Aufbau der Bakterienzelle
Schema
Bestandteile
- Die Bakterienzelle besteht aus:
- einer relativ starren Zellwand
- der Zytoplasmamembran
- dem Zytoplasma
- dem Kernäquivalent (Nukleoid)
- Zytoplasmamembran und Zellwand werden auch als Zellhülle (cell envelope) zusammengefasst.
- Zusätzliche morphologische Merkmale bei einer Reihe von Bakterienarten sind:
Wachstum eines Bakterienstammes in einer Zellkultur:
a) bekapselt: glänzend (S-Form S = smooth)
b) nicht bekapselt: matt (R-Form R = rough)
Es kann sich dabei um die gleiche Bakterienart handeln, jedoch um einen anderen Stamm, der z.B. durch Mutation entstanden sein kann.
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Sex-Pili nation
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Donor Rezipient Konjugative Transkonjugante
(Plasmidhaltig) (Plasmidfrei) Plasmidübertragung
Schematische Darstellung des Transfer/Replikationsvorgangs eines konjugativen Plasmiden
Ein wichtiges Problem der medizinischen Praxis ist das Phänomen der „infektiösen Resistenz". Unter diesem Begriff wird die Tatsache verstanden, dass transferable Antibiotika-Resistenz-Plasmide durch das gehäufte Auftreten resistenter Stämme ihre Resistenz-Determinanten häufig in Populationen pathogener Bakterien verbreiten, so dass bestimmte Antibiotika-Therapien durch das gehäufte Auftreten resistenter Stämme unwirksam werden.
In den Plasmiden ist die Fähigkeit zur Resistenzbildung gespeichert. Durch Konjugation wird diese Information an pathogene Bakterienstämme weitergegeben. Es werden immer mehr Bakterienstämme hervorgebracht, die Antibiotika-resistent sind.
R-Plasmid (R = Resistenz) : Information: Bau eines Pilus
F+-Zelle ( F = Fertilität) : Zelle kann Pilus ausbilden
f--- Zelle : Zelle kann keinen Pilus ausbilden
Eine Zelle besitzt einen R-Plasmid, der die Information zur Resistenzbildung enthält (F+-Zelle). Durch die Konjugation wird der R-Plasmid auf die plasmidfreie f -- Zelle übertragen, so daß nach Abschluß der Konjugation eine f –- Zelle zu einer F+-Zelle geworden ist, die nun ebenfalls die Fähigkeit der Resistenzbildung besitzt.
Eine Zelle kann ihre genetische Plasmidalinformation auf bis zu 10 weitere Zellen übertragen.
Diese Resistenzen haben für die Bakterienzellen nur dann einen Nutzen, wenn Antibiotika eingesetzt werden. Bei unnötiger Resistenzbildung werden sie herausselektiert, bei erneutem Gebrauch von Antibiotika besitzen diese Bakterienstämme keine Antibiotikaresistenz mehr und können abgetötet werden.
Bei ständigem Antibiotikagebrauch werden resistente Bakterienstämme „gezüchtet", was zum Hospitalismus führt.
Der Prozeß der Konjugation hält von der Teilung, der Toxinbildung o.ä. ab. Der Plasmidbesitz wirkt sich nachteilig aus, wenn kein Antibiotika eingesetzt wird.
Bei der Zellteilung von plasmidhaltigen Zellen erhält nur eine Tochterzelle den Plasmiden. Die Plasmiden teilen sich nicht synchron mit der Zelle. Es kommt zur Bildung von plasmidfreien Zellen.
