Mikrobiologie und Genetik (Fach) / Klausurfragen (Lektion)

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• Wo kommen Porine vor und welche Funktion haben sie? Vorkommen: in der äußeren Membran von Gram negativen Bakterien= wassergefüllte PorenFunktion: Stoffaustausch durch die Membran
• Geben Sie die Bedingungen des Autoklavierens an, mit denen im Labor Endosporen abgetötet werden 20 Minuten bei 121 °C und 1 bar
• Welche Komponente der Atmungskette in Bakterien haben Sie im Praktikum mit dem Oxidase-Test nachgewiesen? Wie viel mol ATP werden bei der Oxidation von 1 mol NADH durch ½ mol O2 in Oxidase-positiven bzw. in Oxidase-negativen Bakterien gebildet? Cytochrom C und Cytrochrom C OxidaseOxidase positiv: (Paracoccus) 10H+ /NADH --> 3ATP --> 34Oxidase negativ: (E.coli) 8H+ / NADH --> 2ATP --> 22
• Welche Lipidkomponenten sind an der Cytoplasma-Membran der Archaea an Glycerin gebunden? Welcher Bindungstyp liegt vor? BEI ARCHAEA Bindungstyp: Ether-Bindung Lipidkomponenten: Isoprenlipide (4sC5=C20):2x C20-Diether aus je 5 Isopreneinheiten C20 = Phythanylgruppe oderC40= Biphytanylgruppe --> kovalente Bindungen zum Glycerin auf beiden Seiten --> Lipidmonoschicht --> extem hitzebeständig
• Nennen Sie zwei ungewöhnliche Eigenschaften von Mycoplasma. - Kleinster Prokaryot (0,2 µm)- Keine Zellwand- Parasit (Lungenentzündung)- Membran stabilisiert durch Steroide ( Ausnahme in Prokaryoten, typisch für Eukaryoten)- Kleinstes Genom (ca. 0,5mbp)
• Welche Aminosäure (Namen ausschreiben, beachte Stereokonfiguration) bilden den Peptidanteil des Mureins des Gram-positiven Bakteriums Staphylococcus aureus? gram+... M-G-M-G              L-Alanin              D-Glutamat              L-Lysin     -----(Glycan)------- D-Alanin              D- Alanin                               L-Lysin                                                            D-Glutamat                                                            L-Alanin                                                            G-M-G-M
• Welches Makromolekül der Eukaryoten und Prokaryoten wird hauptsächlich zur Konstruktion des phylogenetischen Stammbaumes der Lebewesen verwendet? Benennen Sie die Domäne. Nennen Sie je einen Organismus für jede Domäne. Makromolekül: - 16/18s RNADomänen:- Bacteria: --> Mycoplasma- Eucarya: --> Homo sapiens- Archaea: --> Halobacterium 
• Warum wirkt Ampicillin effektiver gegenüber Gram negativen Bakterien als das natürliche Penicillin G? Weil die äußere Membran der Gram negativ Bakterien durch die Lipopolysaccaride eine hydrophile Schicht und somit eine Barriere für die hydrophobe Substanzen wie Penicillin G bilden. Da Ampicillin eine NH5+ Gruppe trägt, kann es die Cytoplasmamembran besser durchdringenPenicillin hemmt die Transpeptidase --> Quervernetzung des MureinsBeide ß-Lactame --> nur in sehr hoher Konzentration auf Gram negative BakterienAmpicillin: Seitenkette verändert --> hydrophiler --> bessere Wirkung
• Nennen Sie die Komponenten des Glykananteils des Mureins (keine Abkürzungen). Wie sind die Komponenten chemisch verknüpft und an welcher Komponente (funktionelle Gruppe angeben) ist die Peptidseitenkette gebunden? Komponenten: N-Acetyl-Muraminsäure und N-Acetyl-Glucosamin Verknüpfng: ß 1,4 glygosidische Bindung Seitenkette ist an die Säuregruppe Lactyl-(Ether)-Gruppe des N-Acetyl-Muraminsäure-Moleküls gebundenAn Lactyl-Ether ist Peptidkette gebunden --> Peptidbindnung
