Bakterienformen

Bakterienformen
Bakterienformen
Kugel
Coccus
Stäbchen
Bacillus
Gekrümmtes
Stäbchen
Vibrio
Korkenzieher
Spirillum
Zellgröße: 0,1 – 5 µm
Das größte Bakterium:
Thiomargarita namibiensis (750 µm)
Das kleinste Bakterium mit Zellwand:
Nanoarchaeus equitans (0,35 µm)
1,0 µm
Die kleinsten Bakterien ohne Zellwand:
Mycoplasmen (0,1 µm)
0,1 µm
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.
Prokaryonten und Mikroalgen:
Stoffwechsel in die wässrige Umwelt gerichtet.
Prokaryonten:
Die wässrige Umwelt ist sinngemäß ihr Zytoplasma.
Prokaryonten:
Keine makroskopisch wahrnehmbare Gestalt - Prozeßgestalt
Prokaryonten haben eine Prozeßgestalt
Abbau von:
Zuckern, Polysacchariden
Aminosäuren, Proteinen
Fettsäuren, Fetten
Bildung von: CO2, Säuren, Alkoholen
Atmung (Sauerstoffatmung, Nitratatmung, Sulfatatmung)
Gärung
Oxidation von: Fe2+, Mn2+, NH4+, H2S
Wachstum mit/ohne Licht und bei kalten/ heissen Temperaturen
Prokaryonten
• Zellmembran
• Zellwand (Sacchulus)
• 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)
• Geißel, Kapsel, Pili
Phylogenie
Phylogenie
Aufbau der Zellwand von Bakterien
Zellwand eines Gram-positiven Bakteriums
Glycerol- Teichonsäuren
Ribitol- Teichonsäuren
n = 8-50
Peptidoglycan: ca. 40 Mureinschichten
Zellwand eines Gram-negativen Bakteriums
Peptidoglycan: 1-5 Mureinschichten
Bausteine des Peptidoglykans (Murein) der Bakterienzellwand
Peptidoglykan
Zellwände von Archaea
Pseudomurein
(Polymer aus N-Acetyl-Glucosamin
und N-Acetyl-Talosaminuronsäure,
ß-1,3 verknüpft)
Zellwand von............
Archaea
Eubakterien
Eukaryonten
typisch
i.d.R. Pseudomurein
i.d.R. Peptidoglykan Cellulose (Pflanzen)
(Mureinsacculus)
Chitin (Pilze)
Polymer aus:
N-AcetylGlucosamin und NAcetylTalosaminuronsäure
N-AcetylGlucosamin und NAcetylMuraminsäure
Glucose (Cellulose)
bzw.
Glucosamin (Chitin)
kann auch fehlen…
ja
ja
ja
…oder aus anderen
Komponenten
aufgebaut sein
Proteinhülle, etc.
Proteinhülle, etc.
Proteinhülle,
Kalkauflagerungen,
Silikatschalen, etc.
Bewegung von Prokaryonten
Taxis – negativ oder positiv
Chemotaxis
Phototaxis
Aerotaxis
Geotaxis
Bewegung von Prokaryonten
Geißelapparat
Spirochaeten:
geißelartige Proteine
unter der Zellwand
Gleiten auf Schleimen
Wachstum
Zweiteilung
Biomassezunahme höchstens
um den Faktor 2
Exponentielles Wachstum
N = N0 e-µt
Wachstum und Stoffwechsel
Wachstum: Energieversorgung + Biomassebildung + Ausscheidung
C, N, P, S
(Exkretion)
Anabolismus
Stoffaufbau
-
Metabolismus
Stoffwechsel
-
Katabolismus
Stoffabbau
Prokaryonten: Extrem große Stoffwechselvielfalt
Pflanzen und Tiere: Formenvielfalt - Stoffwechseleinfalt
Stoffwechseltypen
Energiequelle:
Stoffwechseltypen
Licht
chemisch gebundene Energie
CH4, H2S, NH4+, organ. Verb.
phototroph
chemotroph
Reduktionsäquivalente: anorganische organische
(H-Donator)
Verbindungen Verbindungen
CH4, H2S, NH4+ Glukose, Aminosäuren
lithotroph
C-Quelle:
Photolithoautotrophe
Chemolithoautotrophe
Chemoorganoheterotrophe
Photoorganoheterotrophe
organotroph
CO2
organische Verbindungen
autotroph
heterotroph
Pflanzen,
Tiere,
Bakterien
Prokaryonten
Prokaryonten
Prokaryonten
Bakterien können Luftstickstoff fixieren
(nur unter Sauerstoff-freien Verhältnissen)
N2-Fix, Sauerstoff
Sauerstoffatmung:
Aerobier, obligat, fakultativ
Leben ohne Sauerstoff:
(Gärung,
anaerobe Atmung)
Anaerobier, obligat, fakultativ
Fazit
Fazit
• Prokaryonten haben einfache Formen
• Bakterien und Archaen unterscheiden sich im Aufbau der Zellwand
• Prokaryonten haben eine extrem hohe Stoffwechselvielfalt