Mikrobiologie

Question	Answer
Hyphen	Pilzfaden; septiert (Ascomyceten, Basidiomyceten) oder wenig septiert (Zygomyceten)
Mycel	Geflecht aus Pilzhyphen
Konidien/Sporen	asexuelle Vermehrungsformen, Bildung an hyphenähnlichen Trägern, farblos oder gefärbt
Arthrosporen	Gliedersporen; asexuelle Sporen, die durch die Fragmentierung der Hyphen entstehen (Geotrichum candidum)
Sporangiosporen	asexuelle Sporen, Bildung in Sporangien
Ascus	Zellformation nach Karyogamie und Meiose; Asci unterscheiden sich stark in ihrer Struktur
Ascoma	Asci enthaltende Strukturen
Grundformen Bakterien	Kokken Stäbchen Vibrionen Spirillen Spirochaeten
1 g Boden hat bis zu wievielen Bakterienzellen?	bis zu 10^9 Bakterienzellen und 10-100 m Pilzmycel
Extremophil	Organismen, die an extreme Umweltbedingungen angepasst sind
Anteil der Prokaryoten an der Biomasse	nicht weniger als alle Tiere und Pflanzen zusammen
Einfluss Mikroben	• Verantwortlich für Stoffkreisläufe, "Recycling" der Elemente (z.B. Stickstofffixierung, Celluloseabbau, Methanbildung etc.) • Wechselwirkung mit Tieren, Pflanzen und anderen Mikroben (von Symbiose bis Pathogenität (Killer) • Ursprung der Mitochondrien und Chloroplasten • Wichtige "Nutztiere" der Biotechnologie
Pathogenität	Killer
Archaea	einzellige Lebewesen, Prokaryoten, Extremophile unterschied zu Eubaktrien: z.B. Zellwand aus Murein
Spurenelemente	- Stoffe, die Körper nur in kleinster Menge benötigt, obwohl sie an so wichtigen Stellen wie Blutbildung oder Enzymfunktionen zum Einsatz kommen (z.B. Mn,Mo,Zn,Cu,Co,Fe...) - nicht alle MO benötigen sie, und wenn dann nicht immer - haben wichtige Aufgaben, wie O2 im Blut binden (Hämoglobin); Cobalt in Vitamin B12
Makroelemente	-werden von allen MO benötigt - Hauptgruppenelemente -> C,O,N,H,P -Fe meist nicht dazu gezählt
Zutaten Nährmedium	-Wasser -komplexe/synthetische Substanzen -pH-Wert -ggf.Wachstumsfaktoren -ggf. Zusatz zur Verfestigung (i.d.R. Agar)
Wachstumsfaktoren	- organische Verbindungen, hauptsächlich AS (Proteinsynthese), Vitamine (Coenzyme, prosthetische Gruppen von Enzymen), Pureine/Pyrimidine (Nukleinsäuresynthese)
prototrophe MO:	-die "Ursprünglichen" -benötigen im Nährmedium KEINE Wachstumsfaktoren
auxotrophe MO:	-"Die Hilfsbedürftigen" -benötigen im Nährmedium Wachstumsfaktoren
Agar	-ideales Verfestigungsmittel für Nährböden - Gewinnung vor allem aus Rotalgen -geeignet, da bei ca.45°C Gelbildung und Wiederverfläüssigung erst ab 80-100°C (im Gegensatz zu Gelatine) und weil MO sich noch bewegen können, wird nur von wenigen bakteriellen Enzymen abgebaut
Bebrütungs-oder Inkubationstemperaturen	-Unterscheidung verschiedener Temp. Präferenzen, wie mesophilen... -richtet sich nach Temp. des Lebensraums der Ziel-MO
Katabolismus	Abbau von Substraten zur Energiegewinnung
Anabolismus	Aufbau von Biomasse
Monoklonal	"identisches" genetisches Material -> Kolonien,die aus einer Zelle hervorgehen (Einzelkolonie)
Reinkultur	Population, die sich idealerweise aus Einzelzellen (bzw.dem kleinstmöglichen Zellverband) entwickelt hat
Reinkultur kann angenommen werden, wenn	– der Kolonietypus einheitlich ist und – alle Kolonien auf den Ausstrichlinien liegen 4 -und das mikroskopische Bild (Zelldurchmesser, ggf. Gramreaktion) einheitlich ist -> Reinkultur aber i.d.R. erst nach mehrfachem (~ 3maligem) Ausstrich!
