halophil
hoher Salzgehalt max. 30% NaCl Haloarcula japonica hoher Salzgehalt ---> kein osmotischer Druck ---> beliebige Form der Zellen
saccharophil
hoher Zuckergehalt
osmophil
hoher Gehalt an osmotisch wirksamen Substanzen Salz, Zucker,...
acidophil
niedriger pH-Wert Picrophilus - pH 0, bei 65°C
neutrophil
neutraler pH-Wert
alkalophil
hoher pH-Wert Wachstum im alkalischen Bereich im Allg. schwieriger
obligat aerob
benötigen Sauerstoff aus der Luft zur Energiegewinnung
mikroaerob/mikroaerophil
benötigen Sauerstoff zum Wachstum, tolerieren aber nur reduzierten Sauerstoffpartialdruck (Höhe)
obligat anaerob
Energiegewinnung ausschließlich aus Gärung Sauerstoff ist bakteriostatisch und toxisch!! ---> in Gegenwart von O2, Bildung von H2O2 und O2- (Superoxidradikal) Gärung: Pyruvat + NADH --> Ethanal + CO2 ---> Ethanol + NAD+ Enzyme: Pyruvat Decarboxylase & Alkohol Dehydrogenase
aerotolerant
können auch in Gegenwart von Luftsauerstoff wachsen
fakultativ anaerob
wachsen bevorzugt aerob, können aber in Abwesenheit von Sauerstoff auf Gärung umschalten
Besonderheit Deinococcus
Hält hohe Strahlung bis zu 5000 Gray stand Vergleich: Mensch - 0,05 Gray, Tschernobyl - 50 Gray/h
Eigenschaften Prokaryoten bzw. Unterschiede zu Eukaryoten
kein Zellkern keine membranumschlossenen Organellen haploide (einfache) DNA frei in der Zelle vorhanden einfache Genome, zirkuläres Chromosom kleinere Zellen Unterschiede in DNA Replikation!! Unterschiede in Zellwandaufbau!!
Arten die in der Lage sind Endosporen zu bilden?
Chlostridium- und Bacillusarten
Eigenschaften gram-positive Bakterien
dicke, stark vernetzte Peptidoglykanschicht mit Interpeptidbrücken Mureinsacculus ist dominierende Struktur Lassen sich mit Kristallviolett dauerhaft anfärben ---> blau Bsp.: Milchsäurebakterien, Sporenbildner
Eigenschaften gram-negativer Bakterien
dünne Peptidoglykanschicht bzw. Mureinschicht zweite äußere Lipid-Membran Geben Farbstoff des Kristallviolett nach Alkoholzugabe wieder ab ----> nach Safranin- Färbung rot
Peptidoglykan (Murein)
bildet des Mureinsacculus, die mechanisch belastbare Zellwand der Bakterien Ketten aus N-Acetyglucosamin und N-Acetylmuraminsäure
Wie wirkt Penicillin?
Verhindert die Ausbildung der Peptidbrücken im Peptidoglykan Blockiert das Enzym, das für die Zellwandsynthese verantwortlich ist
Lysozym
Enzym, das die β-1,4-glykosidische Bindung zwischen N-Acetylgkucosamin und N-Acetylmuraminsäure im Peptidoglykan spaltet
Beispiel gram negative Bakterien
Enterobakterien Salmonellen. E.coli,....
Taxis
gerichtete Bewegung
Was versteht man bei der Begeißelung von Bakterien unter
a) monotrich
b) lophotrich
c) bipolar
d) monopolar
e) polytrich/peritrich
a) monotrich = einzeln b) lophotrich = in Büscheln c) bipolar = an den Zellenden d) monopolar = an einem Zellende e) peritrich = gleichmäßig verteilt
Chemotaxis
Die Abfolge von Läufen und Taumelbewegungen kann unter dem Einfluss eines Reizes verändert werden positiv: zu einem Lockstoff hin negativ: von einem Schreckstoff weg
Wachstum
Vermehrung der Zellzahl (nicht Größenwachstum!)
