Grundvorlesung Allgemeine Mikrobiologie

Maße von den Wachstumsbedingungen der Bakterien ab. Man kann die Kapseln im Mikroskop sehr einfach
sichtbar machen, indem man einen Farbstoff zusetzt, der nicht in die Kapsel eindringt. Am einfachsten kann
man dazu schwarze Tusche verwenden. Vor dem Hintergrund der Rußpartikel hebt sich die Zelle mit ihrer
Hülle ab. Diese Färbetechnik heißt Negativ−Kontrastierung.
Die chemische Zusammensetzung der Schleime kann sehr verschieden sein. Am verbreitesten sind Schleime
aus Polysacchariden. Die genaue Zusammensetzung der Polysaccharide kann auch innerhalb der Art stark
variieren. Damit wird nochmals klar, welche Bedeutung die Polysaccharide für Pathogene haben können.
Obwohl im Innern prinzipiell dasselbe Bakterium steckt, kann die Immunabwehr sehr unterschiedlich
reagieren, da die Bakterien von außen anders aussehen.
Besonders bei Arten der Gattung Bacillus gibt es auch Kapseln, die aus Aminosäuren aufgebaut sind. Der
Erreger des Milzbrandes, Bacillus anthracis baut seine Kapsel aus einem Polymer der Glutaminsäure auf.
Geißeln und Beweglichkeit
Bei Bakterien sind zwei Möglichkeiten zur Fortbewegung verwirklicht:
• durch flexible Bewegungen der gesamten Zelle, die zu einem Gleiten führen. Das ist die typische
Fortbewegungsart der Myxobakterien, die auf feuchten Oberflächen leben. Unter geeigneten
Bedingungen können das durchaus auch andere Bakterien − sogar Escherichia coli.
• durch das Schlagen von Geißeln. Diese Fortbewegungsart funktioniert natürlich nur in flüssigem
Medium.
Bakterielle Flagellen oder Geißeln sind entweder an einem Ende der Zelle inseriert (monotrich) oder an
beiden Enden (amphitrich) oder aber sind um die gesamte Zelle herum verteilt (peritrich). Es gibt dann noch
die polare Begeißelung in Schopf−artiger Form (lophotrich). Flagellen sind mit 20 nm so dünn, daß man sie
im Lichtmikroskop nicht sehen kann. Sie sehen aber die Auswirkungen des Geißelschlags: Bakterien können
im Lebendpräparat enorm schnell sein.
Die Geißeln der Gram−negativen Bakterien durchdringen ausgehend von ihrer Einbettung in die
Cytoplasmamembran die gesamte Zellwand. Sie sind aufgebaut aus dem Basalkörper, der Hakenregion und
dem Filament. Der Basalkörper besteht aus zwei Paaren von Ringen, die das hohle Filament der Geißel
umgeben. Diese Struktur ist dann in die Zellwand eingelassen, so daß der untere oder M−Ring in der
Cytoplasmamembran sitzt. Der äußere Ring sitzt in Höhe der äußeren Membran. Dieser komplizierte
Basalkörper ist aus 10−13 verschiedenen Proteinen aufgebaut. Moleküle von einem bestimmten dieser
Proteine aggregieren spontan zu der Hakenregion. Das Filament ist ein langes, dünnes Rohr, das in der Regel
aus nur einem einzigen Protein, dem Flagellin aufgebaut ist. Es wird vermutet, daß sich das Filament
außerhalb der Zelle Proteinmolekülen zusammensetzt, die durch den ebenfalls hohlen Basalkörper nach außen
transportiert werden, sich am distal gelegenen Ende in die Flagellenstruktur einordnen und sie somit
verlängern. Die Struktur der Flagellen in gram−positiven Organismen ist ganz ähnlich, nur daß der
Basalkörper aus nur zwei Ringen aufgebaut ist. Der innere sitzt in der Cytoplasmamembran und verankert die
Geißel, der äußere sitzt in der Peptidoglycan−Schicht der Zellwand. Die Funktion der Ringe können SIe sich
etwa wie die eines Gleitlagers in der Technik vorstellen.
Die Flagellen setzen die bakterielle Zelle in Bewegung, indem der Basalkörper rotiert; die Drehrichtung kann
sich umkehren. Die Energie für die Geißelbewegung dazu wird von ATP−liefernden Stoffwechselvorgängen
am M−Ring erzeugt.
Chemo− und Phototaxis
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Bakterien können auf chemische und physikalische Stimuli antworten, d.h., sie können sich auf eine
Reizquelle zu− oder sich von ihr wegbewegen. Chemotaxis nennen wir die Reaktion auf chemische Reize.
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