VL 10 Archaea 2

Question 1

Hyperthermophile Archaea

Answer 1

Vorkommen: wässrige terrestrische oder submarine Standorte

-optimales Wachstum bei >80°C (bis 115°C)

Ort: aktiver Vulkanismus oder geothermal erhitzte Gesteine

Question 2

Hyperthermophile Archaea (Zellanhänge)

Answer 2

nutzen Filamente für Stabilität,
Pyrodictiom abyssi: bildet ein sogenanntes
„Feuernetz“ aus, welches ein Temp opt bei 105°C hat.
Die Zellen sitzen dabei im Netzwerk.

Pyrococcus + Methanothermus (100°C) haften mit Pili und Kabeln an Oberflächen

Hami:

Question 3

Archaellum

Answer 3

ist ein archeales Fagellum
ähnlicher Aufbau wie Typ IV-Pilus (auch ATP)
dreht sich aber wie Fagellum aber ohne Depolymerisierung

Question 4

Hami

Answer 4

• 2 – 3 μm lang 100 pro Zelle -Stacheldraht-artige Bereiche
• Am Ende sitzen „Angelhaken“
• Adhäsion an Oberflächen Zellaggregate gebildet

Question 5

Methanogene Archaea

Answer 5

CH4-Bildner

Bilden in anaeroben Milieu Methan
zB.: Reissümpfe, Pansen

Question 6

Methanogene Archaea MO’s

Answer 6

Methanococcus 
Methanosarcina 
Methanothermobacter 
Methanothermus 
Methanospirillum

Question 7

Methanogene Archaea (Stoffwechsel)

Answer 7

Gährende Bakterien produzieren Acetat, CO2 und H2
dies wird dann von Methanogene Archaea zu CH4 und CO2

CO2 +4H2 –> CH4 +2H2O G°‘=-131kJ/mol Hydrogenotroph

in Pansen von Methanosarcina:
CH3OH + H2 –> CH4 + CO2 G°‘ = -106 kJ/mol
CH3COOH + H2O –> CH4 + HCO3- DG°‘ = -36 kJ/mol

Question 8

Zellhüllen der Methanogenen

Answer 8

Pseudomurein hat Methanosphaera
Protein-Scheiden hat Methanospirillum
Glykoprotein (S-Layer) hat Thermoproteus,
Desulfurococcus, Halobacterium, Sulfolobus

Question 9

Pseudomurein

Answer 9

Grundgerüst ist ein Dimer aus NAG und NAT
(N-Acetyl-Talosaminuronsäure)
Bindung ist eine ß(1,3) statt ß(1,4)

AS-Sequenz ist strikt aus L-(Glu/Ala/Lys/Glu) und ist am C’ 5 und nicht am C’3.

Question 10

Haloarchaea

Answer 10

sind Archaea, die auch Halobacteriales genannt werden
benötigen Hypersaline Lebensräume von min 1,5M bis 5,2M

sind extrem Strahlungsresistent (10.000 Gray)
überleben in Salz eingeschlossen

Question 11

Halophile Archaea

Answer 11

Halobacterium
Haloferax
Haloarcula
Haloquadratum 
Natronobacterium (haloalkaliphil)

Question 12

Haloarchaea (Anpassungstrategien)

Answer 12

Anpassungsstrategien:

Salt-in: Haloarchea (innen gleiche Konzentration an K+/Cl- wie außen Na+/Cl-)

Compartible Solutes: Halotolerante Bakterien (Einlagerung von Saccharose, Glycerin, Trehalose)

Außerdem muss die Konzentration von Magnesium-Ionen sehr gering sein, da diese Ionen sehr hygroskopisch.

Question 13

Haloarchaea (Anpassung)

Answer 13

Proteine reduziert in Hydrophobizität

• hydrophobe Aminosäuren durch hydrophile ersetzt
• mehr saure Amiosäuren (D, E); durchschnittlicher pI: 4,9
• negative Ladungen koordinieren Netzwerk an hydratisierten Kationen
• Proteine bleiben in Lösung

Question 14

Halobacterium salinarum

Answer 14

Mikrobe des Jahres 2017

• Benötigt 20-30% (w/v) NaCl
• C-Quelle: Proteine, Aminosäuren
• Bewegung mit Archaellen
• Flotiert durch Gasvesikel

-Energie: Atmungskette , Arginin-Fermentation und Bakteriorhodopsin (BR)

Question 15

Bakteriorhodopsin

Answer 15

ein Photosyntetischer-Energielieferant, der anaerob einen H+-Gradienten aufbaut und so ATP generiert.

H+ wird mit BR-Protein aus der Zelle geschafft, eine ATP-Synthase lässt die H+ wieder in die Zelle und synthetisiert dabei ATP

Question 16

Retinalproteine

Answer 16

sind Licht getriebene Ionen-Pumpen oder Sensoren.

• Bakteriorhodopsin (BR) pumpt H+ raus
• Halorhodopsin (HR) lässt Cl- rein
• Sensorrhodopsine (SR) liefert Energie für Flagellum

Question 17

Gasvesikel

Answer 17

eine Hülle, die nur aus Proteinen besteht wird von MO’s zum schwimmen/floating genutzt.

Größe: 250-1000nm
Gasdurchlässig, aber innere Oberfläche stark hydrophob

Question 18

Haloquadratum walsbyi

Answer 18

lebt am absolutem Limit

• NaCl-Konz. in der Sättigung
• MgCl2-Konz. subletal (bis 1 M; bitter!)
• Toleriert extrem geringe Wasseraktivitäten

Question 19

Haloquadratum walsbyi (Anpassung)

Answer 19

• S-Layer statt normaler Membran
• Polyglutamat-Kapsel zur Wasseranreicherung
• zusätzliches Oberflächenprotein: Halomucin

Aufgrund von Phosphatarmut (kaum löslich) werden keine Phospholipide sondern Sulfolipide verwendet.
Es werden statt Phosphate Phosphonate aufgenommen.

Question 20

Thaumarchaeota (MO’s)

Answer 20

Cenarchaeum symbiosum (Symbiont Schwamm) Nitrosopumilus maritimus (Aquarium, Seattle)
Nitrososphaera viennensis (Garten in Wien)

Question 21

Lokiarchaeota

Answer 21

sind eine systematische Gruppe von Mikroorganismen die den Archaeen zugeordnet wird. Begründet auf molekulargenetischen Daten.

Obgleich die Lokiarchaeen Prokaryoten sind, finden sich in ihnen einige Gene, welche bislang nur bei Tieren, Pflanzen, Pilzen und anderen Eukaryoten gefunden wurden, sogenannte eukaryotische Signaturgene.

Die Lokiarchaeen werden daher auch als eine Art Missing Link zwischen Archaeen und Eukaryoten diskutiert.