Mikrobio

- 1,5 µm (E. coli) - Kokken , Stäbchen, Spirillum

Besteht aus Murein (Peptidglykan) -mehrere Schichten Murein -eine Schicht Murein, Lipopolysaccharide

-Doppellipidschicht -Barriere zwischen innerem und äußerem aquatischem Milieu -Kontrolle des Austausch (durch Proteine) -> ATP verbrauch oder Enzyme -Essentiell für Energiegewinnung

-ermöglichen Makroskopische Strukturen -Kapseln, Gallerthülle -Schutz, vor z.b. Viren -Kontaktmöglichkeit zu Oberföächen -> Biofilm

-Fortbewegungsapparat bei Bakterien -Besteht aus Filament, Haken, verankert in Äußere Membran, Murein und Cytoplasmamembran

-aufgebaut aus Proteinen -Protonengradient E-Quelle -1000 Protonen pro Umdrehung -Rotgeschw. 300 Hz -> 30-35 µm s-1 -bei hohen Geschw. niedriger Wirkungsgrad, niedrigen geschw. hoher Wirkungsgrad

-Kokken - Stäbchen - Spirillen -Zellwände - Aggregate - Filamente -Koloniemorphologie -Lebenszyklen -Gramverhalten

-Verhältnis zu O2 -E-Gewinnung -Temp - und pH Optimum -Kohlenstoffquelle -Zelleinschlüsse - EPS -Zellwand -> Murein, LPS, Polysaccharide -Vorkommen  

-Phosphatspeicher -> Polyphosphat Granula (Voluntin) -Kohlenhydrate -> Stärke, Glykogen -Fette -> Poly beta Hydroxybuttersäure -Schwefel -> elementarer Schwefel -Gasvakuolen -> Anpassung der Position in der Wassersäule (optimale Lichtverhältnisse), gefüllt mit Umgebungsgas, gasdurchlässig, wasserundurchlässig -Magnetosomen -> Magnetit, Greigit, Diplomoment -> Anpassung ans Magnetfeld der Erde -Sporen -> hitzeresistente Dauerformen (Erbgutträger)

Sauerstoff als: -terminaler Elektronen Akzeptor -direkter Reaktionspartner bei Abbauproztessen

Alternative Elektronenakzeptoren -extern (Nitrat, Sulfat, CO2) -intern (Gärung)

E-Quelle -Photo (Licht), Chemo (Redoxreaktionen) E-Donatoren -organotroph (organisch) -litotroph (anorganisch) Kohlenstoffquelle -autotroph (Fixierung von O2) heterotroph (Zellkohlenstoff aus Verbindungen)

Substratphosphorylierung -Übertragung von Phosphatgruppen auf ADP unter Bildung von ATP Elektronentransport Phosphorylierung -E-Transport von Donor mit negativem Potential auf Akzeptor mit positiven Potential unter ATP-Bildung

Glykolyse: 2 NADH, 4H 2x Pyruvat Deh.: 2 NADH, 4H 2x TCA: 6 NADH, 12H, 2 FADH2, 4H 24H ->72H+ -> 36 ATP, wegen FADH2 nur 34 ATP

Reduktionsäquivalente (1mol Elektronen): 34 ATP Glykolyse: 2 ATP TCA: 2 ATP -> 38 ATP  

von bestem Reduktant (CO2) zu bestem Oxidant (O2) -Schwefel -> Stickstoff -> Eisen

Ammoniumoxidierer (Nitrosomas) -NH3 -> NO2- Nitritoxidierer (Nitrobacter) NO2- -> NO3- E-Akzeptoren: Sauerstoff, NO3- (Nitrat) -Syntrophie, wichtig für Stickstoffkreislauf

-Fe2+ -> Fe3+ -E-Akzeptoren: Sauerstoff, SO42-, NO3- (Nitrat) -Fe2+ + S2- -> FeS (Tiefsee, marine Sedimente)

-Sulfid -> Sulfat (Thiobacillus) -Sulfid -> Schwefel und Sulfat (Beggiatoa) -Bioleaching: Gewinnung von Schwermetallen aus Erzen, Sufid -> Sulfat -> elem Schwefel -E-akzeptoren: Nitrat, EisenIII, Sulfat -H2S -> SO42- -> S0

-Fehlung eines externen E-Akzeptors: Nutzung interner Akzeptoren -Keine Energiegewinnung über Atmungskette -> Supstratkettenphos. -geringe Energieausbeute -E-Donatoren: Glukose -E-Akzeptoren: Pyruvat -> Lactat, Ethanol

-Lactobaccilus, Mensch -Yoghurt, Käse, Kefir, Silage Glukose -> Pyruvat -> Lactat

Hefe: Saccaromyces (fak. anaerob) Bakterium: Zymomonas mobilis (fak. anaerob) Glukose -> Pyruvat -> Ethanol + CO2 -im inneren von Obst, Bierbrauen, Wein  

-Hoher Substratumsatz (10% Biomasse - 90% Energieumsatz) -Syntophie: Nitratreduzierer, Sulfatreduzierer, Methanbakterien, Homoacetogene Bakterien

-Aufnahme frier DNA (Transformation) -Austausch von Plasmiden (Konjugation): über Sex-Pili -Austausch durch Phagen (Transduktion): Infektion -> Vermehrung -> Zellauflösung

-Archäen: Membranproteine verbunden durch Ether -Bakterien: Membranproteine verbunden durch Ester -Zellwand bei Archäen kristaline Strukturen

-Eukaryoten:Höhere Pflanzen etc. kein Zellkern, kristalline Zellwand, Doppelstrang DNA (gewunden), Zellorganellen (Mitochondrien, Chloroplasten) -Prokaryoten: Archäen, Bakterien kreisförmige DNA, keine Zellorganellen, kein Zellkern, Pilus aus Proteinen

-Kohlenstoffkreislauf -Archäen: CO2 -> Methan -H2 Elektronendonator, CO2 Elektronenakzeptor -> Methan / Acetat

-Pro / Eukaryoten (Zellkern, Größe, Bakterien vs. Höhere Organismen) -Archäen / Bakterien (Glycerin an Membranproteinen, S-layer) -Bakterien: Formen (Kokken, Stäbchen) Zellbestandteile: -> DNA, Speicherstoffe, Membran, Zellwand, Geißeln, Pili, EPS, Hyphen, Magnetosomen, Gasvakuolen -Genaustausch (freie Aufnahme, Austausch, Viren) -Geißelmotor (Protein, 1000Protonen, 35μm s-1)