Burkovski

ÜBUNGSFRAGE 1:

Skizzieren Sie die Luciferase-Reaktion.

Lichterzeugung durch V. fischeri:

Diese Reaktion ist Sauerstoffabhängig. Umsetzung eines Aldehyds (RCHO) und Flavinmononukleotid (FMNH2) durch Luciferase in Wasser, Carbonsäure (RCOOH+) und FMN (oxidierte Form von FMNH+)

ÜBUNGSFRAGE 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 eines Signalmoleküls.

ÜBUNGSFRAGE 3:

Skizzieren Sie die Expression quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte von Vibrio fischeri.

Meine schöne Muster-Lösung:

Was in der Vorlesung besprochen wurde:

Wie es in der Folie zu sehen ist:

ÜBUNGSFRAGE 4:

Zu welcher Stoffgruppe gehören die Autoinducer der Gram-negativen Bakterien und welche Eigenschaften haben diese Moleküle?

Der Autoinducer ist hier in blau dargestellt, sie gehören alle zu der Stoffgruppe AHL (Acyl-Homoserinlacton). Dieses bindet einen Transkriptionsfaktor.

Autoinducer sind Spezies spezifisch.

ÜBUNGSFRAGE 5:

Skizzieren Sie die Expression Quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte in Gram-positiven Bakterien.

Meine Muster-Lösung:

Wie es in der Vorlesung besprochen wurde:

Wie es in den Folien steht:

ÜBUNGSFRAGE 6:

Skizzieren Sie Aufbau und die Funktionsweise eines 2-Komponenten-Signaltransduktionssystems von Bakterien.

Bei Bakterien sind Zweikomponentensysteme weit verbreitet. Der Aufbau besteht aus zwei Proteinen: Sensor-Histidin-Kinase und Response-Regulator. Sensorhistidinkinase (meist in der Membran verankert) misst den externen Stimulus und überträgt Signal durch Konformationsänderung in das Zellinnere. Die Gene sind in der Regel gekoppelt.

Meine Musterlösung:

Wie es in der VL beprochen wurde:

Wie es in den Folien steht:

ÜBUNGSFRAGE 8:

Nennen sie je ein Beispiel für Intra und Interspezies Quorum quenching.

intraspezifisch:

Staphylococcus aureus

interspezifisch:

Bacillus thuringiensis

ÜBUNGSFRAGE 7:

Was versteht man unter Quorum quenching?

Quorum quenching: Abbau von Autoinducer-Molekülen (Gram neg Bakterien AHL-Acyl-Homoserinlacton) durch konkurrierende Mikroorganismen

ÜBUNGSFRAGE 9 / KLAUSURFRAGE:

Skizzieren Sie die Signalleitung von Autoinduktoren und Hormonen auf die Expression von Zielgenen in EHEC.

Meine Musterlösung:

Wie es in der Vorlesung besprochen wurde:

Wie es in den Folien steht:

ÜBUNGSFRAGE 10:

Nennen Sie Beispiele für das Sensing von QS-Molekülen durch eukryotische Zellen.

Frage wurde nicht in VL beantwortet, ich glaube er meint das.

ÜBUNGSFRAGE 11:

Welche Enzyme sind für eukaryotisches Quorum quenching verantwortlich, wie wirken sie und welches ist ihre sonstige bzw ursprüngliche Funktion?

Paraoxonasen: spalten Autoinducer Homoserinlactone, bzw sie zerstören den Homoserinlactonring. Sie haben auch die Nebenaktivität zur Detoxfikation von Organophosphaten. (Ob sie spezifisch nur auf Bkterien wirken ist spekulativ)

ÜBUNGSAUFGABE 12 / KLAUSUFRAGE:

Kleine Wiederholung zu A. tumefaciens: Aufgrund seines Ti-Plamids wird es zur Transformation von Plfnazen verwendet. Das hab ich auch schon mal gemacht aber ich weiß nix mehr daruber.

