Skizzieren Sie das sogenannte Schwanenhalsexperiment. (In Worten) Was war das Ziel dieses Versuchs?
➢ Ziel: Nachweis, dass keine Urzeugung von Bakterien existiert. Bakterien vermehren sich aktiv.
Beschreiben Sie die Lebensweise von B. anthracis, B. cereus und B. thuringiensis
- B. anthracis: geschlossenes Pangenom, Gram-positives Bodenbakterium, aerobes, stäbchenförmiges Bakterium, Sporenbildner, besonders häufig in feuchten Böden, Sporen extrem resistent, verursacht Milzbrand , v.a. Paarhufer betroffen
- B.cereus: offenes Pangenom, aerob wachsendes Stäbchen, Endosporenbildner, Gram-positives Bodenbakterium, Lebensmittelvergifter (insbesondere von Reis), unterschiedliche Toxine verursachen Durchfälle und Erbrechen
- B. thuringiensis: offenes Pangenom,Gram-positives Bodenbakterium, Endosporenbildner, Toxin-Produktion in Sporulationsphase, BT-Toxin wirkt insbesondere auf Insektenlarven (Schmetterlings-raupen, Mückenlarven), Verwendung in Saatgut (Mais)
Definieren Sie die Begriffe Genom, Pangenom und Metagenom.
➢ Genom: genetische Ausstattung eines Organismus
➢ Pangenom: Summe der Genome einer Art
➢ Metagenom: Genausstattung in einem Ökosystem
Wie unterscheiden sich sequenzbasierte und funktionsbasierte Metagenomics?
➢ Sequenzbasiert: Aufklärung ganzer Genome, Identifizierung von bisher unbekannten Genen und von Operons. Direkte DNA-Isolierung aus der Umwelt
➢ direkte Sequenzierung über moderne Sequenzierungsverfahren
➢ Funktionsbasiert: Identifizierung von Klonen mit bereits bekannten Eigenschaften steht im Vordergrund. Direkte DNA-Isolierung aus der Umwelt
➔ Klonierung und Test der Klonbanken auf gewünschte Eigenschaften (erst bei Bedarf Sequenzierung) für biotechnologische Anwendung
- nur wenige Prozent der vorhandenen Bakterienarten sind überhaupt kultivierbar, ca. 5.000 Prokaryoten sind beschrieben, bis zu 100 Millionen Arten werden vermutet, sowohl Information über ökologische Zusammenhänge als auch über biotechnologisch interessante Proteine geht verloren, Ausweg: direkte DNA-Isolierung aus der Umwelt (Boden, Wasser etc.), anschließend Klonierung und Test der Klonbanken auf gewünschte Eigenschaften (erst bei Bedarf Sequenzierung) fürbiotechnologische Anwendung: Funktions-basierte Metagenomics, oder direkte Sequenzierung über moderne Sequenzierverfahren: Sequenz-basierte Metagenomics
- Funktions-basierte Metagenomics: Expressionssystem und Wirt beeinflussen Enzymsynthese und -aktivität, außerdem Screeningverfahren kritisch für Erfolg, zur Isolierung neuer Enzyme (Amylase, Lipasen etc.) bereits erfolgreich angewandt, allerdings stark selektiv
- Sequenzbasierte Metagenomics: Erfassung von Mikroorganismengemeinschaften, in der Regel über 16S rRNA-Analyse, es können aber auch Gesamt-DNA-Sequenzen genutzt werden, starker neuer Auftrieb für Umweltmikrobiologie, häufig Anwendung auch auf Mikroorganismengemeinschaften mit direktem Bezug zum Menschen
Nennen Sie die häufigsten Bakteriengruppen auf der menschlichen Haut und im Säuglingsdarm
-Haut: Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria
-Säuglingsdarm: Bifidobacterium, Lactobacillus, Proteus, Escherichia
Ihre Kultur hat eine optische Dichte von 1, was etwa 109Zellen/ml entspricht. Wie viele Verdünnungsschritte (1:10) müssen Sie durchführen, um beim Ausplattieren von 0.1 ml Bakteriensuspension nach Inkubation eine gut zählbare Menge Kolonien (50-250) auf Festmedium zu erhalten?
Welcher Zellbestandteil wird durch DAPI gefärbt?
Zellkern
Was ist Voraussetzung für eine Fluoreszenzmarkierung von Bakterien durch GFP und wie kann dies in Hinblick auf Regulationsphänomene genutzt werden?
Wie funktioniert eine LIVE/DEAD-Markierung von Zellen?
Was bedeutet die Abkürzung FISH und was wird bei diesem Experimenttyp detektiert?
Wieviel % der Bakterienspezies in Boden-, Süß-und Meerwasserproben sind kultivierbar?
Beschreiben Sie den Nachweis eines Krankheitserregers entsprechend den Koch‘schen Postulaten.
Zeichnen Sie ein Schema für ein offenes und ein geschlossenes Pangenom und geben Sie je ein Beispiel.
Nennen Sie zwei Methoden, um einzelne Bakterienzellen zu isolieren.
➢ Laserpinzette
➢ Bactotip-Methode
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