Mikrobiologie Flashcards
1
Q
Wie ist die Lipopolysaccharidschicht aufgebaut?
A
- Lipid A
- Bestandteil der äußeren Membran
- Endotoxin, löst bei Absterben des Bakteriums pysiologische Reaktion beim Menschen aus
- Kern-Polysaccharid
- Kernschicht aus verschiedenen Zuckern
- O-spezifische Polysaccharide
- stark verzweigte Zuckerketten
- bei Organismen unterschiedl.
- O-Antigen zum Erkennen bestimmter Stämme
2
Q
Worin unterscheiden sich Gram- und Gram+ Bakterien?
A
- Aufbau der Zellwand, siehe Bild
- Färbung mit Kristallviolett, durch Zugabe Iod Bildung eines hydrophoben Kristallviolett-Iod-Komplexes
- Waschen mit Alkohol entfernt Wasser aus Peptidoglykan
- schrumpft dadurch zusammen und dichtet ab
- Farbkomplex wird in Zelle eingeschlossen, da die dickere Mureinschicht die Farbe nicht herauslässt
- dünne Peptidoglykanschicht der gram- nicht dicht genug
- gram- hat 2 Membranen
3
Q
Wie ist die bakterielle Zellwand aufgebaut?
A
- Rückrat aus N-Acetylglucosamin (G) und N-Acetylmuraminsäure (M) die beta 1,4-glykosidisch verknüpft sind
- an M Peptidkette zur Queervernetzung anderer ZUckerketten, dadurch Stabilität
- Peptidkette:
- L-Ala
- D-Glu
- mDAP (meso-Diaminopimelinsäure)
- D-Ala
- D-Ala
- Verbindung zw. D-Ala(4) und mDAP unter Abspaltung D-Ala(5)
- bei grampositiven L-Lys anstatt mDAP und Brücke zu D-Ala mit 5 Gly (Interbridge)
4
Q
Wie sieht die Atmungskette aus und welche verkürzte Variante gibt es?
A
- Komplex I: NADH-Dehydrogenase
- Komplex II: Succinat-Dehydrogenase
- Komplex III: Cytochrom-c-Reduktase
- Komplex IV: Cytochrom-c-Oxidase
Verkürzte Atmungskette aus 2 Komplexen, kein Cytochrom c enthalten
- Komplex I: NADH-Dehydrogenase
- Komplex II: Ubichinol-Oxidase
8
Q
Was sind Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen oxygener Photosynthese und anoxygener Photosynthese?
A
- Gemeinsamkeiten:
- Energie zur Bildung von ATP kommt aus dem Licht
- zum Aufbau von Zellmaterial wird Kohlenstoff von CO2 (autotroph) oder organischen Verbindungen (heterotroph) genutzt
- Unterschied:
- Um Reduktionskraft zur Generierung von NAD(P)H aus NAD+ (für Synthese Zellmaterial benötigt) zu erhalten werden verschiedene Quellen genutzt
- Oxygen: H2O → 1/2 O2 Sauerstoff ist Abfallprodukt
- Wasseroxidase-Komplex benötigt
- Anoxygen: H2S → S0 → SO42- Sulfat oder andere Stoffe sind Abfallprodukte
9
Q
Was ist der Unterschied zwischen Chlorophyll und Bakteriochlorophyll?
Wie sind sie aufgebaut?
A
- Chlorophyll wird für oxygene Photosynthese genutzt
- Bakteriochlorophyll für anoxygene Photosynthese
- nutzt langwelligeres Licht
- Grundstruktur Porphyrin mit Magnesium im Zentrum
- langkettiger Alkohol zur Verankerung in photosynthetischer Membran
- spezifische Substituenten machen unterschiedliche Chlorophylle aus
- diese und Proteinumgebung bestimmen Absorbtionsspektrum
10
Q
Wie läuft die anoxygene Photosynthese ab?
A
- PS ähnelt PS I oder PS II
- zyklische Photophosphorylierung
- Elektronen durchlaufen Formal einen Kreislauf
- spezielles Paar Bakteriochlorophyll wird angeregt
- dadurch Veränderung des Redoxpotentials des Reaktionszentrums P870 von +0,5 V auf -1,0 V
- (P870 - Purpurbakterien)
- Weitergabe der Elektronen entlang der Elektronentransportkette (Bakteriochlorophyll, Chinone(PS II) bzw. Fe-S Zentren (PS I), Cytochrom bis es wieder das das spezielle Paar Bakteriochlorophyll erreicht und sich P870 sich im Ausgangszustand E0’ = +0,5 V befindet
- Während des Elektronentransportes werden Protonen über die Membran befördert
12
Q
Wie funktioniert die oxygene Photosynthese?
A
- besteht aus 2 Reaktionszentren
- Photossstem 1 - P700
- Photosystem 2 - P680
- Redoxpotential von P680 ist positiver als das von O2/H2O daher können Elektronen bei der Spaltung von Wasser auf P680 fließen
- Licht regt P680 an, wodurch Redoxpotential negativer wird und Elektronen über Chinone und Cyt zu P700 wandern
- dabei Pumpen von Protonen
- nicht zyklischer Elektronenfluss
- vor eintreffen der Elektronen bei P700 wurde dieses PS angeregt und hat ein Elektron abgegeben welches zur Reduktion von NADP+ genutzt wird
- bei ausreichend NADPH geht Elektron zurück in Elektronentransportkette zw. PS II und PS I um Protonen zu pumpen (zyklischer Elektronenfluss)
Merke:
Das Redox-Potenzial des reduzierten Fe-S-Akzeptors von
Typ I-RC ist deutlich negativer als das des Chinon-
Akzeptors von Typ II-RC!
