Vorlesung 3. Flashcards
-Zellformen -Struktur -Lipide bei Bakterien und Archaea -Zellwand
1
Q
Form Coccus?
A
Kugelbakterien–> erscheinen rund oder eiförmig
2
Q
Form Rod?
A
Stäbchenförmiges Bakterium
3
Q
Form Sprillum?
A
starr wendelförmig; ist eine Gattung
4
Q
Form Spirochete?
A
wendelförmig
5
Q
Bedeutung Filamentös?
A
Fadenförmig
6
Q
Was bedeutet peritrich?
A
Viele Flagellen sind gleichmäßig über der Zelloberfläche verstreut
7
Q
Was bedeutet polytrich-bipolar?
A
Flagellen stehen in zwei gegenüberliegenden Gruppen an den Zellpolen
8
Q
Was bedeutet polytrich-monopolar?
A
Die Flagellen stehen in einer Gruppe an einem der Zellpole (auch als lophotrich bezeichnet)
9
Q
Was bedeutet amphitrich?
A
Zelle hat nur zwei Flagellen, die an
gegenüberliegenden Zellpolen stehen
10
Q
Was bedeutet monotrich?
A
-Zelle hat nur eine einzige Flagelle
lateral, seitliche
-Begeißelung : Flagellen stehen seitlich, nicht an den
Polen der Zelle
11
Q
Was bedeutet Polar-montrich?
A
Begeißelung am Pol
12
Q
Was sind Flagellen, Unterschied zu Zoologie und Aktivität?
A
- Fortbewegungsorganellen der meisten frei schwimmenden Bakterien
- unterschied zu Zoologie sind extrazelluläre Anhängsel, die in der Plasmamembran und Zellwand verankert sind
- nur kurzzeitig aktiv –> hoher Energieverbrauch
13
Q
Aufbau Bakterium?
A
Von außen nach innen :
- manche Pili
- manche Flagellen
- manche Kapsel
- Zellwand
- Plasmamembran
- Cytoplasma
- Ribosomen
- Nucleoid
- Plasmid
14
Q
Was sind Pili?
A
- bei Prokaryoten vorkommendes, außerhalb der Zelle als Zellfortsatz befindliches, fadenförmiges, aus einem Protein bestehendes Anhängsel
- typisch für gramnegative Bakterien
15
Q
Unterschiedliche Funktionen von Pili?
A
- Anheftung an eine Grenzfläche Feststoff/Flüssigkeit oder Gas/Flüssigkeit
- Anheftung an andere Bakterien
- Anheftung an die Oberfläche tierischer Zellen
16
Q
Bakterielle Zellmembran Aufbau?
A
- meist noch durch Zellwand umschlossen
- auch Phospholipid-Doppelschicht jedoch zum Teil andere nicht-polare und polare Verbindungen, z. B. Cardiolipin
17
Q
Fettsäuren (FS) meist gesättigt oder ungesättigt?
A
meist gesättigt; keine bis wenig Doppelbindungen
18
Q
Natürliche FS üblicherweise gerade oder ungerade C-Zahl? Von welcher zu welcher C-Zahl? Wie beim Menschen?
A
-üblicherweise gerade C-Zahl von C16- 18 (wie beim Menschen?)
(C16-C24 bei anderen Organismen)
19
Q
Wenn ungesättigte Fettsäuren vorkommen, sind sie konjugiert?
A
Nein sind sie nicht, meist durch CH3-Gruppen getrennt
20
Q
Die biologische Membran (Membranlipide) bestehen aus?
A
- Phospholipiden (wichtigster Bestandteil)
- Glykolipiden
- Cholesterin
21
Q
Was für Speicherlipide haben Bakterien?
A
-meist Triacylglycerine
22
Q
Was für eine Bindung haben Bakterien sowie Eukaryoten in ihren Lipiden, wohingegen Achaean eine andere Bindung haben, die hitzestabiler ist?
A
-Bakterien/ Eukaryoten –> Esterbindungen in Lipiden
-Archaean immer Etherbindungen, keine
Esterbindungen in der Membran –> hitzestabiler
23
Q
Unterschied Ester zu Ether?
A
Ester: C1-O-C2 –> Zusatz O an C2 nach oben mit DB
Ether: C1-O-C2 ohne DB
24
Q
Welche drei Hauptfunktionen hat die Cytoplasmamembran?
A
- Permeabilitätsbarriere
- Proteinanker
- Aufbau eines (Energie-) Gradienten
25
Was verhindert die Permiabilitätsbarriere der Cytoplasmamembran?
