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