13
Q
Was ist Bakteriorhodopsin und wie funktioniert es?
A
- Protein in Cytoplasmamembran von bestimmten Spezies d. Haloarchaea
- an Lys-Rest ist carotinoidähnlches Pigmentmolekül, das Retinamolekül gebunden
- liegt in trans Form und protoniert vor
- kann Licht bei 570 nm absorbieren
- dadurch Anregung und Konformationsänderung in cis Form
- dabei Transport von H+ auf andere Membranseite
- danach Rückkehr zu trans-Form und Aufnahme H+
14
Q
Wie funktioniert die Photosynthese allgemein?
A
- Anregung der Antennenpigmente durch Licht
- Weitergabe an Reaktionszentrum
- Anregung des Startproteins, dadurch erhält dieses deutlich negativeres Redoxpotential
- Weitergabe der Elektronen in der Reihenfolge des Redoxpotentials zu positiveren Bestandteilen des Reaktionszentrums
- dabei “Pumpen” von Elektronen über die Membran und Aufbau Protonengradient
- Damit genierien von ATP
15
Q
Was sind Carotinoide und welche Aufgabe haben sie in Photorophen?
A
- lichtabsorbierende Moleküle mit langen konjug. π-System
- absorbieren überwiegend blaues Licht, für Färbung von Bakterien verantwortlich, da sie Farbe d. Chlorophyll überdecken
- Energie kann an Reaktionszentren weitergeleitet werde
- dienen aber eher als Schutz vor toxischen Sauerstoffspezies
- intensives Licht kann Photooxidationsreaktionen auslösen wobei reaktiver Singulettsauerstoff entsteht, welcher Photosyntheseapparat oxidieren und damit außer Funktion setzen kann
19
Q
Wie erzeugen Purpurbakterien NADH
A
- Reverser Elektronenfluss
- NAD(P)H wird als Träger von Redoxenergie genutzt um CO2 auf das Redoxnivau der Zele zu reduzieren, dabei wird Zellmaterial aufgebaut
- Elektronen der Elektronendonatoren (H2S z.B.) wandern auf Chinone in Chinonpool
- Chinone mit E0’ = 0V haben jedoch zu positives Redoxpotential um Elektronen auf NAD+ zu übertragen (-0,32V)
- Elektronen aus Chinonverbrauch werden unter ATP Verbrauch entgegen dem thermodynamischen Gradienten bewegt und NADH gebildet
- umgekehrte Aktivität des Komplexes I der Elektronentransportkette
21
Q
Was ist der Unterschied zwischen PS I und PS II?
A
- PS I:
- Fe-S Cluster als Elektronenakzeptor
- NAD(P)+ kann direkt reduziert werden, da Redoxpotential der Fe-S Cluster deutlich negativeres Redoxpotential besitzt als NAD(P)+
- PS II:
- Chinone als Elektronenakzeptor
- NAD(P)+ muss über reversen Elektronenfluss reduziert werden, da Chinone zu positives Redoxpotential besitzen
22
Q
Wie ist die terminator site aufgebaut?
A
- inverted repeats (Palindrom), dadurch loop Bildung der RNA, was durch RNAP erkannt wird und zur Entlassung von RNA und RNAP führt
24
Q
Was sind Aktivatoren und Repressoren und wo binden sie?
A
- Transkriptionsfaktoren
- Aktivator
- erhöht die Affinität RNAP/Sigma an Promotorregion
- interagieren mit Alpha UE der RNAP
- bindet meist vor dem Promotor
- Repressor
- verringert die Affinität bzw blockiert die DNA für Sigma UE oder RNAP
- bindet in Promotorregion oder dahinter
25
Q
Wie werden Repressoren in Einkomponentensystemen aktiviert oder deaktiviert?
Wodurch werden Gene in Einkomponentensystemen aktiviert?
A
- Repressorproteine werden durch Corepressoren aktiviert, wodurch sie an die DNA binden können und die Transkription behindern können
- Repressorproteine werden deaktiviert in dem Inducer an sie binden und die Repressoren sich dadurch von der DNA lösen
- Inducer binden an Aktivatorproteine wodurch sie besser an die DNA binden und die Affinität für die RNAP erhöhen
33
Q
Was sind class I und class II Aktivatoren?
A
- class I
- alpha Domäne der RNAP besitzt 2 flexible Arme
- alpha NTD und alpha CTD
- alpha CTD kann an Aktivator (Dimer) binden, wodurch RNAP an Promoter gefürt wird
- alpha Domäne der RNAP besitzt 2 flexible Arme
- class II
- Aktivator bindet in der Nähe der -35 Region (-41,5) und interagiert mit σ4 UE
- class I und class II auch möglich
- sowie class I und class I
35
Q
Wie funktioniert das Zweikomponenten-System?
A
- Signal bindet an Sensorkinase, dadurch Konformationsänderung und Hydrolyse des ATP in ATP-Bindestelle
- der frei gesetzte Phosphatrest wird an Histidin der Phophotransferdomäne des anderen Monomers übertragen
- phosphoryliertes Histidin besitzt hohes Phosphorylgruppenübertragungspotential
- Sensorkinase überträgt Phosphat auf Aspartat an spezifischen Responseregulator
- dadurch Konformationsänderung und Änderung der Interaktion mit anderen Proteinen / DNA
38
Q
Was sind mechanosensitive Kanäle?
A
- Porine für Wasser
- bei zu hohem Tugordruck wird die Zellwand gedehnt
- dadurch vergößert sich die Porenöffnung und gelöste osmotisch aktive Teilchen strömen aus der Zelle, wodurch der osmotische Stress verringert wird
