Sporulation Flashcards
Welche Sporen-Bildner gibt es
- Bacillus spp.
- Clostridium spp.
- Sporolactobacillus spp.
KEINE ENDOPOREN ABER SPOREN:
- Streptomyces spp.
Welche Schritte zur Bildung von Sporen gibt es bei Bacillus subtilis?
- Asymmetrische Zellteilung, Beginn der Sporulation
- Umwachsen: Es entsteht eine Vorspore, die durch ein Sputum von der Mutterzelle getrennt ist
- Cortexbildung: Die Spore Bildet den Cortex aus und besteht aus Spore, Cytoplasmamembran, Cortex und dünner Hülle
- Hüllenbildung, Ca2+- Aufnahme, SASP (small acid soluble Proteins), Dipicolinsäure, die Hülle ist dicker
- Reifung und Zelllyse
» freie Endospore - Keimung zur neuen Mutterzelle: Aktivierung, Keimung, Auswachsen
Welche Schritte zur Bildung von Sporen gibt es bei Bacillus subtilis?
- Asymmetrische Zellteilung, Beginn der Sporulation
- Umwachsen: Es entsteht eine Vorspore, die durch ein Sputum von der Mutterzelle getrennt ist
- Cortexbildung: Die Spore bildet den Cortex aus und besteht aus Spore, Cytoplasmamembran, Cortex und dünner Hülle
- Hüllenbildung, Ca2+- Aufnahme, SASP (small acid soluble Proteins), Dipicolinsäure, die Hülle ist dicker
- Reifung und Zelllyse
» freie Endospore - Keimung zur neuen Mutterzelle: Aktivierung, Keimung, Auswachsen
Was ist das Zellteilungsprotein und wie funktioniert es während der Sporulation B.subtillis??
FtsZ:
A vegetative B.subtilis cells assemble FtsZ
rings at midcell.
B during sporulation, SpoIIE and high FtsZ levels lead to a spiral intermediate, which relocalizes…
C …as 2 rings near each cell pole.
D division occurs at one FtsZ ring, trapping the forespore chromosome that gets finally pushed into the fore spore by SpoIIIE (in E. coli FtsK, black arrows). The other FtsZ ring disintegrates.
E during engulfment, the mother cell membrane migrates around the forespore.
F ultimately, the spore is fully enclosed in the mother cell’s cytoplasm.
Was sind Endosporen?
sind stark differenzierte Zellen, die sehr hitzeresistent und widerstandsfähig gegen aggressive Chemikalien und Strahlungen sind»_space; kann in ungünstigen Bedingungen überleben
Wie ist eine Endospore von Außen nach Innen aufgebaut?
- Exosporium: Dünne Proteinhülle
- Sporenhülle: Schichten spurenspezifischer Proteine
- Cortex: “Rindenschicht” aus locker quervernetztem Peptidoglykan
- “Kern”: mit eigentlicher Zellwand, Cytoplasmamembran, Cytoplasma, Nucleotid, Ribosmen, wichtige Sachen
the cytoplasmic membrane of the mother cell becomes the outer membrane of the forspore (in reverse orientation)
Was ist charakteristisch in Endosporen, fehlt aber in vegetativen Zellen?
- Dipicolinsäure
- Hohe Konzentration an Calcium-Ionen (Ca2+)
Bilden einen Komplex (Chelat), der 10% des Trockengewichts ausmacht, der freies Wasser der Endspore bindet und hilft sie zu dehydratisieren und stabilisiert die DNA, da der Komplex zwischen Basen interkaliert (einlagert), macht auch Thermoresistent
Welche Rolle spielt SASP
- binden an DNA und schützen sie»_space; ändert die Molekulare Form B zu A welche kompakter und resistenter ist
- dienen als Kohlenstoff- und Energiequelle
Über wie viele Sensorkinasen senisert B.subtilis die Umweltbedingungen?
5, die über ein Phosphotransfer-Übertragungssystem funktionieren, ähnlich wie ein TCS, aber komplexer
- Kin-A bis Kin-E
Was passiert wenn die Bedingungen ungünstig sind?
Sporulationsfaktoren werden schrittweise Phosphoryliert und letztendlich Spo0A
Was passiert wenn Spo0A stark phosphoryliert vorliegt?
Die Sporulation wird eingeleitet:
sporulationsspezifische Gene werden exprimiert, darunter:
- SpoIIE
» löst die Dephosphorylierung von SpoIIAA, welche den Anti-Sigmafaktor SpoIIAB entfernt»_space; Sigmafaktor-F wird freigesetzt (Schlüsselvorgang)
Nachdem die Entwicklung ausgelöst wurde, welche Sigma-Faktoren kontrollieren die Entwicklung in B.subtilis?
- Sigma-F: wichtige Produkte für innerhalb der Endospore
- Sigma-G: wichtige Produkte für innerhalb der Endospore
- Sigma-E: wichtige Produkte für die Mutterzelle
- Sigma-K: wichtige Produkte für die Mutterzelle
Was repressed Spo0A-P?
the response regulator (RR) Spo0A~P is a transcriptional activator for sporulation and a repressor of σH, important for the transition from the exponential to the stationary growth phase.
Was ist der Ablauf der Sigmafaktoren bei der Sporulation?
- SpoA aktiviert Sigma-F, welches in der Vorspore inaktiv (Anti-Sigmafaktorgebunden) vorliegt und aktiviert wird
- Sigma-F bindet an RNAP und es werden Gene für Sigma-G und Proteine die dann in der Mutterzelle Sigma-E aktivieren (Aktivierung via SpoIIR)
- aktives Sigma-E transkribiert mehr Gene innerhalb der Mutterzelle und auch Sigma-K
- Sigma-G (in Endospore) und Sigma-K (in Mutter) werden für Transkription der Gene benötigt, die in späteren Sporulationsvorgängen, wie Sporen-Mantelschichten etc., mitwirken
Welche Rolle spielt SpoIIE?
SpoIIE, von Spo0A aktiviert, dephosphoryliert und aktiviert dadurch SpoIIAA, welches dann SpoIIAB bindet, welches davor Sigma-F inaktiviert hat
» Sigma-F wird freigesetzt und Sporolation wird weitergeführt
