Hengge VL3: bakterielle stressantwort I - SOS und hitzeschock

Question 1

Model für zelluläre Regulator systeme

Answer 1

Input: Zell und umweltsignale -> Informationsverarbeitung in zellulären Regulator systeme -> output: Adaption und Entwicklungsprozesse

Question 2

Primäre signal/ stimulus

Answer 2

Rapide physikalische und chemische Veränderungen an oder in der Zelle als direkte Konsequenz aus umweltveränderung

Question 3

Signaltransduktion durch..

Answer 3

..sensorkinasen von TCS

..verschiedene Aktivitäten von transportproteinen

..sensorproteine, die stressinduziert sofort ihre Konformation verändern

..sensorproteine, die Moleküle oder an andere Proteine binden

..rnas mit variablen sekundärstrukturen

-> verursacht veränderte Aktivität und/oder zelluläre Level von Regulator Proteinen -> output

Question 4

Sekundäre signale

Answer 4

Veränderung der zellulären Komposition, zB Molekülkonzentrationen: Second Messenger, metabolite

Question 5

Low stress

Answer 5

Wachstumsrate nicht betroffen

Question 6

Moderate stress

Answer 6

Führt zu Reduziertem wachstum

Question 7

Strong stress

Answer 7

Folge: Kein wachstum

Question 8

Lethal stress

Answer 8

Führt zu Zelltod

Question 9

Nachweis von stressantwort

Answer 9

Durch mikroarray-basierende transkriptions Analysen oder direkt RNAseq

Question 10

RNAseq

Answer 10

RNA1 + fluor und RNA2 + fluor -> hybridisierung -> waschen -> scan1, bild1 und scan2, bild2 -> Kombination der Bilder mittels software -> X Y Z

Question 11

Welche rolle spielt der Wettbewerb um globale genregulation in Bakterien?

Answer 11

..es geht um die Verteilung von ‘transkriptionellem Raum’

1. [Holo RNAP] Regulator Proteine leiten RNAP zu unterschiedlichen promotoren
2. [freier Core RNAP] wechselnde Sigma Konzentrationen leiten RNAP zu unterschiedlichen promotoren

Question 12

Spezifische stressantwort

Answer 12

Gegen speziellen, einzelnen stress

..entkommen aus stresssituation

..Reparatur von DNA Schäden, Proteinen, membranen

..verhindern von stressschäden

Question 13

Generelle stressantwort

Answer 13

Gegen viel unterschiedlichen stress

..vorbereiten auf zunkunftsstress

..verhindern von stressschädem

Question 14

DNA Schäden

Answer 14

..apurinische stelle
..deamination
..mismatches
..pyrimidindimer
..ds Brüche 
..crosslinks
..ss Brüche 

-> muss repariert werden, da sonst keine Replikation und zellteilung möglich

Question 15

SOS regulon

Answer 15

Kontrolliert von Repressor lexA

Question 16

Signaltransduktion bei der SOS Antwort

Answer 16

DNA Schäden 
-> RecA interagiert mit LexA 
-> lexA abhängige Gene  dereprimiert:
..uvrA,B,C: DNA Reparatur 
..sulA: bindet an FtsZ, hemmt zellteilung, bildet filament - wird von Lon-protease gespalten 
..lexA: [] wird erhöht

Question 17

Hitzeschock Antwort

Answer 17

Die meisten Hitzeschock Gene kodieren chaperone und Proteasen

Sonst Probleme mit denaturierung der Proteine, Inaktivierung, Aggregation

Question 18

GroEL/ES

Answer 18

ATP abhängige chaperone

GroEL=Korb und GroES=Deckel

Unterstützt (neu)faltung von proteinen

Question 19

ATP abhängige AAA+ protease

Answer 19

Proteolyse von proteinen

Question 20

Wann wird sigma32 Hitzeschock induziert?

Answer 20

Posttranskriptinal

Question 21

Was fungiert als molekulares Thermometer?

Answer 21

Sek. Struktur von rpoH mRNA

Question 22

Regulation von sigma32

Answer 22

Durch proteolyse und Feedback Kontrolle von dnaK/dnaJ/GrpE

Question 23

Sigma32-DnaJ-DnaK-GrpE komplex

Answer 23

inaktive Form von sigma32

-> kann nicht an RNAP bibden

Question 24

Stabilisierung und Aktivierung von sigma32

Answer 24

DnaJ/K binden und inaktivieren sigma32
-> K/J begleiten sigma32 zur FtsH protease, welche sgma32 abspaltet

Allg. Hitzeschock generiert denaturierte Proteine, welche DnaJ/K von sigma32 abspalten und die nun aktive Sigma UE bindet an RNAP und transkribiert Hitzeschock Gene wie DnaJ/K/GrpE

Hohe [DnaJ/K] level führen erneut zur bindung an sigma32 und zur FtsH protease