Kapitel 5

Ist das Ergebnis einer Zellteilung und der wesentliche Vorgang im Leben einer Mikrobenzelle

Zunahme der Zellzahl

Verlängern sich die Zellen bis ungefähr zu doppelten ihrer Länge und bilden dann einen Trennbereich aus, der die Zelle ins zwei Tochter Zellen ab schnürt

Septum: Trennbereichen zwischen Teilen und Zellen, Ein wachsen der cytoplasmamembran / zellwand

Wenn aus einer Zelle schließlich zwei Zellen geworden sind, sprechen wir von einer neuen Generation, und die Zeit für diesen Vorgang bezeichnet man als Generationszeit

Gehalt aller zellulären Bestandteile steigt proportional an

Tochterzellen erhalten:

Kopie des Chromosoms

Ribosomen

Makromolekularen komplexe, monomere, anorganische Ione

-> Eigenständige Einheit weiterzuführen

Generationzeit abhängig von

• Verfügbare Nährstoffe

• Genetische Faktoren

• Temperatur

Entstehen zwei Zellen durch ungleiches Wachstum

Ausbildung neuen Zellmaterials von einem ein Punkt aus( Statt über die gesamte Zelle)

Große cytoplasmatische Strukturen (interne membrankomplexe) In der Knospe neu gebildet werden -> Vorteil bei nicht gut trennbaren Aufteilung

Stiele oder hypen: Vergrößern das Oberflächen/ Volumen Verhältnis -> Fähigkeit, Nährstoffe aus sehr verdünnten Habitat aufzunehmen

Besteht aus einer angehefteten polysaccharid Matrix, In der Zellen eingebunden sind

1) Festsetzung Planktoonischer Zellen

2) Ausbildung klebrigen Matrix

3) Wachstum und Differenzierung

4) Undurchdringlichen Biofilm

Mikrobenmatten: Mehrlagige Struktur aus aus verschiedene Mikroorganismen

Häufige Wachstumsform-> Schutz vor Chemikalien, Abgrasen durch protisten, Verhindern das auswaschen von Zellen

Schwierig zu behandeln Infektionen

Wasser Verteilungssystem Probleme

Treibstoffe kontaminiert

Zählzahl während eines bestimmten Zeitabschnitte des regelmäßig verdoppelt

Zuerst mit langsamer Geschwindigkeit, dann aber immer schneller während des Wachstum

Wachstum eines Organismus, der in einem geschlossenen Gefäß wie ein Röhrchen oder Kolb wächst

1) Lag Phase: Population in einem frischen Medium, Wachstum beginnt erst nach einer Zeitspanne

2) exponentiellen Phase: wachsende Zellpopulation in regelmäßigen Zeitabschnitten verdoppelt

• Abhängig von Umweltfaktoren und genetischen Eigenschaften

• Prokaryoten schneller als eukaryotische zellen / kleine schneller als große

3) stationäre Phase: exponentielles Wachstum endet, Keine Nettozunahme oder Abnahme

• Ein lebenswichtiger Nährstoff des Kulturmediums ist aufgebraucht

• Abfallprodukte des Organismus häufen sich im Medium an und Hemmen das Wachstum

4) absterbephase: Exponentielle Abnahme des Wachstums, Deutlich langsamer

Zellpopulationen!!

Offenes System

Im Behälter mit kontinuierlichen Kulturen hält man ein konstantes Volumen aufrecht, die mit gleich bleibende Geschwindigkeit frisches Medium zugeführt wird, während gleichzeitig das gleiche Volumen an Verbrauch im Kulturmedium mit gleicher Geschwindigkeit entnommen wird

Gleichgewichtszustand: Kultur, volumen, Zell,zahl und Nährstoffstatus konstant

Nährstofflösungen, in denen man Mikroorganismen im Labor züchtet, Zugeschnitten auf den jeweiligen Mikroorganismus

Sterilisiert Werden!

Definierte Medien: hergestellt, indem man genaue Mengen hoch gereinigter, an organische oder organische Substanzen zu destilliertem Wasser gibt

Komplexe Medien: enthalten Abbauprodukte von tierischen oder pflanzlichen Produkten, Milcheiweiß, Rindfleisch,extrakt, Sojabohnen, Hefezellen oder andere nährstoffreiche Substanzen-> Ungenaue Nährstoffzusammensetzung

Selektivmedium: Enthält Verbindungen, die das Wachstum einige aber nicht aller Mikroorganismen hemmen

Differenzierungsmedium: Bei dem ein Indikator hinzugegeben wird, der anzeigt, ob eine bestimmte chemische Reaktion während des Wachstums abgelaufen ist

Flüssigmedium wird gelierender Wirkstoff hinzugefügt

• meistens agar: polysaccharid aus Algen

ImMobilisieren Zellen -> Kolonien bilden (Isolierte Anhäufung bilden)

