Mikrobiologie an der ETHZ - ETH Zurich

Karteikarten und Zusammenfassungen für Mikrobiologie an der ETHZ - ETH Zurich

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Was hat Pasteur bewiesen und welches Konzept hat er entdeckt?

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Was ist selektive Toxizität?

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Was ist eine Anreicherungskultur?

Was ist eine Reinkultur?

Was ist ein Phylogenetischer Marker?

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Bakterien klassifizieren:

Welches sind die klassischen Methoden?

Was ist ein Problem davon?

Nenne 3 wichtige molekularbiologische Methoden! 

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Wie funktioniert 16S rRNA-Sequenzierung?

auf was beruht es?

Was für Informationen liefert es uns?

Was ist ein Nachteil davon?

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Was ist das FISH Verfahren?

Wie funktioniert es?

Welche Informationen bekommen wir?

Nenne 2 Vorteile und 1 Nachteil!

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Was ist MAR?

Wie funktioniert MAR?

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Was gehört zu den Prokaryoten?

Nenne die Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen!

Nenne 3 Gemeinsamkeiten!

Welche Domäne ist am engsten verwandt mit den Eukaryoten und weshalb?

Welche Struktur eignet sich besonders gut um phylogenetische Beziehungen zu erkennen und weshalb?

Was ist charakteristisch für Viren?

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Mikroskopie:

Was für 2 Übergruppen von Mikroskopie gibt es? Nenne auch ihre Untergruppen und erkläre wie jeweils mikroskopiert wird! (bzw. was die Unterschiede sind!)


(Was sind Vorteile/Nachteile, was muss jeweils beachtet werden? Was für Objekte eignen sich für die jeweiligen Mikroskopier-Arten?)

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Zellmembranen in der Domänen:

Welches ist der hydrophiler Teil jeder Domäne?

Welches ist der hydrophober Teil jeder Domäne?

Nenne die Membran-Arten jeder Domäne!

Nenne weitere Stoffe, die sich in den jeweiligen Domänen befinden und deren Funktion!

Sind Lipiddoppel- oder -Einzelschichten temperatur- und säurestabiler?

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Medienzusammensetzungen/ zentrale Aspekte grob beschreiben können:

Was sind Kulturmedien?

Was für Medien-typen gibt es (2)  und was sind ihre Eigenschaften (Zusammensetzung, Organismus)?

Was ist die Wahl des Mediums?

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Welche Domänen gibt es?

Was ist ein Biofilm?


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Mikrobiologie

Was hat Pasteur bewiesen und welches Konzept hat er entdeckt?

Er hat bewiesen, dass:

  • Leben nicht aus dem Nichts entsteht (Zuckerwasser bedeckt/offen)
  • es Lebewesen in der Luft hat
  • er hat das Konzept der Sterilität entdeckt (Pasteur-Pasteurisieren)


Mikrobiologie

Was ist selektive Toxizität?

Z.B. bei antimikrobiellen Medikamenten: Nur der Erreger soll eliminiert werden, ohne dass der Wirt Schaden nimmt.

Mikrobiologie

Was ist eine Anreicherungskultur?

Was ist eine Reinkultur?

Was ist ein Phylogenetischer Marker?

  • Vorgehen um selektiv MO mit gezielter Steuerung der Umweltbedingungen wachsen zu lassen.
  • Zellpopulation, die unter Laborbedingungen erzeugt wurde und aus der Vermehrung eines einzelnen MO besteht -> Kultur aus Klonen
  • Einfärbung von bestimmten Gruppen von MO in Umweltproben (e.g. FISH)

Mikrobiologie

Bakterien klassifizieren:

Welches sind die klassischen Methoden?

Was ist ein Problem davon?

Nenne 3 wichtige molekularbiologische Methoden! 

  • Optik (Farbe, Grösse) und Biochemie: Gram-Färbung -> Klassifizierung anhand des Aufbaus der Zellwand.
  • eindeutiges Zuordnen schwierig.


