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Laborbericht
Biowissenschaften

Karl-Franzens-Universität Graz - KFU 2013

Fröhlich

Dominique N. ©
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ID# 41404







Einführung in die Mikrobiologie - Prüfungsfragen

Einführung Mikro Molbio Fröhlich!


1) Das Periplasma ist


Der Bereich zwischen äußerer und Cytoplasmamembran bei gramnegativen Bakterien


2) Welche Ionen können durch die Cytoplasmamembran diffundieren?


H2O, CO2, Ethanol (auch: O2, N2, Harnstoff)


3) Welche Vorgänge können an der Cytoplasmamembran von Eubakterien ablaufen?


Replikation von DNA

Synthese von Membranlipiden

Sekretion von Proteinen

Endocytose


4) Das Lipid A gilt bei Freisetzung in den Körper als gefährlich. Warum?


Es löst einen immunologischen Schock aus

Es wirkt stark immunstimmulierend


5) "rough" Mutanten von Salmonella


haben unterschiedlich stark verkürzte Polysaccharidketten


6) Die Replikation bei E.coli ist abhängig von


Zellvolumen


7) Wann ist eine Zelle vor Virenbefall geschützt?


Wenn sich kein passender Rezeptor an der Zellmembran befindet


8) Was sind Antibiotika gegen Pilzbefall?


Amphotericin B, Nystatin, Azole, Flucytosin, Trimethoprim, Nikkomycin


9) Was bedeutet monotrich?


nur eine Flagelle pro Zelle zur Fortbewegung


10) Pili


helfen Bakterien beim Anheften an Unterlagen

sind oft Pathogenitätsfaktoren


11) Archea sind Eukaryonten ähnlich da


sie eine ähnliche rRNA besitzen

die Promotorstruktur ähnlich ist


aus Skript:

der Komponenten der DNA-Replikation

der Komponenten der Transkription

der Komponenenten der Translation

DNA mit Histonen in Nuleosomen-artige Strukturen organisiert


Methionine als Initiator tRNA

Introns in tRNA Genen


12) Das ER ist wichtig für


glatte ER: Synthese von Membranlipiden

rauhes ER: Proteinsynthese + Translation


13) Wie gelangen Proteine ins Innere von Mitochondrien


durch den Protonengradienten

über einen Ratschen-Mechanismus

(Hsp70-Chaperones ziehen die Proteinkette in die Matrix)


14) Organismen, die Photosynthese betreiben und organische Stoffe zum Wachstum benötigen nennt man?


Photoheterotroph


15) Was zeichnet psychrophile Bakterien aus?


besonders kälteliebend


T - hermophile ---> wachsen bei ÃœBER 50 GRAD C

E - xtrem Thermophile ---> leben bei ÃœBER 80 GRAD C

M - esophile ---> wachsen UM 37 GRAD C

P - sychrophile ---> können UNTER 5 GRAD C (einige Organismen sogar UNTER 0 GRAD C) wachsen


16) Was sind L-Formen


Bakterien ohne Zellwand / Mureinsacculus!


17) Das SRP System


transportiert co-translational

benötigt RNP


skript: RNP + Fth-Protein bindet an die Signalsequenz des entstehenden Proteins, translation stoppt, bis der komplex an den SRP-Rezeptor (Fts Y) in der Cytoplasmamembran andockt, dann wird das neue Protein direkt bei der Weitersynthese durch die Membran geschoben!


