Ablauf(plan)und Links

VorlesungÒMolekulare MikrobiologieÒ
 
Montags und Dienstags, 8:15 bis 9:45
 
1.HŠlfte des Wintersemesters
 
Dr. DietrichH. Nies
 
Molekulare Mikrobiologie
 

Stunde1:  Allgemeines zum Informationsfluss in Bakterien, Formen der DNA, Genetische Elemente, Genomgrš§en und ÐOrganisation.: 
pdf


Stunde2:
Replikationder DNA.  DNA-Verpackungzum Nucleoid,Initiation, DnaA, FaktorenderReplikation(PolIII, PolI, Ligase, Helicase, DnaG, Ssb),semikonservativeReplikation undderen Beweis. (Erweiterung:Chromosomen-Separation, MukD, Ring-Bildungdurch FtsZ,Teilung.Ablauf undKontrolle desBakterienwachstums.) 
pdf


Stunde3: Transkription. RNA-Sorten,Grundlagen derTranskription. Core-Promotor,dessenElemente (-35, -10) undderen Funktion bei der Bildung des oc undcc.Core-RNAP und Sigma.+1-Region,up-Element, extended Ð10. GrundzŸge derRegulation derTranskriptions-Initiation.
pdf
 

Stunde4:  Transkription->Translation.Sigma-FaktorenundDomŠnen in Sigma-Faktorenundderen Funktion. Elongation. Pausieren undTermination. EssentielleFaktorender Transkription. Initiations- undTerminations-Holoenzym.Transkription inArchaea.
pdf
  

Stunde5: DasTranskriptom.Introns.Untersuchungsmethoden fŸr das Transkriptom unddie Genexpression. sRNAs.Rolle,Struktur der tRNA und deren Beladung. Bau des Ribosoms. 
pdf


Stunde6: Translation. Initiation(IF1,IF2, IF3), Beladung A-site(EF-Tu, -Ts),GTP-Austausch, Transpeptidierung (23SrRNA!),Translokation(EF-G),tRNA-exit-site, D-site und transorientation hypothesis,
pdf

Stunde7:  Termination(RFÕs1, 2,3), ssrA-RNA, sorting von Proteinen nach Passage durchPolypeptid-Kanal,triggerfactor, Blockade und Insertion vonCPM-Proteinen(hydrophobealpha-helices),Signal-Sequenz und Sec-Export mit Folgereaktionen,TAT-ExportgefalteterProteine.Translations-HemmungdurchAntibiotika,Proteomics. Mutation:Grundbegriffe(Mutation,Mutante,Genotyp,PhŠnotyp,Bezeichnungen).
pdf



Stunde 8: Mutation:
Wechselwirkung Mutation und Reparatur.MutationsrateundMutantenhŠufigkeit.Arten der Mutation (Punkt, Transition,Transversion,Insertion,Deletion).Folgen (still, missense, leaky, nonsense, framshift,polare Effekte).GrŸnde, zufŠlligeMutationen zu erzeugen(prŠ-undpost-Sequenzphase). RŸckmutation, Reversion, Suppression(intra-,intergenisch).Substanzen zur Auslšsung von Mutationen und ihreFunktion.Gewinn- undVerlustmutanten durch Positiv- oder Negativ-Selektion.Selektions-Proceduren fŸr Gewinn- undVerslust-Mutanten(pin point, Penicillin/Cycloserin/Tritium,Farbscreening,Picken undStempeln)
pdf


Stunde 9: Reparatur.
Ames-Test. VierEbenen derReparatur nachFidelitŠt.Damage reversal (DNA-Ligase, Photolyase,Sporen-Photoprodukt, Ada undNEU AlkBals Methyl-Adenin-Dioxagenase).ExcisionRepair (base excision repair,nucleotide excision repair, mismatchrepair). NEU:MutY und die RolleseinesEisen-Schwefel-Zentrums.Rekombinations-Reparatur. DreiArten derRekombination: homologe (RecA, >40 bp homologer DNA),doublesite-specific(alt: ortsspezifisch) und single site-specific (alt:Transposition)recombination.RecA und seine 4Funktionen. AblaufderhomologenRekombination (EinfŸhrung von EinzelstrangbrŸchendurchRekombinations-Nukleasenoder einzelstrŠngige Bereiche alsFolgeinkompletter Replikation),Bildungdes RecA-Nukleofilamentes (1 RecA/3bp, ATP)und Rolle dieser aktivenForm vonRecA. PrŠsynapse (Bildung desNukleofilamentes), Synapse (schnell,Anlagerungdes Nukleofilamentesand einenRezipienten-Doppelstrang), Postsynapse(strandinvasion, D-loop).Holidayjunction und Wanderung durch RuvAB, AuflšsungdurchRuvC.
pdf