• Über welche Polymer-Verbindung heftet sich der Karrieserreger "Streptococcus mutans" an Zahnoberflächen an? Woraus wird diese Verbindung gebildet? Durch welches Stoffwechselprodukt wird der Zahnschmelz angegriffen? Extrazelluläre Polymere: lose gebundene Schleime --> Polysaccaride z.B. Dextran als Karries ErregerDextran = Glucosepolymer (gebildet aus Fruchtzucker) (Saccarose= Disaccarid aus Glucose und Fructose)Zahnschmelz wird angegriffen durch: Milchsäure H+
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• Welche chemische Verbindung ist typisch für Endosporen? Dipicolinsäure (vermutlich für Ausbildung von Thermoresistez erforderlich)
• Nenne Sie die vier Koch´schen Postulate. a. Der mutmaßliche Krankheitserreger muss immer mit der Krankheit assoziiert sein & in gesunden Tieren nicht nachgewiesen werdenb. Der mutmaßliche Krankheitserreger muss in Reinkultur gezeichnet werdenc. Eine Reinkultur der mutmaßlichen Erreger muss in gesunden Tieren Krankheiten auslösend. Der Organismus muss reisoliert werden & identisch mit dem ursprünglichen Erreger sein
• Nennen Sie eine Fettsäure (Namen angeben), die E. coli verstärkt in die Cytoplasmamembran einbaut, wenn die Wachstumstemperatur von 40 °C auf 10°C abgesenkt wird. Beispie: Ölsäure Beim Absenken der Temperatur wird die Fluidität der Membran geringer, die Membran wird zu starr, deswegen werden vermehrt ungesättigte Fettsäuren eingebaut, da diese einen niedrigeren Schmelzpunkt haben und so die Fluidität erhöhen können
• Welche Komponenten (Namen ausschreiben, Stereokonfigurationen beachten) bilden den Peptidanteil des Mureins von Gram-negativen Bakterien? Welche Komponenten werden durch die Transpeptidase verknüpft? Woher stammt die Energie für die Bildung der Peptidbindung? - L-Alanin- D-Glutamat- DAP (Diaminopimelinsäure)- D-AlaninEnergie für Peptidbindung: Die Energie stammt aus der Abspaltung vom endständigen D-Ala aus dem Disaccarid-PentapeptidTranspeptidase verknüpft: D-Alanin mit Diaminopimelinsäure --> Quervernetzung
• Warum hemmt Penicillin die Transpeptidase bei der Mureinsynthese? Penicillin = strukturanalog zu D-Ala-D-Ala(deshalb wird Penicillin gebunden und gespalten, was die Transpeptidase inaktiviert)
• Sie haben im Praktikum die Wirkung von Benzyl-Penicillin mit dem „Agardiffusionstest“ untersucht. Welche Unterschiede ergaben sich bei der Anwendung auf E. coli und Bacillus subtilis. Benzyl-Penicillin wirkt (schlecht) nur in hohen Konzentrationen auf Gram negative Bakterien. E.coli = Gram negativBactillus = Gram positiv--> daher wirkt das Penicillin nur dort, weil das Murein der Gram negativ Bakterien durch eine äußere Membran abgeschirmt wird B. subtilis – gram positiv --> keine äußere Membran – wirkt besser--> großer HemmhofE. coli – gram negativ --> Mureinschicht + LPS äußere Schicht – wirkt schlechter --> kleiner Hemmhof
• Beschreiben Sie die Wirkungsweise von Lysozym (Wirkort, katalysierte Reaktion angeben). Wie verändern sich bewegliche, stäbchenförmige Bakterien nach Lysozymbehandlung in isotonen Medien? Lysozym spaltet die ß 1,4 glycosidische Bindung zwischen der N-Acetyl-1-Muraminsäure und dem N-Acetyl-Glucosamin des Mureins von Mikroorganismen--> Mureinsacculus wird hydrolysiert Veränderung: Zelle kann ihre charakteristische Form nicht mehr beibehalten (Stabilität fehlt --> Tugor führt dazu, dass Bakterien = unbeweglich, abgerundet, verdickt, bis nur noch der Protoplast vorhanden ist und die Zellen schließlich platzen)