- Auslaufen
| - Wirkung als selektive Barriere für den Transport von Nährstoffen in die Zelle und aus der Zelle heraus
26
Wozu dienen die verankerten Proteine in der Cytoplasmamembran?
- Beteiligung:
- am Transport
- an bioenergetischen Vorgängen
- an der Chemotaxis
27
Welche drei Molekültransportprinzipien durch die Membran gibt es?
Uniport, Antiport, Symport
28
Was ist Uniport?
-Transport von Ionen oder Molekülen durch Membranen, von nur einer Substanz
29
Was ist Antiport?
- Transports von Molekülen durch Membranen, bei der ein gegenseitiger Austausch von zwei Molekülen erfolgt
- angetrieben durch protonenmotorischen Kraft
30
Was ist Symport?
- Transports von Ionen oder Molekülen durch Membranen, bei dem zwei unterschiedliche gelöste Substanzen in dieselbe Richtung transportiert werden
- angetrieben durch protonenmotirischen Kraft
31
Welche Struktur weisen bei den Prokaryoten die Membrantransporter auf?
-enthalten meist 12 alpha-Helices, die einen Kreis und Kanal bilden
32
Welche drei Typen der Transportmaschenerie/ -arten gibt es?
Einfachen Transport, Gruppentranslokation,
| ABC System
33
Wodurch wird der einfache Transport angetrieben?
Durch die protonenmotorische Kraft
34
Wodurch wird die Gruppentranslokation angetrieben?
Energetisch angetrieben durch Phoysphoenolpyruvat
35
Was ist an dem ABC-System beteiligt?
- periplasmatische Bindeproteine
| - Energie stammt vom ATP zu ADP und Phosphat Rest hydrolisiert
36
Was ist das ABC-System?
- Transport von Substrat gegen ein Konzentrationsgefälle unter ATP verbrauch Bindung ATP an ATP-Bindungskassete
- Verwenden Bakterien am meisten
37
Wozu dient die Gruppentranslokation?
- Mechanismus zur Aufnahme von Zuckern
- bei Prokaryoten Zucker Transport durch Membran kommt es zur Phosphorylierung
- -> phosphorylierter Zucker Einschleusung in Glykolyse
38
Funktion einfache Transport?
- passiver Transport
- entlang eines Konzentrationgefälles
- z.B. Protonen
39
Was ist die Lac-Permease für ein Transporter von E.Coli?
- Symporter
- einfacher Transport
- angetrieben durch protonemotirischen Kraft
40
Wie viele Transporter besitzt E.Coli für Phosphat?
3
41
Welche 3 Proteinen sind am ABC-System beteiligt und welche Funktion haben sie?
- periplasmatische Bindeprotein --> Bindet Substrat (hohe Affinität dazu)
- Membran durchziehendes Protein --> bildet Transportkanal
- cytoplasmatische ATP-hydrolysierende Protein --> Lieferung Energie für Transportvorgang
42
Was bedeutet ABC-System?
ATP-Bindungscassettentransporter
43
Welchen ABC-Typ verwendet beispielsweise E.Coli?
-Maltose-Transportsystem
44
Aufbau des Phosphotransferasesystems bei E. Coli?
- Gruppentransloaktion
- Aufnahme Glucose
- aus fünf Proteine: Enzym I, IIa, IIb, IIc und HPr
- Enzym II-Verbindungen spezifisch für best. Zucker
- Enz I und HPr unspezifisch
- So Transport aller Zucker
45
Unterschied Phosphotransferasesystem und ABC-System?
Phosphotransferasesystem:
- PEP wird zu Pyruvat dabei Phosphat frei
- Weitergabe über fünf Enzyme innen
- Phosphorylierung Enzym II für Transport Glucose in die Zelle, dabei direkte Übertragen dieses Phosphats auf das Zuckermolekül --> so ist es bereits aktiviert, was im ABC-System noch nicht der Fall ist
- Weg ist von Enzym I zu HPr, Enz IIa, IIb --> IIc in Membran bei Glucose
46
Wie viel Prozent eines bakteriellen Genoms kodieren für Transportprozesse?
bis zu 30 %
47
Zellwandaufbau
| Unterschied Gram-positiv er und Gram-negativer Bakterien?
```
Aufbau außen nach innen
Gram-negativ:
-äußere Membran (Lipopolysaccharid und Proteine)
-Peptidoglykan unterteilt und gefüllt mit Periplasma
-Membran
Gram-positiv:
-Peptidoglykan nicht unterteilt
-Membran
```
48
Zellwandhauptbestandteil bei Bakterien?