18) Bei hohem osmotischen Druck werden bei E.coli


die Porine aufgequellt, dadurch werden sie enger

um Giftstoffe (Gallensäure) daran zu hindern ins Cytoplasma zu gelangen


19) 2-Komponentensysteme


benötigt eine Proteinkinase

dienen der Signalübermittlung

sind oft Transskriptionsregulatoren

funktionieren über Phosphorylierung von Histidin


20) Die Meiose ist gekennzeichnet durch

häufige Rekominationsvorgänge

crossing over

besonders dichte Kondensation von DNA


21) Antibiotika Resistenz


kann zwischen Bakterien übertragen werden

tritt besonders in Krankenhäusern auf


22) Heterozyten sind


stickstoffproduzierende Bakterien in einem Verband


(Skript: Cyanobakterien - StickstoffFIXIERUNG: Luftstickstoff wird zu Ammoniak umgewandelt, dieser Vorgang ist sehr sauerstoffempfindlich, deshalb entwickeln Cyanobakterien Heterozyten, = haben dickere Wand und ihnen fehlt das O2produzierende Photosystem II. Diese liefern Stickstoff müssen aber von den Nachbarzellen mit C-Verbindungen versorgt werden.


23) Chlamydien


sind intrazellulär wachsende Parasiten

haben keine Peptidoglycanschicht

können selbst kein ATP produzieren


24) Halobakterium halobium


kann Photosynthese betreiben

lebt heterotroph

lebt aerob

(Skript: Euryarchaeota)

macht bei Sauerstoffmangel eine spezielle Photosynthese

das Chromophor Retinal formt sich bei Belichten um (all-trans in 13cis) und gibt Proton ab

Protonen durch die Membran - Gradient wird zur ATP-Bildung genutzt = Notstrom

bildet Bakterienrhodopsin


25) Welche Aussagen über Viren ist wahr?


Viren können einsträngige RNA enthalten

Viren können einsträngige DNA enthalten

Viren können doppelsträngige DNA enthalten


26) Penicillin


ist ein Beta-Lactamantibiotikum

hemmt die Transpeptidase (bei der Mureinsynthese)


27) Actinomyceten


haben alle ein Myzel

haben einen hohen G-C Gehalt

gehören zu den grampositiven Bakterien


28) Durch welche Methoden kann man im Mikroskop mehr sehen?


Färben

Fokussieren

Phasenring

Ölimmersion


29) was wird als Glycocalix bezeichnet?


eine schleimige oder gummiartige Schicht als äußerste Hülle

dicke = Kapseln

dünne = Schleimschicht


30) Cytoplasmamembran von Bakterien?


Es gibt Cardiolipin

Es gibt einfach ungesättigte und gesättigte Fettsäuren

Es gibt Cis-Doppelbindungen

Ungesättigte Fettsäuren haben einen Einfluß auf die Fluidität der Membran (verursachen Knick im Molekül und stören so die Ordnung in der Membran = Erhöhung der Fluidität)


31) Transport durch die Membran


bis zum Fließgewicht (klein + ungeladen)

durch gleichzeitigen Transport eines anderen Moleküls

durch allgemeine und spezifische Transporter (Uniport, Symport, Antiport)

Transmembranproteine

Gruppentranslokation - chemische Veränderung (phosphoyliert) - nur bei Bakterien

Membranentransport (Phagocytose, Pinocytose)


32) O-Antigen


gehört zu den Lipopolysacchariden

wirkt stark immunogen

haben spezifische Antikörper (Bakterienbestimmung)


33) Im Periplasma gibt es


Enzyme für Peptidoglycan

eine hohe Konzentration an Proteinen (z.B. Bindeproteine, Verdauungsenzyme, Entgiftungsenzyme)


34) Lysozym


kommt in Tränenflüssigkeit vor

kommt im Hühnereiweiß vor

verdaut Peptidoglycan (Mureinsacculus)

dient der Bakterienabwehr


35) Das Bakterienchromosom


ist zirkulär

ist an die Zellwand geheftet

nicht in einem abgetrennten Organell

als Chromosomenring und Plasmide (kleine DNA-Ringe) vorhanden

ist in einem eigenen Bereich


36) Ribosomen


bakterielle Ribosomen sind kleiner (als eukaryotische 70S : 80S)

bakterielle Ribosomen sind mit Tetracyclin angreifbar

sind Komplexe aus RNA und Proteinen

dort wird eine mRNA als Bauvorschrift für Proteine abgelesen

Aminosäuren werden dabei vom Triplett-code bestimmt

Bakterienzelle enthält bis zu 20.000 Ribosomen

bestehen aus einer großen und einer kleinen Untereinheit


37) Welche Bakterien bilden Endosporen?


