Molekular-& Mikrobiologie, BIO132

Mikroorganismus, der für sein Wachstum grosse Mengens von Salz (NaCl) benötigt.

Organismus, der bei einem oder mehreren physikalischen Extremwerten am besten wächst.

Mikroorganismus, der NaCl für sein Wachstum benötigt.

Organismus, der kein NaCl für sein Wachstum benötigt, aber in Anwesenheit von NaCl wachsen kann.

aerober Organismus, der nur wachsen kann, wenn die Sauerstoffspannung unter der der Luft liegt (21%).

Organismus, der bei niedrigen Temperaturen wachsen kann, dessen optimale Wachstumstemperatur aber bei über 20°C liegt.

Organismus, der am besten in einer sehr trockenen Umgebung lebt.

-filamentös & temperaturempfindlich

-Fts-P kommen bei allen Prokaryoten vor

-Fts-Z auch bei Mitochondrien & Chloroplasten (weist strukturelle Ähnlichkeit mit Tubulin auf)

-Fkt: baut Teilungsapparat in der Zelle auf (Divisom)

-FtsZ-> bildet Ring um Zellzyllinder herum

--> Ring zieht weitere Zellteilungsproteine an

-FtsA-> ATP-hydrolysierendes Enzym --> Energie für zusammenbau vieler Proteine im Divisom

-ZipA-> Anker des FtsZ-Rings

-FtsI-> Penicilinbindeprotein, weil Aktivität durch Penicillin blockiert wird

Synthese neuer Cytoplasmamembranen sowie neue Zellwandmaterialen in beide Richtungen leiten, bis Zelle das doppelte ihrer Ursprungslänge erreicht hat.

-ist bei Bakterien und Archeae für die Bildung des Cytoskeletts zuständig-> definiert die Zellstruktur

-MreB & FtsZ ähneln Actin & Tubulin

-letzte Schritt der Zellwandsynthese

-Bildet Peptidverbindungen zwischen Muraminsäurereste & Glykanketten

-wird durch Penicillin unterbunden:

1) für Mensch kein Problem, da er kein Peptidoglykan bei der Zellteilung braucht

2)Bakterielle Pathogene enthalten Peptidoglykane-> potentielle Angriffspkt. für Penicillin.

eine neue Zellwand wird synthetisiert, indem neue Glycaneinheiten in das bereits vorhandene Zellwandmaterial eingesetzt werden. Ein hydrophober Alkohol (Bactoprend) ermöglicht den Transport neuer Glycaneinheiten durch die Cytoplasmamembran, so dass diese dann Teil der Zellwand werden. Durch Transpeptidierung werden die Vorläufer in das Peptidoglykangewebe eingebunden.

Population kommt in neues Medium. Zeitspanne bis Wachstumsbeginn.

Zellen verdoppeln sich gleichmässig, je nach Verfügbarkeit von Ressourcen.

allg.:Prokaryoten wachsen schnelle als Eukaryoten.

exp. Wachstum ist begrenzt, weil der Lebensraum (z.B. Röhren) nicht unendlich gross ist. gibt auch limitierende Ressourcen, Abfallprodukte des Organismus häufen sich...

-> weder Zunahme noch Abnahme der Population.

ist auch exponentiell, verläuft jedoch viel langsamer als die Wachstumsphase.

Probe unter Mikroskop zählen->direkte mikroskopische Zählung

->trockene vs flüssige Proben!

schnell, aber:

-gestorbene von lebenden Zellen nicht unterscheidbar

-kleinere Zellen werden nicht erfasst

-nicht sehr exakt

-Phasenkontrast-Mikroskop

-ungeeignet für Zellensuspensionen geringer Dichte

-bewegliche Zellen werde imobilisiert

-nur lebende Zellen werden gezählt

-Platten oder Kolonienzählun

-Oberflächenplattierungsverfahren & Gussplattenverfahren

Volumen auf eine verdünnte Kultur auftragen auf Oberfläche einer Agarplatte.

