Mikrobiologie an der Universität Bochum

Karteikarten und Zusammenfassungen für Mikrobiologie an der Universität Bochum

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Malaria 

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Toxoplasmen

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Die äußere Membran von gram-negativen Bakterien 
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Bakterienwachstum auf Platten

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Mobilität

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Transduktion 

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Konjugation
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Transformation

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Plasmide

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Insertrionssequenzen und Transposons

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Integrons
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Mikrobiologie

Malaria 

Plasmodien sind intrazelluläre Parasiten, ihr Entwicklungszyklus verläuft in zwei Teilen: ein Zyklus im mensch­lichen Wirt und einer in der Über­träger­mücke.


 Malaria tropica: gefährlichste: 20 % Letalität, kein rythmischer Fieberwechsel 

Malaria tertiaa: durch P.vivax und P.ovale plötzliches Fieber und dann Rythmisierung alle 48 h, selten tödlich 

Malaria quartana: p.malariae, selten,72h Rythmus keine Hypnozoiten, Rückfälle bis 40 J. nach Erstinfketion 

Plasmodium knowlesi Malaria: Südostasien, Reservoir in Affen, keine Hypnozoiten 


Diagnostik: dicker Tropfen 


Medikamente : 

Hemmung der:

-Hämpolymerase: Chinin, Chlorowuin, Mefloquin

-Folreduktase: Primaquine

-Nukleinsäuresynthese: Proguanil, Atovaquone

-Proteinsynthese: Doxycyclin

+ Artemisinin

Mikrobiologie

Toxoplasmen

- Mensch ist Fehlzwischenwirt

- Infektion meist asymptomatisch 

- nach einmaliger Infektion, lebenslange Immunität ( außer AIDS); beruhend auf zellulärer Abwehr 

- schlimmster Fall: nekrotisierendde Enzeohalitis ( tödlich )

- Übertragung von Schwangeren auf Fötus : erhebliche Entwicklungsstörungen; je früher desto schlimmer 

- verursacht suizidales Verhalten 

- Prophylaxe: kein verzehr von rohem Fleisch, frisches Katzenklo, Abstand zu Katzenkot 

- Therapie: Eine Therapie erfolgt nur, wenn sich Symptome zeigen oder wenn eine Erstinfektion bei einer schwangeren Frau festgestellt wird. Schwangere Frauen werden bis zur 15. Schwangerschaftswoche mit Spiramycin und danach, wie andere Patienten auch, mit einer Kombinationsthrapie aus dem Sulfonamid Sulfadiazin und Pyrimethamin. Außer bei Schwangeren kann Pyrimethamin durch Clindamycin ersetzt werden. 

Mikrobiologie

Die äußere Membran von gram-negativen Bakterien 
-besteht aus Phospholipiddopppelschicht + Lipopolysacchariden :
  • Lange Zuckerketten ( Kernpolysaccharid + O-spezifischen Seitenketten) 
  • Über Lipid A ( evtl. Toxische Wirkung [Bakterium muss hierfür nicht lebendig sein]) in der Membran verankert 
  • LPS können wegen Lipid A Endotoxin sein
- relativ undurchlässig - starke Schutzschicht gegenüber schädlichen Umwelteinflüssen
- besitzt Porine
  • ermöglicht Ein- und Austritt hydrophiler Substanzen mit kleinem Molekulargewicht 
  • Nicht für große Moleküle und Enzyme durchlässig

Mikrobiologie

Bakterienwachstum auf Platten
Standardmedium in der Diagnostik: Blutagar
  • 10% Schaf- oder Rinderblut vorhanden 
  • Hämolyseverhalten zu erkennen 
Kochblutplatten: 
  • Erythrozyten lysieren und setzen wichtige Nährstoffe frei, z.B.: Hämin (X-Faktor) und NAD ( V-Faktor) 
  • wichtig für : Hämophiluns Influenzae 
Selektivmedium MacConkey: 
  • Wachstm gram-positiver Bakterien gehemmt 
  • Laktose-Fermentation: positiv -> Farbumschlag nach rot 

Mikrobiologie

Mobilität
- durch Flagellen ( Rotationsmotor) 
  • die nötige Energie wird aus der PMK gewonnen
  • Beispiele: E. Coli, P. aeruginosa und Proteus spp.
  • peritrich: rundherum begeißelt
  • daher schwärmende Wachstum des Prteus mirabilis 
- durch Gleiten 
  • durch Schleim oder Oberflächenproteine 
- Taxien:
  • indirekt gezielte Bewegungen 
  • Wahrnehmung von Nährstoffen durch Rezeptoren
  • Änderung der Richtung bei fehlender Wahrnehmung
  • Gegenteil (Flucht) genauso möglich 
  • Chemotaxis, Phototaxis, Aerotaxis, Osmotaxis (Reaktion auf Ionengehalt, Sonderform der Chemotaxis) 