grampositiv: Bacillen und Clostridien:

-B. antracis, B. stearothermophilus, B. thuringensis

-C. tetani, C. botulinus, C. perfringens, C. histolyticum, C. septicum


Sporosarcina, Desulfotomaculum, Sporolactobacillus, Thermoactinomyces


38) Flagellen - Bakterien


dienen der Fortbewegung

sind eine starre Schraube, die von einem Rotor in der Zellwand gedreht wird

einzeln (monotrich), an beiden Seiten (amphitrich), Büschel (lophotrich), um Zelle (peritrich)

grampositiv: Flagelle mit zwei Scheiben verankert

gramnegativ: mit vier Scheiben

eigentlicher Motor: M-Ring - unterste Platte

Bewegungsenergie durch Protonenfluß (Protonengradient über die Membran)


39) Flagellen - Eukaryoten


sind Polymere aus dem globulären Protein Tubulin (alpha / beta)

dienen der Zellbewegung

sie sind flexibel

bewegen sich wellenförmig

sind von der Cytoplasmamembran überzogen (Ausstülpungen der Zelle)

Dynein arbeitet unter ATP-Verbrauch mit

NICHT selbst aggregierend! müssen zusammengebaut werden

weisen ein charakteristisches 9+ 2 Muster aus Mikrotubuli auf

Mikrotubuli können zu Dubletten oder Tripletten verschmolzen sein


40)Ribosomen:


Ribosomen sind ein beliebter ANGRIFFSPUNKT FÃœR antibakterielle ANTIBIOTIKA:

1.) STREPTOMYCIN

2.) ERYTHROMICIN

3.) CHLORAMPHENICOL

4.) TETRACYCLINE


ESELSBRÃœCKE um sich die 4 zu merken: "SECT" (fast wie der SEKT, den wir trinken), vl. hilft's euch auch ;)


41) Axialfilamente


haben gramnegative Spirocheten

dienen der Fortbewegung in zähem Schleim

liegen im Periplasma - dieser ist dadurch gedreht

die ganze Zelle dreht schraubenförmig - dient als Rotor


42) Pili


können sich aufgrund der Adhesinmoleküle an Oberflächen anheften

werden aus Pilinen gebildet

ist oft ein Pathogenitätsfaktor

unterschiedliche Piline erzeugen unterschiedliche Pili

an den Pili sitzt ein oder mehrere Adhesinmoleküle (Verankerung)

Pili = Fimbrien

Sexpili (F-Pili) dienen dem Genaustausch

Operon für Pili enthält Regulatorgene und Chaperonesgene für Proteinfaltung


ESELSBRÃœCKE:


Für die Pili-Synthese."SARG"


1.) S - trukturGEN (für Pilin)

2.) A - dhesinGENE

3.) R - egulatorGENE

4.) G - ENE für Chaperons (für Proteinfaltung wichtig)


43) Mikrotubuli


dienen der Zellbewegung

weisen oft ein 9 +2 Muster auf

bestehen aus Tubulin

(siehe Flagellen)


44) In der Cytoplasmamembran von Eukaryoten gibt es


Steroide

mehrfach ungesättigte Fettsäuren



Nukleosomen

enthält DNA

enthält Histone


46) Lysosomen


innen ist es sauer (pH 4,8 - 5)

Stoffe werden in ihre Bestandteile zerlegt und wiederverwertet

Enzyme arbeiten im sauren Bereich am besten

großes Lysosom in Hefe = Vakuole

primäre Lysosome (enzymhaltige Vesikel) + Vesikel mit Abbaumaterial verschmelzen zu reife Lysosome (sekundäre Lysosome)


