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
Alge mit Zellkern und
Chloroplasten
Nimmt gelöste Nahrung auf,
osmotroph.
Scheidet Verdauungsenzyme aus.
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: 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

• Zellmembran
• Zellwand (Sacchulus)
• Kein Zellkern, Nukleoidregion
Prokaryonten
• 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

Pseudomurein
(Polymer aus N-Acetyl-Glucosamin
und N-Acetyl-Talosaminuronsäure,
ß-1,3 verknüpft)
Zellwände von Archaea

Zellwand von............
Archaea
Eubakterien
Eukaryonten
typisch
i.d.R. Pseudomurein
i.d.R. Peptidoglykan
(Mureinsacculus)
Cellulose (Pflanzen)
Chitin (Pilze)
Polymer aus:
N-Acetyl-
Glucosamin und N-
Acetyl-
Talosaminuronsäure
N-Acetyl-
Glucosamin und N-
Acetyl-
Muraminsäure
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 = N 0 e -µt

Wachstum und Stoffwechsel
Wachstum: Energieversorgung + Biomassebildung + Ausscheidung
C, N, P, S (Exkretion)
Anabolismus - Metabolismus - Katabolismus
Stoffaufbau Stoffwechsel Stoffabbau
Prokaryonten: Extrem große Stoffwechselvielfalt
Pflanzen und Tiere: Formenvielfalt - Stoffwechseleinfalt

Stoffwechseltypen
Stoffwechseltypen
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
C-Quelle: CO 2 organische Verbindungen
autotroph heterotroph
Photolithoautotrophe Pflanzen, Bakterien
Chemolithoautotrophe
Prokaryonten
Chemoorganoheterotrophe Tiere, Prokaryonten
Photoorganoheterotrophe
Prokaryonten

Bakterien
N2-Fix,
können Luftstickstoff
Sauerstoff
fixieren
(nur unter Sauerstoff-freien Verhältnissen)
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