Biochemie UKE Zahmedizin


A. S.
Diese Lernkarten bieten einen grundlegenden Einblick in die Welt der Viren, Bakterien und Antibiotika. Sie decken Themen wie die Unterteilung von Viren und Bakterien, die Gram-Färbung, den Aufbau und die Genetik von Bakterien, sowie die Wirkungsweise von Antibiotika und Resistenzmechanismen ab. Besonders nützlich sind sie für Schüler, die sich mit den Grundlagen der Mikrobiologie und Infektionskrankheiten vertraut machen möchten.
Flashcards
10
Students
6
Language
German
Category
Medical
Created / Updated
06.04.2014 / 09.12.2025

Flashcards

Unterteilung von Antibiotika

A. Bakterizid (tötend) oder bakteriostatisch (verhindern der Vermehrung, wird bei gesundem Immunsystem i.d.R. bevorzugt)

B. Zellwandschädigend (bakterizid) oder genetische Schädigung (bakterizid/bakteriostatisch)

Antibiotika-Hauptgruppen

  • Hemmstoffe der Zellwandsynthese
    Penicillin und Cephalosporine
  • Auf genetischer Ebene wirkende Antibiotika
    1. Hemmstoffe der Nukleotid-Biosynthese / Folsäure-Biosynthese / Folsäureantagonisten (Sulfonamide)
      Funktionieren, da Menschen Folsäure als Vitamin aufnhemen, Bakterien selbst synthetisieren und nicht aufnehmen
    2. Hemmstoffe der Transkription (Rifampicin)
      Hemmt RNA-Polymerase (da Neigung zu Resistenz nur in Kombination mit anderen Medikamenten zur Behandlung von Tbc und Lepra)
    3. Hemmstoffe der Translation
      • Tetrazykline (30 S-Untereinheit-Inhibitor)
        Hemmen Anlagerung der aatRNA an mRNA
      • Aminoglykoside: Streptomycin/Gentamicin (30 S-Untereinheit-Inhibitor)
        Ausbildung falscher aatRNA
      • Makrolide: Erythromycin (50 S-Untereinheit-Inhibitor)
        Hemmen Weiterrücken des Ribosoms an mRNA
      • Chloramphenicol / Lincosamide(Clydamycin) (50 S-Untereinheit-Inhibitor)
        Hemmt die Synthese von Peptidbungen bei der PBS
    4. Hemmstoffe der DNA-Replikation (Gyrasehemmer)
      Irreversible Hemmung der Topoisomerase II (Gyrase), auch 4-Chinolone genannt

Resitenzmechanismen gegen Antibiotika

  • Natürliche Resistenz
    Aufgrund des Aufbaus ergibt sich für einige Bakterien eine Resistenz gegen verschiedene Anitbiotika
    Bsp: Mykoplasmen haben keine Zellwand, daher Pinicillin (Hemmumg Zellwandsynthese) wirkungslos
  • Erworbene Resistenz
    1. Bakterielle Enzyme, die Antibiotika direkt inaktivieren (z.B. Penicillinasen)
    2. Verlangsamte Aufnahme oder beschleugnite Ausscheidung von Antiobiotika
    3. Veränderung des ursprünglichen Antibiotika-Angriffsortes

Daher muss antibakterielle Therapie immer in ausreichenden Dosen erfolgen, da sich sonst durch evolutionären Druck leichter Resistenzen entwickeln

Viren Allgemein

  • Wirtsspezifisch
    • Bakteriphagen (befallen Bakterien)
    • Viroide (Kulturpflanzen)
    • Humanpathogene Viren
  • Bestehen aus Nukleinsäure, Proteinkapsel (Kapsid) und ggf Lipid-Hülle aus Zellmembranbestandsteilen der ehemaligen Wirtszelle
  • RNA !oder! DNA
  • Kein eigener Stoffwechsel (Enzyme zur PBS oder Energieerzeugung) ⇒ Intrazellulärer Parasit
  • Kein Lebewesen, kein Nicht-Lebewesen

Bakterielle Transkription, Translation und Replikation

Transkription

  • eine einzige RNA-Polymerase
  • keine Introns oder Poly-A-Schwanz (weit weniger Komplex als bei Eukaryonten, mRNA sofort funktionsfähig)
  • rRNA entsteht aus 30S-Vorläufer-RNA-Molekül, aus denen rRNA mit 23S, 16S und 5S herausgeschnitten wird

