Bakterien

Definition

Morphologie

  • Einzellige, prokaryontische Lebewesen, die zu den Schizophyta zählen.
  • Sie weisen keinen echten Zellkern mit Kernmembran, sondern ein Kernäquivalent, das sogenannte Nukleoid, auf.
  • Die Bakterienzelle ist von einer Zellwand umgeben, das Zytoplasma enthält DNA und RNA.
  • Durchmesser meist unter 1 µm aber auch bis ca. 5 µm (größte Dicke Milzbrandbazillus 2 µm Tuberkelbakterium 1,5 µm).
  • Kugeln, Stäbchen und Schrauben mit Zellmembran, Zytoplasma, Zytoplasmamembran und Kernäquivalenten, z.T. mit Geißeln und Kapseln.
  • Autotropher oder heterotropher, aerober oder anaerober Stoffwechsel
  • Vielfältige Enzymsysteme, daher auf künstlichen unbelebten Nährböden züchtbar.
  • Fortpflanzung durch Querteilung nach Längenwachstum, z.T. Sporenbildung.

Einteilung

  • Das Reich der Procaryotae wird seit 1984 in vier Divisiones eingeteilt:
    • Gracilicutes
    • Firmicutes
    • Tenericutes
      • Zellwandlose bakterienähnliche Einzeller, z.B. Mycoplasma- und Ureaplasma-Arten
    • Mendosicutes
      • Thermophile Bakterien mit atypischem Zellwandaufbau, z.B. Archaeobacteria
  • Nach ihrem Verhalten bei der Gram-Färbung unterscheidet man:
    • Grampositive Bakterien
      • Grampositive Bakterien werden bei der Gram-Färbung blau-violett gefärbt.
      • Der Farbstoff haftet in den auf die Zellmembran aufgelagerten Murein-Schichten.
      • Grampositive Bakterien besitzen bis zu 40 Mureinschichten auf ihrer Außenseite, was einer Dicke von 20 - 80 nm entspricht.
      • Die Zusammensetzung der Aminosäuren im Mureingerüst unterscheidet sich zwischen verschiedenen Bakterienfamilien.
      • Durch die große Mureinmenge sinkt der relative Lipidgehalt der Zellwand auf 1 - 4 %.
    • Gramnegative Bakterien
      • Gramnegative Bakterien werden bei der Gram-Färbung rein rot gefärbt, da der blaue Farbstoff nicht in einem außenliegenden Mureingerüst festgehalten wird.
      • Dennoch besitzen auch gramnegative Bakterien einen Mureinsacculus.
      • Diese ist jedoch mit gerade einmal 2 - 3 nm dick, besteht nur aus 1 bis 2 Mureinschichten.
      • Die Zusammensetzung der Aminosäuren im Mureingerüst ist bei allen Bakterienfamilien gleich.
      • Aufgrund des relativ geringen Mureinanteils an der Zellwand beträgt der Lipidanteil, trotz Mureins, noch 22 %.
  • Nach ihren bevorzugten Umgebungstemperaturen unterscheidet man:
    • Psychophile Bakterien
      • Kälteliebende Bakterien, die einen Temperaturbereich von etwa 0  °C bis ca. 30 °C bevorzugen. Ihre optimale Umgebungstemperatur beträgt ca. 15 °C.
    • Mesophile Bakterien
      • Mesophile Bakterien bevorzugen mittlere Temperaturen. Die Angaben, was unter "mittleren Temperaturen" zu verstehen ist, schwanken von 2 °C bis 50 °C. Die optimale Umgebungstemperatur der meisten Keime liegt im Bereich der Körpertemperatur von Säugetieren. Keime die auf der Hautoberfläche des Menschen leben bevorzugen meist auch die dort herrschenden 28 °C, Keime, die den Darm besiedeln bevorzugen hingegen 37 °C.
    • Thermophile Bakterien
      • Hitzeliebende Bakterien, deren Temperaturoptimum oberhalb von 55  °C liegt. Thermophile Bakterien können in Temperaturbereichen von > 100 °C überleben (bei entsprechendem Außendruck, z.B. in der Tiefsee).
  • Nach ihrem Verhalten gegenüber Luftsauerstoff unterscheidet man:
    • Obligat aerobe Bakterien
      • Mikroaerophile Bakterien
    • Fakultativ aerobe Bakterien
    • Obligat anaerobe Bakterien

 Vorkommen

  • einzeln od. in fadenförmigen, flächigen, würfelförmigen Kolonien.
  • Meist farblos u. unsichtbar. Zahlreiche Arten durch Geißelbildung zeitweise aktiv beweglich.

