Mikrobiologie an der Universität Für Bodenkultur Wien

Karteikarten und Zusammenfassungen für Mikrobiologie an der Universität für Bodenkultur Wien

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Endosymbiontenhypothese?

Primitive eukaryotische Zelle:
- strukturell den heutigen Prokaryonten ähnlich
- ohne Mitochondrien, Chloroplasten und membranumhüllten Zellkern
Hypothese: Eukaryontenzelle hat sich aus bakterieller Domäne stufenweise durch stabile Inkorporation von chemoorganotrophen und phototrophen Symbionten entwickelt
- Aufnahme eines aeroben Bakteriums in primitive eukaryotische Zelle (Versorgung des Eukaryonts mit Energie, dafür Schutz und Nährstoffe)
- Aufnahme eines oxygenen, phototrophen Organismus (Vorläufer Chloroplast) -> befähigt Eukaryont zur Photosynthese

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GC-Gehalt?

Guanin plus Cytosin Verhältnis der DNA: G+C/A+T+G+C)*100
Bestimmung:
- Messungen der Schmelzemperatur der DNA
- Southern-Blotting
- chromatographische Methoden
- GC-Verhältnis Prokatyoten: 20-80%

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Dunkelfeldmikroskopie?

zur Untersuchung von durchsichtigen und kontrastarmen Objekten ohne Färbung
Prinzip:
- Spezialkondensor dessen Aperatur so groß ist, dass die Lichtstrahlen am Objektiv vorbeigehen
- nur das durch das Präperate im Strahlengang gestreute Licht (Tyndall-Effekt) gelangt in das Objektiv
- Bild mit hellen Strukturen und dunklem Untergrund

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Fluoreszenzmikroskopie?

Prinzip:
Sichtbarmachen von Organismen, die fluoreszieren
Anregung von fluoreszierenden Stoffen im Präparat
Fluoreszenz durch fluoreszierende Substanzen, die in der Zelle selbst vorhanden sind
Färbungen oder Bindungsreaktionen
Tetramethylrhodamin
Größe der Objekte kann aufgrund des Eigenleuchtens weit unter der Auflösungsgrenze eines LM Liegen
Einsatz: klinische und diagnostische Mikrobiologie

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Transmissions-Elektronenmikroskop Prinzip und Einsatz?

Prinzip:
- Betrachtung innerer Zellstrukturen
- Verwendung eines Elektronenstrahls statt eines Lichtstrahls
- Hochvakuum: 10^-8-10^-9 mbar
- Elektromagnete
- Vergrößerung: max. 1 000 000x
- Auflösung: 100 nm
- Anforderung an Präperate:
  - Wasserfreiheit
  - geringe Schichtdicke (bis 100 nm)
  - Vakuumsbeständigkeit
  - Konstrasterzeugungen durch Anlagerung von Schwermetallen -> gestreute Elektronen sind für die Bildentstehung verantwortlich
Einsatz:
- Aufklärung des Aufbaus von Zellmembranen, Viruskapsiden, Ribosomen

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Struktur und Aufbau CM?

Phospho-Lipid-Doppelschicht:
- Art der Phospholipide bestimmen Membraneigenschaften
- Phospholipide sind amphiphile Moleküle (= hydrophober Schwanz, hydrophiler Kopf)
- stabilste Anordnung

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Haupttypen von Memrbanlipiden?

Phospholipide: Bestandteil aller biologischen Memrbanen
Glykolipide
Cholesterin

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Merkmale biologischer Membranen?

blattartige Struktur -> 6-10 nm dick
Hauptkomponenten: Lipide und Proteine
Memranlipide sind amphiphile Moleküle -> geschlossene bimolekulare Schichten in wässrigem Milieu
Vermittlung spezifischer Memrbanfunktionen durch Proteine
Membranen sind asymmetrisch -> Innen und Außenseite unterschiedlich
Nicht-kovalente Molekülanordnungen
Flüssige Strukturen -> rasche laterale Diffusion, eingeschränkte vertikale Diffusion
elektrisch polarisiert
Permeabilität: Membranen besitzen eine selektive Permeabilität
- Moleküle sind ständig in Bewegung
- Lipidmembranen sind natürliche Barrieren für Diffusion
- Ausnahme: Wasser -> Aufbau von Konzentrationsgradienten, Aufbau charakteristischer Ionenzusammensetzungen
Lösungsdiffusion: Tranporter erfüllen den membranüberschreitenden Verkehr mit hoher Präzision, große Geschwindigkeit und Spezifität

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Membrantransportsysteme?

Einfacher Transport: betrieben durch protonen-motorische Kraft, zB Lac-Permease: Symport von Proton und Laktose
Gruppentranslokation: chemische Modifikation der transportierten Substanz, betrieben durch Phosphoenolpyruvat

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Bestandteile der Gram positiven Zellwand?

saure Polysaccharide
Ketten von Glycerin oder Ribitmolekülen, über Phosphatbrücken miteinander verestert
Komponenten: Erythrit, Mannit, D-Alanin
negativ geladen -> Nettoladung der Zellwand
teilweise Verknüpfung mit Membranlipiden -> Lipoteichonsäuren

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Lysozym Wirkung und Entdeckung?

PG und Lysozym sind beide essentiell zur Aufklärung von Zellwandstrukturen durch Untersuchung der Lysozym und Penicillin-Einwirkung auf Bakterien
Wirkung von Lysozym auf Bakterienzelle:
- Lysozym schwächt Zellwand -> Wasser dringt ein -> Zelle schwillt an und zerplatzt = Zell-Lyse
- völlige Auflösung der Bakterienzelle lässt sich unterbinden, wenn der Prozess in isotonischer oder schwach hypertonischer Saccaroselösung abläuft
  - Protoplasten sind in hypertonsicher und isotonischer Lösung stabil
  - in hypotonischem Medium platzen sie
  - keine Beeinträchtigung des Stoffwechsels durch Auflösung der Zellwand
  - Protoplasten enthalten keine Zellwand-Bestandteile
Entdeckung: 1922 von Alexander Fleming
bakterizides Enzym
Hautpabwehrlinie gegen bakterielle Infektionen
Vorkommen: Tränenflüssigkeit, Nasenschleim, Eiklar
auch aus Bakterien (E.coli) isolierbar
Wirkungsweise:
- Spaltung der glykosidischen Bindung des PG zwischen C1 von MurNAc und C4 von GlcNAc
- Abbau des Glykan-Backbones zu einem Dissaccharid
- Muamidase

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Möglichkeiten des Zellwandaufbaus bei Archaeabakterien?

Pseudopeptidoglykan: Backbone aus alternierenden Resten von GlcNAc und N-Acetyltalosaminuronsäure, Betha-1,3-glykosidisch verknüpft
Polysaccharide oder Glyokoproteine
- Methanosarcina, dicke Polysaccaridwände aus Glc, GlcA, GalN, HAc
- halophile Archaea: ZW der von Methanosacina ähnlich, zusätzliche Sulfatreste
am häufigsten: aus Proteinen oder Glykoproteinen aufgebaute S-Schicht
- S-Schichten sind zwei-dimensionale Proteinkristalle
- gram-negative Archaea: einzige Komponente außerhalb der CM
- Vorkaommen: extrem halophile, methanogene, hyperthemophile Archaea
sind restistent gegenüber Penicilin und Lysozym, da sie kein PG besitzen

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Endosymbiontenhypothese?

Primitive eukaryotische Zelle:
- strukturell den heutigen Prokaryonten ähnlich
- ohne Mitochondrien, Chloroplasten und membranumhüllten Zellkern
Hypothese: Eukaryontenzelle hat sich aus bakterieller Domäne stufenweise durch stabile Inkorporation von chemoorganotrophen und phototrophen Symbionten entwickelt
- Aufnahme eines aeroben Bakteriums in primitive eukaryotische Zelle (Versorgung des Eukaryonts mit Energie, dafür Schutz und Nährstoffe)
- Aufnahme eines oxygenen, phototrophen Organismus (Vorläufer Chloroplast) -> befähigt Eukaryont zur Photosynthese

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GC-Gehalt?

Guanin plus Cytosin Verhältnis der DNA: G+C/A+T+G+C)*100
Bestimmung:
- Messungen der Schmelzemperatur der DNA
- Southern-Blotting
- chromatographische Methoden
- GC-Verhältnis Prokatyoten: 20-80%

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Dunkelfeldmikroskopie?

zur Untersuchung von durchsichtigen und kontrastarmen Objekten ohne Färbung
Prinzip:
- Spezialkondensor dessen Aperatur so groß ist, dass die Lichtstrahlen am Objektiv vorbeigehen
- nur das durch das Präperate im Strahlengang gestreute Licht (Tyndall-Effekt) gelangt in das Objektiv
- Bild mit hellen Strukturen und dunklem Untergrund

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Fluoreszenzmikroskopie?

Prinzip:
Sichtbarmachen von Organismen, die fluoreszieren
Anregung von fluoreszierenden Stoffen im Präparat
Fluoreszenz durch fluoreszierende Substanzen, die in der Zelle selbst vorhanden sind
Färbungen oder Bindungsreaktionen
Tetramethylrhodamin
Größe der Objekte kann aufgrund des Eigenleuchtens weit unter der Auflösungsgrenze eines LM Liegen
Einsatz: klinische und diagnostische Mikrobiologie

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Transmissions-Elektronenmikroskop Prinzip und Einsatz?

Prinzip:
- Betrachtung innerer Zellstrukturen
- Verwendung eines Elektronenstrahls statt eines Lichtstrahls
- Hochvakuum: 10^-8-10^-9 mbar
- Elektromagnete
- Vergrößerung: max. 1 000 000x
- Auflösung: 100 nm
- Anforderung an Präperate:
  - Wasserfreiheit
  - geringe Schichtdicke (bis 100 nm)
  - Vakuumsbeständigkeit
  - Konstrasterzeugungen durch Anlagerung von Schwermetallen -> gestreute Elektronen sind für die Bildentstehung verantwortlich
Einsatz:
- Aufklärung des Aufbaus von Zellmembranen, Viruskapsiden, Ribosomen

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Struktur und Aufbau CM?

Phospho-Lipid-Doppelschicht:
- Art der Phospholipide bestimmen Membraneigenschaften
- Phospholipide sind amphiphile Moleküle (= hydrophober Schwanz, hydrophiler Kopf)
- stabilste Anordnung

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Haupttypen von Memrbanlipiden?

Phospholipide: Bestandteil aller biologischen Memrbanen
Glykolipide
Cholesterin

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Merkmale biologischer Membranen?

blattartige Struktur -> 6-10 nm dick
Hauptkomponenten: Lipide und Proteine
Memranlipide sind amphiphile Moleküle -> geschlossene bimolekulare Schichten in wässrigem Milieu
Vermittlung spezifischer Memrbanfunktionen durch Proteine
Membranen sind asymmetrisch -> Innen und Außenseite unterschiedlich
Nicht-kovalente Molekülanordnungen
Flüssige Strukturen -> rasche laterale Diffusion, eingeschränkte vertikale Diffusion
elektrisch polarisiert
Permeabilität: Membranen besitzen eine selektive Permeabilität
- Moleküle sind ständig in Bewegung
- Lipidmembranen sind natürliche Barrieren für Diffusion
- Ausnahme: Wasser -> Aufbau von Konzentrationsgradienten, Aufbau charakteristischer Ionenzusammensetzungen
Lösungsdiffusion: Tranporter erfüllen den membranüberschreitenden Verkehr mit hoher Präzision, große Geschwindigkeit und Spezifität

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Membrantransportsysteme?

Einfacher Transport: betrieben durch protonen-motorische Kraft, zB Lac-Permease: Symport von Proton und Laktose
Gruppentranslokation: chemische Modifikation der transportierten Substanz, betrieben durch Phosphoenolpyruvat

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Bestandteile der Gram positiven Zellwand?

saure Polysaccharide
Ketten von Glycerin oder Ribitmolekülen, über Phosphatbrücken miteinander verestert
Komponenten: Erythrit, Mannit, D-Alanin
negativ geladen -> Nettoladung der Zellwand
teilweise Verknüpfung mit Membranlipiden -> Lipoteichonsäuren

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Lysozym Wirkung und Entdeckung?

PG und Lysozym sind beide essentiell zur Aufklärung von Zellwandstrukturen durch Untersuchung der Lysozym und Penicillin-Einwirkung auf Bakterien
Wirkung von Lysozym auf Bakterienzelle:
- Lysozym schwächt Zellwand -> Wasser dringt ein -> Zelle schwillt an und zerplatzt = Zell-Lyse
- völlige Auflösung der Bakterienzelle lässt sich unterbinden, wenn der Prozess in isotonischer oder schwach hypertonischer Saccaroselösung abläuft
  - Protoplasten sind in hypertonsicher und isotonischer Lösung stabil
  - in hypotonischem Medium platzen sie
  - keine Beeinträchtigung des Stoffwechsels durch Auflösung der Zellwand
  - Protoplasten enthalten keine Zellwand-Bestandteile
Entdeckung: 1922 von Alexander Fleming
bakterizides Enzym
Hautpabwehrlinie gegen bakterielle Infektionen
Vorkommen: Tränenflüssigkeit, Nasenschleim, Eiklar
auch aus Bakterien (E.coli) isolierbar
Wirkungsweise:
- Spaltung der glykosidischen Bindung des PG zwischen C1 von MurNAc und C4 von GlcNAc
- Abbau des Glykan-Backbones zu einem Dissaccharid
- Muamidase

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Pseudopeptidoglykan: Backbone aus alternierenden Resten von GlcNAc und N-Acetyltalosaminuronsäure, Betha-1,3-glykosidisch verknüpft
Polysaccharide oder Glyokoproteine
- Methanosarcina, dicke Polysaccaridwände aus Glc, GlcA, GalN, HAc
- halophile Archaea: ZW der von Methanosacina ähnlich, zusätzliche Sulfatreste
am häufigsten: aus Proteinen oder Glykoproteinen aufgebaute S-Schicht
- S-Schichten sind zwei-dimensionale Proteinkristalle
- gram-negative Archaea: einzige Komponente außerhalb der CM
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