Mikrobiologie2

1 Geissel, an einem Ort befestigt

an jedem Pol je eine Geissel

mehrere Geisseln, an nur einem Ort befestigt

an jedem Pol mehrere Geisseln

viele Geisseln, viele Befestigungsorte

60000 : 1 (oberfläche zu Volumen)

• Dank der im Vergleich zum Volumen sehr grossen Oberfläche werden Nährstoffe sehr effizient aufgenommen und Stoffwechselprodukte rasch abgegeben. Nicht nur die Oberfläche ist von Bedeutung, sondern auch die Tatsache, dass dadurch mehr Transportproteine pro Cytoplasmavolumeneinheit in der Zellmembran Platz finden, welche Nährstoffe aus der Umgebung aufnehmen und Abfallstoffe ausscheiden können.
• Wegen der Kleinheit der Zellen sind die Transportwege für Metaboliten (Zwischenprodukt des Stoffwechselvorgangs) innerhalb der Zelle sehr kurz und die Diffusion als Transportmechanismus ist ausreichend. Ein Kreislaufsystem ist nicht erforderlich.

• erfasst nur die lebenden teilungsfähigen Zellen
• es wird ein Tropfen der Lebensmittelprobe auf einen Nährboden gegeben und "bebrütet", und nach 24h sind aus den einzelnen (teilungsfähigen!) Zellen Zellhaufen mit mehreren Millionen Bakterien entstanden, welche gut sichtbar sind.

• erfasst die Zahl aller Zellen in einem gewissen Bereich (auch tote Zellen!)
• auszählen unter dem Mikroskop

• 1. Lag-Phase (Zeit zwischen dem Animpfen und dem Erreichen der maximalen Teilungsrate)
• 2. Exponentionelle, oder Log-Phase (konstante und minimale Generationszeit)
• 3. Stationäre Phase (In der Regel erfolgt kein Wachstum mehr, d.h. es gibt keine Zellteilungen mehr. Je nach Art, ist sogenannt kryptisches Wachstum beobachtbar. D.h. ein geringer Anteil der Zellen stirbt ab und gibt dadurch Nährstoffe frei, was von den verbeibenden Zellen mit Zellteilung kompensiert wird.)
• 4. Absterbephase (Ursachen schlecht erforscht)

• Redox-Reaktionen
• organische Verbindungen
• organische Verbindungen
• Hefe, Tiere

• Redox-Reaktionen
• anorganische Verbindungen
• CO2
• nitrifizierende Bakterien

• Licht
• organische Verbindungen
• CO2
• grüne Bakterien wie Chloroflexus

• Licht
• anorganische Verbindungen
• CO2
• Cyanobakterien, Pflanzen

• phototroph (Die primäre Energiequelle ist elektromagnetische Strahlung (Licht). Die aeroben phototrophen Organismen entwickeln dabei Sauerstoff, während die anaeroben phototrophen Organismen keinen Sauerstoff produzieren)
• chemotroph (Die primäre Energiequelle sind organische oder anorganische Verbindungen. Durch Redox-, Abbau- und Umwandlungsreaktionen wird Energie frei. Dies kann in Gegenwart (Atmung, aerob) oder in Abwesenheit (Gärung, anaerob) von Sauerstoff erfolgen)

• organotroph: Die Elektronen werden organischen Verbindungen entzogen, indem diese oxidiert werden
• lithotroph: Die Elektronen stammen aus reduzierten anorganischen Molekülen wie H2, NH3, H2S, S, CO, Fe2+, H2O. Durch Oxidation werden ihnen Elektronen entzogen

• autotroph: Anorganisches Kohlendioxid (CO2) wird zu organischem Kohlenstoff reduziert, was als
• CO2-Fixierung bezeichnet wird
• heterotroph: die Organismen beziehen den Zellkohlenstoff aus organischen Verbindungen

Mikroorganismen sind zwingend auf Sauerstoff angewiesen, um Energie durch Atmung zu erzeugen.

Mikroorganismen können nur in Abwesenheit von Sauerstoff wachsen, da O2 für diese Gruppe toxisch wirkt und sie abtötet

Mikroorganismen ist Wachstum sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von O2 möglich

Mikroorganismen sind eine Untergruppe der fakultativ anaeroben MOs. Sie tolerieren zwar die Anwesenheit von O2, nutzen ihn aber nicht für die Energiegewinnung und betreiben damit auch keine Atmung

• Die meisten fakultativ anaeroben Mikroorganismen sind gleichzeitig mikroaerophil. Das bedeutet, dass sie zwar Sauerstoff für die Energieerzeugung benötigen, sie tolerieren allerdings lediglich einen Sauerstoffpartialdruck von pO2 = 0.01 - 0.03 bar.
• Als Vergleich: Der Sauerstoffpartialdruck der Luft beträgt ca. 0.2 bar.

• 1. Psychrophile (4°C=Optimum)
• 2. Mesophile (37°C=Optimum)
• 3. Thermophile (60°C=Optimum)
• 4. Hyperthermophile (88°C, resp. 106°C=Optimum)

Beim Einsatz von feuchter Hitze reduziert sich sowohl die Einwirkzeit als auch die Temperatur deutlich

• Sie muss biologischen Ursprungs sein. (erzeugt von Bakterien oder Pilzen)
• Die Verbingung ist niedermolekular
• Ein Antibiotikum ist kein Enzym bzw. ist nicht katalytisch aktiv (Lysozym zählt damit nicht zu den Antibiotika).
• Die Verbindung muss das Wachstum von Mikroorganismen bereits in geringer Konzentration hemmen (Ethanol ist damit kein Antibiotikum. Es wird zwar auch von Mikroorganismen (z.B. Hefen) gebildet, ist niedermolekular und ist kein Enzym - es hemmt mikrobielles Wachstum jedoch erst bei hohen Konzentrationen. (ab ca. 70% Vol.)