• Nennen Sie zwei Umwelteinflüsse, gegen die bakterielle Endosporen besonders resistent sind. Hitzeresistenz --> können stundenlanges kochen ertragen (z.B. 30 min bei 100°C)--> Hitzeresistente Dauerstadien = schwer zu denaturieren Trockenresistenz--> überdauern TrockenperiodenEndosporen = geringer Wasserhaushalt, geringe Stoffwechsel, kompakte Proteine,lichtbrechend--> resistent gegenüber den Extrembedingungen sind.UV- resistent--> Sporenproteine SASP binden DNASäureresistenz--> Geringer H20 Gehalt --> Dipciolinsäure im Kern 
• Das anaerobe Bakterium "Zymomonas mobilis" setzt Glucose zu Ethanol und CO2 um. Wie viel mol ATP/mol Glucose werden gebildet? Welche Enzyme (Enzymnamen angeben) katalysieren die Umsetzung von Pyruvat zu Ethanol? 1 ATP je Glucosemolekül1. Pyruvatdecarboxylase2. Alkoholdehydrogenase
• Nennen Sie mindestens zwei Bestandteile der Mitochondrien und Chloroplasten, die auf einen prokaryotischen Ursprung hindeuten. - Zwei Membranen--> äußere von Eukaryoten, innere Membran homolog zur Cytoplamsamembran der Bacteria- Eigene Proteinsynthese an 70s Ribosomen--> 16s rRNA Mitochondrien ähnlich Paracoccus 30+50 Untereinheit- Eigene Rinfförmige DNS- Eigenes Erbgut (zirkulär (Plasmid) --> haben Eukaryoten nicht)Endosymbiontentheorie: Pflanzlische Zelle nimmt Cyanobakterien auf.
• Was bezeichnet man als Exotoxin? - Proteine von den Bakterien ausgeschieden- Proteolytische Clostridien, Tetanus- Starke Nervengifte- Diptherietoxin- Hitze-labil
• In welchen Reaktionen des Entner-Doudoroff-Weges wird ATP gebildet? Phosphoglycerat-KinasePyruvatkinase
• Nennen Sie zwei Verbindungen im Entner-Doudoroff-Weg, die im Embden-Meyerhof-Weg nicht vorkommen. - 6-Phosphat-Glukonat- Keto-3-desoxy-6-phosphogluconat
• Nennen Sie drei Enzyme des Entner-Doudoroff Weges, die im Embden Meyerhof Weg nicht vorkommen. 1. Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase2. Ketodeoxy-Phosphat-Glykonat-Aldolase (KDPG)3. 6-Phosohat-Glykonatdehydratase
• Nennen Sie zwei Enzyme des Embden-Meyerhof-Weges, die im Entner-Doudoroff-Weg nicht vorkommen. - Glucose-6-phosphat-Isomerase- Phosphofructokinase
• Nennen sie zwei Komponenten der äußeren Membran von Gram-negativen Bakterien, die in der Cytoplasmamembran nicht vorkommen. - Lipopolysaccharide LPS- Lipoprotein- Porin
• Die Hefe "Saccharomyces cerevisiae" setzt unter anaeroben Bedingungen Glucose zu Ethanol und CO2 um. Über welchen glykolytischen Weg wird Glucose zu Pyruvat umgesetzt(ATP-Ausbeute)? Welche Enzyme (Namen angeben) katalysieren die Umsetzung von Pyruvat zu Ethanol? --> Über die Glykolyse /Embden-Meyerhof-Weg= Alkoholische Gärung- Netto-ATP-Ausbeute: 2ATP je Glucosemolekül- Enzyme: Pyruvatcarboxylase, Alkoholdehydrogenase
• Bestandteile des Murein gram negativer Bakterien: L-AlaninD-AlaninDiaminopimelinsäure (DAP)D-Glutamat
• Unterschied zwischen Bakterien Archea bei der Cytoplasmamembran, bei Murein? Archaea: --> PseudomureinBackterien: --> Murein

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