Glucose, C2 O durch Acetylgruppe ausgetauscht
- also Glucose mit Acetylgruppe
- auch Grundgerüst Chitinpanzer
- auch Acetylglucoseamin
49
Was ist Chitosan? Und woraus kann es abgeleitet werden?
- Biopolymer
| - aus Chitin
50
Welche sich wiederholende Peptidoglykanzellwandstruktur findet man bei E. coli und den meisten anderen Gram-negativen Bacteria?
-Glykantetrapeptid
51
Woraus besteht das Glykantetrapeptid (Polysaccharid von Murin) und wie sind die Glykanketten miteinander verknüpft?
- aus N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure
- durch Peptidbindungen
- Quervernetzung bei Gram-ngativen auch über Peptidbindungen
- Quervernetzungen bei Gram-positiven über Pentaglycinbrücken
52
Was spaltet das Glykantetrapeptid (Polysaccharidketten) und wo genau? Und was inhibiert die Ausbildung der Peptidbindungen?
- Lysozym spaltet an betta 1,4 Bindung
| - Penicillin inhibiert die Ausbildung der Peptidbindungen
53
Wie nennt man Peptidoglykan noch?
Murein
54
Was ist Murein?
- besteht aus Polysaccharidketten und quervernetzten Peptiden
- Stützskelett der Zellwand
55
Welche quervernetzten Aminosäuren kommen beim Peptidoglykan (Murein) vor und wie unterscheiden sich diese?
a) Diaminopimelinsäure
b) Lysin
Unterschied:
a) mit Carbonsäure
b) mit H-Atom an C7
--> es gibt noch viele weitere Aminosäuren allerdings D-Aminosäuren
56
Was zählt alles zur Zellwand Gram-negativer Bakterien?
innen nach außen :
- periplasmatische Raum mit Peptidoglykan --> nur Gram-negative
- äußereMembran
57
Das in der äußeren Membran befindliche Lipopolysaccharid woraus besteht es bei Gram-negativen Bakterien?
- aus dem Lipid A
- KDO (Ketodesoxyoctonat)
- Kernpolysaccharid
- aus O-spezifischen Seitenkette
- nur Gram-negative Bakterien
58
Was befindet sich noch in der äußeren Membran als Durchgang von den Gram-negativen Bakterien?
- Porine
| - Proteine
59
Wie dick ist die äußere Membran?
8nm
60
Was bleibt beim Lipopolysaccharids stehts gleich und was variiert von Spezies zu Spezies Gram-negativer Bakterien?
variieren:
-chemie der Lipid A-Anteil und der --Polysaccharidanteil
gleich:
-Sequenz Hauptbestanteil ( Lipid A-KDO-Kern-O-spezifisch) idR gleich
61
Was kann der Lipid A-Anteil sein im Lipopolysaccharids?
kann toxisch für Mensch/Tier sein
| -->enthält den Endotoxinkomplex
62
Zellwandaufbau Gram-positiver Bakterien?
innen nach außen:
- Cytoplasmamembran
- Peptidoglykan mit durchgehend Lipidoteichonsäure(Teichonsäuren) , Zellwand gebundenen Proteinen
63
Was befindet sich alles in der äußeren Membran von Gram-negativen Bakterien?
- Lipopolysaccharid
- Lipid A
- Phospholipid
- Porinen
- Lipoprotein
64
Wie viele Poren besitzt ein Porinprotein?
vier, eine vierte zentral zwischen den Porinproteinen
65
Was ist anders im Zellwandaufbau Archaea?
- besitzt kein Murein (Peptidoglykan)
- meist mit S-layer (S-Schicht; Surface-Layer) meist hexagonale Symmetrie
- ->Vorkommen bei halophilen, methanogenen und hyperthermophilen Arten-->dient als Barriere von gelösten Stoffen in die Zelle
- nur einige methanbildende Vertreter ähnliche Zellwandstruktur : Pseudomurein
- Quervernetzungen Peptide keine D-AS
- ähnelt der der Eukaryoten
66
Unterschied Gram-positiv und Gram-negativ
Gram-positiv dickere Peptidoglycan (Murein)- Schicht
67
Warum Bakterien eine Zellwand?
- Aufgrund des Standhaltens gegenüber dem Zelltugor, bei gram-positiven 2,5MPa, bei gram-negativ 0,2-0,5 MPa ist unterschiedlich
- Formgebend
68
Woraus besteht die Zellwand der meisten Bakterien?
