Prokaryoten

-vor 3,5 Mrd Jahren erste Lebewesen

-häufigsten Organismen (70% der Biomasse)

-ernorm Anpassungsfähig + vielfältig

-0,5 + 5mikrometer groß

-kleine Genome

-meistens Eizeller, auch Kolonien

-Archaen + Bakterien

funktion: Form, Stützung, Detektion Umweltsignale, Sekretion, Ionentransport + Emergiespeicher

Bakterien: Ester-Bindungen + Fettsäuren (Lipopolysachharide)

Archaea: Ether-Bindungen + Poly-Iosprene, kovalent verknüpfte Lipide (—>Resistenter, steifer, stabiler)

=> Archaea kommen an Extremstandorten vor!

-Formaufrechterhaltung, Schutz, Verhindern Platzen

-Aufbau: Peptidoglykan (Polymer aus modifizierten Glucosemolkülen), umschließt ganzes Bakterium

-Abbau: Lysozyme (tier. Sekrete), greifen an glykosidischen Bindungen an

-Polysaccharide, Proteine (ungleich peptidoglykane in Bakterien)

1. gram positiv

   -dicke Zellwand, größer Anteil Peptidogylkan (oft virulent)

2. gram negativ

   -dünne Peptidoglykanschicht, umgeben von 2 Membranen (aus Lipopolysachhariden + Porinen)

   —>Lipidanteil ist toxisch, Endotoxine

   —>Außenmembran schützt besser vor Wirt Abwehrmechanismen, oft Antiobiotikaresistent (wegen geringer Porengröße)

-pseudomurin

-dicke Schicht aus Polysachhariden, Glykoporoteinen oder Proteinen

-S-Layer: Overflächenschicht aus hexagonalen Proteinen

=>vielfältig

-Verhinderung Quervernetzung der Peptidglykanen

—>Zellwand reißt, Bakterien platzen aufgrund des Zellturgors

-klebrige Schihct aus Polysacchariden + Glykoproteinen

—>Kapsel: dicht, geordnet, starr

—>Schleimschicht: weniger organisiert, weich

Funktion: Anheftung, Schutz vor Austrockung, Abwehr bei Phagocytosem Motilität

-Fimbrien: viele kurze//Anheftung Wirtszelle + anderen Organismen

-Pili: länger, weniger // Anheftung, Gentransfer (Sexfili, Faktor F, Motilität

—>dient Ausbreitung in der Umgebung + Suche nach optimalen Wachstumsbedingungen

“Taxis”

—>Interaktion + zielgerechte Bewegung entlang eines Gradienten (Detektion von zeitlichen Gradienten beim Schwimmen)

z. B. Chemotaxis (Lockstoffe/Schreckstoffe)

-asexuell durch mitotische Zellteilung (=Klone)

—>Exponentiell

-unter stabilen Bedingung: Rate mäßig, aber dennoch viel in der Anzahl da so schnelle Vermehrung

—>wird allerdings schnell ausortiert durch Selektion

-Stressbedingungen:

können von Vorteil sein, Adaption bewirkt positive Selektion, neuer Genotyp entsteht

-kleine, dichgepackte Genome

-hohe Mutationsrate

-kurze Generationszeit

-große Population/Schnelle Vermehrung

—>Individuen die genetisch besser an gepasst sind überleben häufiger + vermehren sich schneller

1. Transformation (Aufnahem DNA Umgebung)

2. Transduktion (Übertragung Von D zu A via Phagen)

3. Konjugation (direkte Übertragung 2 Bakterien via Sexpili)

-freie DNA aus Umgebung wird aktiv aufgenommen + ins Genom integriert / ausgetauscht an homologen Chromosomenort

• normal/allgemein:

  —Donorzelle:

-Phageninfektion, P hat Allele A+ , B+

-Wirts DNA zerstückelt, Phagen DNA + Proteine gebildet

-Phagen herstellung mit Teil Bakterien DNA (Allel B-)

—Akzeptorzelle:

-genau dieser Phage befällt nun neue Zelle mit Allel A+, B-

-Rekombinationsereignis

• speziell:

-normales Ereignis: Phagen DNA integriert, spaltet sich ringförmig ab: normale Phagen treten aus

