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LF11 - Mikrobiologie (Fach) / Austausch von Erbmaterial bei Bakterien (Lektion)
Transformation, Konjugation, Transduktion
Diese Lektion wurde von FranziBio erstellt.
- Was versteht man unter einer Transformation? = Aufnahme nackter DNA aus der Umgebung -> Erbinfo des Organismus wird verändert
- Welche Bakterien können DNA aufnehmen und warum? kompetente Bakterien:- manche von natur aus- andere müssen chemisch oder physikalisch behandelt werdenWarum:- Zellwand ist porös -> DNA kann hindurch gelangen- Kompetenz hängt von Wachstumsphase und äußeren Bedingungen ab
- Welche Bakterien sind von Natur aus kompetent und warum? gram positive Bakterien (Bacillus, Haemophilus, Mycobakterien,...)haben gesteigerte Aktivität extrazellulärer Enzyme:- Endonucleasen- ein Strang der DNA wird abgebaut- einzelsträngige DNA wird aufgenommen- homologe Rekombination (es wird geschaut, ob fremde DNA ähnlich ist wie eigene. Wenn ja, wird das Stück der eigenen DNA durch fremde ersetzt. Einzelsträngiges Stück wird ergänzt)
- Wie findet chemische Transformation und Elektroporation statt? chemische Transformation:- Behandlung mit CaCl2 in der Kälte- durch Hitzeschock kann fremde DNA aufgenommen werdenElektroporation:- kurze elektrische Impulse
- Was versteht man unter Konjugation? = direkte Übertragung von DNA von einer Bakterienzelle auf eine andere
- Was ist ein F-Plasmid? Welchen Einfluss hat das F-Plasmid auf die Zelle? F-Plasmid = konjugatives Plasmid- Zelle mit F-Plasmid: F+ -> Donor (male)- Zelle ohne F-Plasmid: F- -> Akteptor (female)- Pilus der F+-Zelle nimmt Kontakt mit F--Zelle auf -> Plasmabrücke entsteht- F-Plasmid wird von F+-Zelle auf F--Zelle übertragen --> 2F+-Zellen- in manchen Zellen wird F-Plasmid in bakterielles Chromosom eingebaut -> Hfr-Zelle entsteht -> bei weiterer Konjugation wird gesamtes Bakterienchromosom übertragen- manchmal Plasmid nach Integration wieder ausgeschnitten -> häufig Teile des Chromosoms mit ausgeschnitten -> F'-Plasmid/F'-Zelle entsteht
- Wie geht bei der Konjugation die DNA-Übertragung von statten?Welchen Einfluss haben die Abstände der Gene? - innerhalb des Transfer-Replikationsursprungs (oriT) kommt es zum Einzelstrangbruch- ausgehend vom oriT entwindet sich die DNA- freies 5'-Ende schibt sich durch eine Pore, die Donor- und Akzeptor-Zelle verbindet, in den Akzeptor- gleichzeitig wird im Donor am 3'-Ende der komplementäre Doppelstrang kontinuierlich synthetisiet- die Synthese des Doppelstrangs im Empfänger rfolgt diskontinuierlich an RNA-Primer-Fragmenten- je weiter ein Gen vom oriT entfernt ist, umso später wird es übertragen und umso seltener gelangt es bei ungestörter Paarung in Empfängerzelle- Geschwinigkeit ist die ganze Zeit gleich- due Zeit des Eintritts der Gene in der Empfängerzelle ist ein Maß für die Genabstände
- Was versteht man unter einer Transduktion? = Übertragung von DNA-Fragmenten zwischen zwei Bakterien durch Infektion mit Bakteriophagen
- Was versteht man unter einer allgemeinen Transduktion? - während der Latenzphase des lytischen Zykluses wird die Wirts-DNA in Stücke geschnitten- bei der Verpackung der neu synthetisierten Phagen-DNA kann es zufällig passieren, dass ein Fragment der bakteriellen DNA statt der Phagen-DNA verpackt wird- dieses Stück wird dann an die nächste Bakterienzeööe weitergegeben, die mit diesem Phagen infizert wird--> alle gene des Wirts werden mit gleicher Wahrscheinlichkeit übertragen
- Was versteht man unter einer spezifischen Transduktion? - bei einem lysogenen Infektioszyklus wird die Phagen-DNA vorübergehend in das bakterielle Genom eingebaut- wird nach einer gewissen Zeit der lytische Zyklus eingeleitet, wird dieses Stück wieder ausgeschnitten- hier kann es passieren, dass ein Teil der Bakterien-DNA mit ausgeschnitten wird und anschließend mit übertragen wird-> es werden immer nur bestimmte/benachbarte Gene übertragen
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