Eine Reihe von Schritten, um während der Arbeit mit Kulturen und steril Kultur, Medien, die Kontamination zu verhindern

Quantitativen Aufschluss über wachstumszustand einer mikrobiell Kultur oder Gemeinschaft

• DAPI: Reagiert mit DNA

• Fluoreszenzfarbstoffe: lebende tote Zellen

• bestimmte Organismen (spezifische nucleinsäure) , phylogenetische Farbstoffe ( Spezies bacteria, Archaea )

• Fluoreszierenden Sonden Gene detektieren

In der Lage, sich zu teilen und Nachkommen hervorzubringen

Lebendkeimzahl: Anzahl der Zellen in einer Probe, die in der Lage sind Kolonien zu bilden-> koloniezählung

Koloniezählung

Oberflächenplattierungsverfahren: Volumen einer entsprechend verdünnten kulture auf die Oberflächen einer agarplatte aufgetragen -mit Glasspatel

Gussplattenverfahren: ein bekanntes Volumen einer Kultur in eine sterile petrischale pipettiert, Medium mit Agar vermischt

Kolonien nicht zu groß oder zu klein sein 30-300

Verdünnungen

Eine Zell Suspension sieht für das Auge trüb aus, weil die Zellen des lichtstreuen, dass durch die Suspension scheint

Mehr Zellen bedeutet mehr Trübung

Spektralphotometer: misst hindurchtretenden nicht gestreuten Lichts, optische dichte

Problem Klumpen, biofilm, wand Ablagerung

Temperatur, pH-Wert, Verfügbarkeit von Wasser, Sauerstoff

1) Minimaltemperatur: Kein Wachstum möglich

2) Optimale Temperatur: Wachstum am schnellsten

3) Maximal Temperatur: Kein Wachstum möglich

Unterschiedlich für unterschiedliche Arten: Wachstum -15° C bis 122 °C-> keiner über den gesamten Bereich

1) psychrophile: niedriges Temperatur Optimum

2) mesophile: Mittleres Temperatur Optimum

3) thermophile: Hohes Temperatur Optimum

4) hyperthermophile: Sehr hohes Temperatur Optimum

Besiedelt von Mikroorganismen

1) konstant kalten

1) saisonal kalten ( See im Winter geforeren )

Psychrophiler: Organismus, dessen optimale Wachstum Temperatur bei 15° oder darunter liegt und maximal Wachstum Temperatur bei unter 20°, Minimaltemperatur bei 0° oder darunter

Psychrotolerant: 0 °C wachsen Optimum zwischen 20 und 40 °C

Bsp. Schneealge: chlamydomonas Nivalis der en Sporen rot sind

Proteinstruktur könnte maßgeblich sein : Kälte aktive Enzyme weisen Alpha Helices in größere Anzahl als Beta Faltblatt Sekundärstrukturen-> größere Flexibilität zu Katalyse

Ungesättigt Fettsäuren: n niedrigeren Temperaturen flexibeler, flüssige Zustand besser aufrecht erhalten

Kälteschock Proteine/ Cryoprotektantien: molekulare chaperone, Bildung Eiskristalle verhindern

Thermophile: Optimale Wachstum Temperatur bei über 45 °C

Hyperthermophile: Optimum bei über 80 °C

• Böden mit direkten Sonnenlicht 50-70 °C

• Vulkanaktivität

• Heiße Quellen

• HydroThermalquelle

Im Labor: Druckgefäße

Methanopyrus: methanogener Organismus (122 Grad Celsius)

Wie ?

• Enzyme, andere Proteine wesentlich hitzeresistenter

• Funktionsfähigkeit optimal bei hohen Temperaturen

• Größere Anzahl ionischer Bindungen zwischen basischen und sauren Aminosäuren

• Stark Hydrophobes innere des Proteins

• Diinositolphodphat, diglycerinphosphat, mannosylglycerat

• Cytoplasmamembran: Hören Anteil lang- Kettiger, ungesättigter Fettsäuren( Stärkere hydrophobe Umgebung), Archaea c40 Kohlenwasserstoffe, wiederholende isopren, etherbindung an glycerinphosphat

Tag-polymerase: Enzym Wiederholung, Lite der Polymerase- Kettenreaktion zu automatisieren

Gib den Säure oder Basegehalt eine Lösung logarithmische Skala

• 7 neutral

• Unter 7 sauer

• Über 7 alkalisch

Lebensbedingungen: 4-9

-> 3 PH Einheiten ein Organismus

neutrophile: Organismen,bereich neutral Wert PH 5,5-7,9

Acidophile: Organismen wachsen, pH-Wert unter 5,5

• Stabilität cytoplasmamembran zerstört -> Gegenwirkung viel wasserstoffionen

Alkaliphile: Organismen wachsen bei PH-Wert 8,0 und darüber

Intrazellulär Ph-werte muss neutral bleiben

Ph- Puffer

Lösungsmittel des Lebens

Verfügbarkeit wirkt sich auf das Wachstum aus

Vorhanden. Sein von Wasser hängt vom Wassergehalt der Lebens Umgebung ab Und von der Konzentration gelöster Substanzen( Salz, Zucker, andere gelöste Substanzen)-binden

Osmose: was diffundiert durch den Vorgang der Osmose aus Region hoher Wasserkonzentration (Niedrige Konzentration, gelöster Stoffe) Zu einer Region niedriger Wasserkonzentration( Über Konzentration, gelöste Stoffe)

Halophile: ein Organismus, der NaCl Für seinen Wachstum braucht.