KbE	Kolonie bildene Einheit
Sterilistaion	komplette Eliminierung oder Zerstörung aller lebensfähigen MO winschließlich der Endopsoren und Viren
Desinfektion	Abtötung/Inaktivierung der meisetn MO bzw. aller PATHOGNER MO mit ausnahmen der Endosporen
Antiseptische Bekämpfung	Anwendung betreffen lebendes Gewebe (z.B. Haut)
MO in der Luft	- Endosporen von Bakterien - Farbige (= pigmenthaltige) Bakterien - Farbige (=pigmenthaltige) Hefen - Sporen von Schimmelpilzen
Pigmente von MO (Bsp.)	- gelbe Kolonien: Sacrinaxanthin, Carotin-Derivat -> Bsp. Micrococcus luteus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Rhodotorula - rote Kolonien: Prodigiosin, Pyrrol-Derivat -> Bsp: Serratia marcescens Pulcherrimin, Pyrazin -> Bsp: Rhodotorula -bläuliche Kolonien: Pryocyanin, Phenanzin-Derivat -> Bsp: Pseudomonas aeruginosa
Phasenkontrastmikroskopie	- um Bakterien und Hefe besser zu sehen, da im mikroskopischen Hellfeld manchmal nicht zu erkennen (haben nur geringe Absorptionsunterschiede zu Wasser) -funktioniert über Phasenplatte, die..
Septiert	Von Scheidewänden (Septen) durchzogen bzw. gekammert
Psychrotrophe	kälteliebende
Mesophile	mittlere Temperaturen liebend
Thermophile	wärmeliebende
halophil	salzliebend
Rodac	Abkaltschplatte -Recovering organisms detecting and counting -Konvexe Oberfläche
Komplex Medium:	- Enthalten Abbauprodukte von tierischen und pflanzlichen Produkten, wie Casein (Milcheiweiß), Rindfleisch (Rindfleischextrakt), Hefezellen (Hefeextrakt)… - Ungenaue Nährstoffzusammensetzung
Selektivmedium	- Enthält Verbindungen, die das Wachstum von einigen MO verhindern, aber nicht von allen
Differenzierungsmedium:	- Hinzugabe eines Indikators (meist reaktiver Farbstoff), der anzeigt, ob eine bestimmte chemische Reaktion während des Wachstums abgelaufen ist
ATP durch welche Raktion verbraucht und welche erzeugt?	- durch exergone Reaktionen erzeugt - durch endergone Reaktionen verbraucht
Fermentation	Die Form des ANAEROBEN Katabolismus, bei der organische Verbindung sowohl Funktion eine Elektronendonator, als auch die eines -akzeptors übernimmt
Atmung	Vorgang des Katabolismus, bei dem eine Verbindung mit 02 (oder O2- Ersatz) als terminalem Elektronenakzeptor oxidiert wird, was normalerweise mit der Bildung von ATP durch oxidative Phosphorylierung einhergeht -> Hier wird mehr ATP gebildet, als bei der Fermentation
Substratkettenphosphorylierung	Dabei entsteht ATP
Pseudomaonas - flureszieren: wie entsteht das auf Agarplatte (KB) und warum?	Was: Bildung von fluoreszierenden Pigmenten: - Pyoverdine: gelb-grün -> P. haben Funktion von Siderophoren - Pyocyanin: blau-grün Wie: P.fuorescens bindet Eisen -> durch Eisenmangel auf KB werden sie dazu angeregt Eisen zu binden und fluoreszieren
Siderophore	Überbegriff für Stoffgruppe, stark eisenbindenden Oligopeptiden (Peptid aus weniger als 10 Aminosäuren)
Saccharomyces cerevisiae	Bäckerhefe
Standardvolumen Spatelplattenverfahren	0,1mL -> deshalb mal den Faktor 10 rechnen, damit auf einen Milliliter kommt
Standardvolumen Gussplattenverfahren	1,0 mL
Indirekte Zellzahlbestimmung: Trübmessung-> Funktionsweise	– Im Photometer wird Licht wird durch eine Zellsuspension geleitet – Das Licht, welches nicht durch die Zellen gestreut wird, wird von der Photozelle detektiert – Die Photozelle misst umso mehr Licht, je weniger Zellen in der Zellsuspension vorhanden sind
