E Lecture 04

Question 1

Koch’sche Postulate

Answer 1

Ist eine Krankheit ursprünglich durch einen Organismus ausgelöst worden?

• mutmasslicher Krankheitserreger muss mit Krankheit assoziiert sein

• mutmasslicher Erreger isolieren/kultivieren

• muss im gesunden Tier Krankheit auslösen

• muss wieder isoliert werden können

Question 2

Martinus Bejerinck

Answer 2

Umweltbiologe => N-fixierende Bakterien

Entdeckung der Viren
=> keine Bakterien im Filtrat aber Krankheit auf Pflanze

=> etw kleineres als Bakterien

Anreicherungskultur

Question 3

Anreicherungskultur

Answer 3

Hoch spezifisches selektieren auf Nährmedium

E.g. Stickstofffixierende: Nährmedium ohne Stickstoff => nur die überleben, die Luftstickstoff fixieren können

Schadstoffabbau

Antibiotikaresistenz

Question 4

Sergei Winogradski

Answer 4

Chemolitotrophie
Stickstofffixierung

Question 5

Energiequellen

Answer 5

Phototrophie
Chemotrophie (chemolitotroph, chemoorganotroph)

Question 6

Anoxygene Photosynthese

Answer 6

H2S als e- Donor

Question 7

Aerobe Atmung

Answer 7

O2 als terminalen e- Akzeptor

Question 8

Mögliche Elektronenakzeptoren

Answer 8

Schwefel, Nitrat, Sulfat (oxidoertes Substrat)

Question 9

Chemolitotrophie

Answer 9

Als e- Donor eine reduzierte Substanz (H2, H2S, Fe2+, NH4+)

Question 10

Wynogradski säule

Answer 10

Gradient, oben O2 unten anaerob

Anaerobe Atmung: elektronenübertragung auf Sulfat übertragen, es entsteht H2S (toxisch)

H2S kann aber wiederum als e- Donor für amdere Organismen dienen

H2S gradient nimmt von unten nach oben zu

=> stabil: in sich geschlossenes Ökosystem

Question 11

Knallgasreaktion

Answer 11

2H2 + O2 <=> H2O

Question 12

Gibbs freie Energie

Answer 12

Negativ: energie wird frei
Positiv: energie muss aufgewendet werden

Question 13

Energieausbeuten

Answer 13

Je schlechter die Energieausbeute, desto langsamer wächst der Organismus

Question 14

Atmung

Answer 14

Elektronentransport durch Membran
Nicht möglich ohne externen e- akzeptor

Question 15

Gärung

Answer 15

Wenn kein e- Akzeptor vorhanden

Question 16

1923

Answer 16

Bergey’s manual of determinative bacteriology => Systematik

Question 17

1950er

Answer 17

Numerische Taxonomie
Chemotaxonomie => Proteinanalyse

Question 18

1960er

Answer 18

Klassifizierung der Bakterien durch Vergleich der Genome (GC gehalt und DNA-DNA Hybridisierung

Question 19

1970er

Answer 19

Analyse & Klassifizierung anhand rRNA => Carl Woese (3 Domänen des Lebens)

Question 20

1980er

Answer 20

Bestätigung der Endosymbiontentheorie
Vergleichende Sequenzanalysen von rRNA

Question 21

1995

Answer 21

Craig Venter und Hamilton Smith sequenzieren das erste bakterielle Genom

Question 22

2004

Answer 22

Craig Venter => Metagenomics (Umweltproben) Sargasso See

Question 23

2016

Answer 23

Design and Synthesis of minimal bacterial genome (komplett synthetisch => in leere Zellhülle hochgeladen)

Question 24

Problem mit Mikrobiom

Answer 24

Distinguish btw Cause and Effect in correlation based studies
=> Kausalität nicht klar

Fat twins/fat mice effects

Question 25

Mikrobiologisches Artkonzept

Answer 25

Pragmatisches Konzept, dem kein biologische Theorie zugrunde liegt

DNA-DNA ähnlichkeit > 70%
16S rDNA (Sequenz der ribosomalen RNA auf DNA)
diskriminierender Phänotyp
Referenzstämme für diese Tests verwendet
Beschreibung soll auf mehr als einem Stamm beruhen
mol% G-C gehalt
Ablage des Typstamms in öffentlicher Stammsammlung

Question 26

Sequenzierungsmethoden

Answer 26

Sanger sequencing
Second generation (pyrosequencing, Illumina)
Third generation => longer sequences possible
Fourth generation (Nanopore) => sehr lange sequenzen, aber rel. ungenau

Question 27

Markermoleküle

Answer 27

Universell verbreitet
Funktionell konserviert
Hoher Informationsgehalt

E.g. 16S rRNA (1600bp, variable und konservierte bereiche)

23S RNA wäre ideal, aber begonnen mit 16S weil kürzer (sanger sequencing nicht längere sequenzen möglich)