Halotolerante: Ein Mikroorganismus, der für seinen Wachstum kein NaCLbraucht, aber im Gegenwart von Nacl wachsen kann, manchmal in beträchtlichen Mengen

Extrem Halophile: Ein Mikroorganismus, der für seinen Wachstum sehr hohe Konzentrationen NaCL Braucht, normalerweise über 10 %, aber auch bis zur Sättigung

Osmophile: Ein Organismus, der am besten bei Anwesenheit hoher Konzentration von gelösten Stoffen, meist an Zucker, wachsen kann

Xerophile: Ein Organismus, der in sehr trockener Umgebung leben kann oder sogar dort am besten wächst

Wasseraktivität: das Verhältnis des Dampfdrucks der Luft über eine Lösung im Vergleich zum Dampfdruck der Luft über reinem Wasser

Kompatibles Solut: Ein Molekül, dass im cytoPlasma einer Zelle angehäuft wird, um eine Anpassung an die Wasseraktivität zu erhalten, das aber keinen Einfluss auf die Bio chemischen Vorgänge hat

Aerobe: ein Organismus, der O2 für seine Atmung benutzen kann, einige benötigen O2

Mikroaerophile: Ein aerober Organismus, der nur wachsen kann, wenn die O2konzentration unter der von Luft liegt

Fakultative: In Bezug auf Sauerstoff, ein Organismus, der mit und ohne O2 wachsen kann

Anaerobe: Ein Organismus, der O2 nicht für die Atmung benutzen kann und dessen Wachstum normalerweise durch O2 gehemmt wird

-> toxische Sauerstoff: Superoxidanion, Wasserstoffperoxid, Hydroxyradikal - Nebenprodukte der Reduktion von O2 zu Wasser

Katalase/ Perpxidase/ superoxiddismutase Enzyme

Aerotolerante Anaerobe: Ein Mikroorganismus, der O2 nicht für atmen kann, dessen Wachstum aber davon nicht beeinflusst wird

Obligate Anaerobe: Ein Organismus, der in Anwesenheit von O2 Nicht wachsen kann

Sterilisation: abtöten oder die Entfernung aller Mikroorganismen (Inklusive Viren)

Desfinfektion: Von einer Oberfläche oder einem Objekt alle pathogenen Mikroorganismen entfernen

Hitzesterilisation

• Dezimale reduktionszeit: zehnfache Verringerung der Lebensfähigkeit einer mikrobiell Population bei einer bestimmten Temperatur

• Thermalen Abtötungszeit: Zeit, die man benötigt, um bei einer bestimmten Temperatur alle Zellen zu töten

Autoklave: Verschließbares Gerät, mit dem man Dampf unter Druck setzt, um Mikroorganismen abzutöten (121 Grad Celsius 10-15 Minuten)

Pasteurisierung: Die Hetzer Behandlung von Milch oder anderen Flüssigkeiten, um deren Gesamtgehalt von Mikroorganismen zu reduzieren

Ultraviolettstrahlung: 220 -300 nm DNA, absorbiert und bewegt Mutationen oder Brüche in der DNA - > Tod des Organismus

Ionisierende Strahlung: elektromagnetische Strahlung, deren Energie dazu ausreicht, Ionen und andere reaktive Molekulare Teile aus Molekülen zu bilden, mit denen die Strahlungpartikel kollidieren: OP/ Lebensmittelindustrie

Filtrierung:

Antimirkobielle Wirkstoffe: ein chemische Verbindung, die Mikroorganismen ab tötet oder ihr Wachstum verhindert

Bacteriozide: Ein Mittel, das Bakterien abtötet

Fungizide Ein Mittel das Pilz ab tötet

Virizide Ein Mittel das Viren ab tötet

Bacteriostatische: ein Mittel, welches das Wachstum der Bakterien verhindert

Fungistatische

Viristatische

Minimale Hemmkonzentration: Die Minimalkonzentration einer Substanz, die benötigt wird, um das Wachstum von Mikroben zu verhindern

Antiseptika: Eine Chemikalien, die Mikroorganismen abtötet oder ihr Wachstum verhindert und so wenig toxisch ist, dass sie an lebenden Gewebe angewendet werden kann ( Anderes Wort Germizid)