Vorteile Nachteile der Trübungsmessung	Vorteile: – schnell – einfach durchführbar – Sofort relativ genaue Abschätzung der Zellzahl möglich -> wichtig, wenn Anschlussuntersuchungen durchgeführt werden sollen Nachteile: – Für jeden Mikroorganismus müssen Standardkurven ermittelt werden, um die OD-Werte innerhalb bestimmter Bereiche einer Zellzahl zuordnen zu können – Kontaminationen kaum erkennbar
Pleomorph	MO haben mehrere Erscheinungsbilder
Nachweisgrenze	- gibt an, ab welcher Konzentration von Mikroorganismen in einer Probe ein Nachweis mit einem bestimmten Verfahren möglich ist -> Spatelplattenverfahren: (flüssige) unverdünnte Probe 10 KbE/g bzw. mL, 1:10-verdünnte (feste) Probe 100 KbE/g bzw. mL –> Gussplattenverfahren: (flüssige) unverdünnte Probe 1 KbE/g bzw. mL, 1:10-verdünnte (feste) Probe 10 KbE/g bzw. mL
Kapsel	Heteropolysaccharide Bedeutung: − In gewissem Maß Schutz vor Austrocknung − Nicht lebensnotwendig − Schutz vor Phagozytose − Anlagerung von Antikörpern erschwert
Anaerobe Bebrütung	– Hohe Schicht – Overlay-Verfahren + ggf. ergänzende Verfahren – Randvolles Befüllen von Schraubdeckelflaschen -> Anaerobentopf (und andere verschließbare Behälter)
Mikrobiologischer Grenzwert	− rechtlich festgelegt − gibt z. B. eine maximal zulässige Anzahl von Mikroorganismen / Krankheitserregern pro Gramm Probe oder in einem bestimmten Volumen Probe an
Chinablau-Lactose-Agar	− Differenzialnährmedium zur Unterscheidung von Lactosevergärern und Nicht-Lactosevergärern − Bei Vergärung von Lactose: Säurebildung − pH-Indikator: neutraler bis basischer Bereich: schwach blau; saurer Bereich: blau − Bakterien, die -wie E. coli- Milchsäure nur als begleitendes Gärungsnebenprodukt ausscheiden, werden nicht zu den Milchsäurebakterien gezählt Reaktion: Lactose+Wasser -> D-Glukose+D-Galactose
Katalase	- Enzym, dass Wasserstoffperoxid (H2O2) in Wasser und Sauerstoff umwandelt
Antibiotika	− Sekundäre Stoffwechselmetabolite von Bakterien und Pilzen − Wirken bereits in geringer Konzentration wachstumshemmend oder abtötend
Bakteriostatika (Fungistatika)	Antibiotika, die (reversibel) das Wachstum von Bakterien (Bakteriostatika) bzw. Pilzen (Fungistatika) hemmen
Bakterizide (Fungizide)	Antibiotika, die gegenüber Bakterien bakterizid bzw. Pilzen fungizid, d.h. zellabtötend wirken
MIC	minimale Hemmstoff-Konzentratio
Pasteurisation	- kurzzeitige Erwärmung von Substanzen auf 60 bis 90 °C zur Abtötung von MO, Endosporen und andere hitzerobuste (MO) überleben – Endosporen der verschiedenen Endosporenbildner sind unterschiedlich hitzeresistent -> für Isolierung von Endosporenbildnern Erhitzungstemperatur und –dauer so niedrig und kurz wie möglich − Die Pasteurisation nicht in Nährlösung, sondern am besten in Wasser durchführen
aerobe Atmung	Oxidationsprozess, bei dem 02 als terminaler Elektronenakzeptor herangezogen wird
anaerobe Atmung	Oxidationsprozess, bei dem andere Elektronenakzeptoren, als 02 als terminaler Elektronenakzeptor herangezogen werden
Reaktive Sauerstoffspezies	- schädliche Formen des 02s -> H2O2 (Wasserstoffperoxid) -> Sauerstoff- Radikale (O2-) Image: 111 (binary/octet-stream)
Zerstörung schädlicher Zwischenprodukte	Image: 12 (binary/octet-stream)
Prokaryoten	Bakterien (Bacteria = Eubakterien) und Archaea (= Archaebakterien)
Eukaryoten	einzellige Algen, Hefen, Pilze, Protozoen
Durchschnittliche Durchmesser einer Eukaryontenzellen (z.B. Hefe)	10 μm
