VL 2: Mikrobielles Wachstum II Flashcards
(37 cards)
1
Q
Wachstumskurve einer statischen Kultur
A
- Qualitative Betrachtung
- verschiedene Relationen
2
Q
Quantitative Betrachtungen zum Wachstum einer statischen Bakterienkultur
A
- Entwicklung der Zellzahl in der exponentiellen Phase
- Zellzahl N = N0 x 2n
- log N = log N0 + n log 2
- n = Zahl der Generationen
- n = (log N - log N0)/(log 2) = (log N - log N0)/0.301
Beispiel
- N = 108, N0 = 5 x 107 –> n = (log 108 - log (5 x 107))/0.301 = 1
3
Q
Generationszeit
A
g = t/n
- t = Zeitraum der Messung
- n = Zahl der Generationen
Beispiel
- n = 1
- t = 2h
- g = 2h
4
Q
Teilungsrate
A
v = n/t = 1/g
-
e.coli aerob in Komplexmedium
- g = 20 min = 0.33 h
- v = 1/0.33 = 3 h-1
-
e. coli anaerob im Dickdarm
- g = 12 h
- v = 1/12 = 0.08 h-1
5
Q
Kontinuierliche Kultur im Chemostat
A
- Chemostat erzeugt Fließgleichgewicht (steady state)
- Wachstumsrate = Verdünnungsrate
- verbrauchtes Medium werden kontinuierlich abgeführt und Nährstoffe kontinuierlich hinzugefügt
- Zellen werden unter konstantenbedingungen in exponenzieller Phase kultiviert
- Substratkonzetration ständig gering
6
Q
Wachstumsparameter
A
- pH-Werte
- Temperatur
- Salzgehalt
- Sauerstoffgehalt
7
Q
pH-Wert
A
- Bakterien auch in extremen pH-Werten wahstumsfähig
8
Q
Von Pilzen und Bakterien Bakterien bevorzugte pH-Bereiche
A
pH-Wert innerhalb der zelle ist stets nahe neutral, selbst wenn manche Mikroorganismen bei sehr hohem oder sehr niedrigem pH-Wert existieren können!
9
Q
A
10
Q
Von Bakterien bevorzugte Temperaturbereich
A
- Temperaturbrandbeiten
11
Q
Einfluss der Temperatur auf die Wachstumsrate
A
12
Q
Abhängigkeit der Wachstumsrate von der Temperatur
A
*
13
Q
Salzgehalt
A
14
Q
Osmotischer Stress
A
- Turgordruck herrscht in Zelle
- verhindert Platzen der Zelle
- Osmolarität
- hyperosmotisch
- Salzgehalt außerhalb konzentriert
- Schrumpfen der Zelle
- Wasserau
- Zelle akkumuliert mehr Solute
- um Turgordruck erhöhen
- isoosmotisch
- hypoosmotisch
- Salzgehalt außerhalb verdünnt
- Kanäle öffnnen
- Bestandteile entlassen
- hyperosmotisch
15
Q
Kompatible Solute, die aufgenommen werden können
A
- Transporter können diese Solute aufnehmen
- osmotischer Stress
16
Q
Wachstumsparameter - Sauerstoffgehalt
A
- O2 in rot
- (a) aerob
- (b) anaerob
- problemaisch
- überall Sauerstoff
- (c) fakultativ aerob
- (d) mikroaerophil
- (e) aerotolerant
17
Q
Wie anaerobe Bedingungen herstellen?