Aus Peptidoglykan, auch Murein oder Mureinsacculus
69
Was genau ist Murein?
Ein Heteropolymer, aufgebaut aus Polysaccharidkomponenten und einem Peptidanteil
70
Was ist ein wichtiges Charakteristikum zur Unterscheidung von Gram-positiv und Gram-negetaitv?
- Gramfärbung
| - Anzahl der Mureinschichten aus denen sich die Zellwand zusammensetzt
71
Unterschiedliche Anzahl der Mureinschichten zwischen Gram-positiv und Gram-negativ?
-Gram- positiv: bis zu 25 Schichten
| Gram-negativ: nur eine bis zwei Schichten Peptidoglykan
72
Aus welchen Bestandteilen setzt sich der Zellwandpolysaccharid der Bakterien zusammen?
- zwei Aminozuckern
1. -N-Acetylglucosamin
2. -N-Acetylmuraminsäure
73
Durch welche Bindung sich die Zellwandpolysaccharide miteinander verknüpft?
1,4-betta-glykosidische Bindung
74
Womit werden die Zuckerketten der Mureinschicht miteinander vernetzt und wo binden sie?
- Mit einem Tetrapeptid vernetzt
| - welches an Lactylrest von N-Acetylmuraminsäure verbunden ist
75
Wodurch zeichnen sich die Zellwandpeptide aus?
- z.T. ungewöhnliche Aminosäuren sonst nicht in Proteinen vorkommend
- z.B. L-Alanin und D-Formen Alanin Glutaminsäure, Diaminopimelinsäure --> diese aus zwei Aminogruppen --> Verbindung zu Nachbarkette D-Alanin über Peptidbindung
76
Durch welche AS ist Diaminopimelinsäure bei Gram-postiven Bakterien ausgetausch?
- L-Lysin
| - Vernetzung durch zusätzliches Pentapeptid aus Glycinresten
77
Wodurch wird die Stabilität der Zellwand geschwächt?
- Enzym Lysozym spaltet 1,4-betta-glykosidische Bindung zwischen N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure
- Wassereindringen in die Zelle--> anschwellen--> platzen
- Angriff Zellwand
78
Wofür sorgt Penicillin?
- Hemmung Bildung der Peptidbindung zwischen D-Alanyl-D-Alanin-Dipeptid
- Also Angriff Quervernetzungen
79
Was passiert mit der Bakterienzelle bei Lysozymbehandlung in isotonischer Saccharoselösung?
- Stabilität Zellwand nach wie vor geschwächt
- aber osmotischer Druck entspricht dem des Cytoplasmas
- Lyse bleibt aus
- Entstehung sog. Protoblast = kugelförmig
- ursprüngliche Gestalt Zelle ohne Bedeutung
80
Was passiert wenn zu der isotonischen Saccharoselösung und dem entstandenen Protoblasten ein osmotischer Schock mit dest. Wasser ausgelöst wird?
- Platzen des Protoblasten
| - Wird zu Ghost --> besteht aus Membranfetzen und Vesikeln
81
Welche Gruppe von Bakterien besitzen keine Zellwand? Welches Phylum und Gattungen?
- Mykoplasmen
- Phylum: Firmicutes
- Gattungen: Mycoplasma, Spiroplasma, Acholeplasma
82
Welche Komponenten befindet sich in den Zellwänden Gram-positiver Bakterien als Unterschied zu den Gram-Negativen noch außer den Grundstrukturen?
- Einige mit Teichonsäuren
- sind saure Polysaccharide mit Glycero- oder Ribitolphosphaten
- Lipoteichonsäuren sind direkt mit Lipiden der Zellmembran oder Zellwand verbunden
83
Was ist anders im Pseudomurein in methanbildenden Archaea im Vergleich zum Murein in Bakterien?
- Verknüpfung zwischen 1,3-betta-glykosidische Bindung N-Acetyltalosaminuronsäure und N-Acetylglucosamin
- weg ist N-Acetylmuraminsäure
- dadurch Resistenz gegenüber Lysozym
84
Wo sind S-Layer -Strukturen noch bekannt außer bei den Archaea?
-manche Eubakterien mit Aufgelagerten Proteinschichten auf Mureinschichten
85
Welches Bakterium besitzt in der Zellwand sich wiederholende Ribitol-Teichonsäuren?
Bacillus subtilis
86
Woraus besteht Ribitol?
- D-Glucose
- D-Alanin
- D-Alanin