• greifen Strukturen an oder stören Stoffwechselprozesse, die spezifisch für Prokaryoten sind und bei Eukaryoten nicht vorkommen
• die Zellwand
• die cytoplasmatische Membran
• die DNA-Replikation
• die RNA-Synthese
• Ribosomen bzw. Proteinsynthese
• bestimmte Stoffwechselwege, v.a. die Folsäurebiosynthese

• Der Angriffsort für das Antibiotikum ist nicht vorhanden (z.B. Zellwand bei Mykoplasmen)
• Undurchlässigkeit der Zellhülle für Antibiotikum
• Umwandlung des Antibiotikums in eine inaktive Form durch die prokaryotische Zelle
• Veränderung des Angriffsorts des Antibiotikums durch die Mikroorganismen, z.B. durch Mutationen
• Veränderung des biochemischen Synthesewegs durch die Mikroorganismen
• Efflux: das Antibiotikum gelangt zwar in die Zelle und könnte auch seine Wirkung entfalten; es wird jedoch so schnell aus der Zelle gepumpt, dass das Bakterium überlebt

Mikroorganismen bilden Antibiotika, um sich vor anderen Mikroorganismen zu schützen, die z.B. die gleiche Nährstoffquelle nutzen

• ist nicht aus einer oder mehreren Zellen aufgebaut
• besitzt DNA und RNA nicht gleichzeitig
• kann sich nicht bewegen
• zeigt kein Wachstum
• hat keinen Stoffwechsel
• braucht keine Energie
• Viren zum Teil identisch (keine Individualität)
• kann Verletzungen nicht heilen

• 1. Adsorption (spezifisches binden des Virus an Zelloberfläche)
• 2. Penetrating und Uncoating (eindringen und Freisetzen der viralen Nukleinsäure)
• 3. Virusreproduktion (Zelle stellt ihren Stoffwechsel auf die Virusproduktion um)
• 4. Virusreifung (Zusammenbau oder Assemblierung der viralen Capsidproteine und der Virusgenome zu neuen infektiösen Partikel)
• 5. Freisetzung (hängt teilweise mit der Virusreifung zusammen, wenn bei der Ausschleusung der Viren aus der Zelle Hüllen oder Hüllenteile aus der Cytoplasmamembran oder Kernmembran erworben werden)

• zwingend bei allen Viren vorhanden
• Zerstört die Wirtszelle
• Pro Zelle entstehen viele neue Viren

• nicht bei allen Viren vorkommend
• Vermehrung der Viren langsam (nur bei Zellteilung der Wirtszelle)
• („passive“ Vermehrung des Virus)

• Schutz-Mechanismus von Bakterien gegen Viren, indem die DNA von der DNA-Methylase an spezifischen Stellen markiert wird
• Ist die Phagen-DNA an dieser Stelle nicht Methyliert, wird sie durch die Restriktionsendonuclease geschnitten, und somit inaktiviert

• verfügt über ein ssRNA(-)-Genom
• umfasst 8 Gene
• Spezifiziert auf Schleimhautzellen bei: Vögeln, Schweinen und Menschen

• punktmutation im viralen Genom
• nur kleine, aber mit gewisser Konstanz auftretende Veränderungen
• wichtig sind die permanent auftretenden Veränderungen des Hämagglutinins und der Neuraminidase da sie dem menschliche Immunsystem bei der Identifikation dienen
• wenn Mutiert, nur noch teilimmunität, man erkrankt jedes Jahr aufs neue jedoch selten heftig

• Sprunghafte Mutation
• Wenn eine Wirtszelle gleichzeitig von zwei verschiedenen Influenza-Virustypen infiziert wird kann es zu einer durchmischung der beiden viralen Genome kommen
• Wenn Hämaglutinin- und Neuraminidase-Gene neu kombiniert werden, problematisch, denn so entsteht ein neuer Virustyp, mit zahlreichen Unterschieden bei den Oberflächenantigenen und das menschliche Immunsystem besitzt dann keine Immunität mehr gegenüber dem neuen Virustyp (=heftige Erkrankungen)

• Wenn sich z.B. in einem Schwein ein menschlicher-Influenza-Virus mit einem Vogel-Influenza-Virus vermischt, kann es so zu einem völlig neuen Influenza-Virustyp kommen
• Durch das enge räumliche zusammenleben von Schwein, Geflügel und Mensch in manchen asiatischen Landwirtschaftsformen ergibt sich ein gewisses Risiko für Mutationen.

• Krankheitserreger (ein nacktes, proteinfreies, ringförmig geschlossenes, einzelsträngiges RNA-Molekül, das nicht von einem Capsid umgeben ist , enthält keine Gene, die für Proteine codieren
• Wachstumshemmung mit Verkrümmung und Gelbfärbung der Blätter
• Verbreitung erfolgt über propfung, durch geräte bei der Beschneidung von Bäumen, Blattkontakt und Insekten