A
- Anaerobentopf
- Anaeobenzelt
18
Q
Grundstrukturen der bakteriellen Zellhülle
gramnegativ und gramposiitiv
A
grampositiv
- Peptidoglykan
- Cytoplasmamembran
- Proteine
gramnegativ
- äußere Membran
- Peptidoglykan
- Cytoplasmamembran
- Proteine
19
Q
Cytoplasmamembran
A
20
Q
Lipidstrukturen
A
- Bakteria und Eukarya: Esterbindungen
- Archaea: Etherbindungen
21
Q
Cytoplasmamembran von Archaen
A
- teilweise anders
- Etherbindungen
- Lipidmonolayer auch möglich
- sehr Hitzestabil! –> Hypothermophilie erklärung
22
Q
Funktionen der Cytoplasmembran
A
- osmotische/Permeabilitäts-Barriere
- Proteintranslokation
- Aufnahme von Zuckern, Aminosäuren
- Transportieren selbst translatierte Proteine nach außen
- pathogene Bakterien: Stoffe
- Energieliefernde Prozesse
- Synthese und Translokation von Membranlipiden und Polysacchariden
- Koordination der DNA Replikation udn der Segregation der Septumbildung und Zellteilung
- Chemotaxis (Erkennung v. Chemikalien und Fortbewegung)
- an den Polen der Zelle
- außerhalb der Umgebung Signal
- Signaltransduktionskaskaden
23
Q
Aktive Transportproteine in der Cytoplasmamembran
A
3 Transportwege
- einfacher Transport
- getrieben durch protonenmotische Kraft
- Uniporter, Antiporter, Symmporter
- Gruppentranslokation
- chem Veränderung der transportierten Verbindung
- energetisch getrieben durch Phosphoenolpyruvat
- ABC System
- periplasmatische Bindeproteine sind beteiligt
- Energie stammt vom ATP
24
Q
äußere Membran gramnegativer Bakterien
A
- assymetrisch (innen Phospholipide, außen LPS)
- Diffusionsbarriere für große Moleküle (u.a. viele Antibiotika)
- äußere Membran ist permeabel für kleinere hydrophile Moleküle (bis ca. 600 Da)
25
Braunsche Lipoproteine
* Verankerung des Mureins mit der Außenmembran über das raunsche Lipoprotein
* abundantes Protein, Häufig zu finden
* kovalent mit Peptidteil verbunden
* Verankerung äußere Membran mit Zellwand
26
Lipopolysaccharid (LPS)
* A-Teil:
* essentiell
* überlebenswichtig
* Kerrnpolysaccharid
* Seitenketten variabel
* O-spezifische Polysaccharide
Funktionen
* Schutzfunktion
* unterstützt strukturelle Integrität
* erhöht negative Ladung der Membran
* Adhäsion an Oberflächen
* Sensitivität gegenüber Bakteriophagen
* relevant in der Pathogenität von Gram-negativen Bakterien
* Antigenwirkung
* 'Endotoxin' (Lipid A)
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Peptidoglykan
* Grundstruktur bakterieller Zellhülle
* gramnegativ und grmpositiv
* stailisierende und schützende Exoskelettstruktur
* Frage: Wie kann sie sich vergrößern und teilen, trotz starrer Rüstung?
28
Zellwand (Peptidoglykan, Murein) Funktionen
* Stabilität
* ZW verantwortlich dafür, dass die Zelle dem hohen intrazellulären Druck standhält
* Formgebung
* feste ZW kompensiert für Fleibiliät der Phospholipidmembran
* bestimmt Form der Zelle
* Unbegrenztes Wachstum
* ständige Vergrößerung und teilun
* stoffwechselaktives Kompartiment
29
Mureinlayer
* 2 Bestandteile
* Glykan-Rückgrat (x2)
* Muraminsäure
* Pepidbrücke
* verbindet Glykansränge
* Muraminsäure
* Bibasische Aminosäure (DAP/Lys) ermöglicht tail to tail verknüpfung der Peptidreste
* Der Glykanteil variiert in Bakterien nur geringfügig (O oder N-Acetylation)
* Der Peptidteil kann sich insbesondere zwischen gram- und gram+ Bakterien
30
Quervernetzung zweiier Stränge
* enzymatische Transpeptidierung
* Energiebereitstellung von Abspaltung Alaninrest
* Knüpfung D-Ala-DAP-Bindung
31
Aufbau Peptidoglykan
* bakterielle ZW enthält die Aminozucker
* 2 Zucker
* N-Acetylglucosamin G, N-Acetylmuraminsäure M
* beta 1,4-glycosidische Verbindung
* Angriffsstelle für Lysozym
* Liquidität, Turgordruck, Zelle platzt
32
Zellwände von gram- und gram+ Bakterien
33
GRAM-Färbung
34
Problem der Peptidoglykansynthese
* Einbau neuer Elemente in ZW unter Turgorstress
* Dies darf nicht zur Schwächung der ZW-Stabilität führen
* Modell: Make Befor Break
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Make before Break Modell
* Einfügung bereits gebildeter PG
* altes wird removed --\> turnover material
36
Peptidoglykansynthese
* Mureinsynthese
* Zusammenspiel von Mureinsynthasen und Mureinhydrolasen
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