Projektbeschreibung

bactrace
Projektbeschreibung
Inhalt
bactrace in 60 Sekunden
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Zusammenfassung. Kurzpräsentation
Ausführliche Darstellung von bactrace
Alles begann vor Milliarden Jahren…
Stichwort: Stromatolithen
(von altgriechisch στρῶμα stroma, Decke und λίθος lithos, Stein)
sind biogene Sedimentgesteine, die durch Einfangen und Bindung von Sedimentpartikeln oder Fällung gelöster Stoffe
infolge des Wachstums und Stoffwechsels von Mikroorganismen in einem Gewässer entstanden sind. Die ältesten bekannten Fossilien sind größtenteils Stromatolithen und sie könnten demnach Hinweise darauf liefern, wie sich Leben von
sehr einfachen zu komplexeren Formen entwickelt hat. Stromatolithen werden als die ältesten Fossilien bezeichnet und
kommen schon im Präkambrium vor, sie existieren seit etwa 3,5 Milliarden Jahren und wurden bei dem Ort North Pole
(Western Australia) gefunden.
Etwa 3,4 Milliarden Jahre alt sind Stromatolithen der Fig-Tree-Gruppe, Swaziland Supergruppe, im Barberton Mountain Land, Südafrika.
Quelle: Wikipedia
bactrace
Stichwort: Bakterien
(Singular:Das Bakterium, veraltet auch die Bakterie; von griechisch βακτήριον baktērion ‚Stäbchen‘)
bilden neben den Eukaryoten und Archaeen eine der drei grundlegenden Domänen, in die alle Lebewesen eingeteilt
werden. Bakterien sind wie die Archaeen Prokaryoten, das bedeutet, ihre DNA ist nicht in einem vom Cytoplasma durch
eine Doppelmembran abgegrenzten Zellkern enthalten wie bei Eukaryoten, sondern bei ihnen liegt die DNA wie bei allen
Prokaryoten frei im Cytoplasma, und zwar zusammengedrängt in einem engen Raum, dem Nucleoid.
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Bakterien kommen in verschiedenen äußeren Formen vor (Beispiele in Klammern):
kugelförmig, sogenannte Kokken (Micrococcus),
zylinderförmig, sogenannte Stäbchen (Bacillus, Escherichia) mit mehr oder weniger abgerundeten Enden,
wendelförmig (Spirillen, Spirochäten),
mit Stielen (Caulobacter),
mit Anhängen (Hyphomicrobium),
mehrzellige Trichome bildend (Caryophanon, Oscillatoria),
lange, verzweigte Fäden - sogenannte Hyphen - bildend, die sich verzweigen und eine Fadenmasse, sogenanntes
Mycel, bilden (Streptomyzeten),
 Gebilde mit mehreren unregelmäßig angeordneten Zellen (Pleurocapsa).
Oft kommen Bakterien in Aggregaten vor: Kugelketten (Streptococcus), flächige Anordnung kugelförmiger Zellen (Merismopedia), regelmäßige dreidimensionale Anordnung von Kugeln (Sarcina), Stäbchenketten (Streptobacillus), in Röhren eingeschlossene Stäbchenketten (Leptothrix).Die Größe von Bakterien ist sehr unterschiedlich: Ihr Durchmesser
liegt zwischen etwa 0,1 und 700 µm, bei den meisten etwa 0,6 bis 1,0 µm. Ihre Länge liegt in einem größeren Bereich:
bei Einzelzellen zwischen etwa 0,6 µm (bei Kokken) und 700 µm, Hyphen können noch länger sein, die meisten Bakterien
sind 1 bis 5 µm lang.
Das Volumen der meisten Bakterien liegt in der Größenordnung von 1 µm³. Abgesehen von wenigen Ausnahmen können
einzelne Bakterienzellen mit bloßem Auge nicht gesehen werden, da das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges
um etwa 50 µm liegt.
Besonders klein sind Mycoplasmen, der Durchmesser der kleinsten beträgt etwa 0,3 µm.
Besonders groß sind viele Cyanobakterien, ihr Durchmesser liegt meistens zwischen 2 und 8 µm.
Das größte bisher bekannte Bakterium ist Thiomargarita namibiensis: etwa kugelförmig mit einem Durchmesser von
300–700 µm, also mit bloßem Auge zu sehen.
Das Volumen des größten Bakteriums (Durchmesser d etwa 700 µm, Volumen einer Kugel = 0,523 · d 3) ist etwa 10 Milliarden Mal größer als das Volumen des kleinsten (Durchmesser etwa 0,3 µm).
