Quorum Sensing and Biofilm Flashcards
Was bedeutet Quorum Sensing?
“Quorum” = in ausreichender Zahl; Die Kontrolle die Dichte der Zellen der eigenen Art durch regulatorische Wege ausgelöst durch die Gegenwart von Zellen der eigenen Art
Wie läuft Quorum Sensing allgemein ab?
a) Zelle exprimiert AHL-Synthase (Acyl-Homoserinlactone) auf Basalniveau
b) Quorum-spezifisches Protein bildet daraus zellspezifische AHLs
c) ab einer bestimmten Zellzahl steigt AHL so weit an, bis es an das Aktivatorprotein binden kann
d) Aktivatorprotein aktiviert die Transkription der Quorum-spezifischen Gene
Kommt QS in gramnegativen und grampositiven Bakterien vor?
Ja, aber eher verbreitet unter gramneagtiven
Wie läuft QS ganz grob ab?
a) Spezies synthetisiert ein spezifisches Signalmolekül = Autoinduktor
b) Molekül diffundiert frei außerhalb der Zelle in jede Richtung
» erreicht hohe Konzentrationen innerhalb er Zelle, wenn in der Umgebung auch viele Zelle vorkommen
c) innerhalb der Zelle bindet der Autoinduktor an einen spezifischen Proteinaktivator oder an die Sensorkinase eines TCS und löst die Transkription spezifischer Gene aus
Welche zwei Autoinduktoren kommen häufig vor in gramnegativen Bakterien?
AHL = Acetyl-Homoserinlactone
AI-2 = Autoinduktor 2, zyklisches Furanderivat
Wo wurde Quorum Sensing das erste Mal entdeckt und wie die Funktionsweise?
Als Regulation der Lichtausstrahlung bei biolumineszenten Bakterien z.B wie Aliivibrio fischeri
Licht wird von Enzym Luciferase erzeugt.
lux-Operons codieren das Protein.
Die stehen unter Kontrolle des Aktivatorproteins LuxR
LuxR wird aktiviert, wenn spezifisches AHL eine Konzentration erreicht
AHL wird von dem Enzym synthetisiert, das vom luxI Gen codiert wird
Was passiert bei verschieden hohen Konzentration von LitR in A.fischeri
A At low cell density (no quorum signaling), LitR has little effect on basal levels of motility (high) and luminescence (low).
B At moderate cell density, LitR signaling represses motility and induces luminescence. LitR also activates transcription of rpoQ. While this level of RpoQ remains insufficient to affect motility and luminescence, it does lead to increased chitinase activity.
C At high cell density, LitR signaling increases enough to induce RpoQ to a higher level, leading to a strong repression of both motility and luminescence, as well as an induction of chitinase activity.
Ist Biofilmproduktion ein Teil vom Lebenszyklus von Vibrio Cholerae?
Ja
Welche 4 Phase bei der Bildung von Biofilmen gibt es?
- Anheftung»_space; ausgelöst durch Kontakt mit Oberfläche mit Flagellen und Pili»_space; Anheftung ist Signal für die ExpressionBiofilm-spezifischer Gene
- Kolonisierung (Pili und so werden iwann abgeworfen; intrazelluläre Kommunikation, Wachstum und Bildung von Polysacchariden)
- Entwicklung (weiteres Wachstum und mehr Polysaccharide)
- Weiterverbreitung (Von Umweltfaktoren beeinflusst zB Nährstoffverfügbarkeit)
Welche 4 Phase bei der Bildung von Biofilmen gibt es?
- Anheftung»_space; ausgelöst durch Kontakt mit Oberfläche mit Flagellen und Pili»_space; Anheftung ist Signal für die ExpressionBiofilm-spezifischer Gene
- Kolonisierung (Pili und so werden wann abgeworfen)
- Entwicklung
- Weiterverbreitung
Welches Molekül reguliert häufig das Umschalten vom plantonischen zum Biofilm-Wachstum in Bakterien?
das regelarische Nucleotid: zyklisches di-Guanosinmonophosphat (c-di-GMP)
durch intrazelluläre Anhäufung
» verringert z.B. die Aktivität des Flagellenmotors
Welche Phasen hat die “klassische” Wachstumsphase von Bakterien, von Anfang bis Ende
- lag»_space; kaum Wachstum
2.1 log»_space; exponentielles Wachstum
2.2 post-exponential Phase - stationäre»_space; Gleichbleiben der Zellzahl
Was ist Diauxie und was ist ein Beispiel?
Es gibt zwei exponentielle Wachstumsphasen in Folge einer Katabolitenrepression
Ausgang: zwei Zucker sind im Medium vorhanden Glukose + z.B Lactose
Bakterien wachsen zunächst auf der besseren Quelle: hier Glukose
- Quelle erschöpft»_space; Wachstum stoppt»_space; Lag Phase»_space; Wachstum auf zweiter Energiequelle
Wie funktioniert die Katabolitenrepression bei Glucose und Lactose in E.coli?
Proteine für Lac-Operon wie beta-Galactosidase werden für Verwendung von Lactose gebraucht und induziert
» Synthese ist durch Anwesenheit von Glucose blockiert; lac-Operon wird NICHT exprimiert und Lactose nicht verwendet (= Katabolitenrepression)
In welchen Wachstumsphasen ist das meiste FlhDC (Master Regulon von Flagellen) Und wann Sigma-S (Stress-Response) vorhanden?
FlhDC in post-exponentieller Phase
Sigma-S (rpoS) in stationärer Phase
