Lernmaterialien für Mikrobiologie (5. Semester) an der Hochschule Coburg

Einige Bakterien/Archaea sind kompetent und somit in der Lage eine natürliche Transformation während des Wachstums durchzuführen: 

Grampositive Gattungen: Streptococcus, Bacillus

Gramnegative Gattungen: Haemophilus, Neisseria 

Potentieller Nutzen: 

• Transformierte DNA als Nährstoff
• Kompatible Sequenzen von Nahverwandten zur Reparatur des eigenen Genoms 
• Evolutive Vorteile durch horizontalen Gentransfer, um sich schneller und besser an Umweltbedingungen anzupassen (höhere Fitness). 

Andere Bakterien wie z.B. E.coli, Salmonella oder Sulfolobus können fremde DNA nur folgendermaßen aufnehmen: 

• Elektroporation, Elektrischer Schock, um die Zellmembranpermeabilität zu erhöhen 
• Calciumchlorid/Hitzeschock, chemisch-kompetente Zellen nehmen nach Hitzeschock fremde DNA auf 

3 Schritte, die 25-50 mal wiederholt werden: 

1. Denaturierung der doppelsträngigen DNA zu einzelsträngiger DNA bei 94 °C 
2. Annealing des Primers bei definierter Temperatur unter strikten Bedingungen (hängt von der Primersequenz, Salzkonzentration und pH ab) 
3. Elongation: Synthese neuer DNA Stränge durch Polymerase bei 72 °C. Beginnt an der 3´OH Gruppe der des letzten Nukleotids des Primer-basierten Stranges. 

Murein

• β-1,4 glykosidisch verknüpftes N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure, verbunden über Peptidbrücken
• direkt oder indirekt (Interpeptid-Brücke) mit Aminosäuren peptidisch verknüpft
• Spezies spezifische Zusammensetzung des Tetrapeptids

Als Katalasereaktion bezeichnet man die Testung von Bakterienkulturen durch Vermengung einer Einzelkolonie mit 3%igem Wasserstoffperoxid. Hierbei wandelt das bakterielle Enzym Katalase das Substrat (H2O2) unter sichtbarer Schaumbildung zu Wasser und Sauerstoff um. Der Test gilt dann als katalasepositiv. 

Die meisten aeroben und fakultativ anaeroben Bakterien haben diese Enzym. 

Anaerobe als auch aerobe Mikroorganismen haben ein oder mehrere Schutzsysteme vor hohen intrazellulären Sauerstoffkonzentrationen. Vom O2 leiten sich viele hochreaktive Intermediäre (reaktive Sauerstoffspezies, engl. reaktive oxygen species, ROS) ab, die intrazelluläre Prozesse und Strukturen irreversibel schädigen

Drei Mechanismen des nicht sexuellen, nicht-viralen genetishcen Austausches:

1. Transformation, bei der DNA, die von einer Zelle freigesetzt wurde, von einer anderen Zelle aufgenommen wird. (Transfektion:, Wirt: Eukaryotische Tierzellen) 
2. Transduktion, bei der ein Transfer von Donator-DNA durch einen Virus ermöglicht wird. 
3. Konjugation, bei der die Übertragung durch Zell-zu-Zell Kontakt und ein konjugatives Plasmid in der Donatorzelle abläuft 

Plasmide enthalten einen auswählbaren Marker 

• normalerweise ein Gen für Antobiotikaresistenz: 
  - wird für das Behalten des Plasmids in der Zelle gebraucht 
  - vorteilhaft für Bakterien um Plasmid zu behalten (kann dann in Anwesenheit von Antibiotka wachsen) 
• weit verbreitete auswählbare Marker sind Ampicillin, Neomycin und Chloramphenicol 

"Selection with molecular markers and advanced reproductive technologies"

• Diagnoseverfahren für die Auslese erwünschter Eigenschaften 
• ein Züchtungsansatz, der sich gezielt desverfügbaren Spektrums moderner biotechnologischer Verfahren bedient, auf eine gentechnische Veränderung der Pflanzen verzichtet