Zusammenfassung Kernmodul I (Fragenkatalog - fsi-bio

Zusammenfassung Kernmodul I (Fragenkatalog Burkovski)
1.1) Skizzieren Sie die Luziferase Reaktion
𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿
FMNH2 + O2 + RCHO �⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� FMN + H2O + RCOOH + Licht
(Aldehyd)
(FlavinMononukleotid)
1.2) Definieren Sie Quorum und Quorum sensing
- Quorum:
Schwellenwert der Zelldichte, ab welchem die regulatorische Antwort der
Gesamtheit der Zellen einer Population einsetzt
-
Quorum sensing:
Wahrnehmung der Zelldichte in der Umgebung durch Ausscheidung und Messung
eines Signalmoleküls
1.3) Skizzieren Sie die Expression quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte von
Vibrio fischeri
Gram-negativ:
1.4) Zu welcher Stoffgruppe gehören die Autoinducer der Gram-negativen Bakterien und welche
Eigenschaften haben diese Moleküle
- Stoffgruppe:
HSL (Acyl-Homoserinlactone)
-
Eigenschaften:
- klein, unpolar
- können leicht über Membran diffundieren
- artspezifisch (HSL-Ring aber konserviert)
1.5) Skizzieren Sie die Expression quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte bei
Gram-positiven
Gram-positiv:
niedrige Zelldichte
hohe Zelldichte
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1.6) Erklären Sie Aufbau und Funktion eines 2-Komponenten-Signaltransduktionssystems in Bakterien
- Aufbau:
-
Funktion:
Stimulus  Autophosphorylierung der Sensor-Kinase (SK) an Histidinrest (H)
 Übertragung der Phosphatgruppe (P) auf Response-Regulator (RR)
 Genaktivierung durch RRP
1.7) Aus welchem Stoffwechselweg leitet sich AI-2 ab, welche Eigenschaften/Funktion hat das Molekül?
- Stoffwechselweg:
Methioninmetabolismus
-
Eigenschaften:
- nicht membrangängig, instabil
- viele versch. Moleküle werden erkannt
-
Funktion:
steuert Inter-Spezies-Kommunikation bei Biofilmen
1.8) Was versteht man unter Quorum quenching? Nennen Sie je ein Beispiel für Intra- und Interspezies
Quorum quenching.
-
Quorum quenching:
Abbau von Auto-Inducer Molekülen durch konkurrierende Mikroorganismen
-
Intraspezies Bsp.:
Staphylococcus aureus Stämme
-
Interspezies Bsp.:
Bacillus thuringiesis vs. Erwinia carotovora
2.1) Skizzieren Sie die Signalleitung von Autoinduktoren und Hormonen auf die Expression von Zielgenen in
EHEC
Rezeptor
(Histidin-Kinase)
Fimbriengene
(Anheftung)
Toxin
Läsionen
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2.2) Welche Enzyme sind für eukaryotisches Quorum quenching verantwortlich, wie wirken sie und welches ist
ihre sonstige/ursprüngliche Funktion
- Enzyme:
Paraoxonasen
- Wirkungsweise:
Lactonasen (Abbau d Homoserinlactonrings von AIs)
- Urspr. Funktion:
Detoxifikation von Organophosphaten
3.1) Welche Funktionen werden auf dem TI-Plasmid kodiert?
- Virulenzgene für Tumorbildung und Infektion
- Gene für Opinsynthese (i.d. Pflanze) und für Opinmetabolismus (im Bakterium)
- Transmissability genes (Übertragung)
3.2) Welche Signale steuern die Infektion mit Agrobakterium tumefaciens?
- Zucker, Phenole
- Zellwandkomponenten, die bei Verletzung der Pflanze freigesetzt werden
- niedriger pH, wenig Phosphat (?)
3.3) Skizzieren Sie die Signalerkennung und –integration bei Agrobakterium tumefaciens in Hinblick auf die
Etablierung eines Infektionsprozesses
Kein Stimulus
nur Phenol
nur Zucker
beide Stimuli
 Infektion
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3.4) Wie und in welcher Form erfolgt die Übertragung der TI-Plasmidinformation auf die Pflanzenzelle?
Welche Proteine sind beteiligt?
- Wie:
Transfer durch speziellen Transportkomplex (VirB u.a.)
- Form:
als Einzelstrang
- Proteine: - VirD  öffnet Plasmid
- VirE  schützt Einzelstrang
- VirB  Teil des Transportkomplexes
3.5) Geben Sie Beispiele für Symbiosen zur Stickstofffixierung von Bakterien und Pflanzen.
- Frankia
 Erlen
- Nostoc
 Palmfarne
- Azoarcus
 Kallargras , Reis
- Anabaena azollae
 Azolla pinnata
3.6) Welche Signalmoleküle werden zu Beginn der Rhizobien-Leguminosen-Symbiose ausgetauscht?
- Flavonoide
(Pflanze  Bakterium)
- Nodulationsfaktoren
(Bakterium  Pflanze)
3.7) Skizzieren Sie den Ablauf von der Kolonisierung bis zur Bacteroiddifferenzierung
3.8) Nennen Sie Faktoren, die neben den Nod-Faktoren auf Bakterienseite an der Symbiose beteiligt sind
- Exopolysaccharide
- Hämfaktoren (hemA, lpsB, bacA, fixl, nifHDK)
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3.9) Skizzieren Sie den Stoffaustausch von Pflanzenzelle und Bakteroid und den Stoffwechsel innerhalb des
Bakteroids
Zucker gelangt in Form von
org. Säuren ins Bakteriod
Org. Säuren
Entscheidende Reaktion, die das
Bakterium f. Pflanze erledigt
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