Mikrobiologie

Transduktion 
Einbringung von DNA in Bakterienzelle durch Befall von Phagen:
- Viren, die Bakterie infizieren 
- docken an Bakterium an und transferieren DNA über Kanal ins Bakterium 
- danach zwei Zyklen: 
  • lytischer Zyklus: Phagen DNA wird von Bakterienzelle abgelesen - kodierte Proteine werden synthetisiert - Phagenmenge übersteigt Fassungsvermögen d. Bakteriums - Bakterium platzt - Freiwerden von Phagen 
  • lysogener Zyklus: keine Phagenprodktion, keine Zelllyse: temperierte Phage - inaktiv - um aktiv zu werden, schneidet er DNA selbst aus Chromosom und geht in lytischen Zyklus über 
- über diesen Weg können Resistenzgene übertragen werden: 
  • Übergang vom lysogenen in lytischen Zyklus: Beim Ausschneiden der DNA kann bakterielle DNA mitausgeschnitten werden und mit der Phage zu neuem Bakterium wandern
  • die Phage heißt dann Vektor 

Mikrobiologie

Konjugation
Übertragung der Plasmide von einer Bakterienzelle (Donor) zu einer anderen (Rezipienten) 
  • müssen nicht derselben Spezies angehören 
  • gram-positiv auf gram-negativ nicht möglich 
- Etablierung Kontakt zwischen beiden Zellen über Sex-Pili 
  • KEINE Kanäle für DNA-Transfer, vermittelt Annäherung 
Ausbildng einer Plasmabrücke 
  • lokal und temporär begrenzte Verschmelzung 
- Transfer erfolgt über Rolling Circle-Mechanismus 
  •  Ein Strang löst sich von Plasmid und wird in den Rezipienten abgerollt 
  • während Transfer wird Einzelstrang repliziert 

Mikrobiologie

Transformation

Aufnahme freier DNA 
- diese kann in das Chromosom des Bakteriums integriert und abgelesen werden 
- so können auch Resistenzgene aufgenommen werden 
- Bakterien, die dies können sind natürlich kompetent 
- Besonderheit: Bakterien können Autolyse veranlassen und so freie DNA an andere Bakterien weitergeben 

Mikrobiologie

Plasmide
- Nicht alle Plasmide sind konjugierbar
  • sie müssen bestimmte Eigenschaften haben
- ringförmige, Doppelstrategie DNA-Moleküle 
- Bindungsstelle für DNA-Polymerase: OriV
inc-Region: legt Kopieanzahl in Zelle fest, in welchen Spezies repliziert werden kann  und reguliert die Coexistenz mit anderen Plasmiden 
  • Plasmide mit demselben inc-Typ können nicht zeitgleich in gleichem Bakterium existieren 
- können je nach Anzahl der Gene sehr klein oder sehr groß sein
- tra-Region macht das Plasmid konjugierbar durch die tra-Gene, die Enzyme für Transfer codieren:
  • Ausbildung Sex-Pilus
  • Annäherung an Rezipientenzellen
  • Einleitung Rolling Circle-Mechanismus
  • Vermittlung Plasmabrückenentstehung 
- OriT: Startpunkt des EInzelstrangbruches und des Abrollens der DNA 
-zusätzliche Gene:
  • bieten Selektionsvorteil durch Stoffwechselvorteile oder Resistenzen: 
  • Sul®, amp®, kan® sind Resistenzgene 
 

Mikrobiologie

Insertrionssequenzen und Transposons
Insertionssequenzen & Transosons sind genetische Strukturen, die ihren eigenen Transfer zwischen DNA-Molekülen katalysieren können

-Insertionssequenzen:
  • bestehen i.d.R aus einem Gen, das für eine Transposase kodiert :
  • vermittelt Ausschneiden und Wiedereinfügen in DNA-Moleküle 
  • häufig auch weitere Gene: Passagiergene:
  • z.B.: Resistenzgene
  • ummantelt von Inverted DNA repeats (gegenläufige Basenabfolgen) :
  • Erkennungsdienstliche für Transposasen 
  • bereits integrierte IS werden von direct DNA repeats ummantelt
DR IRL Transposase  Passengergene IRR DR

-Transposons: 
  • deutlich größere Strukturen 
  • mehrere Transposasegene und mehrere Passagiergene (bis zu 50)
  • unter Kontrolle eigenen Promotors 
  • längere inverted repeats 
  • können teilweise sogar konjugierbar sein:
  • Tra-Enzyme kodiert es selbst 
  • keine DRs

Mikrobiologie

Integrons
Resistenzssammelmappen
-bestehend aus 2 Bereichen: 5‘-Bereich und 3‘- Bereich:
  • 5‘-Bereich: Integrasegen intl1 kodiert für Integrase, welche den Einbau von Genkassetten in das Integron katalysiert 
  • 3‘-Bereich: qacE∂1 und sul1: Resistenz gegen Quartier Ammoniumkomponenten und Sulfonamide 
- attl-Stelle: fängt und baut Gene ein
  • müssen Erkennungssequenz attC haben 
Erkennungssequenz + Gen = Genkassette 
- kann auch mehrere Genkassetten einfangen 
- Genkassetten  unterliegen der Kontrolle von Pc und P2 Promotoren 
- Integrasegen unterliegt dem Pint-Promotor 
- Integrons können ins Transposons vorliegen 
- sie selbst sind nicht mobil 

Mikrobiologie

Energiegewinnung 
Zwei Möglichkeiten : 

-Atmung : Sauerstoff als Elektronenakzeptor
-Fermentation: organische Substanzen (Pyruvat) als Elektronenakzeptor 
->frei werdende H+-Ionen werden aus Zytoplasma transportiert ->  Protonengradient -> Gewinnung ATP durch membrandurchspannende ATPase (wird über Protonenmotorische Kraft angetrieben) 

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