Zusammenfassung Kernmodul I (Fragenkatalog - fsi-bio
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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 1 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 2 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 3 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) 4 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 5