Fortpflanzung

  • ungeschlechtlich durch Zweiteilung (Spaltung).
  • Häufig Bildung äußerst widerstandsfähiger Dauersporen (Endosporen). Teils Aerobier, teils fakultative od. obligatorische Anaerobier.
  • Einige stickstoffbindend. Die meisten B. heterotroph (saprophytisch od. parasitisch), einige durch chemosynthetische Prozesse autotroph.
  • Viele beeinflussen durch Enzyme das Substrat.
  • Je nach Zellwandstärke (ein- od. mehrreihige Mureinschicht) lassen sich Bakterien nach Gram unterschiedlich anfärben.
  • Einteilung nach der physiologischen Wirkung:
    • Chromogene (farbstoffbildende) Bakterien
    • Saprogene (Fäulnis-) Bakterien
    • Zymogene Bakterien (Gärungserreger)
    • Pathogene Bakterien (Krankheitserreger)
    • Photogene (lichterzeugende) Bakterien
    • Nitrogene (stickstoffbindende, nitrat- u. nitritbildende) Bakterien
    • Eisenbakterien (scheiden Eisenhydroxid ab)
    • Schwefelbakterien (oxidieren durch Fäulnis entstandenen Schwefelwasserstoff zu Schwefel, den sie in Körnchen speichern).
  • Nach der Gestalt unterscheidet man:
    • Kugelbakterien (Kokken)
    • Stäbchenbakterien ohne Sporen (Bakterien im engeren Sinne)
    • Stäbchenbakterien mit Sporen (Bazillen)
    • Vibrionen (gekrümmte Stäbchen mit Geißeln)
    • Spirillen (starre schraubenförmige Bakterien mit polaren Geißeln)
    • Spirochäten (spiralförmige, bewegliche Bakterien ohne Geißeln).
  • 5 Ordnungen (nach Bergey's Manual of Determinative Bacteriology):
    1. Eubacteriales
      • unverzweigt; die meisten Krankheitserreger.
      • Gattungen
        • Neisseria (gramnegative unbewegliche Mikrokokken), z.B. Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis
        • Streptococcus (grampositive unbewegliche Kettenkokken), z.B. Streptococcus pyogenes, syn. scarlatinae, erysipelatos, puerperalis, Streptococcus acidi lactici
        • Corynebacterium (grampositive unbewegliche Stäbchen), z.B. Corynebacterium diphtheriae
        • Nitrosomonas
        • Nitrobacter
        • Azotobacter
        • Azotomonas (gramnegative Stickstoffbakterien)
        • Pseudomonas
        • Escherichia (gramnegative bewegliche Stäbchen, z.B. Escherichia coli)
        • Proteus
        • Salmonella (gramnegative, bewegliche Stäbchen, z.B. Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Salmonella enteritidis, Gärtnerbakterium
        • Brucella
        • Vibrio
        • Spirillum
        • Bazillen (grampositive aerobe Sporenbildner, z.B. Bacillus anthracis, Milzbrandbazillus, Bacillus subtilis, Heubazillus) und Clostridium (grampositive anaerobe Sporenbildner, z.B. Clostridium botulinum, Botulinusbazillen, Clostridium tetani, Starrkrampfbazillen, Clostridium perfringens, Gasbrandbazillen).
    2. Actinomycetales
      • meist lange, sich verzweigende Fäden, unbeweglich, grampositiv.
      • Gattungen:
        • Actinomyces (anaerob), z.B. Actinomyces bovis, Strahlenpilz
        • Mycobacterium (ihre besondere Kennzeichnung ist ihre Säurefestigkeit, bedingt durch einen wachsartigen Überzug), z.B. Mycobacterium tuberculosis var. hominis u. var. bovis, Mycobacterium leprae; Streptomyces (nicht säurefest, aerob), z.B. Streptomyces aurefaciens, Streptomyces fradii, Streptomyces griseus, Streptomyces rimosus
        • Nocardia.
    3. Chlamydobacteriales
      •  in Wasser lebende Fadenbakterien.
    4. Myxobacteriales
      • Schleimbakterien.
    5. Spirochaetales
      • gramnegativ, spiralförmig, beweglich, ohne Geißeln.
      • Gattung:
        • Treponema (Treponema pallidum, Spirochaeta pallida, Syphilis-Erreger)
        • Borrelia
        • Leptospira
  • Rickettsien, die Erreger der verschiedenen Fleckfieberarten, stehen zwischen Bakterien und Viren
 

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