Vorlesung 4. Flashcards
Sporen Sporenbildung
Werden Sporen eher von gram-positiven oder gram-negativen Bakterien gebildet?
-Gram-positiven
Welche Bakterien bilden Sporen?
- Bacillus sp.
- Clostridium pascui (wichtig!)
- Anaerobacter
- Thermoanaerobacter
- Heliobacterium
- Alicyclobacter
- Sporomusa (gram-negativ =wichtig!)
Aufbau einer Endospore?
- Sporenhülle (Inner coat und outer coat)
- Cortex (Sporenrinde) –> aus Peptidoglykanen
Wo können bakterielle Endosporen intrazellulär lokalisiert werden?
- Terminal
- Subterminal (nicht ganz am Ende)
- Zentral
Wann kommt es bei gram-positiven Bakterien zur Sporulation?
- Nährstoffmangel
- hohe Zelldichte (“Quorum-sensing”)
- andere Einschränkungen des Wachstums
Der Cortex der Spore besteht aus Peptidoglykanen die wiederum aus was aufgebaut sind?
- NAG: N-Acetylglucosamin
- NAM: N-Acetylmuraminsäure
- -> wichtig für Dehydrierung und Hitzeresistenz
Von der Mutterzelle wird eine aus widerstandsfähigen Polypeptiden bestehende Sporenhülle gebildet. Was fällt auch noch in dieser Phase?
- Aufnahme Ca2+-Ionen
- Synthese Dipicolinsäure
- beides reagiert zu Ca2+-Komplex zur Einlagerung
- -> wichtig für Ruhezustand Spore und Strahlungsresistenz / Hitzetoleranz
Was sind Eigenschaften der Endosporen?
-metabolisch inaktiv
- stark dehydriert (Wassergehalt nur ca. 15%)
- sehr gut erkennbar im Phasenkontrastmikroskop:
Sporen erscheinen sehr hell
-hohe Resistenz gegen
• extreme Temperaturen (Hitze, Kälte)
• UV- und Gamma- Strahlung
• Trockenheit
• Chemikalien (Säuren, Basen, organische Lösungsmittel)
• hydrolytische Enzyme
Was ist die Ursache der Hitzeresistenz der Endosporen?
- Dehydrierung (von ursprünglich 80% auf bis zu 15%)
- Spezielle Verpackung der DNA mit bestimmten Proteinen:
“small acid soluble proteins“ (SASPs)
Aufbau Sporenhülle?
- mehrere Schichten vernetzter Polypeptiden (25 verschiedene)
- innere Sporenhülle: relativ hell, lamellenförmig
- äußere Sporenhülle: dunkel
Was ist die Aufgabe der Sporenhülle?
- Schutz vor chemischen Agenzien, hydrolytischen Enzymen)
- durchlässig für kleine Moleküle, z.B. Aminosäuren,
Zucker (wichtig für Detektion von Nahrung, Auslösung der
Sporenkeimung)
Die Sporulation wird in acht Entwicklungsstufen eingeteilt (0-VII). Welche sind das?
- 0-I: Replikation Chromosom und asymetrische Einschnürung (inäquale Zellteilung) Cytoplasmamembran
- II: Entstandene Protoplasten jeweils eine Kopie der DNA
- III: Umwachsung kleine Kompartiment von Cytoplasmamembran der Mutterzelle (Septum) –> Vorspore
- IV: Beginn Dehydratisierung; Keimzellwandbildung von Sporenprotoplasten synthetisiert; Cortexbildung von Mutterzelle Sporenhüllenbildung der Mutterzelle; Ca2+ Aufnahme und Dipicolinsäuresynthese;
- V-VI: manche Bak. Exosporiumbildung von Mutterzelle synthetisiert
- VII: Freisetzung Sporen durch Lyse Mutterzelle
- -> Dauer 6-8 h
Worin unterscheidet sich das Peptidoglykangerüst des Cortex von der Zellwand vegetativer Zellen und der Keimzellwand?
- durch den Vernetzungsgrad
- chem. Zusammensetzung
Was ist die binäre Zellteilung?
- aus einer Zelle entstehen zwei gleich große Tochterzellen
Vorgang der binären Zellteilung:
- 1: Replikation des Chromosoms; Trennung in zwei Nukleotide
- 2: Divisombildung (Septumring) wo spätere Trennung
- 3: Kontraktion Divisom führt zur Zellhalbierung; neue Zellwandsynthese
- 4: Entstehung zweier Tochterzellen
Was ist zentraler Bestandteil des Divisoms?
FtsZ-Protein
- -> kommt nahezu in allen Prokaryoten vor dazu zählen auch Plastiden und Mitochondrien
- -> homolog zu Tubulin in Eukaryoten (Teilungsprotein)
- ->in Bakterien hochkonserviert
- ->Fähigkeit zu de-und polymerisieren
- -> definiert die Zellteilungsebene
Was macht das FTsZ-Protein?
- bildet polymere Strukturen aus
- ->den Z-Ring
- -> der wird durch FtsA und ZipA an Membran verankert
- -> später Septum
- ->Anheftstelle für weitere Proteine (FtsA)
Mit was ist die Ausbildung des Divisoms bei gram-negativen Bakterien wie E. coli verbunden?
-Einschnürung der äußeren Membran
Woher kommt der Name Fts?
-filamentous temperature sensitive
Welche Divisomproteine gibt es und welche Funktion haben sie?
- ZipA ist ein FtsZ-Anker
- FtsI ist ein Peptidoglykanbiosyntheseprotein
- FtsK unterstützt die Chromosomentrennung
- FtsA ist eine ATPase
Was passiert bei der Bildung polarer FtsZ-Ringe?
-Spiralbildung durch erhöhte Produktion von FtsZ zu Beginn Sporulation
Unterschied FtsZ-Ringe in sporulierenden Zellen?
- DivVa sitzt am Pool zieht DNA auseinander
- RacA-DNA-Bindeprotein
Welche Proteine spielen eine wichtige Rolle beim positionieren des Septums?
- MinC
- MinD
- MinE
Was sind wichtige Proteine bei der Chromosomenaufteilung?
- ParB
- SMC
- DNA-Gyrase