Wachstumsrate
Zunahme der Zellzahl pro Zeiteinheit
Teilungsrate
Anzahl der Zellteilungen pro Zeiteinheit
Generationszeit
Zeitintervall für die Verdoppelung der Zellzahl
Verdoppelungszeit
Zeitintervall für die Verdoppelunbg der Zellmasse
Wachstumsphasen
lag-Phase = Anlaufzeit Zeitintervall zwischen der Beimpfung und dem Erreichen der max. Teilungsrate log-Phase = exponentielle Phase exponentielles Wachstum, konstante minimale Generationszeit stationäre Phase Ein limitierender Faktor oder das Ausscheidungsprodukt hemmt Wachstum Absterbephase zu viele Stoffwechselprodukte, Zahl der absterbenden Zellen überschreitet die der sich bildenden Zellen
Formel zur Berechnung der Zahl der Verdoppelungen (n) eines exponentiell wachsenden Bakteriums
n = 3,3 (logNn - logN0) N0 - Ausgangszellzahl Nn - Endzellzahl nach n Verdoppelungen Nn = N0 x 2n
Differenzierung
Ausbildung spezialisierter Zellen Heterocysten (Anabeana, Cyanobakterien) Sporen (Streptomyceten, Actinomyceten) Endosporen (Bacillus: B. subtilis, B. anthracis; Chlostridium: C.tetanin, C.botulinum)
Phasen der Sporenbildung
DNA Replikation u. asymetrische Zellteilung Abschnüren der Vorspore Doppelmembranbildung um die Vorspore Cortexbildung u. Dehydrierung Synthese der Proteinschicht = Sporenmantel Lyse der Mutterzelle, Freisetzung
Endotoxin
in der äußeren Membran (LPS) gram-negativer Bakterien verankert werden erst bei Zelllyse freigesetzt Entzündungsreaktionen ---> septischer Schock ---> Wirtstod
Exotoxine
Proteine, die in das umgebende Medium freigesetzt werden hitzempfindlich Bsp.: Superantigene, cytolytische Toxine
Enterotoxin
im Darm freigesetzt, wirken auf Dünndarmzellen Durchfallerkrankungen
invasiv
Bakterium kann in Wirtszelle eindringen und sie von Innen schädigen nicht invasiv = schädigen Wirt durch Toxine von Außen
Missense Mutation
Codon wird durch eine Punktmutation in ein Codon überführt, das eine andere AS codiert ---> AS-Sequenz verändert ---> fehlerhaftes Protein
Nonsense Mutation
Überführung eines Sinn-Codons in ein Stopp-Codon durch einen Nukleotidaustausch ---> Frühzeitiger Syntheseabbruch ---> unvollständiges Protein
Nonsense Mutation
Überführung eines Sinn-Codons in ein Stopp-Codon durch einen Nukleotidaustausch ---> Frühzeitiger Syntheseabbruch ---> unvollständiges Protein
Stille Mutation
Punktmutation, die aber zu keiner Änderung der AS-Sequenz führt ---> normales Protein
Eigenschaften C-botulinum
gram-positiv anaerob Endosporenbildner Neurotoxin - hemmt die Freisetzung des Transmitters Acetylcholin (verhindert Muskelkontraktion)
Eigenschaften S.aureus
gram-positive Kokken invasiv bilden Koagulase ---> Gerinnung von Fibrin und Bildung eines Fibrinwalls (mit diesem kann S.aureus sich umkleiden und wird von Antikörpern nicht mehr erkannt) bildet bakterielle Enzyme die Parenchymzellen und interzelluläres Bindegewebe lysieren bildet Enterotoxine = Superantigene die beim Kochen nicht zerstört werden
Eigenschaften Streptococcus mutans
gram positive Kokken fakultativ anaerob säuretollerant Adhärenz (bildet aus Saccharose extrazelluläre Glucane, mit denen es sich an den Zahnschmelz anheften kann) Bildet Biofilm auf den Zähnen und baut Kohlenhydrate zu Milchsäure ab --->pH-Wert-Abfall im Mund ---> Demineralisation der Zahnsubstanz
