Modul 01: Mikroorganismen - Vielfalt, Innovationen, Entdeckungen  
 
 
 
  • Warum Mikroorganismen überall vorkommen und meist nützlich sind
  • Wie Bakterien gebaut sind
  • Bakterien verderben zwar Lebensmittel, können sie aber auch haltbar machen
  • Mikroorganismen als Proteinquelle
  • Die Natur verwendet bevorzugt die L-Aminosäuren
  • DNA: Von der Entdeckung zur Erklärung
  • Wie genetische Information gespeichert und verarbeitet wird
  • Gentransfer im Labor
  • Gentechnologie – was ist das ?
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      Warum Mikroorganismen überall vorkommen und meist nützlich sind
    microeco

    Inhalte
    Exponenzielles Wachstum
    N = N0 · 2n
    N(t) = N0·eµ · t
    Cyanobakterien, Darmbakterien, Hefestamm,
    Escherichia coli, Zymononas mobilis, Penicillium notatum,
    Zucker, Alkohol, Penicillin

    (2'46)
     
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      Wie Bakterien gebaut sind
    microeco

    Inhalte
    Zellwand, äussere Formgebung, osmotischer Druck
    Cytoplasmamembran, Transportschranke, selektive Durchlässigkeit
    Vergleich prokaryotisch, eukaryotisch, Zellkern
    Chromosomen, Genom, DNA
    Ribosomen 100’000x
    Enzyme, Biokatalysatoren mit aktiven Zentren, präzise Instrumente des Stoffwechsels

    (3'02)
     
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      Bakterien verderben zwar Lebensmittel, können sie aber auch haltbar machen
    microeco

    Inhalte
    Lebensmittelverderbnis durch rasche Vermehrung der Mikroorganismen
    geronnene Milch, Milchsäurebakterien, niedriges pH mit Lackmus
    Sauermilch: Bakterien zur Konservierung
    Proteine, Casein, koagulieren
    Herstellung von Quark in Grossmolkerei

    (3'25)
     
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      Mikroorganismen als Proteinquelle
    microeco

    Inhalte
    Produktiion von "single cell protein" im Grossmassstab
    Luft, Ammoniak, Mehtanol etc. als Nährstoffe
    kontinuierliche Fermentation

    (1'44)
     
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      Die Natur verwendet bevorzugt die L-Aminosäuren
    microeco

    Inhalte
    chirale Formen, Methionin
    Methioninsäuresynthese, razemisches Gemisch von D,L-Methionin

    (4'27)
     
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      DNA: Von der Entdeckung zur Erklärung
    microeco

    Inhalte
    Tübingen: 1870 Friedrich Miescher, Schweizer Mediziner, DNA aus weissen Blutzellen, Nuklein, bis James Watson and Francis Crick 25.4.1953, Nature Artikel
    Struktur der DNA als Doppelhelix = Speicherstruktur
    Modell: 4 Grundbausteine (Nukleotide) A Adenin; T Thymin ; G Guanin; C Cytosin
    Base + Zucker + Phosphat
    Abfolge von ATCG legt Information codiert fest
    doppelte Speicherung von genetischer Information
    komplementäre Paarung: AT, GC

    (3'27)
     
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      Wie genetische Information gespeichert und verarbeitet wird
    microeco

    Inhalte
    DNA, 4-Buchstabenschrift, Doppelhelix
    Transkription, Mutation, Weitergabe an nächste Generation
    Informationsstörungen
    Plasmide, Gentransfer
    Endonukleasen, Restriktionsenzyme, Ligasen
    Gentransfer mit Plasmiden zur Manipulation von Zell-Leistungen

    (2'41)
     
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      Gentransfer im Labor
    microeco

    Inhalte
    Plasmide aus Bakterien isolierbar
    Lysozym zum Aufbrechen der Zellen
    Zentrifugation im Dichtegradienten im Titanrotor
    Sichtbarmachung im UV-Licht nach Ethidiumbromid-Färbung
    Einschleusen eines Gens in eine Bakterienzelle
    Restriktionsenzyme, die DNA schneiden
    Ligasen, die DNA “verheilen”
    rekombinante DNA in die Zelle einfügen
    Vermehrung von Plasmiden durch Vermehrung von Bakterienzellen
    Analyse des Erfolgs des Gentransfers

    (5'23)
     
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      Gentechnologie – was ist das ?
    microeco

    Inhalte
    Erbmasse = Information, die sich im Verlaufe der Evolution angesammelt hat
    MPI Martinsried für Gentechnologie, internationale Teamarbeit
    Analyse eines Genabschnittes
    Synthese eines Genabschnittes
    Auftrennung auf Elektrophoresegel im elektrischen Feld
    Sichtbarmachung im Röntgenfilm, Lesbarmachung
    Eingabe und Analyse mittels Computer

    (5'04)
     
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