Quelle Wikipedia
Einschub „große Zahlen“
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Kurz zur Erinnerung
Stichwort: Bakteriophagen
kurz: Phagen (griechisch: phagein = fressen)
sind im biologischen Sinn Viren, die jedoch nur Bakterien angreifen und auflösen! Phagen können sich nicht alleine,
sondern ausschließlich in Bakterienzellen vermehren. Ein Phage ist sehr viel kleiner als eine Bakterienzelle und besteht
lediglich aus seiner Erbsubstanz (meist DNA), die in eine Proteinhülle eingebettet ist. Diese Hülle wird „Kopf“ des Phagen genannt, mit kristallähnlicher Form. Außerdem hat ein Phage einen „Schwanz“ aus Protein mit einer Feinstruktur
am Ende, welche die Stelle zum Anheften an die Bakterien-Zelloberfläche enthält, den Rezeptor. Er ist derart spezifisch
für bestimmte Bakterien, dass ein Phage nur Bakterien mit passender Zelloberfläche angreifen kann. Dabei heftet sich
der Phage an die Oberfläche seines Wirtsbakteriums, schießt sein Erbmaterial aus dem Kopf in das Bakterium, das nun
veranlasst wird, mittels seiner Enzym-Ausstattung eine neue Phagengeneration herzustellen: So entstehen aus einem
einzigen Bakterium neue Phagen in so hoher Zahl, dass die Bakterienzelle platzt und die jungen Phagen entlässt. Sie
strömen aus, um sofort weitere „passende“ Bakterienzellen zu befallen. Da die Zahl der neuen Phagen sehr groß ist, ist
leicht vorstellbar, dass Phagen die passenden Bakterien in ihrer Nähe vollständig und schnell befallen, da die Bakterien
so lange mit Sicherheit von den Phagen zerstört werden, wie Phagen vorhanden sind und die Rezeptoren „passen“.
In den riesigen Zahlen von Bakterienzellen an einem Standort kommt es zu einem statistischen Auftreten von Mutationen,
die dazu führen können, dass vereinzelte Bakterienzellen resistent gegen den spezifischen Phagen werden. Jedoch bleiben die phagenresistenten Bakterien in der Minderheit und zugleich entwickelt sich der Phage „mit“: Auch er entwickelt
Mutationen, die wiederum die resistenten Bakterien betreffen (den Rezeptor), d.h. der Phage wird die Bakterien weiterhin angreifen.
Quelle: DSMZ
Wiedereinstieg
Stichwort: Längenmaße
1 Mikrometer (µm) entspricht
1 Nanometer (nm) entspricht
1 / 1.000 Millimeter
1 / 1.000.000 Millimeter
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Der Test
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Fluoreszenz
spontane Emission von Licht kurz nach der Anregung eines Materials.
Dabei ist das emittierte Licht in der Regel energieärmer als das vorher absorbierte. Fluoreszenz wurde erstmals 1852
von George Gabriel Stokes beschrieben.Das Wort „Fluoreszenz“ leitet sich von dem fluoreszierenden Mineral Fluorit
(Flussspat, Calciumfluorid, CaF2) ab.
Im Gegensatz zur Phosphoreszenz erfolgen die Übergänge zwischen Zuständen mit gleichem Spin. Die angeregten Zustände haben daher eine kurze Lebensdauer und die Fluoreszenz klingt nach kurzer Zeit ab.
Der angeregte Fluorophor verweilt nach der Absorption eine bestimmte Zeit im angeregten Zustand. Diese Zeit wird im
Allgemeinen als Lebensdauer oder im Speziellen auch als Fluoreszenzlebensdauer bezeichnet. Nach den Regeln der
Quantenmechanik ist die Fluoreszenzlebensdauer kurz, da die Lichtemission "erlaubt" ist und daher schnell erfolgt.
Das Fluoreszenzlicht ist in der Regel gegenüber dem Anregungslicht langwellig verschoben. Dieser Effekt wird Stokessche Regel genannt. Der Effekt beruht darauf, dass bei der elektronischen Anregung zunächst höhere Schwingungszustände des angeregten Zustands besetzt werden, die ihre Energie dann durch Schwingungsrelaxation abgeben. Ebenso
werden bei der Emission (aus dem Schwingungsgrundzustand des angeregten Zustands) oftmals zunächst höhere
Schwingungszustände des Grundzustands besetzt. Im Allgemeinen wird daher zur Anregung mehr Energie aufgewendet
(kürzere Wellenlänge) als bei der Emission abgegeben wird (längere Wellenlänge). Der Energieerhaltungssatz wird
dabei nicht verletzt, da die Differenzenergie an die Umgebung abgegeben wurde (Schwingungsrelaxation). Im Grenzfall
können natürlich Anregung und Emission jeweils zwischen den Schwingungsgrundzuständen von angeregtem und
Grundzustand erfolgen. In diesem Fall erfolgen Anregung und Emission mit der gleichen Wellenlänge und man spricht
von Resonanzfluoreszenz.
Quelle: Wikipedia
Zwischenzusammenfassung
Über die Technik
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Das Know how
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Die bisherigen Aktivitäten
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bactrace - eine Revolution in der Medizin!
Umsatzpotenziale
Umsatzpotenzial BRD
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Umsatzpotenzial Europa
Umsatzpotenzial Weltmarkt
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