47) An reiner Luft leben


Aerobier

Mikroaerophile

Aerotolerante Anaerobier

fakultative Anaerobier


48) Ein mesophiler Organismus


lebt im mittleren Temperaturbereich


49) Archaeen leben


in der Arktis

in heißen Quellen, an Unterwasservulkanen

im Sauren

in Sümpfen, im Pansen von Wiederkäuern, im Klärwerk

in salzhaltiger Umgebung

in brennenden Kohlehalden


50) Archaeen und Eubakterien sind ähnlich hinsichtlich


des Fehlens von Zellkern und membranumschlossenen Organellen

dem einzelnen, zirkulären Chromosom

der Organisation der Gene in Operons

dem Fehlen von Introns in Protein-codierenden Genen

vieler Stoffwechselwege


51) Mureinbausteine sind


N-acetylglucosamin

Aminosäuren (L-alanin, D-glutaminsäure, D-alanin, Meso-diaminopimelic-säure)

N-acetylmuraminsäure


52) Proteine, die sezerniert werden sollen


haben eine Signalsequenz am Aminoterminus

haben hydrophoben Abschnitt (+basische Aminosäuren)

haben Glycin oder Prolin im hydrophoben Abschnitt


die Signalsequenz wird nach dem Transport durch Signalpeptidase abgespalten

bakterielle Porteinbiosynthese findet ausschließlich im Cytoplasma statt

-> Sec - System bei Bakterien (Eukaryonten haben keines)


53) Das Sec-System transportiert


Co-translational

Post-translational

kann durch Azid (N3-) gehemmt werden


Das Sec-System:


Chaperon SecB-Protein bindet das neue Protein und verhindert dessen Faltung

SecA erkennt die Signalsequenz, bringt das Protein an den Translocator (SecY, SecG, SecE) und liefert durch ATP-hydrolyse die Energie für den Transfer


54) Dextrane /Laevane


gehören zu Glycocalix

brauchen zur Synthese keine weitere Energie

werden durch Exoenzyme außerhalb der Zelle aus Saccharose polymerisiert

Dextran = Glucose

Laevane = Fruktose


55) Dextran-Bildn


Leuconostoc

Streptococcus


56) Laevan-Bildner


Pseudomonas spp

Xanthomonas spp

Bacillus spp

Streptococcus salivarius


57) Porine


Porine der äußeren Membran bilden Beta Barrels (beta-faltblätter)

brauchen zum Falten LPS (ansonsten Anlagerung ohne Struktur)

im Periplasma binden die Untereinheiten gelöstes LPS zur Barrel-Struktur

diese Komplexe lagern sich in die äußere Membran

zur Stoffaufnahme dienen Poren aus Porinprotein-Trimeren


58) Porin-Typen


Kanalgröße wird von Porin bestimmt

OmpC bildet 1,1 nm

OmpF bildet 1,2 nm

im Warmen bei hohem osmotischen Druck wird nur OmpC gebildet (= e.coli - im Darm)

im Kühlen bei niedrigem osmotschen Druck OmpF gebildet (= hohes Risiko, Giftstoffe)


59) Chemotaxis


Mikroorganismus verlängert die Schwimmphase, wenn es zufällig eine gute Richtung ist

reagieren mit Sensor auf Lockstoff oder Schreckstoff

die Veränderung der Konzentration erfolgt über Adaptation

bei Steigerung der Konzentration wird Taumeln unterdrückt

bei sinkender Konzentration wird die Empfindlichkeit auf ein niedrigeres Niveau adaptiert

Adaptation über Methylierung (minus-Ladung verschwindet - Abstoßung verringert sich) = MCP (Methylakzeptierende Chemotaxis-Proteine)


60) MCP bei e. coli


Schreck/Lockstoffe:

Tsr (MCP I)

Tar (MCP II)

Periplasmatische Proteine:

Trg (MCP III)

Tap (MCP IV)


