Vl3 (I): Bakteriologie_AufbauFunktionen

• Prokaryoten

  • membranumschlossener Kern fhelt

  • DNA als ringförmiger, geschlossener Strang

  • keine Organellen

  • morphologisch einfach

  • physiologisch vielfältig

• Eukaryoten

  • haben Kern

  • Genom in Chromosomen, Mitose

  • große Ribosomen

  • enthalten Organellen

  • Morphologisch vielfältig, physiologisch auf Atmung beschrönkt

• Stäbchen

  • Vibrionen (kommaförmig), Spirillen (spiralig) und Spirochaeten (dichter spiralig angeordnet) (diese 3 gehören nicht zu den Stäbchen)

• Kokken

  • Mikrokokken, Diplokokken, Streptokokken, Staphylokokken

  • Sarcinen

• Murein (Peptidoglykan) oder Pseudomurein

• Funktionen:

  • Formgebung

  • mechanische Festigkeit

  • Verankerung von Endoenzymen

  • Verankerung von Kapselm, Geißeln und Pili

• Gram-positive Bakterien:

  • dicke Schicht aus Murein (Peptidoglykan) in ihrer Zellwand.

  • violette Farbe durch Gram-Färbung

• Gram-negative Bakterien:

  • dünnere Mureinschicht in der Zellwand und zusätzlich eine äußere Membran, die Lipopolysaccharide (LPS) enthält.

  • zunöchst auch violett, dann Farbverlust, dann rot

• Glykan-Kette: Diese Kette besteht aus wiederholenden Einheiten von N-Acetylglucosamin (NAG) und N-Acetylmuraminsäure (NAM), die über glykosidische Bindungen miteinander verbunden sind. Die Glykan-Kette bildet das Grundgerüst der Peptidoglykan-Struktur.

• Peptid-Seitenketten: An das NAM in der Glykan-Kette sind Peptid-Seitenketten angehängt. Diese Seitenketten bestehen aus Aminosäuren, insbesondere L-Alanin, D-Glutaminsäure, Meso-Diaminopimelinsäure und D-Alanin. Die spezifische Zusammensetzung der Aminosäuren kann je nach Bakterienart variieren.

Die Peptidoglykan-Moleküle sind über Quervernetzungen der Peptid-Seitenketten miteinander verbunden.

• Lysozym, ein Enzym, das in vielen Körperflüssigkeiten vorkommt, kann die Glykosidbindung zwischen NAG und NAM hydrolysieren.

• Dies macht Lysozym zu einem wichtigen Bestandteil des angeborenen Immunsystems, da es die Zellwände vieler Bakterien angreifen und zerstören kann.

• Siehe auch Abb in Vorlesung

1. Primärfärbung (Kristallviolett): Alle Bakterien nehmen violette Farbe auf.

2. Jod-Lösung (Mordant): Bildung eines unlöslichen Komplexes, der die Farbe fixiert.

3. Entfärbung (Alkohol oder Aceton): Grampositive Bakterien behalten violette Farbe, gramnegative Bakterien verlieren Farbe.

4. Gegenfärbung (Safranin oder Fuchsin): Entfärbte Gramnegative nehmen rote Gegenfärbung an.

• u.a für Stoffaustausch verantwortlich

• wichtiger Bestandteil der LPS

• Auswirkunden des Lipid A für den Wirt:

  • • Fieber und Akutphasereaktion

    • Aggregation und Degeneration von Thrombozyten

    • Entzündungsreaktion

    • Blutdruckabfall

    ⇒ septischer Schock

• Schutz vor bakteriziden Faktoren

  - Lysozym

  - Leukozytenproteine

• Schutz vor Verdauungsenzymen

  - Proteasen

  - Lipasen, ...

• Barrierefunktion - Detergenzien - Antibiotika

  - Schutz vor Phagozytose, Komplement

• stark hydrophil

  • Schutz vor Phagozytose, Komplement

• Bildung des periplasmatischen Raumes

  • gefüllt mit Proteinen und Oligosacchariden

• Peptidoglykangerüst

• hoher Anteil an Fettsäure-Estern langkettiger Alkohole ⇒ Wachse

• Mykobakterien und Nokardien

• künstlich

  * nach Behandlung mit Penicillin oder Lysozym

  • ⇒ Sphäroplasten / Protoplasten

• natürlich

  * L-Formen (spontaner Verlust der Zellhülle)

  * Mykoplasmen (genetisch fixiert keine Zellwand)

• Kapseln

• Pili (Fimbrien)

• Geißeln

• Polysaccharid- / Polypeptid

• Schutz vor Phagozytose

  ⇒ Virulenzfaktor

• teilweise antigene Wirkung

• dünn, kurz, starr, röhrenförmig

• bestehen aus Pilin

• Länge: 0,5 bis 5 μm, ∅ 5 nm

• Funktion:

• Ansiedlung im Wirt (Adhäsin)

• Konjugation (parasexuell

• Funktion:

  • Fortbewegung, schraubenartige Bewegung

  • angetrieben durch Natrium- / Protonengradient

  • Chemotaxis (=gerichtete Bewegung von Zellen in Reaktion auf chemische Signale in ihrer Umgebung)

• Aufbau:

  • Basalkörper, Haken, Filament (Flagellin)

  • enthalten H-Antigene -> Immunerkennung

• peritrich -> Geißeln sind gleichmäßig über die gesamte Zelloberfläche verteilt.

• monotrich -> Einzelne Geißel, oft an einem Ende der Zelle befestigt.

• lophotrich -> Gruppe von Geißeln an einem Ende der Zelle gruppiert.

• amphitrich -> an beiden Enden der Zelle vorhanden

• Phototaxis -> Bewegungsverhalten in Reaktion auf Lichtreize.

• Skotophobie -> Abneigung oder Vermeidung von Licht.

• Gemeinschaft von Bakterien

• Matrix aus Polymeren

  ⇒ Glykokalyx

• haftet auf Oberfläche

• erhebliche Dicke (mehrere mm)

• Schutz vor Antikörper, Antibiotika

• medizinisch wichtig

  • Zahnbelag

  • Fremdkörper (Prothesen, Katheter)

  • Herzklappen -> Endokarditis

    
    

• essentielle Biofilme

• Krankheite verursachende Biofilme

• dienen dem Überleben -> eine Spore pro Zelle

• sehr widerstandsfähig

  • gegen äußere Einflüsse (Kälte, Strahlung etc.)

  • große Bedetung in der Lebensmittelindustrie

• eine der resistentesten Formen des Lebens: Überdauern Jahrunderte -> extrem langlebig

• nur bei einigen Arten mlöflich (z.B. Bacillus subsp., Clostridium subsp.)

• Auslösen der Sporenbildung

  • Nährstoffmangel

  • Anreicherung von Stoffwechselendprodukten im Nährmedium

• Auskeimen der Sporen unter günstigen Wachstumsbedingungen

• können als Bestimmungsmerkmal dienen (z. B. Clostridien spec.)

• Polyhydroxybuttersäure (PHB) = Biopolymer, dient als Speicherstoff

• Schwefel -> elementare Schwefel kann während des Stoffwechsels als Elektronenakzeptor oder -spender in redoxchemischen Reaktionen diene

• Gasvesikel ->