Zusammensetzung der Biomasse einer Bakterien Zelle	-70% Wasser - 30% chemikalien (Ionem,Phospholipide, DNA, Proteine, Polysaccharide)
saccharolytisch	kohlenhydratverwertende Mikroorganismen
terminal	endständig
subterminal	fast endständig, aber nicht ganz
Enzyme in Bezug auf Temp.	Katalysatoren: setzen Aktivierungsenergie herab, beschleunigen Reaktionen, ändern aber nichts an den thermodynamischen Rahmenbedingungen
Fakultativ aerob/ fakultativ anaerob	Bakterien, die unter aeroben und anaeroben Bedingungen leben können und ihren Stoffwechsel auf Gärung oder anaerobe Atmung umschalten (z.B. Escherichia coli)
phototroph	nutzen Licht als Energie-Quelle => überwiegend Pflanzen
chemotroph	benutzen chemische Verbindungen/Komponente als Energie- Quelle => Tiere
Redoxpotential	Tendenz, Elektronen abzugeben bzw. aufzunehmen
Photophosphorylierung	Lichtabhängige Bildung von ATP durch Phosphorylierung von ADP bei der Photosynthese
Oxidative Phosphorylierung	- konserviert freigesetzte Energie durch Oxidation von 02 (Elektronenübertragung auf 02) - Durch Elektronenfluß von einem Donor zu einem Akzeptor wird ein elektrochemisches Membranpotential aufgebaut. Dabei wird der Donor oxidiert und der Akzeptor reduziert und H+ wird über die Membran „gepumpt“ - durch Aufbau eines elektrochemischen Membranpotentials (= Spannung über der Membran) und ATP Synthese (ATPase nutzt das für ATP Synthese) -ADP + Pi + 3H+a → ATP + 3H+i
Substratkettenphosphorylierung	• Generierung von ATP bzw. GTP bei metabolischem Prozess in Zellen • Übertragung einer Phosphatgruppe auf ADP -> bei lebenden Organismen wird chemische Energie, die bei Redoxreaktionen freigesetzt wird, vor allem in Form von PHOSPHORYLIERTEN Verbindungen (ATP/GTP) gespeichert • Kein Sauerstoff nötig, sondern ANDERE organische/anorganische Elektronenakzeptoren
Gärung	Form des Stoffwechsels, bei der organische Substrate (meist Kohlenhydrate) OHNE Sauerstoff abgebaut werden Grundprinzipien der Gärung: - ATP Synthese nur über Substratkettenphosphorylierung NADH ist bei dieser Form keine konvertierbare Energieform sondern eine Problemverbindung, die entsorgt werden muss => deshalb Übertragung von [H] auf organische Zwischenprodukt um NADH zu NAD umzusetzen; z.B. bei Milchsäuregärung, wo Pyruvat in Lactat umgewandelt wird -> Bild: Pyruvat wird reduziert (zwei H übertragen) Durch den nur teilweisen Substratabbau ist der Energiegewinn viel geringer (2ATP im Vergleich zu 38) als bei der aeroben Atmung, in der das Substrat vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser endoxidiert wird Image: Michsäure (binary/octet-stream)
Fermentation: Abgrenzung zur Gärung	Gärung: ausschließlich anaerob Fermentation: schließt sowohl aerobe Vorgänge (siehe Essigsäuregärung-> Oxidative Gärung“), als auch gänzlich andere mikrobielle oder autolytische enzymatische Prozesse (z. B. Matjesreifung) ein
Elektronenphosphorylierung	konserviert freigesetzte Energie durch Oxidation Durch Elektronenfluß von einem Donor zu einem Akzeptor wird ein elektrochemisches Membranpotential aufgebaut. Dabei wird der Donor oxidiert und der Akzeptor reduziert und H+ wird über die Membran „gepumpt“. durch Aufbau eines elektrochemischen Membranpotentials (= Spannung über der Membran) und ATP Synthese ADP + Pi + 3H+a → ATP + 3H+i ATP-Synthase
Reduktionsäquivalente	[H] = e- + H+