1. Welche Funktionen werden auf dem Ti-Plasmid kodiert? (ÜF 12)

Das Ti-Plasmid kodiert Virulenzgene für Wirterkennung und DNA-Transfer (vir Gene) sowie Oncogene zur Tumorbildung. Außerdem werden Gene für Proteine zur Opinsynthese in Pflanzen und zum Opin-Metabolismus im Bakterium kodiert.

1. Welche Signale steuern die Infektion mit Agrobacterium tumefaciens? (ÜF13)

Die Pflanze muss verletzt sein. Eine Reihe von Phenolen und Zuckern werden von A. tumefaciens erkannt, Zellwandkoponenten, die bei Verletzung der Pflanze direkt oder indirekt freigesetzt werden. Außerdem induziert ein nierdiger pH.

1. Skizzieren Sie die Signalerkennung und Signalintegration bei A. tumefaciens in Hinblick auf Etablierung eines Infektionsprozesses. (ÜF14)

Meine Musterlösung:

Wie es in der VL besprochen wurde:

Wie es in den Folien stand:

1. Wie und in welcher Form erfolgt die Übertragung der Ti-Plasmidinformation auf die Pflanzenzelle? Welche Proteine sind beteiligt? (ÜF15)

Plasmid-DNA wird als Einzelstrang übertragen. Abhängig von VirD (öffnet Plasmid) und VirE (schützt den Einzelstrang). Transfer durch Transportkomplex (Vir B u.a.)

Kingelt wieder, das hab ich alles mal auswendig gelernt in Biochemie….

ÜBUNGSFRAGE 16:

Geben sie vier Beispiele für Symbiose zur Stickstoffixierung von Bakterien und Pflanzen.

Frankia mit Erlen

Nostoc, Anabaena und Calothrix mit Palmfarnen

Azoarcus mit Kallargras und Reis

Rhizobien und Fabaceae

Daran erinnerst du dich auch noch, das war Thema in Botanik, Bildung von Wurzelknöllchen als Interaktion zwischen Rhizobien und Fabaceae (Schmetterlingsblütlern)

ÜBUNGSFRAGE 17:

Welche Signalmoleküle werden zu Beginn der Rhizobien-Leguminosen-Symbiose ausgetauscht?

Die Symbiose setzt zu Beginn eine Wirtserkennung auf Bakterienseite voraus. Anschließend kann durch Adhäsion an der Zelloberfläche das Bakterium in den Wirt eindringen. Dabei darf die Pathogenabwehr des Wirts nicht induziert werden. Das Setzt eine Erkennung des Symbiosepartners voraus.

Pflanzensignal: Abgabe von Flavonoiden, das induziert in geeigneten Rhizobien die Synthese von Nodulationsfaktoren. Nodulationsfaktoren werden wiederum von einem Rezeptor der Pflanze erkannt.

ÜBUNGSFRAGE 18:

Skizzieren Sie den Ablauf der Kolonisierung bis zu Bacteroiddifferenzierung.

Meine Musterlösung:

Wie es in der VL besprochen wurde:

Wie es in den Folien steht:

Die Adhäsion und Kürmmung der Wurzelhaarspitze führen zu Einschluss der Rhizobien in CCRH (clonized curled root hair) Struktur. Anschließend folg Invasion in tiefere Gewebeschichten. Ausgehend von CCRH bildet sich ein Membranschlauch. Exopolysaccharide notwendig. Pflanzliche Zellwand uss teilweise abgebaut werden. Der Infektionsschlauch wird durch Bildung neuer Membranen an seiner Spitze verlängert. Besiedlung des neuen Schlacuhteils durch Zellteilung der Bakterien. Nur Bakterien an der Spitze teilen sich.

ÜBUNGSFRAGE 19:

Nennen Sie Faktoren, die neben den Nod-Faktoren auf Bakterienseite an der Symbiose beteiligt sind.

(In der VL übersprungen)

Auf Bakterienseite ist die Adhädion abhängig von Bildung cyclischer beta-Glucane.

ÜBUNGSFRAGE 20 / KLAUSURFRAGE:

Skizzieren Sie den Stoffaustausch von Pflanzenzelle und Bakteroid und den Stoffwechsel innerhalb des Bakteroids.

Meine Musterlösung:

Wie es in der VL besprochen wurde:

wie es in den Folien steht: