Aufbau der Zelle: Mikrobielle Zelle

MreB

aktinähnliches Protein

Eukaryota

• Algen und Pflanzen

• Pilze und Tiere

• Protisten

Was ist keinen Proteinfilament, der (fast) alle Prokaryoten besitzen

NAP

Drei Domänen des Lebens

• Bakteria

• Archaea

• Eukaryota

FtsZ Funktion

Zellteilung

MreB Funktion

Zellformbestimmung

CreS Funktion

Krümmung und Zellformbestimmung

Wie können Archaeen in extreme Lebensräume stabile Membranen aufweisen?

• Etherbindung (zwischen Glycerin und Fettsäure) in Phospholipiden (statt Esterbindung)

• verzweigte Terpenoide Kohlenwasserstoffketten

Oberflächen-Volumen-Verhältnis Vorteile

• Schneller Stoffaustausch

• kürzere Diffusionsstrecken

• hohe Konzentration lebenswichtiger Moleküle.

Cytoplasma

Gelartiges Netzwerk (mit DNA, RNA, Enzymen etc.), in dem Anabolismus und Katabolismus ablaufen.

Cytosol

flüssige Teil des Cytoplasmas

bakterielles Nucleoid Eigenschaften

• superspiralisiert

• kompakt

• Genom + NAPs (nucleoid-associated proteins).

Periplasma

Raum zwischen innerer und äußerer Membran mit Enzymen und oxidierenden Bedingungen.

 Woraus besteht die bakterielle Zellwand?

Aus Peptidoglykan (Murein), aufgebaut aus NAM und NAG.

Funktion der Zellwand

Schutz vor osmotischem Druck, Formgebung.

Verbindung von NAM und NAG durch

beta(β)-1,4-glykosidische Bindung

Wie sind die Peptidketten im Peptidoglykan quervernetzt?

Amidbindungen (m-DAP und D-Ala), katalysiert durch Transpeptidase.

Ampicillin Wikrung

Hemmt die D-Ala-Transpeptidase → verhindert Zellwandsynthese.

grampositive Bakterien Eigenschaften

• Dicke Peptidoglykanschicht

• Teichonsäuren in Zellwand

gramnegative Bakterien Eigenschaften

• Dünne Peptidoglykanschicht

• (äußere Membran mit) lipopolysaccharide

Woraus besteht ein Phospholipid?

• Phosphatkopf

• Glycerin

• 2 Fettsäuren

Phosphatidylethanolamin

häufigstes Phospholipid bei E. coli

Einfluss von Fettsäuren auf Membranfluidität

• Gesättigte erhöhen (Transitionstemperatur)

• Ungesättigte senken (Transitionstemperatur)
  
  

Hopanoide

Lipide zur bakterielle Membranstabilisierung

Wie wirkt Lysozym beim Zellaufschluss?

Spaltet NAM-NAG → osmotischer Schock → Zelle platzt.

Wie funktioniert die French Press?

Zellen unter Druck → plötzliche Entspannung → mechanisches Platzen.

Ultraschallaufschluss

Zellen platzen durch Kavitationskräfte.

Vorteil von mildem Detergens

Bricht Lipid-Doppelschicht auf, ohne Proteindenaturierung

Sedimentationskoeffizient (s)

(Maß für die) Sedimentationsgeschwindigkeit eines Partikels in der Zentrifuge.

Gradientenzentrifugation

Trennung in Dichtegradienten (z. B. Saccharose), genauere Separation.

SDS-PAGE/Sodiumdodecylsulfat Funktion

Trennt Proteine nach Molekülmasse

2D-PAGE Prozess

• Isoelektrisch Punkt Auftrennung (Isoelektrische Fokussierung)

• Molekulargewicht Auftrennung (SDS-PAGE)

Isoelektrisch Punkt

pH-Wert, bei dem ein Molekül keine elektrische Nettoladung trägt

Proteinauftrennung Methoden

• PAGE/Polyacrylamidgelelektrophorese

• 2D PAGE /Proteom-Analyse

Metabolismus

Summe aller chemischen Reaktionen in der Zelle (Katabolismus + Anabolismus)

Röntgenkristallographie

Strukturanalyse kristallisierter Moleküle auf Atomebene.

Wikrung der Zellgröße auf  Oberflächen-Volumen-Verhältnis.

je kleiner die Zelle, desto höher ist Oberflächen-Volumen-Verhältnis.

Welche Komponente kommt nicht in der Zellmembran vor?

Teichonsäuren

Was verhindert die Quervernetzung im Peptidoglykan?

Ampicillin

Grampositive Bakterien erscheinen ____ durch dicke Peptidoglykanschicht.

violett

 Wodurch ist Lipid A toxisch?

 Aktiviert starke Immunantwort beim Zerfall gramnegativer Zellen.

Was verbindet äußere Membran und Zellwand bei gramnegativen Bakterien?

Lipoproteine (Murein-Lipoprotein)

Wie kann man den Aufbau der Mikrozellen analysieren?

• Zell Kultivierung

• schonender Zellaufschluss

• Isolierung der Zellbestandteile (subzellulärer Fraktionierung)

• Proteinauftrennung

• (Struktur/Funktion) Analyse

Schonender Zellaufschluss Methoden

• mildes Detergens

• Lysozym

• French Press

• Ultraschall

• Kugelmühle

Was macht die Archaeenmembran in extreme Lebensräume?

• Etherbindung (stabiler)

• Verzweigte Terpenoid-Ketten

• Teilweise Lipid-Monoschicht (Diglycerintetraether)