Stunde10:Rekombination. NutzungderRekombination, um gaps nachinkompletter Replikation infolge vonFehlern zuschlie§en: breakagereuniongap-filling recombination repair, copychoicerepair. Vernetzung vonRekombination und Reparatur als Folge vonDNA-SchŠdigungen bei derReplikation.SOS-System und LexA. Translesionsynthesis (TLS) und Rolle aller 5DNA-Polymerasen in E. coli Pol I fŸr excision repair und Okazaki-filling,Pol II =DinA fŸr TLS und replication restart, Pol III alsHaupt-Replikase, PolIV= DinBfŸr TLS und ãadaptive mutagenesisÒ unter RpoS-Kontrolle, PolV = UmuCundKontrolle von TLS durch RecA-Nukleofilament auf derTranskriptions-undProtein-Modifikations-Ebene. Viren, deren Bau undBestandteile. <span ="" style="">Bakteriophagen-Zoo(Lambda,T-even, T3, Mu, M13,Phi-X-174). Bau T4.
pdf

Stunde11:Phagen,Transduktionund etwas Rekombination.<span style="font-weight: normal;">Vermehrungs-Zyklus.TerminaleRedundanz. TemperenzmitWort-Paaren virulent-termperent,Prophage-lysogenerStamm,Integration-Induktion, Resistenz-ImmunitŠt.Drei-Phagen-Experiment heuteund gestern. Rekombination alsInformations-Flu§zwischen DNA-MolekŸlen.Untergliederungen I. homologe, II. site-specific.<span style="font-weight: normal; font-style: normal;"><span =""style=""> IIA.double-site-specificund IIB.single-site-specificor Transposition.IIA1. ortsspezifischePhagen-Integration, IIA2 Inversion, IIA3 IntegronsundSuper-Integrons.DNA-Inversion: Gin/Hin Fis und hix!
pdf

Stunde12:TransformationundRekombinations-Reste.Einzoomenauf doublerecognition site-specific recombination. Integrons undSuper-Integrons. IS-Elemente,Transposonsund Tranposition als singlesite-specific recombination.<span style="font-style: normal;"> KonjugativeTransposons.AlleMechanismen,die eineeffiziente Evolution ermšglichen, in diesem Fall zu unseremLeidwesenzuAntibiotika-resistenten Populationen pathogener Bakterien.DashistorischeTransformations-Experiment von Griffith 1928: Gene sind invitro zugŠnglich! Ablauf derTransformation in B.subtilis<span style="font-style: normal;">, DNA-Aufnahme-Pore alsDerivat eines TypIV-Pilus-Exportsystems. Transformation in anderenBakterienundMšglichkeiten,Transformations-Šhnliche VorgŠnge in anderenBakterienmethodisch zuetablieren.  

pdf

Stunde13:
PlasmideundKonjugation. PlasmideversusChromosom(en). Megaplasmide,Curing. Plasmid-Zoo.InkompatibilitŠt, copynumber control, activepartitioning, postsegregational killingdurchGift/Gegengift. Colizine als Bakteriozine. F-Plasmid,MechanismusundAblauf der Konjugation. Hfr-StŠmme und mapping<span style="font-style: normal;"> des E. coli<span style="font-style: normal;">-Chromosomsdurch interruptedmating<span style="font-style: normal;".

pdf


LetzteStunde:Regulation. †berblickŸberdieStellen,an denen imzellulŠren Informationsfluss reguliert werden kann(Sigmulon,Modulon,Regulon,Operon, Promotoren...). Induktion/Repression versusnegative/positiveRegulation und deren Unterscheidung. Diauxie undKatabolit-Repression.CAP/cAMP-Komplex (CAP, cAMP activator protein,SynonymCRP; catabolite repressionprotein). lac<span style="font-style: normal;">Operon revisitedund dieStufen der Induktion dieses Operons(komplettãdichtÒdurch DNA-looping des tetrameren LacI-Proteins,Basal-ExpressionvonLacY/LacZ-ãSensorenÒ nach cAMP/CAP-Bindung, volle DerepressiondurchcytoplasmatischeAllo-Laktose = genug Laktose). Pts-System undRegulationderAdenylat-Cyclase.Andere Katabolit-Repressionen durch Cra und CcpA.Anti-Termination zurRegulation der Expression von pts<span style="font-style: normal;">-Genen in Gram-positiven.RegulationII:Anabolismus. Andere Systeme, die durchKatabolit-Repression inE.coli reguliert werden (gal,ara,mal). RegulationderAminosŠure-Biosynthesedurch Attenuation am Beispiel von trp<span style="font-style: normal;"><span ="" style="">.RegulationIII:GlobaleSysteme. Regulation des his<span style="font-style: normal;"> Operons durchAttenuation. Slipping oderreiterative Transkription zur Regulation derUMP-Synthese. RegulationderN-Assimilation auf der groben und feinenEbene,GSH.Stickstoff-Fixierung,Zweikomponenten-Systeme und PAS-DomŠnen.†berblickŸber die globalenregulatorischen Ereignisse in der Zelle, Fnr zumAbschluss.
pdf


DankefŸr Ihre Aufmerksamkeit!