  1. 16S rRNA Sequenzierung
  2. FISH
  3. MAR

Mikrobiologie

Wie funktioniert 16S rRNA-Sequenzierung?

auf was beruht es?

Was für Informationen liefert es uns?

Was ist ein Nachteil davon?

  • in prokaryoten gibt es Gen, das für 16S rRNA Untereinheit des Ribosoms kodieren.
  • aufgrund seiner Lage hat das Gen eine langsame Evolutionsrate -> lange konserviert
  • gibt also Informationen über die Phylogenie/Verwandtschaftsbeziehungen
  • Genom muss extrahiert und sequenziert werden.

Mikrobiologie

Was ist das FISH Verfahren?

Wie funktioniert es?

Welche Informationen bekommen wir?

Nenne 2 Vorteile und 1 Nachteil!

  • Sonde muss angefertigt werden:
    • Sonde = ein Stück DNA oder RNA
    • muss passendes Gegenstück zur gesuchten rRNA sein (rRNA weil oft in Zellen vorkommt)
    • Es fluoresziert bei erfolgreicher Bindung
  • Durch Fluoreszenz weiss man dann genau wo diese Bakterien mit der gesuchten DNA-Sequenz vorhanden ist.
  • Vorteil: 
    • keine Extraktion nötig
    • phylogenetischer Marker: z.B. wenn an 2 Arten bindet, weiss man, dass phylogenetische Beziehung vorhanden ist.
  • Nachteil:
    • man muss wissen, was man sucht, denn man muss die Sonde mit dem Gegenstück herstellen.

Mikrobiologie

Was ist MAR?

Wie funktioniert MAR?

  • Micro Auto Radiographie
  • Nährmedium mit radioaktiven Nukliden wird zur Bakterienkolonie gegeben.
  • Bakterien nehmen Substrat auf, bauen es ein.
  • Die Position der radioaktiven Nukliden kann sichtbar gemacht werden (Strahlung) und so weiss man die Position.

Mikrobiologie

Was gehört zu den Prokaryoten?

Nenne die Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen!

Nenne 3 Gemeinsamkeiten!

Welche Domäne ist am engsten verwandt mit den Eukaryoten und weshalb?

Welche Struktur eignet sich besonders gut um phylogenetische Beziehungen zu erkennen und weshalb?

Was ist charakteristisch für Viren?

  • Bakterien und Archaea
  • P: kleiner, kein Zellkern (keine Membran um die DNA), keine Organellen, normalerweise Einzeller, zirkuläre DNA, nur 1 Chromosom, kein Cytoskelett oder Skelettstrukturen
  • E: Zellorganellen vorhanden: Mitochondrien/Chloroplasten -> Nachkommen von Bakterienzellen, die ein Vorfahre der Eukaryoten aufgenommen und nicht verdaut hat (Endosymbionten-Theorie), Nukleus: lineare DNA, mehrere Chromosomen, Cytoskelett
  • Gemeinsamkeiten:
    1. Katalytische Funktionen: Energie gewinnen, NS aufnehmen
    2. Genetische Funktionen: Replikation und Translation der DNA
    3. Wachstum und Evolution: wachsen, fortpflanzen, evolvieren
  • Die Archaea, gestützt auf der Endosymbionten-Theorie. 
  • die rRNA, denn sie evolviert sehr langsam
  • V: viel kleiner als Zellen, keine Enzyme für Replikation, Translation, Transkription oder Metabolismus -> sind also auf einen Wirt angewiesen für die Fortpflanzung, können selber keine Energie gewinnen! Genome: 1- oder 2-strängige DNA/RNA, keine Zellmembran sondern ein Capsid (Proteinhülle, die das Genom umhüllt)

Mikrobiologie

Mikroskopie:

Was für 2 Übergruppen von Mikroskopie gibt es? Nenne auch ihre Untergruppen und erkläre wie jeweils mikroskopiert wird! (bzw. was die Unterschiede sind!)


