VL 1 Flashcards
(Folie 12) LUCA
Last universal common ancestor
- Bakterien, Archaea und Eukarya stammen von LUCA ab
- bei Bakterien 16S Ribosomale RNA
Prokaryoten vs. Eukaryoten
Nährmedien
- enthalten Makroelemente
- C,H, O,N, P, S, K, Mg, Na, Ca, Fe
- Mikroelemente
- Co, Mn, Mo, Ni, Se, W, V, Zn …
- Vitamine
- Thiamin
- Pyridoxal
- Biotin
- Folsäure
- Cobalamin
Komplexmedien
- Trypton, Pepton, Hefe oder Fleischextrakt
- wenig definiert
- angereichert an Peptide, Nukleotidem und Vitaminen
- Trypton
- Gemiskjgn
- Pepton
- krsjg
Minimalmedien
- Zusammensetzung genau definiert
- enthalten nur Komponenten, die Organismus unbedingt braucht
Kulturgefäße
Nährmedien und Kulturgefäße müssen vor Anzucht frei von anderen Bakterien/Sporen (‘Kontaminanten’) sein - dies wird durch Sterilisation z.B. einem Autoklaven erreicht
Sterilisation
Befreiung eines Materials von lebenden Mikroorganismen oder deren Ruhestadiuen (Sporen)
Verfahren der Sterilisation
- thermisch
- trockene Hitze
- feuchte Hitze (Autoklavieren)
- chemisch
- Ethylenoxid, Formaldehyd
- Strahlung
- gamma-, beta-Strahlen, Mikrowellen
- Sterilfiltration
- Filtration durch Filter mit einer Porengröße von nominal 0,02 mikrometer
Sterilisation im Autoklaven
- Sterilisierkammer
- durch dichten Deckel verschlossen
- Erhitzen von Wasser bei Überdruck
- durchströmt Sterilisiergut
- Sicherheitsventil verhindert zu starkes Ansteigen des Innendrucks
- Prinzip eines Dampfkochtopfes
- Standard-Betriebsbedingungen
- 121°C
- 2 bar (2000 hPa)
- 15-20 min
Pasteurisierung
- Teilsterilisation
- tötet vegetative Zellen
- nicht Sporenstadien von Pilzen und Bakterien
- 5-10 min auf 75-80°C
- Kurzzeiterhitzung 20-40 s auf 71-74°C
- Hocherhitzung 2-5 s auf 85-87°C
- Ultrahocherhitzung 1-2 s auf 135-150°C
Desinfektion
- vernichtung pathogener Mikroorganismen
- selektiv wirksame Maßnahme
- Verhinderung Übertragung Krankheitrreger
- Vernichtung saprophytischer Mikroorganismen (Lebensmittelindustrie, Oberflächendesinfektion)
Binäre Zellteilung
- aus 1 macht 2
- exponentielles Wachstum
Mikrobielles Wachstum: Petri dish: agar
Mikrobielles Wachstum: Erlenmeyer
Wachstumskurve einer statischen Kultur
- nur ein Nährmedium
- kein neues Medium
- lag Phase
- Neusynthese von Transportproteinen und Enzymen
- exponential or log phase
- hauptsächlich Ribosomen
- Postexpo
- Flagellen (bei manchen, z.B. e.coli), Chemotaxis
- wenn Nährstoffbedingungen schlechter werden
*
Isolierung einzelne Kolonien auf Agar Nährplatte
drei Strich Methode
Gesamt-Zellzahlbestimmung in Zählkammer
quantifizierung
Lebend-Zellzahl-Bestimmung
Verdünnung und Ausplattieren
Rückrechnung
Trübungsmessung
- Spektrophotometer
- Streuung des Lichts von Partikel in der Probe
*
binäre Zellteilung
- Teilen in der Mitte
- Bildung Septum in der Mitte der Zelle
- Einstülpung Zellwand
- Zellwand muss wachsen
Untersuchung Zellwandsynthese
- Markierung Zellwand mit Vancomycin-FL-Färbung
- bindet an D-Ala-D-Ala von Peptidoglykan
- fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen
- nur die bereiche färben, die neusynthetisiert werden
- Bacillus
- zuerst überall neusynthese
- Längenwachstum
- zeitpunkt der Teilung überwiegend in Septum
Mechanismen der Zellwandsynthese und Zellteilung
e.Coli Zellteilung I
- Längenwachstum
- repliziert Chromosom
- Trennung der Chromosomen, Nukleoide
- Vorraussetzung für nächsten Schritt
- Z-Ring-Bildung
- FtsZ: Protein, filamentous temperature sensitive
FtsZ
- Ürotein für Zellteilung
- filamentous temperature sensitive
- Punktmutation isolieren
- bei 30° funktional
- WT bei 42° normal
- ftsz Mutante wird lang, keine Septumbildung mehr
- Tubulin homolog
e.Coli Zellteilung II
- Z-Ring Bildng
* Signal für nächsten Schritt
- Z-Ring Bildng
- Divisombildung
- Einschnürung Septum
- Teilung
Divisom - Bakterielles Zytoskelett
- Proteinkomplex zuständig für Peptidoglykansysnthese wird an FtsZ-Ring rekrutiert
- neues Septum kan ausbilden
MreB - Bakterielles Zytoskelett
- Protein auch zuständig für Zellteilung
- Aktin Homolog
- für Längenwachstum wichtig
- filamentös, kurz
- wandern um Zelle um
- gebunden mit Peptidoglykan maschinerie
(!) Bakterielles Zytoskelett - Crescentin
- Protein
- zuständig für Halbmondform caulibacter
- abgewandte seite von Crescentin wird mehr Peptidoglykan gebildet
Woher weiß Zelle wo die Zellmitte ist?
MinCDE System
MinCDE System - Mutanten Experiment
- Mutanten der Gene können nicht Septum in Zellmitte bilden
- können Mitte nicht lokalisieren
- minizellen beinhalten keine DNA
- können sich nicht vermehren
MinCDE System Komponenten
- 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 Oszillation
- Mechanismus der Zellmitte-Lokalisierung und Septumbildung in der Zellmitte
- System oszilliert zwischen den Polen
- wandern von einen Zellpol zur nächsten
- MinC-GFP markiert
- MinE-GFP markiert
- Modellaufstellung
- Lokalisierung FtsZ, MinCD und MinE
- MinCD wandert zu Polen, gefolgt von MinE, welches MinCD verdrängt
- über Zeit gesehen in der Mitte der Zelle Konzentration von MinCD am geringsten
- so kann in der Mitte FtsZ ausbilden
mittiges FtsZ-Ausbildung : Nukleoid-Ausschluss
*
Bakterielle Zellteilung alles