protonenmotorische Kraft delta p	Die Kraft, die die Protonen erzeugen, ist die Spannung über der Membran -ergibt sich aus 1) Membranpotential (negativ) 2) der konzentrationsabhängigen Komponente delta pH
organotroph	Reduktionsäquivalente (Elektronen) für Atmungskette kommen aus organischen Verbindungen
litotroph	Reduktionsäquivalente (Elektronen) für Atmungskette kommen aus ANorganischen Verbindungen
1. hetero- und 2. auto- -troph	Woher kommt der Zellkohlenstoff? 1. aus organischem Material 2. aus CO2
Einteilung Ernährungstypen	A) chemo- oder photo – woher kommt Energie B) litho- oder organo – woher kommen e- oder [H] C) auto- oder hetero- woher kommt der Kohlenstoff => Besipiele: Chemo-litho-autotrophe: benutzen H2S und CO2-
Viren	- genetische Elemente, die sich nicht ohne Wirtszelle replizieren können (KEINE Lebewesen, Nucleinsäureparikel)
Bakteriophagen	Viren der Prokaryoten
chemolithotrophie	Gewinnung von Elektronen/Reduktionsäquivalentendurch Oxidation anorganischer Verbindungen
PHB	Polyhydroxybuttersäure Poly-β-hydroxybutyrat -> Bioplastik
Vitamin C	Ascorbinsäure
Wurzelknöllchen	Symbiose aus Leguninosen und Rhizobium
Rhicadhäsin	Anheftungsprotein von Rhizobia
Nitrogenase	Sauerstoffempfindlich
Ti-Plasmid	"tumor inducing"-Plasmid der Agrobakterien
Korrosion	Durch Oxidation bewirkte Zersetzung eines Metalls
2 Gruppen von Toxinen	1) Endotoxine: -sind Teile der äußeren Zellmembran Gram-NEGATIVER Bakterien (insb. Lipid A), die vom Immunsystem als fremd erkannt werden -> verursachen Fieber (pyrogen), weil Makrophagen angeregt werden, Interleukin I (IL-1) zu produzieren, das im Hypothalamus Prostaglandine freisetzen und auf diese Weise den „Thermostat“ heraufsetzen -> Fieber fördert die Produktion von T-Lymphocyten und Interferon 2) Exotoxine: -werden in den MO produziert und in das Medium freigesetzt -Proteine, die hochspezifisch sind in ihrem Effektauf bestimmte Gewebe - Man unterscheidet z.B. Cytotoxine, Neurotoxine und Enterotoxine (Enterodarm)
Tumble	zufällige Bewegung, die von Umgebung (Molekularbewegung) abhängt
Oxidase-Test	- einfaches und schnelles biochemisches Verfahren zum Nachweis des Enzyms Cytochrom c Oxidase in der Atmungskette von Zellen - wird genutzt zur Klassifikation von Bakterien (Bunte Reihe) und in der Histologie - Indikatorsubstanz blau oder violett -> Oxidase vorhanden (positiv) - Indikatorsubstanz fablos -> keine Oxidase vorhanden (negativ) Pseudomonas: Oxidase positiv E.coli und ander Enterobakterien: negativ
Oxidation	Elektronenabgabe Stoffe die andere Stoffe dazu anregen, Elektronen abzugeben, bezeichnet man als Oxidationsmittel. Sie werden dabei selbst reduziert
Reduktion	Elektronenaufnahme - Stoffe die andere Stoffe dazu anregen, Elektronen aufzunehmen, bezeichnet man als Reduktionsmittel. Sie werden dabei selbst oxidiert
photoorganotroph	- Bakterien, die statt H2S organische Elektronendonoren verwenden - typisch für Nicht-Schwefel-Pupurbakterien (a-,b -Proteobakterien), - Bsp: Rhodobacter capsulatus-> kann CO2 über den Calvin-Cyclus fixieren, tut das aber nur, wenn er muss. Er wächst gerne mixotroph, d.h. der Zellkohlenstoff kommt sowohl aus der CO2-Fixierung als auch aus organischen C-Quellen (z.B. Gärprodukte anderer Bakterien). Die CO2-Fixierung dient dann als Elektronenabfluss für die bei der Oxidation von reduzierten Verbindungen (z.B. Malat) entstandenen Reduktionsequivalenten. Der Organismus ist so vielseitig, dass man (unter besonderen Bedingungen) auch noch Atmung und Gärung findet.
