Mikrobiologie an der Universität für Bodenkultur Wien

Karteikarten und Zusammenfassungen für Mikrobiologie an der Universität für Bodenkultur Wien

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Merkmale von Zellen aller Lebewesen?

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Die erste Zelle?

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Meilensteine für zelluläres Leben?

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Zwei Grundaufgaben einer Zelle?

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Was sind mikrobielle Biozönosen?

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Prokaryotische Zelle?

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Viren?

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Evolutionäre Verwandtschaft der MOs?

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Charakterstika der drei Domäne des Lebens?

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Bestandteile primitiver Organismen?

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Metabolismus primitiver Organsimen?

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Endosymbiontenhypothese?

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Mikrobiologie

Merkmale von Zellen aller Lebewesen?

  • hoher Organisationsgrad 
  • Zellmembran als Hülle -> Trennung von anderen Zellen
  • Zellinneres = Cytoplasma
  • Bestandteile: Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nucleinsäuren
  • offenes System
  • Unterscheidung zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Mikrobiologie

Die erste Zelle?

  • Entstehung aus azellulärem Material
  • vor 3,8 Mrd Jahren
  • Zellwachstum
  • Zellteilung
  • natürliche Selektion
  • Diversifikation -> unterschiedliche Zelltypen mit Spezialisierung auf bestimmte Aufgaben

Mikrobiologie

Meilensteine für zelluläres Leben?

  • Stoffwechsel: Nährstoffaufnahme, Umwandlung in verwertbare Energie und Abscheidung von nicht verwertbaren Stoffen
  • Reproduktion: jede Zelle steuert selbst die zu ihrerer Vermehrung benötigten biochemischen Reaktionen
    • Chemikalien aus Umwelt werden in neue Zellen umgewandelt -> Zellwachstum und teilung
  • Differenzierung: Formatierung in einer neuen Zellstruktur, zB Spore
  • Kommunikation: Zellen kommunizieren oder interagieren großteils über freigesetzte oder aufgenommene Chemikalien
  • Bewegung: Selbstantrieb
  • Evolution: Adaptierte Zelleigenschaften an veränderte Bedingungen

Mikrobiologie

Zwei Grundaufgaben einer Zelle?

  • Kodierende Funktion: Replikation, Genexpression
    • 31,5 kJ bei ATP -> ADP+P
  • maschinerelle Funktion: Energie, Stoffwechsel, Enzyme katalysieren Stoffwechsel

Mikrobiologie

Was sind mikrobielle Biozönosen?

  • Zellen kommen in der Natur immer in Verbund mit anderen Zellen vor = Population
    • Entstehung durch Zellteilung
    • Ort des Vorkommens ist das Habitat
  • In der Natur leben Zellpopulationen nicht alleine, sondern in Populationsgemeinschaften = Biozönosen
    • frei bewegliche Zellen 
    • auf belebten und unbelebten Oberflächen = Biofilm

Mikrobiologie

Prokaryotische Zelle?

  • keine Organellen
  • Kompartimentierung nicht stark ausgeprägt
  • kein membranumhüllter Kern
  • 70 S Ribosomen
  • Unterscheidung: Bacteria und Archaea

Mikrobiologie

Viren?

  • kleiner als Zellen
  • statische Systeme -> nicht vermehrungsfähig
  • eigene Gene, aber keine Ribosomen
  • viele Viren verursachen in Zielzellen Erkrankungen oder Veränderungen des genetischen Materials

Mikrobiologie

Evolutionäre Verwandtschaft der MOs?

  • Def Phylogenie: Wissenschaft von der evolutionären Verwandtschaft der MOs
  • Evolutionäre Chronometer:
    • Maßeinheiten für die evolutionäre Verwandtschaft
    • Anforderungen:
      • Vorkommen des Moleküls in allen Organismen der untersuchten Gruppe
      • funktionelle Homologie in diesen Organismen
      • Vergleichbarkeit der homologen Moleküle

Mikrobiologie

Charakterstika der drei Domäne des Lebens?

  • Zellwand:
    • Peptidoglykan: Signatur-Molekül der Bacteria
    • Eukarya: Zellwand aus Zellulose oder Chitin
    • Archaea: Pseudomurein, Polysaccaride oder Glykoproteine als Stützsubstanzen
  • Lipide:
    • Unterscheidung Bacteria und Archaea
    • Bacteria und Eukarya: Membranlipide mit Fettsäuren
    • Archaea: langkettige Hydrocarbonsäuren in Etherbindung
  • RNA-Polymerase: 
    • bei allen Organismen Durchführung der Transkription durch DNA-abhängige RNA-Polymerase
    • Bacteria: nur 1 Typ von RNA Polymerase aus 4 Polypeptiden
    • Archaea: aus 8 Polypeptiden
    • Eukarya: aus 10-12 Polypeptiden
  • Proteinbiosynthese: 
    • Ribosomen von Bacteria und Archaea haben dieselbe Größe, trotzdem ist die Proteinsynthese von Archaea der von Eukrarya ähnlicher
    • Bacteria: Startcodon AUG initiert Inkorporation einer tRNA mit Formylmethionin
    • Archaea und Eukarya: Einbau eines nicht modifizierten Methionins

Mikrobiologie

Bestandteile primitiver Organismen?

  • RNA:
    • eines der ersten sich verdoppelten Moleküle
    • steuert Proteinbiosynthese
    • genetischer Code als Verbindung zwischen Basen und Aminosäuresequenz
  • DNA:
    • stabiler Informationsträger
  • Energiequellen in früheren Zeiten:
    • frphe Erde war ohne Sauerstoff: anoxygener Metabolismus:
      • Chemoorganotrophie
      • Chemolithotrophie
      • Variationen der Photosynthese

Mikrobiologie

Metabolismus primitiver Organsimen?

  • Evolution der oxygenen Photosynthese der Cyanobakterien vor ca 3 Mrd Jahren
  • produzierter O2 konnte sich noch nicht in der Erdatmosphäre anreichern, da er mit verschiedensten reduzierenden Verbindungen zu H2O reagierte
  • Cyanobakterien entwickelten sich vermutlich aus anoxygenen phototrophen Bakterien durch Ausbildung eines speziellen Photosystems: CO2 + H2O -> CH2O + O2
  • Oxygenierung der Erdatmosphäre:
    • Atmosphäre wurde zunehmend aerob -> aerobe Organismen
    • eurkaryotische Organismen: 2,7 Mrd Jahre
    • Entstehung von Ozon: UV-Schutz für Erde, adsorbiert Strahlung bis 300 nm

Mikrobiologie

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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