61) Tsr-Rezeptor für


Serin

einige Schreckstoffe


62) Tar-Rezeptor für


Schreckstoffe

Aspartat

maltosebindendes Protein


63) Trg-Rezeptor für


galactosebindendes Protein

ribosebindendes Protein


64) Tap-Rezeptor für


dipeptidbindendes Protein


65) EnvZ/OmpR


EnvZ kann als Kinase arbeiten

EnvZ kann als Phosphatase arbeiten

OmpR ist Transkriptionsregulator


EnvZ schaltet zw. Kinase und Phosphatase- Aktivität um

das EnvZ/OmpR-System reguliert die Porengröße der äußeren Membran

e.coli trät ca 10 Moleküle EnvZ

OmpR = Outermembran-Protein

OmpR aktiviert bei niedriger Osmolarität Expression von OmpF

OmpR reprimiert bei hoher Osmolarität OmpF

OmpR induziert bei hoher Osmolarität OmpC


66) OmpR als Gen-Aktivator/Gen-Repressor


durch Phosphorylierung kann es ompF und ompC binden

hat eine höhere Affinität zu ompF (schaltet bei niedriger Konzentration ein)

bei hoher Konzentration bindet es ompC - blockiert somit ompF und Transkription


67) ABC-Transporter


sind Exporteure

sind Importeure


ABC = ATP binding cassette


Importeure: (meist bei Bak)

aus 2 hydrophoben, kanal-bildenden Untereinheiten + 2 ATP-bindenden und -spaltenden hydrophilen Untereinheiten

sehr hohe Substrataffinität


Exporteure: (in Bak und Eukaryonten)

entfernen Giftstoffe

Membran- und ABC-Teil sind zu 1 Protein verschmolzen

arbeiten unspezifisch

sind für Austransport von Cheotherapeutika zuständig - Resistenzen!


Systeme mit anderen Funktionen:

hier fehlt Membrandomaine ganz

wichtig: CFTR-Protein - Mutation führt zu cystischer Fibrose (es pumpt NaCl nach außen - Schleimproduktion

DNA-Reparatur = RecA

Regulation der Genexpression

Translationselongationsfaktor EF-TU

Muskelprotein Myosin (ABC-Transporter, der sich selbst transportiert)


68) Die Zellteilung wird gesteuert von


der Länge der Zelle


69) Antibakterielle Chemotherapie ist


die gegen einen Erreger gerichtete Behandlung von Infektionen mittels Antibiotika


greifen in Stoffwechselwege von Bakterien ein

natürlich produzierte Chemotherapeutika = Antibiotika

stammen von Bakterien = Streptomyceten, Pilzen


70) Resistenzmechanismen gegen Antibiotika


Verändernde (inaktivierende) Enzyme

Wirkortveränderung

Verlangsamter (verhinderter) Eintransport

Austransport wird beschleunigt (ABC-Transporter)


71) Warum ist Chloramphenicol für Kinder so schädlich?


Weil es die Mitochondrien angreift - Aplastische Anämie


72) Mycobakterium ist Erreger von


Tuberkulose

Lepra


durch undurchdringliche Zellwand charakterisiert

durch langkettige Mycolsäure wachsartige Zellwand

säurefest - können in Lysosomen leben - können bei pH1 überleben

sind antibiotisch schlecht angreifbar



fixieren CO2 im Calvin-Zyklus

können chemoheterotroph leben (im Dunkeln)


= Proteobakterien

sind photosynthetische Bakterien

sind anaerob

Azetat ist die bevorzugte Kohlenstoffquelle


74) 2 Arten von Purpurbakterien


- Nichtschwefel-Purpurbakterien:

Rhodospirillum, Rhodobacter, Rhodopseudomonas, Rhodomicrobium


- Schwefel-Purpurbakterien:

Thiospirillum, Thiocystis, Thiocapsa, Thiodictyon, Thiopedia, Chromatium, Lamprocystis


