wichtigste Pflanzensymbiont und ...
- Stufen der Interaktion Rhizobien ("Knöllchenbakterien") ... a) Erkennung und Anheftung (Lectine)b) Flavonoide (aus Wurzel) fördern Induktion der Nod-Genec) Nod-Faktoren (Chitinderivate) lösen Wurzelhaarkrümmung ausd) Invasion der Wurzelhaare an gekrümmten ...
- STickstofffixierung durch symbiontische Bakterien Bacteroide sind in den Pflanzenzellen von einer Membran umgebenund rötlich gefärbt wegen Leghämoglobin, das für einen geringen Sauerstoff-partialdruck sorgt.Nitrogenase ist sauerstoff-empfindlich. ...
- Symbiose zwischen Pflanze und Bakterien - Funktion 1. Pflanze versorgt Bakterien mit Nährstoffen2. Leghämoglobin ist ein Gemeinschafts-produkt von Pflanze und Bakterium3. Bakterien produzieren NH4+ aus N2 und versorgen Pflanze mit Stickstoff
- Agrobacterium tumefaciens Agrobacterien tragen ein Ti-Plasmid (= tumor inducing) Ein Teil des Ti-Plasmids (T-DNA) wird übertragen und imPflanzengenom integriert, wo es den Hormon-haushalt stört und Wucherung auslöst. Die Gene ...
- Sojabohnen mit einem Gen für Herbizidresistenz (gegen ... Roundup ist ein relativ harmloses, biologisch gut abbaubares Herbizid mit dem Wirkstoff Glyphosat (Strukturanalog von PEP, das ein Enzym im AromatenStoffwechsel hemmt). Es wird nur über grüne Pflanzenteile ...
- Rickettsiaceae sind obligat intracelluläre Parasiten mit eingeschränktemStoffwechsel (können nur Glutamat und Glutamin verwerten) Sie gelangen durch Phagozytose z.B. in die Endothelzellen derBlutgefäße, wo sie ...
- Geschichte der Fleckfieberforschung - Zahlreiche Epidemien im Zusammenhang mit kriegerischen Handlungen, die für große Menschenansammlungen und schlechte hygienische Verhältnisse sorgten und so die Ausbreitung der Kleiderläuse und ...
- Burkholderiaceae Alcaligenes eutrophus = Ralstonia eutropha (jetzt: Wautersia eutropha)... der Bioplastik-Hersteller Poly--hydroxybutyrat (Bioplastik) als Speicherstoff Anfärbung: Sudanschwarz Die Akkumulation von ...
- Spirillaceae Spirillum volutans ... das „Monster“ unter den Spirillen "Monster" Spirillum volutans (20- 50µ lang) wahrscheinlich bereits ca. 1670 von A. van Leeuwenhoek beobachtet
- Begeißelungstypen monopolar - monotrich (Begeißelung auf einer Seite mit einer Geißel) monopolar - polytrich (Begeißelung einseitig mit vielen Geißeln) bipolar - polytrych (amphitrich) peritrich ( Begeißelung am ganzen ...
- Neisseriaceae Neisseria gonorrhoeae der Erreger der Gonorrhö, der am weitesten verbreiten Geschlechtskrankheit,ist sehr empfindlich gegen Austrocknung Die früher übliche vorsorgliche Behandlung der Augen von Neugeborenen ...
- Heterotrophe Proteobakterien (γ-subdivision) Pseudomonadaceae Vibrionaceae Enterobacteriaceae
- Pseudomonadaceae Wasserorganismen polare Begeißelung monopolar polytrich = lophotrich strikt aerob Entner-Doudoroff-Weg Ps. fluorescens - Siderophore Ps. aeruginosa (lat. aerugo = Grünspan) - opportunistischer Krankheitserreger ...
- Farbstoffe fluoreszierender Pseudomonaden Die gelb-grün fluoreszierenden Pigmente haben die Funktion von Siderophoren (Pyoverdine/Pseudobactine). Es handelts sich um Chromopeptide mit einer Peptidkette von 6-10 Aminosäuren und einem Chromophor. ...
- Siderophore sind Infektions/Kontaminations-Helfer: Fe-bindende Proteine stellen einen Abwehrmechanismus gegenMikroben dar, z.B. Conalbumin (Eiklar)Lactotransferrin (Milch, Tränen, Speichel)Serotransferrin (Blutserum) ...
