Mikrobio at Leibniz Universität Hannover

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Wie nennt man die Symbiose zwischen Pilzen und Algen oder zwischen Pilzen und Cyanobakterien? 

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Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur

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Äußere Membran: Lipopolysaccharide (LPS)

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Epolupiscium fishelsoni 

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Peptidoglycan: Prinzipieller Aufbau

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Leben unter verschiedenen pH-Bedingungen

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Physikalische Bedingungen, bei denen Mikroorganismen vorkommen

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Proteinogene L-Aminosäuren

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Das prokaryotische Cytoplasma

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Definition: Kompartiment

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Mikrobio

Wie nennt man die Symbiose zwischen Pilzen und Algen oder zwischen Pilzen und Cyanobakterien? 

Flechten 

  • Gemeinsamer Thallus zur Besiedlung von Oberflächen, die saprotrophe Lebensweise nicht ermöglichen


  • Pilz sorgt für Mineral-, Nährstoff- und Wasserversorgung und schützt phototrophen Partner

  • Phototrophe liefern Zucker






Mikrobio

Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur

  • Primärstruktur: Sequenz der Aminosäuren vom N- zum C-Terminus
  • Sekundärstruktur: a-Helix, ß-Faltblatt
  • Tertiärstruktur: spezifische Anordnung der Sekundärstrukturen zueinander im Raum
  • Quartärstruktur: Anordnung versch. Untereinheiten zueinander

Mikrobio

Äußere Membran: Lipopolysaccharide (LPS)

  • äußere Membran besteht hauptsächlich aus LPS
  • LPS sind essentiell für Integrität der äußeren Membran
  • sind wichtig für Interaktionen mit Oberflächen und anderen Organismen (Pathogenität)
  • (wirken als Antigene)
  • in äußerer Membran durch Lipid-A verankert
  • Aufbau: 
    • O-Antigen -> O-Polysaccharid (zell-assoziiertes Antigen von Bakterienstämmen); 
    • Kernregion: Outer Core + Inner Core 
    • Lipid A: Fettsäuren durch Estherbindungen an Disaccharid gebunden; verankert in äußerer Membran

Mikrobio

Epolupiscium fishelsoni 
  • Polyploides Bakterium
  • ungewöhnliche Vermehrung: besitzt viele Genomkopien und vermehrt sich durch Tochterzellenbildung in der Mutterzelle
  • etwa 600 um lang
  • lebt im Darmtrakt des Doktorfisches
  • Warum ist lange Form vorteilhaft?
    • wenn Zelle noch größer und rund wäre, bräuchte sie Vakuole!

Mikrobio

Peptidoglycan: Prinzipieller Aufbau

  • =Murein; Biopolymer, bestehend aus Zuckermoleküken und Aminosäuren; wichtiger Bestandteil der Zellwand vieler Bakterienarten
  • besteht aus: 
    • N-Acetylmuraminsäure (MurNAc) + N-Acetylglucosamin (GlcNAc) miteinander zu langen Ketten verknüpft
    • Ketten mit kurzen Oligopeptiden vernetzt -> durch Transpeptidasen vermittelt
    • Oligopeptid enthält u.a.  AS D-Alanin, D-Glutaminsäure und meso-Diaminopimelinsäure  (Diamiosäure kann Isopeptidbind. mit C-Terminus anderer Peptidbrücke bilden)
    • Polysaccharid-Ketten durch Peptidbrücken verknüpft

Mikrobio

Leben unter verschiedenen pH-Bedingungen

  • acidophil: pH_opt <6
  • neutrophil: pH_opt 6-9
  • alkaliphil: pH_opt >9

Mikrobio

Physikalische Bedingungen, bei denen Mikroorganismen vorkommen

  • Temperatur: -4° bis 121° C
  • pH: < pH 0 bis > pH 11
  • Salz: 0 bis 5 M NaCl (gesättigt)
  • Druck: 0 bis 1000 atm (10.000 m Tiefe)
  • Wasseraktivität: a_w-Wert 0,998 bis 0,6


  • Mikroorganismen vermehren sich in wässrigen Milieus
  • werden passiv durch andere Organismen, Luft (Luftkeime), Strömung, etc. oder
  • aktiv durch eigenständige Bewegung verbreitet

Mikrobio

a_w-Wert

  • =activity of water=Wasseraktivität
  • Dampfdruck über der Lösung oder Substanz relativ zum Dampfdruck über reinem salzfreiem Wasser
  • ->Reines Wasser hat a_w-Wert von 1.0
  • Organismen benötigen Minimum an gelösten Substanzen
    • max. a_w-Wert daher 0.998
    • sehr wenige Organismen wachsen auf Substanzen mit a_w-Werten von unter 0.9 auf
  • wässrige Umgebung essentiell für Leben, manche Organismen brauchen aber nicht viel freies Waser

Mikrobio

Proteinogene L-Aminosäuren

  • proteinogen: proteinbildend -> etwa 20
  • L-Aminosäuren: Bausteine von Peptiden und Proteinen
  • D- und L-Aminosäuren  sind Enantiomere ->Bild und Spiegelbild; im menschl. Körper nur L-AS

Mikrobio

Das prokaryotische Cytoplasma

  • Kleinheit der. Prokaryoten wird limitiert. durch die Notwendigkeit, die DNA, RNA und Ribosomen im Cytoplasma unterzubringen
  • ca. 250 mg/ml Protein ->viel
    • 100 mg/ml RNA
    • 14 mg/ml DNA
    • 3-10 bar Druck auf Zellwand
    • reduzierendes Milieu
  • dicht gepackt mit Ribosomen (Durchm. 20nm)
  • Nucleoidbereiche arm an Ribosomen

Mikrobio

Definition: Kompartiment

  • it./lat.: "compartire"-teilen, aufteilen
  • allg.: Ein Kompartiment ist. generell ein von einer Umgebung abgetrennter Bereich
  • Zellbiologische Def.: Ein Kompartiment ist ein meist durch eine Membran abgetrennter Bereich innerhalb einer Zelle mit bestimmten Bedingungen (Kompartiment-spezifische Proteine/ Stoffwechselwege, Sollte, pH, Ionenstärke etc.).
  • Membranen begrenzen Kompartimente, sind selber aber keine Kompartimente, da sie von angrenzenden Bereichen nicht abgetrennt sind!

Mikrobio

Gramfärbung erlaubt sinnvolle Klassifizierung

  • Gram-negative Arten besitzen meist eine äußere Membran und ein durchlässiges Peptidoglycan
    • Ausnahmen: Thermomicrobium färbt Gram-negativ, besitzt aber wahrscheinlich keine äußere Membran (keine "outer membrane proteins" im Genom codiert)
  • Gram-positive Arten besitzen viele (ca. bis zu 80) Peptidoglycan-Schichten und zumeist keine äußere Membran
    • Gram-positive= Firmicutes + Actinobacteria
    • Ausnahmen: Äußere Membranen wurden kürzlich bei einigen Actinobacteria, den Myobakterien+Corynebakterien, entdeckt
    • Mycoplasmen stehen den Firmicutes (Festhäuter) nahe, besitzen aber keine Zellwand! -> Neues Phylum: Tenericutes (lat."Zartheit)
  • -->Sinn und Schwächen. der Gram-Färbung

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