75) Agrobakterium tumefaciens verursacht Tumore in Pflanzen, weil


es ein Plasmid in die Pflanze einschleust


76) Agrobakterium tumefaciens


sind alpha-Proteobakterien

begeißelte gramnegative Stäbchen

verursachen Calli mit unkontrolliertem Wachstum

dadurch auch Produktion ungewöhnlicher Aminosäuren = Opine

Opine dienen den Bakterien als C- und N-Nahrung

sind für die Gentechnik ein Hilfsmittel

Ti-Plasmid dient als Vektor zum Einbau und Einschleusen von Fremd-DNA


77) Fragen aus dem Skriptum:


1. Fragenbeispiel


Welche Aussagen treffen für fakultative Anaerobier zu?1.) Sie wachsen nicht in Gegenwart von Sauerstoff2.) Sie wachsen in Gegenwart und in Abwesenheit von Sauerstoff3.) Sie wachsen nicht in Abwesenheit von Sauerstoff4.) Sie können vom aeroben auf anaerobes Wachstum umschalten


Antwortmöglichkeiten:A „nur 1,2,3“B „nur 1,3“C „nur 2,4“D „nur 4“E „alle richtig“


Lösung: „C“ ist richtig!


2. Fragenbeispiel



Antwortmöglichkeiten:A „nur 1,2,3“B „nur 1,3“C „nur 2,4“D „nur 4“E „alle richtig“


Lösung: „C“ ist richtig!


3. Fragenbeispiel


Porine sindA) Poren der KernmembranB) Antibiotika, die die cytoplasmatische Membran durchdringen könnenC) Poren in einem BakterienfilterD) Proteine der äußeren Membran gramnegativer BakterienE) Periplasmatische Proteine, die bei der Aufnahme von Nährstoffen beteiligt sind


Lösung: „D“ ist richtig!


78) Viren gelangen in die Zelle durch


Endocytose

Einspritzen der Nukleinsäure durch Injektionsapparat


Adsorption an die Wirtszelle (bindet an Rezeptorstrukturen wie Proteine=Pili,Flagellen oder Polysaccaride auf der Wirtszelle)

-> Verlust des Rezeptors führt zur Resistenz gegen das Virus

Injektion/Penetration -> T4 Virus -> Bakterielle Viren


79) Beta-Lactamasen neutralisieren Beta-Lactamantibiotika indem sie


den Beta-Lactamring spalten

-> siehe inaktivierende Enzyme/Resistenzmechanismen


Beta-Lactamantibiotika: Penicilline und Cephalosporine)


80) Chloroplasten


es gibt Ribulosebisphospatcarboxylase (=Rubisco)

Glucose entsteht


besitzt ein eigenes Genom

muss die meisten Protein importieren, da die meisten ihrer Gene im Zellkern

von 2 Membranschichten umgeben - innere > 80% Protein, sehr undurchlässig - äußere durchlässig

müssen DNA verdoppeln, in RNA umschreiben, an 70S-Ribosomen in Protein übersetzen

an Membranstapel der Chloroplasten läuft Photosynthese ab (Thylacoidmembran)

Schlüsselenzym ist Rubisco - 50 % des Chloroplastenproteins


81) Zum Atmen braucht man


Mitochondrien

Elektronendonator und Elektronenakzeptor

Elektronenakzeptoren wie Sulfat, Nitrat, Fumarat


82) Proteine, die an ER und Golgi synthetisiert weden, kommen in


Lysosomen

Zelläußere


Vesikel

Endosomen

Peroxisomen


83) Lipoprotein


ist nicht essentiell!


verknüpft die äußere Membran mit dem Murein

ist das häufigste Protein von e.coli

taucht mit Fettsäureresten in die äußere Membran ein


84) Mit konditionellen Mutanten


kann man unter permissiven Bedingungen Wildtypen haben

Mutantenphänotypen unter restriktiven Bedingungen

Kann man Mutanten in lebenswichtigen Funktionen isolieren



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