(Was sind Vorteile/Nachteile, was muss jeweils beachtet werden? Was für Objekte eignen sich für die jeweiligen Mikroskopier-Arten?)

Lichtmikroskopie (LM):

  • Objekt wird mit sichtbarem Licht beleuchtet.
  • Bild durch Linse vergrössert.
  • Bakterien oft zu klein
  • Fluoreszenzmikroskopie:
    • mittels fluoreszierenden Moleküle werden bestimmte Teile gefärbt
    • sichtbares Licht wird emittiert, da UV-Strahlen absorbiert werden
    • FISH: Bakterien/Gene können identifiziert, lokalisiert werden!

Elektronenmikroskopie (EM):

  • Statt mit Licht wird mit einem Elektronenstrahl gearbeitet
  • höhere Auflösung als LM -> besser für Untersuchung von kleinen Objekten
    • Raster-EM: Beleuchtung der Oberfläche -> 3D-Bild
    • Transmissions-EM: Durchleuchtung -> Innere von Objekt kann untersucht werden (dünne Probe!!!)

Mikrobiologie

Zellmembranen in der Domänen:

Welches ist der hydrophiler Teil jeder Domäne?

Welches ist der hydrophober Teil jeder Domäne?

Nenne die Membran-Arten jeder Domäne!

Nenne weitere Stoffe, die sich in den jeweiligen Domänen befinden und deren Funktion!

Sind Lipiddoppel- oder -Einzelschichten temperatur- und säurestabiler?

  • hydrophiler Teil: bei allen Glycerin!
  • hydrophober Teil:
    • B: Fettsäuren
    • A: (Bi-)Phytanyle (keine FS sondern Repeats von Isopren)
    • E: Fettsäuren
  • Membran-Arten:
    • B: nur Doppelschichten
    • A:
      • Doppelschicht/Bilayer
      • Einzelschicht/Monolayer
      • Mischform
    • E: Nur Doppelschichten
  • Weitere Stoffe in der Membran:
    • B: Hopanoide: ähnlich Aufgebaut wie Steroide -> Fluidität der Membrane wird reduziert -> Schmelzpunkt erhöht -> Puffer für Temperaturschwankungen
    • A: Glycolipide: Lipide mit Zuckerrest -> Ringstrukturen -> Einfluss auf Membran
    • E: Sterole/Sterine (e.g. Cholesterin): nie in bateriellen Membranen (Ausnahme Pathogen Mycoplasma, hat keine Zellwand und kann daher Sterole des Wirtes in die Membran aufnehmen) -> Fluidität reduzieren -> Festigkeit und Stabilität, verstärken Membran
  • LipidEINZELschichten sind stabiler, können nicht aufreissen -> Vorkommen in Archaea, welche oft unter extremen Bedingungen leben.


Mikrobiologie

Medienzusammensetzungen/ zentrale Aspekte grob beschreiben können:

Was sind Kulturmedien?

Was für Medien-typen gibt es (2)  und was sind ihre Eigenschaften (Zusammensetzung, Organismus)?

Was ist die Wahl des Mediums?

Kulturmedien sind NS-Lösungen, in denen man Mikroorganismen im Labor züchtet.

  1. Definierte Medien/Minimalmedien:
    •  genaue chemische Zusammensetzung ist bekannt
    • Gezieltes Wachstum eines Organismus
  2. Komplexe Medien: 
    • Zusammensetzung unbekannt, aus undefinierten Substanzen
    • Mehrere Organismen können wachsen

Die Wahl des Mediums ist eine Selektion.

Mikrobiologie

Welche Domänen gibt es?

Was ist ein Biofilm?


  • Archaea, Bakterien, Eukaryoten
  • MO, die in Gruppen auf Oberflächen an einem festen Substrat haften. Meistens in einer selbst produzierten Matrix aus extrazellulären Polymeren.

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