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3 Allgemeine Mikrobiologie und ­Ökologie
3.2.5 Zellmembran
Wie alle biologischen Membranen ist auch die
bakterielle Zellmembran eine Einheitsmem­
bran. Im Gegensatz zur menschlichen Zelle
enthält sie aber KEIN Cholesterin.
Manche bakteriellen Toxine greifen gezielt am
Cholesterin an, ein sehr passender Mechanismus, da das toxinbildende Bakterium dadurch
selbst nicht beschädigt wird.
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Energiestoffwechsel
In der Zellmembran befinden sich bei den
Bakterien die Enzyme der Atmungskette. Diese sind auf der Innenseite der Membran lokalisiert. Bakterien haben KEINE Mitochondrien zur ATP-Synthese. Man nimmt vielmehr
an, dass unsere Mitochondrien sich aus Bakterien entwickelt haben (s. Endosymbiontentheorie, Skript Biologie 1).
3.2.6 Zellwand
Fast alle Bakterien haben zusätzlich zur Zellmembran eine Zellwand, die sich wie ein Sack
um die Bakterienzelle stülpt. Grundbaustein
der Zellwand ist das Murein, ein lineares Heteroglykan, das lange Polysaccharidfäden ausbildet. Diese sind untereinander quervernetzt,
sodass ein Mureinsack (Mureinsacculus) entsteht.
Die bakterielle Zellwand hat mehrere Funktionen:
–– Ihre Hauptaufgabe ist sicherlich der Schutz
des Bakteriums vor äußeren Umwelteinflüssen = eine mechanische Aufgabe. Bedenkt man außerdem, dass in einem Bakterium Überdruck herrscht, so wird die Zelle
durch die Zellwand vor spontaner Lyse bewahrt. Die Zellwand wirkt hier wie ein Korsett. Wird dieses Korsett an einer Stelle beschädigt, kann das Bakterium regelrecht
auslaufen. Das Prinzip kannst du dir an einem Fahrradreifen verdeutlichen: Auch hier
herrscht ein Überdruck im Reifen. Beim Aufschlitzen mit einem Taschenmesser ent-
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weicht die Luft schwallartig und der Reifen
ist platt.
–– Wie bereits besprochen, ist die Ultrastruktur der Zellwand für die äußere Morphologie (Kokkus, Stäbchen) verantwortlich (s.
3.2.1, S. 17). Daneben kann sie noch weitere Strukturen, wie z. B. Pili, organisieren.
–– Schließlich wird durch die Ultrafiltrationsfunktion der Zellwand eine selektive Stoffaufnahme und -abgabe gewährleistet; Stoffe, die nicht durch die Maschen des
Mureinsacks passen, bleiben daher draußen.
Da Bakterien von außen in Form
gehalten werden, benötigen sie
kein Zytoskelett, wie es eukaryontische Zellen besitzen, um
damit ihre Form zu wahren.
Der Aufbau der Zellwand ist bei grampositiven und gramnegativen Bakterien sehr unterschiedlich. Vereinfachend kann man sagen,
dass bei grampositiven Bakterien das Mureinnetz aus bis zu 40 Schichten besteht, bei gramnegativen Bakterien sind es wesentlich weniger.
Merke!
Das Kohlenhydratmakromolekül Murein ist charakteristisch für die Zellwand von Bakterien, da
Murein sonst nicht in der Natur vorkommt.
Übrigens …
Lysozym – ein Enzym, das beim Menschen in der Tränenflüssigkeit, dem
Speichel und in anderen Drüsensekreten vorkommt – hat die Fähigkeit, Mureinverbindungen zu spalten.
Es gehört zur unspezifischen Immun­
abwehr.