GC	bedeutet Gluanin und Cytosin Anteil: -beeinflusst den GC-Anteil des Genoms - GC-reiche DNA-Abschnitte thermodynamisch stabiler sind als AT-reiche Sequenzen
Homofermative Arten	- Aldose vorhanden
Heterofermentativ	KEINE Aldose vorhanden
saccharolytische Clostridien	Vergärung von Kohlenhydraten (Zucker, Zellulose, Stärke)
peptolytische Clostridien	Spaltung von Eiweißen und/oder paarweise Umsetzung von Aminosäuren
Actinomycose	Wucherungen mit strahlenförmiger Ausbreitung im Gewebe und an Kieferknochen
Acetogene	Bacteria
Methanogene	Archaea
Primäre Gärungen	liefern Gärungsendprodukte wie Alkohole, organische Säuren, Wasserstoff, CO2 und Acetat
Bakteriologische Trinkwasseranalyse Filtration (Alternatives Verf. quant. Keimzahlbestimmung!!)	Chromocult Coliformen Agar: - Selektives Differenzialmedium – Selektion: Zusatz von Natriumheptadecylsulfat, Tergitol: Hemmung der grampositiven Begleitflora – Differenzierung durch 2 chromogene Substrate: Salmon-GAL, X-Glucuronid – Coliforme Enterobacteriaceae: ß-Galaktosidase spaltet Salmon-GAL -> lachsrote Koloniefarbe – E. coli: zusätzlich zu ß-Galaktosidase (Spaltung von Salmon-GAL) Vorliegen von ß-Glucuronidase, sodass auch X-Glucuronid gespalten wird -> blau-violette Koloniefarbe Image: Filter (binary/octet-stream)
chromogen	Farbstoff bildend
Rhicadhäsin	Anheftungsprotein der Legumniosen (Pflanze der Symbiose der Knöllchenbakterien)
Leguminosen	Hülesenfrücht, z.B. Soja, Bohnen, Erbsen Symbiose mit Rhizobien
Lectine	kohlenhydrahthaltige Proteine, die bei Anheftung des Rhizobiums an Leguminosen wichtige Rolle spielen
Oligosaccharidsignalmolekül/Nod-Faktoren	scheiden Rhizobien aus, damit in Pflanze eindringen darf und Wurzelhaar sich krümmt und Pflanze Infektionsschlauch ausbildet
Leghämoglobin	- Gemeinschaftsprodukt von Leguminose und Rhizobium - Farbstoff, der Sauerstoffpartialdruck extrem senkt Funktion: -kontrolliert Sauerstofftransport (O2) - Sauerstoff-Puffer zum Schutz der O2-empfindlichen Nitrogenasen vor zu hohem Gehalt an freiem O2 gewährleistet wird
Teichonsäure	negativ geladene Polyalkohole
Ti-Plasmid	- Tumor inducing-Plasmid - beinhaltet T-DNA
Biolumineszenz	auf biochemischen Vorgängen beruhende Lichtausstrahlung vieler Lebewesen (Bakterien, Tiefseefische u. a.)
Oxidase	Cytochrom c wandelt Dimethyl-p-phenyldiamin in roten Farbstoff um
Lipoglycan	Polysaccharide-Auflage, die den Archeae als Zellwand dient
High GC Low GC	Actinobacteria Firmicutes

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