Prok. Zellbiologie: Bakterielles Wachstum Flashcards
BAKTERiELLE ZELLTEiLUNG / WACHSTUM
- Bakterien vermehren sich durch binäre Zellteilung
- Exponentielles Zellwachstum
- E.Coli verdoppelt sich innerhalb von 30 Minuten
- Vermehren sich bis keine Nährstoffe mehr da sind
Wachstumskurve einer statischen Kultur
statische Kultur: es wird währenddessen kein neuer Nährstoff hinzugefügt
1. lag phase: hier werden Nährstoffe aufgenommen
2. exponentielle Phase mit exponentiellem Wachstum
3. stationary phase: O2 ist verbraucht, Entwicklung von Flagellen, um zu besseren Bedingungen hinzuschwimmen
4. death phase
Gesamt-Zellzahlbestimmung in
Zählkammer
Klausurrelevant
Lebend-Zellzahl-
Bestimmung durch
Verdünnung und
Ausplattieren
Klausurrelevant
Trübungsmessung
Klausurrelevant
Binäre Zellteilung -Stufen
- Längenwachstum
- Ausbildung von Septum
- Trennung zu 2 Zellen
Ablauf der Zellteilung
- Zellwand muss wachsen: Nachweis durch Vancomycin Färbung
-> Längenwachstum &Chromosomenreplikation - wenn repliziert -> Trennung der Nukleotide
- Bildung vom FtsZ Ring
- Divisom
- kontrahiertes Divisom&eingeschnürte Septumswand
- getrennte Zellen
Was ist der FtsZ Ring?
filamentous temperature sensitive
Ein Protein, das den Ort der Zellteilung bestimmt
FtsZ ist homolog zum Tubulin
(Cytoskelett-Protein) eukaryotischer Zellen.
FtsZ bildet strukturelle Basis für Enzyme der PeptidoglykanSynthese.
Zur Ausbildung des Rings wird GTP benötigt!
Septumbildung in g- und g+
Gramnegative (g-) synthetisieren und teilen das Septum simultan, wodurch eine
Einschnürung erfolgt.
Grampositive (g+) synthetisieren das vollständige Septum vor der Teilung
Wieso trennt sich E. coli immer genau in der Mitte (bei der binären Teilung)?
SlmA-Proteine binden an Nukleotid an Bereichen die zu Zellpolen weisen
→ befinden sich zu Beginn der Replikation noch nahe am Zentrum der Zelle
→ SlmA verhindert so die Bildung des FtsZ-Rings
→ mit fortschreitender Trennung der Tochterchromosomen: SlmA weiter entfernt von Zellmitte
⇒ FtsZ-Polymerisation setzt ein
MinD-Proteine lagern sich im Komplex mit MinC an Cytoplasmamembran
→ polymerisieren zu Struktur, die die Bildung des FtsZ-Rings am Zellpol verhindert
ringförmiges MinE-Polymer verdrängt MinCD von Membran
→ Bindung freier MinC- und MinD-Proteine am gegenüberliegenden Zellpol
und Bildung neuer Polymerstruktur
zeitlich solange verzögert, bis Replikation abgeschlossen
⇒ FtsZ kann nur in der Mitte gebildet werden und erst nach Replikation
Schaltet man die Gene für das MinSystem aus → die Zellen teilen sich ungeregelt
MinCDE System= Wodurch wird Zellmitte definiert?
min Mutanten -> Minicells
minicell Phänotyp (Minicells = nicht teilungsfähig)
drei Gene identifiziert minC, minD, minE
-> Septumsbildung zufällig in der Mitte, oder in der Nähe eines Pols! Nie dazwischen!
- MinC: Inhibitor der Z-Ring Bildung
- MinD: bildet Membrananker für MinC, ATPase Aktivität,
MinCD bildet in vivo einen heterodimeren Komplex
- MinE: „verdrängt“ MinCD von der Membran, möglicherweise durch Auflösung des Heterodimers
-MinCDE Oszilliert (Verdrängt sich gegenseitig?)
Bakterielle Zellteilung bei E.coli
- Zellwandneusynthese
- Passiert je nach Bakterium an unterschiedlichen
Stellen - Längenwachstum (Zytoskelettprotein
MreB sehr wichtig) - Formgebung (Zytoskelettprotein Crescentin
verantwortlich für Sichelform, da es
Zellwand an einer Seite verstärkt und sich
Zelle dadurch beim Wachstum krümmt) - Start der Replizierung am OriC (Verdopplung
des Nukleoids) - Septumsbildung in der Mitte des Bakteriums
- FtsZ-Protein bildet Z-Ring
- Proteine, die für Zellwandneusynthese verantwortlich sind binden an ZRing
- Z-Ring wird immer kleiner —> Septum schnürt sich ein
- Teilung in zwei Tochterzellen
Wie wird richtiger Zeitpunkt der Teilung definiert?
- Nukleoid-Ausschluss durch DNABindeproteine,
die FtsZ inhibieren
—> erst wenn keine DNA mehr in der
Mitte vorhanden kann Z-Ring gebildet
werden
—> wenn sich Z-Ring bildet ist also
keine DNA mehr in der Mitte und
somit die Aufteilung der genetischen
Materials auf die Tochterzellen erfolgt
