E Lecture 06

Question 1

Fermentation

Answer 1

Abbau organischer Stoffe ohne externe Elektronenakzeptoren zur Energiegewinnung

Question 2

Acetogenese

Question 3

Hydrolyse

Question 4

Methanogenese

Question 5

Wo kommt H2 her?

Answer 5

Von Fermentationsprozessen
=> flüchtig, verschwindet in Weltraum

Question 6

Syntrophie

Answer 6

Beide partner haben Vorteil
E.g. Ethanolgärung

Question 7

Abbau von Kohlenstoffverbindungen (Kurzkettige Fettsäuren)

Answer 7

Kopplung zweier Reaktionen
Ethanolgärung (H2 entsteht, aber pos. Gibbs Energie, kann nicht selbstständig ablaufen) und Methanogenese (neg. Gibbs energie)

Question 8

Cellulose Abbau

Answer 8

Nur durch Mikroorganismen
E.g. in Pansen der Kuh

Question 9

Oxidationsstufen von Schwefel

Answer 9

-3 (-NH2, NH3), 0 (molekularer Stickstoff N2), +1 (distickoxid N2O), +2 (stickoxid NO2-), +3 (Nitrit NO2-), +4 (Stickstoffdioxid NO2), +5 (Nitrat NO3-)

Question 10

Nitrifizierung & Denitrifizierung

Answer 10

Nitrit/Nitrat produktion (oxidation von Ammonium zu Nitrit zu Nitrat) vs verwendung von Nitrit/Nitrat (Assimilation zu Aminosäuren, verwendung von Nitrat als elektronenakzeptor (anaerob))

Question 11

Ammonium

Answer 11

NH4+

Question 12

Nitrit

Answer 12

NO2-
erstes stabiles Zwischenprodukt im Stickstoffkreislauf

Question 13

Stickstoffixierung

Answer 13

Nur Mikroorganismen und Haber-Bosch

Question 14

Wurzelknöllchen

Answer 14

Leguminosen
alpha-rhizobien
rötliche Flüssigkeit: Leghemoglobin (Puffert O2 => Nitrogenase braucht anaerobe Bedingungen)

Formierung:
Flavonoide locken Rhizobien zu Wurzelhaar
Rhizobien scheiden Nod-Faktor aus (nodulation) => Wurzelhaar beginnt sich einzurollen
Bakterien bilden Infektionsschlauch
=> Knöllchenbildung, Bildung Leghemoglobin, Stickstofffixierung
Reduktion zu Bacteroiden (Speicherstoffe => PHP (polyhydroxybutyrat))

Question 15

Nitratatmung

Answer 15

Denitrifikation

Nitrat als Stickstoffquelle für Synthese Stickstoffhaltiger Verbindungen (assimilatorische Nitratreduktion) oder als alternativer e- Akzeptor für Nitratatmung (dissimilatorische Nitratreduktion)

Question 16

Salpetersiederei

Answer 16

Mauersalpeter
Salpeterplantagen

Nutzung für Schwarzpulver

=> Fäkalien, Blut etc.

Salpeterkrieg in Chile: Vogelscheisse => machte Salpetersiedereien in Europa überflüssig

Question 17

Anammox

Answer 17

NO2- (Nitrit) reduziert zu NO, weiter zu Hydrazin N2H4, weiter zu N2

Ammonium als e- Donor

In Anammosom von speziellen Bakterien
=> ATPase zu Energiegewinnung
Protonenfluss von Anammosom in Cytoplasma

Question 18

Regulationsmechanismen

Answer 18

Kontrolle der Enzymaktivität
Translationskontrolle
Transkriptionskontrolle (bei Bakterien grossteil der Regulation)

Question 19

Shine-Dalgarno Sequenz

Answer 19

Ribosomen Bindungsstelle

Question 20

Multicystronische mRNA

Answer 20

mehrere Gene hintereinander, selten Introns => Gene sind kompakter

Question 21

Sigma 70 Faktor

Answer 21

Transkription von “Housekeeping” genen

Bindet -35 und -10 Basen upstream von mRNA beginn

Question 22

Pribnow-box

Answer 22

TATAAT

Eine der Bindungsstellen für sigma Faktor

Question 23

Stärke des Promotors

Answer 23

Je näher an Consensus sequenz, desto stärker bindet sigma faktor

Question 24

Transkriptionsrichtung

Answer 24

5’-3’

Question 25

Terminator

Answer 25

Hairpin mit viel Us, weil AT bindung schwächer als GC

Question 26

Sigma faktor

Answer 26

Für verschiedene Regulons (Gesamtheit der Gene, die durch einen bestimmten Regulator transkribiert/reguliert werden)

Question 27

Regulatoren

Answer 27

Meist Helix-Loop-Helix motiv proteine, symmetrische Dimere, die an bestimmten Sequenzen in grosse Furche der DNA binden können Bilden palindromische Sequenzen

Question 28

Positive und negative Regulation

Answer 28

Prokaryoten meist negative Regulation => mit oder ohne Ligand gebunden

Question 29

Operator

Answer 29

Bindungsstelle für Repressor oder Aktivator

Question 30

Lac Operon

Answer 30

Positive und negative Regulation Allolactose bindet Repressor => fällt ab wenig Glucose = cAMP bindet Aktivator => Lac operon ein bei - Glucose und + Lactose

Question 31

Maltose Operon

Answer 31

Aktivierungsbindungsstelle weiter upstream von Promotor Einschalten wenn Maltose vorhanden => Maltose als Induktor für Aktivator

Question 32

cAMP

Answer 32

keine Glucose: hohes cAMP kann Glucose binden cAMP = Aktivator

Question 33

Hitzeschock Wahrnehmung in E. coli

Answer 33

DnaK (Chaperon) bindet RpoH (Protease) Bei höheren Temp werden Proteine denaturiert binden an DnaK => RpoH kann hitzeschock gene aktivieren

Question 34

Zweikomponentenrgulation

Answer 34

Receptorkinasen autophosphorylieren => phosphorylieren Responseregulator, der Transkription auslöst

Question 35

Posttranskriptionelle Regulation

Answer 35

Weniger häufig als bei Eukaryoten Regulatorische anti-sense RNA bindet an mRNA und blockiert Translation Riboswitch => RNA selbst detektiert Metabolit (remnants from RNA-world) RNA self-binding? RNA Abbau

Question 36

Riboswitch

Question 37

Biolumineszenz

Answer 37

Leuchtreaktion durch Quorum Sensing => sekretion von signal => aktivierung von Lumineszenzgenen => sehr energieaufwändig => mindestanzahl bakterien für sinnvolles leuchten (=> auch Virulenzfaktoren)