Mikrobiologie, Immunologie, Virologie - Cheatsheet

Mechanismen der bakteriellen Virulenz

Definition:

Mechanismen, durch die Bakterien Krankheiten verursachen und das Immunsystem umgehen.

Details:

• Adhäsion: Anheftung an Wirtszellen durch Pili, Fimbrien oder Adhäsine
• Invasion: Eindringen in Wirtsgewebe, oft durch Enzyme wie Hyaluronidase und Kollagenase
• Immunevasion: Umgehen des Immunsystems mittels Kapseln, Biofilme und Antigenvariation
• Toxinproduktion: Exotoxine wie Ab-Toxine und Endotoxine (LPS)
• Eisenaufnahme: Sequestration von Eisen durch Siderophore und Transportproteine
• Quorum sensing: Regulierung der Genexpression in Abhängigkeit von der Zelldichte

Pathogenesefaktoren von Bakterien

Definition:

Faktoren, die es Bakterien ermöglichen, Krankheiten zu verursachen. Dazu gehören Toxine, Adhäsine, Invasine und weitere virulenzsteigernde Mechanismen.

Details:

• Toxine: Proteine oder andere Moleküle, die Zellfunktionen stören oder Zellen zerstören können.
• Adhäsine: Moleküle auf der Oberfläche von Bakterien, die das Anheften an Wirtszellen ermöglichen.
• Invasine: Faktoren, die die Invasion und das Eindringen in Wirtsgewebe fördern.
• Enzyme: Substanzen, die das Gewebe des Wirts abbauen (z.B. Kollagenase, Hyaluronidase).
• Immunevasion: Mechanismen, die das Erkennen und die Zerstörung durch das Immunsystem verhindern (z.B. Kapselbildung, Antigenvariation)

Angeborene und adaptive Immunität

Definition:

Angeborene Immunität: Erste Verteidigungslinie, schnelle Reaktion, nicht-spezifisch. Adaptive Immunität: Langsamere Reaktion, spezifisch, besitzt Gedächtnis.

Details:

• Angeborene Immunität umfasst physikalische Barrieren, Phagozyten, NK-Zellen, Komplementsystem.
• Adaptive Immunität umfasst B-Zellen (Antikörperproduktion) und T-Zellen (Zytotoxische T-Zellen und T-Helferzellen).
• Wichtige Mechanismen: Klonale Selektion, Antigenpräsentation, Immungedächtnis.
• Angeborene Immunität erkennt Pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs) durch Mustererkennungsrezeptoren (PRRs).
• Adaptive Immunität erkennt spezifische Antigene durch hochspezifische Rezeptoren auf B- und T-Zellen.
• Dauerhafte Immunität entsteht überwiegend durch die adaptive Immunantwort.

Antigenpräsentation und MHC-Komplexe

Definition:

Prozess der Erkennung und Präsentation von Antigenen für T-Zellen durch MHC-Komplexe.

Details:

• Antigenpräsentation: Makrophagen, dendritische Zellen und B-Zellen nehmen Antigene auf, verarbeiten sie und präsentieren Peptide auf ihrer Oberfläche.
• MHC-Komplexe: Zwei Klassen - Klasse I auf allen kernhaltigen Zellen, Klasse II nur auf professionellen antigenpräsentierenden Zellen (APCs).
• MHC-Klasse I: Präsentiert endogene Peptide (z.B. virale Proteine) an CD8+ T-Zellen.
• MHC-Klasse II: Präsentiert exogene Peptide (z.B. bakterielle Proteine) an CD4+ T-Zellen.
• T-Zell-Rezeptor (TCR): erkennt spezifisch Peptid-MHC-Komplexe, aktiviert T-Zellen.

Lebenszyklus von RNA- und DNA-Viren

Definition:

Lebenszyklus von RNA- und DNA-Viren umfasst Schritte wie Eintritt, Replikation, Assemblierung und Freisetzung in Wirtzellen.

Details:

• Eintritt: Virus bindet an Wirtzelle, Penetration durch Membran.
• Uncoating: Freisetzung der viralen Nukleinsäure in die Zelle.
• Replikation:
• RNA-Viren: Replikation im Zytoplasma, unterschiedlich je nach (+)ssRNA, (-)ssRNA, dsRNA.
• DNA-Viren: Replikation meist im Zellkern, abhängig von zellulären DNA-Polymerasen.
• Transkription und Translation:
• RNA-Viren: Direktes Übersetzen oder Produktion von mRNA.
• DNA-Viren: Transkription der viralen DNA zu mRNA, danach Translation zu viralen Proteinen.
• Assemblierung: Zusammenbau neuer Viruspartikel.
• Freisetzung: Lytisch (Zelllyse) oder nicht-lytisch (Knospung durch Membran).

Virenentry und Fusion mit Wirtszellen

Definition:

Eintritt und Fusion von Viren: Prozesse, bei denen das Virus in die Wirtszelle eindringt und seine Membran mit der Zellmembran fusioniert, um das Genom ins Zellinnere zu bringen.

Details:

• Erkennung: Virus bindet an spezifische Rezeptoren auf der Zelloberfläche.
• Endozytose: Virus wird in die Zelle aufgenommen.
• Fusion: Virusmembran fusioniert mit der Endosomenmembran.
• Freisetzung: Virales Genom wird ins Zytoplasma freigesetzt.
• pH-abhängig: Fusion oft durch pH-Änderung im Endosom ausgelöst.
• Wichtige Proteine: Hüllproteine des Virus (z.B. Hemagglutinin), Zellrezeptoren (z.B. CD4 für HIV).

Experimentelle Techniken: PCR und ELISA

Definition:

PCR (Polymerase-Kettenreaktion) und ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) sind grundlegende Labormethoden in Mikrobiologie, Immunologie und Virologie.

Details:

• PCR:
• Amplifizierung spezifischer DNA-Sequenzen
• Wichtige Schritte: Denaturierung, Annealing, Elongation
• Enzym: Taq-Polymerase
• Erforderliche Komponenten: DNA-Matrize, Primer, Nukleotide, Pufferlösung
• Anwendung: Genomdiagnostik, forensische Analysen, Klonierung
• ELISA:
• Nachweis und Quantifizierung von Proteinen/Antikörpern
• Wichtige Schritte: Beschichtung, Blockierung, Bindung des Analyten, Zugabe des Sekundärantikörpers, Substratreaktion
• Typen: Direkt, indirekt, Sandwich, kompetitiv
• Erforderliche Komponenten: Antikörper, Antigen, Enzym-gekoppelter Antikörper, Substrat
• Anwendung: Diagnostik, Immunantwort-Analysen, Forschung

Impfstoffe und Immunisierungsprogramme

Definition:

Aktive Immunisierung durch Antigene zur Vorbeugung von Infektionskrankheiten.

Details:

• Arten von Impfstoffen: Lebendimpfstoffe, Totimpfstoffe, Toxoid-Impfstoffe, Untereinheiten-Impfstoffe
• Wirkmechanismen: Induktion einer spezifischen Immunantwort, Gedächtniszellen
• Impfplan: Zeitrahmen und Dosierungen, Auffrischungsimpfungen
• Herdenimmunität: Schutz der ungeimpften Population durch hohe Impfquote
• Risiken und Nebenwirkungen: Selten im Vergleich zu Krankheitsschwere
• Beispiele: MMR (Masern, Mumps, Röteln), HPV, Influenza