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Kugel Coccus

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Academic year: 2021

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(1)

Bakterienformen

(2)

Kugel Coccus

Stäbchen Bacillus

Gekrümmtes Vibrio Stäbchen

Korkenzieher Spirillum Zellgröße: 0,1 – 5 µm

Bakterienformen

(3)

Das größte Bakterium:

Thiomargarita namibiensis (750 µm)

Das kleinste Bakterium mit Zellwand:

Nanoarchaeus equitans (0,35 µm)

0,1 µm 1,0 µm

Die kleinsten Bakterien ohne Zellwand:

Mycoplasmen (0,1 µm)

(4)

Prokaryont – kein Zellkern

Nimmt gelöste Nahrung auf, osmotroph.

Scheidet Verdauungsenzyme aus.

Alge mit Zellkern und Chloroplasten

Nimmt gelöste Nahrung auf, osmotroph.

Scheidet keine Verdauungsenzyme aus.

Flagellat mit Zellkern, Mitochondrien und Nahrungsvakuole

Nimmt Nahrungspartikel auf, phagotroph.

(5)

Stoffwechsel in die wässrige Umwelt gerichtet.

Prokaryonten:

Die wässrige Umwelt ist sinngemäß ihr Zytoplasma.

Prokaryonten:

Keine makroskopisch wahrnehmbare Gestalt - Prozeßgestalt

Prokaryonten und Mikroalgen:

(6)

Prokaryonten haben eine Prozeßgestalt

Abbau von: Zuckern, Polysacchariden Aminosäuren, Proteinen Fettsäuren, Fetten

Bildung von: CO 2 , Säuren, Alkoholen

Atmung (Sauerstoffatmung, Nitratatmung, Sulfatatmung) Gärung

Oxidation von: Fe 2+ , Mn 2+ , NH 4 + , H 2 S

Wachstum mit/ohne Licht und bei kalten/ heissen Temperaturen

(7)

• Kein Zellkern, Nukleoidregion

• Genom ringförmig, dsDNA, z.T. Plasmide (ringförmig oder linear)

• Keine Zellkompartimentierung durch intrazelluläre Membransysteme, z.T. Membranstapel für Stoffwechselprozesse (Photosynthese, Atmung)

• Ribosomen (Proteinsyntheseapparat)

• Einschlüsse (Speicherstoffe, Stärke, Phosphate)

• Zellmembran

• Zellwand (Sacchulus)

• Geißel, Kapsel, Pili

Prokaryonten

(8)

Phylogenie

(9)

Phylogenie

(10)

Aufbau der Zellwand von Bakterien

(11)

Glycerol- Teichonsäuren Ribitol- Teichonsäuren n = 8-50

Peptidoglycan: ca. 40 Mureinschichten

Zellwand eines Gram-positiven Bakteriums

(12)

Peptidoglycan: 1-5 Mureinschichten

Zellwand eines Gram-negativen Bakteriums

(13)

Peptidoglykan

Bausteine des Peptidoglykans (Murein) der Bakterienzellwand

(14)

Zellwände von Archaea

Pseudomurein

(Polymer aus N-Acetyl-Glucosamin und N-Acetyl-Talosaminuronsäure,

ß-1,3 verknüpft)

(15)

Proteinhülle, Kalkauflagerungen,

Silikatschalen, etc.

Proteinhülle, etc.

Proteinhülle, etc.

…oder aus anderen Komponenten aufgebaut sein

ja ja

ja kann auch fehlen…

Glucose (Cellulose) bzw.

Glucosamin (Chitin) N-Acetyl-

Glucosamin und N- Acetyl-

Muraminsäure N-Acetyl-

Glucosamin und N- Acetyl-

Talosaminuronsäure Polymer aus:

Cellulose (Pflanzen) Chitin (Pilze) i.d.R. Peptidoglykan

(Mureinsacculus) i.d.R. Pseudomurein

typisch

Eukaryonten Eubakterien

Archaea

Zellwand von...

(16)

Taxis – negativ oder positiv Chemotaxis

Phototaxis Aerotaxis Geotaxis

Bewegung von Prokaryonten

(17)

Spirochaeten:

geißelartige Proteine unter der Zellwand

Geißelapparat

Gleiten auf Schleimen

Bewegung von Prokaryonten

(18)

Wachstum

Zweiteilung

Biomassezunahme höchstens um den Faktor 2

Exponentielles Wachstum

N = N 0 e -µt

(19)

Wachstum und Stoffwechsel

Wachstum: Energieversorgung + Biomassebildung + Ausscheidung C, N, P, S (Exkretion)

Prokaryonten: Extrem große Stoffwechselvielfalt Pflanzen und Tiere: Formenvielfalt - Stoffwechseleinfalt

Anabolismus - Metabolismus - Katabolismus

Stoffaufbau Stoffwechsel Stoffabbau

(20)

Stoffwechseltypen

Stoffwechseltypen

C-Quelle: CO 2 organische Verbindungen

autotroph heterotroph Photolithoautotrophe Pflanzen, Bakterien Chemolithoautotrophe Prokaryonten Chemoorganoheterotrophe Tiere, Prokaryonten Photoorganoheterotrophe Prokaryonten

Energiequelle: Licht chemisch gebundene Energie CH 4 , H 2 S, NH 4 + , organ. Verb.

phototroph chemotroph

Reduktionsäquivalente: anorganische organische

(H-Donator) Verbindungen Verbindungen

CH 4 , H 2 S, NH 4 + Glukose, Aminosäuren

lithotroph organotroph

(21)

N2-Fix, Sauerstoff

Bakterien können Luftstickstoff fixieren (nur unter Sauerstoff-freien Verhältnissen)

Sauerstoffatmung: Aerobier, obligat, fakultativ

Leben ohne Sauerstoff: Anaerobier, obligat, fakultativ (Gärung,

anaerobe Atmung)

(22)

Fazit

Fazit

• Prokaryonten haben einfache Formen

• Prokaryonten haben eine extrem hohe Stoffwechselvielfalt

• Bakterien und Archaen unterscheiden sich im Aufbau der Zellwand

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