Translation

  • ProtBioSyn funktioniert ähnlich den Eukaryonten, Unterschied liegt in Starter Aminosäure (Prokaryonten = Methionin zu N-Formyl-Methionin (fMet) modifiziert)
  • Andere Ribosomen (70S mit 50S und 20S Untereinheit, wie Mitochondrien). Diese bestehen aus den 3 verschiedenen rRNA-Arten und div. Proteinen.
    Wichtige Erkenntnis für selektive Hemmung der Ribosom-Untereinheiten bei Antibiotika-Therapien

Replikation

  • Ein Replikationsursprung (ori) mit bidirektionaler Repilkation (in beide Richtungen der Ring-DNA)
  • Topoisomerase II, die Gyrase, wichtig für antibiotische Hemmung mittels Gyrasehemmern (irreversible Blockierung)

Aufbau und Genetik der Bakterien

Immer vorhanden:

  • Zellkernäquivalent (Nukleoid) bestehend aus einem ringförmigen Chromosom
    →Keine Trennung von Erbgut und Translationsmaschinerie
  • Cytoplasmembran
  • Cytoplasma
  • Ribosomen (70S-Ribosom bestehen aus 50S und 30S Untereinheiten)

In Abhängigkeit des Bakteriums

  • Plasmid (kleine, ringförmige DNA. Enthält Informationen zu Virulenzfaktoren und Resitenzen gg. Antibiotika)
  • Thylakoide oder Chlorosomen (dienen der ATP-Gewinnung aus Licht (Phototrophie))
  • Zellwannd (Gram-positiv dick, Gram-negativ dünn)
  • Zweite, äußere Zellmembran bei Gram-negativen Bakterien
  • Prokaryontische Flagelle(n) (Proteinfäden, die durch Rotation wie ein Propeller funktionieren)
  • Pilus/Pili typisch für gram-negativen (Anheften, DNA-Austausch (Konjugation))
  • Schleimhülle
  • Glasvesikel

Gram-Färbung

Einfärben mit blauer Farbe → Spülen → Einfärben mit roter Farbe ⇒

  • Rot ⇒ Gram-negativ
    Bakterien mit 2 Phospholipid-Doppelschichten (Membran) umgeben relativ dünne Zellwand (daher leichteres auswaschen der zunächst blauen Farbe).
    Ünerwiegend Stäbchen
  • Blau-Violett ⇒ Gram-positiv
    Dicke äußere Zellwand und keine äußere Membran. Daher schwereres auswaschen der blauen Farbe.
    Aufgrund fehlender äußerer Membran: höhere Permeabilität für exogene Substanzen.
    Überwiegend Kokken

Von großer Bedeutung für Unterscheidung der Pathogenität und für Auswahl von Antibiotika

Unterteilung Bakterien

Bakterien sind die wichtigsten Vetreter der Prokaryonten

  • Kokken (Kugelförmige Bakterien, z.B. Streptococcus Mutans (Karies))
  • Stäbchen (Salmonellen, Escherichia coli (E. coli)
  • Andere
    • Spirochäten (z.B. Syphiliserreger)
    • Mykoplasmen (keine Zellwand)
    • obilgate Zellparasiten (können nur intrazellulär überleben)

Unterteilung Viren

  • Behüllte Viren
    • Doppelsträngige DNA-Viren ⇒ dsDNA-Virus
      Orthopoxvirus variola (Pocken), Herpes
    • Einzel(+)-Strang-RNA-Viren ⇒ ss(+)RNA-Virus
      West-Nil-Virus (West-Nil-Fieber)
      Retroviren (enthalten Reverse-Transkriptase ⇒ Umwandlung RNA→DNA): HIV, Onkoviren
    • Einzel(-)-Strang-RNA-Viren ⇒ ss(-)RNA-Virus
      Ebolavirus
  • Unbehüllte Viren
    • Doppelsträngige DNA-Viren ⇒ dsDNA-Virus
      Humane Papillonviren
    • Einzelsträngige DNA-Viren ⇒ ssDNA-Virus
      Parvovirus B19 (Ringelröteln)
    • Doppelsträngige RNA-Viren ⇒ dsRNA-Virus
      Rotavirus (Durchfall)
    • Einzel(+)-Strang-RNA-Viren ⇒ ss(+)RNA-Virus
      Norovirus (Brechdurchfall)

Viraler Infektionszyklus

  1. Absorbtion - Kontakt mit Wirtszelle (spez. Rezeptoren
  2. Injektion - Partikelaufnahme (Endozytose, Fusion, Penetration)
  3. Uncoating - Freisetzen der Nukleinsäure
  4. Expression - Virale Gene werden exprimiert
  5. Replikation - Replikation des vir. Genoms
  6. Morphogenese - Zusammenbau der Virionen
  7. Freisetzung - Knospung, Sekretion, Zellyse/-tod

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