-seltener: Teil der Bakterien DNA in ringförmiger Phagen DNA nach abspalten noch enthalten, defekte Phagen (aber mit Bakterien DNA!!) entsteht

-direkte Übertragung zwischen 2 vorübergehend verbundene Bakterienzellen via Sex-Pilius des Akzeptor “Paarungsbrücke” zu Donor

—Einbahnstraße, nur selbe Arten

1. F-Faktor als Plasmid: normale Übertragung über Sex-Pili, beide Bakterien haben am Ende F faktor

2. F-Faktor im Chromosom Hfr: wenn F Faktor in einem Chromosom lokalisiert ist, kann leitstrang übertragen werden + Rekombination möglich, aber Akzeptor Zelle hat letztendlich keinen F-Faktor!! (wird abgebaut)

1. lytischer Zyklus

   -Phagenbefall, Phagen DNA in Wirtbakterium

   -Phagen DNA wird transkribiert

   -Zelle lysiert (platzt) + viele Phagen freigsetzt

2. lysogener Zyklus

   -Phagen DNA in bakterielles Chromosom integriert

   -Bakterium vermehrt sich normal, kopiert Phagen DNA mit

   —>große Bakterienpopulation mit Phagen DNA entsteht (“Prophagen”)

   -Tochterzelle spaltet sich ab Phagen DNA löst sich ringförmig (ggf. Eintritt lytischer Zyklus)

-lytisch: Phagen DNA wird nur in Bakterium aufgenomen und transkribiert sich zu neuen Phagen

-lysogen: Phagen DNA wird ins Genom integriert

-Fähigkeit, Sex Pili zu bilden

-oft gekennzeichnet durch F+

1. Morphologie (Kokkus, Stäbchen, Spirilium)

2. Zellgröße: Durchschnitt 0,5-5mikrometer

3. Struktur Zelle (Gram-Färbung)

4. Oberflächenstruktur/Motilität (Flagellen/Fimbrien, Kapsel etc.)

5. Endosporenbildung

6. Virulenzfaktoren/Toxine (Endotoxine, Exotoxine, Sporen)

7. Zellstruktur/Zelleinschlüsse (Gasvesikel, Schwefelkügelchen etc.)

8. Koloniemorphologie

9. Stoffwechselformen

10. Ernährungstypen

11. Sauerstoffbedingungen

12. optimale Temperaturen

13. phylogenetische Abstammung

1. Energiequelle;

   phototroph, chemotroph

2. Kohelnstoffquelle;

   autotroph (nur CO2), heterotroph

3. Reduktionsmittel/Elektronendonatoren;

   -lithotroph (anorgan. Verb.), organotroph (organ. Verb.)

-photolithotroph (Licht + CO2) u. B. cynaobakterien

-chemolithotroph (anorgan. Verb. + Co2)

-photonenheterotroph (Licht + organ Verb.)

-chemoheterotroph (organ. verb. + organ. Verb.)

1. psychophil (niedrig)

1. mesophil (moderat)

2. thermophil (hohe)

3. psychrotolerant/Thermotolerant (können aber auch Kälte/Hiteh vertragen)

4. hyperthermophil (sehr hoch)

-obligate Aerobier: brauchen o2

-obligate Anerobier (O2 toxisch)

-fakultative Anaerobier (nutzen O2 wenn vorhanden, können auch ohne)

—mikrobielle Gemeinschafren bilden Nährstoffkreisläufe (z. B. Sticktsoffkreisläufe)

1. N-Fixierung (Aztobacter, Rhizobium)

2. Nitrifikation (Proteobakterien)

3. N Aufnahme (Pflanzen)

Domäne —> Phylum —> Klasse —> Ordnung —> Familie —> Gattung —> Art

-bei unwirtlichen Bedingungen, speichert DNA als Übergangslösung

-sehr resistent

-nicht zerstörbar (fast)

Sporen bilden Endotoxine, Exotoxine

-Biofilme

-Boden

-Wasser

1. Symbiose/Mutualismus (beide profitieren)

2. Kommensalismus (1 profit, 1 neutral)

3. Parasitismus (Parasit profitiert, Wirt wird geschädigt)

4. Prädation (Räuber frisst + tötet Beute)