->Kolonien werden gezählt.

wichtig: Oberfläche muss trocken sein, damit dies Flüssigkeit einsickern kann.

Volumen einer Kultur in sterile Petrischale geben, dazu geschmolzenes Medium mit Agar giessen->schütteln.

wichtig:-Organismus muss Temperatur des Agars aushalten können 40-50°C

-Kolonien befinden sich nicht nur auf der Oberfläche

-bei Plattierungsverfahren darf die Zahl der Kolonien nicht zu gross sein

-nur Kolonien in Platten welche zw. 30-300Kolonien aufweisen zählen

-Inkubationsbedingungen wie Medium, Temperatur, Zeit ect. beachten

-Präparat muss mehrfach verdünnt werden

-Zählungen von natürlichen Proben ergeben mehr Organismen als bei der Plattenzählung derselben Probe!

-> unter Mikroskop auch tote Zellen dabei

-> andere Umwelt, anderes Resultat

-schnell &sinnvoll

-Spektralphotometer oder Photometer

-Bakterielle Trübung meist mit Wellenlängen von: 540nm(grün); 600nm(orange); 660nm(rot)

-mit steigender Temp.: chem. & enzymatische Reaktionen laufen schneller ab

oberhalb einer best. Temp. werden aber Proteine irreversibel denaturiert!

-> minimal-optimal-maximal (kardinaltemperaturen)

muss unterscheiden zw. konst. kalt & nur im Winter kalt!

z.B. Ozeane: Durchschnitt 5°C tiefe 1-3°C

psychrophile (z.B. Schneealgen in Polarregionen) & psychrotolerante Mikroorganismen.

Böden bei direkter Sonneneinstrahlung: 50-70°C

Kompost: bis 70°C

Heisse Quellen & vulkanische Aktivität: 150-500°C

->Hyperthermophil bis 106°C(Optimum)

Erde ca. 4,6 Mrd Jahre alt

3 Typen ursprünglichen Gesteins:

Sedimentäres (Bildung durch Wasser ->Wasser schon vorhanden)

Vulkanisches

Karbonhaltiges

heiss & anoxisch

Wasser, Methan, Kohlendioxid, Stickstoff, Ammoniak...

Temp.: wahrscheinlich ü. 100°C

Erde häufig von Meteoriten getroffen

->1.Lebewesen mussten sehr hitzetolerant sein

Synthese von Biomoleküle kann spontan erfolgen, wenn reduzierende Atmosphären, starken Energiequellen ausgesetzt werden (Miller Experiment Ursuppe)

Gase von damals mit UV-Stahlen bestrahlt-> Enstehung von Biomoleküle wie Zucker, Aminosäuren,Purine....

später: Bildung von Makromoleküle

Für spontane Synthese von Makromolekülen brauchte es einen Katalysator.

Bsp: Oberfläche von Ton oder Pyrit(FeS2)

->Montmorillonit-Ton in Exp. perfekt!

I: abiotische Synthese & Akkumulation kleiner organischer Moleküle wie Aminosäuren, Nukleotide & Fette

II: Moleküle aus Stufe I kondensieren zu Polymere

III: Bildung eines Kompartiments(Urzelle)

IV: die Elemente der Stufen I-III kommen zusammen und erlangen die Eigenschaft der Vererbung. 1.Erbsubstanz war vermutlich katalytische RNA (Ribozym)

Ein Molekül wie die ribosomale RNA, dessen molekalare Sequenz als Vergleichsmass evolutionärer Verschiedenheit verwendet werden kann.

Ribosomale RNA der 30S-Untereinheit des Ribosoms bei Prokaryoten oder der 40S-Untereinheit des Ribosoms bei Eukaryoten.

Ein Oligonucleotid, manchmal durch Anheften eines Farbstoffes fluoreszierend gemacht, dessen Sequenz zu einigen ribosomalen RNA-Signatur-Sequenzen komplementär ist.