- Ps. aeruginosa ist ein opportunistischer Krankheitserreger (Infekte der Harn- und Atemwege, Wunden). Typischer Krankenhauskeim, der vielfach resistent ist gegen Antibiotika. nosokomiale Infektionen
- Ps. syringae ist ein typischer Pflanzenpathogener Ps. syringae synthetisiert bei tiefen Temperaturen an der Oberfläche ein Protein, das die Eiskristallisation auslöst. - Anwendung in "Schneekanonen" vermehrt sich ...
- Azotobacter vinelandii ist ein frei lebender Stickstofffixierer Kapseln und Schleime tragen dazu bei, dass Nitrogenase vor Sauerstoff geschützt wird. Cysten sind resistent gegen Austrocknung und UV-Strahlung, aber nicht ...
- Vibrionaceae Wasserorganismen polare Begeißelung monopolar monotrich fakultativ aerob Biolumineszenz (marine Stämme) Toxine Vibrio fischeri und Arten der Gattung Photobacteriumsind bioluminiszent
- Photoblepharon palpebratus flashlight fish Das System wird erst induziert, wenn die Konzentration eines Signalmoleküls einen Schwellenwert übersteigt „Quorum Sensing“ Aufgrund der Konzentration des Signalmoleküls kann der ...
- Krankeitserregende Vibrionen z.B. V. cholerae Ursachenforschung im Zusammenhang mit einer CholeraEpidemie in London (1855) zeigte erstmals den Zusammenhang zwischen Wasserversorgung und dieser KrankheitJohn Snow 2 Wasserwerke mit ...
- Taxonomie Prokaryonten lassen sich erst mit Hilfe der Sequenziertechnik klassifizierenund in einem Stammbaum organisieren.
- Endotoxine sind Teile der äußeren Zellmembran Gram-negativer Bakterien (insb. Lipid A), die vom Immunsystem als fremd erkannt werden Endotoxine verursachen Fieber (pyrogen), weil Makrophagen angeregtwerden, Interleukin ...
- Exotoxine werden in den Mikroorganismen produziert und in das Medium freigesetzt Es handelt sich um Proteine, die hochspezifisch sind in ihrem Effekt auf bestimmte Gewebe. Man unterscheidet z.B. Cytotoxine, Neurotoxine ...
- Enterobakterien Enterobacteriaceae Darmbakterien (Minderheit) peritriche Begeißelung fakultativ aerob Oxidase negativ Gemischte-Säure-Gärung Besiedelungsequenz im Darm: Milchsäurebakterien (pH sauer) Enterobakterien ...
- Gärungsstoffwechsel In der Summe werden bis zum Pyruvat aus einem Molekül Glucose2 ATP und 2 NADH gewonnen. Im Gärungsstoffwechsel muss NAD+ regeneriert werden. 1. Gemischte Säure-Gärung (typisches Produkt: Formiat) ...
- Trinkwasseranalyse Gemischte-Säure-Gärung (Formiat)E.coli Darm Salmonella Gemischte-Säure-Gärung (Butandiol über Acetoin)Enterobacter Boden/WasserSerratia einige Stämme sind pathogen i.R. pathogen (immunologische ...
- Der IMViC-Test Methylrot-Test Voges-Proskauer Reaktion (Acetoin-Nachweis)(Wenn das eine positiv ist muss das andere negativ sein, außer es besteht Kontamination) In der Trinkwasser-Analyse gilt der Nachweis von E.coli-Zellen ...
- E.coli ist nicht immer harmlos Es gibt etwa 200 pathogene E.coli-Stämme, die Durchfallund Harnweginfekte verursachen. Besonders gefährlich sind die sog. EHEC-Stämme(= enterohemorrhagische E.coli), die blutigen Durchfall undNierenversagen ...
- Salmonella typhi (Unterleibstyphus = typhoid fever (engl.)) S.typhimurium (Gastroenteritis) Typisch für Samonellosen sind:Kopfschmerzen, BauchschmerzenErbrechenhohes Fieber (40-41 ºC)Durchfall Problem: Dauerausscheider(5% ...