Bakterien
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Die Bakterien (Bacteria) bilden eine der drei grundlegenden Domänen, in die heute alle Lebewesen eingeteilt werden. Traditionell wird der Begriff in der Mikrobiologie für alle mikroskopisch kleinen einzelligen Organismen gebraucht, die keinen Zellkern besitzen und daher zu den Prokaryonten gehören. Heute dagegen werden die Archaebakterien (Archaea) einer separaten Domäne zugeordnet. Zur Unterscheidung von dieser Gruppe spricht man auch manchmal von Eigentlichen Bakterien oder Echten Bakterien. Früher wurden sie zur Unterscheidung von den dann Archaebacteria genannten Archaebakterien mit wissenschaftlichem Namen auch Eubacteria genannt.
| Table of contents |
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2 Lebensweise der Bakterien 3 Endosymbiontentheorie 4 Ökologische Bedeutung der Bakterien 5 Klassifikation der Bakterien 6 Weblinks |
Bakterien besitzen zumeist eine Zellwand, Cytoplasma und Ribosomen. Die DNA liegt als ringförmiges so genanntes Bakterienchromosom frei im Plasma vor. Weitere DNA existiert häufig in Form von ringförmigen Plasmiden, die unabhängig vom Bakterienchromosom vererbt werden. Das komplette Genom des Darmbakteriums Escherichia coli besteht aus 4,7 Millionen Basenpaaren, die vollständig sequenziert wurden. Es ist 1 μm lang, aber nur 2 nm breit und enthält rund 1700 Gene. Neben dem Genom von E. coli sind etliche weitere Bakteriengenome vollständig bekannt (siehe Sequenzierte Organismen).
Lebensweise und Stoffwechsel der Bakterien können sehr unterschiedlich sein. So gibt es Bakterien, die Sauerstoff benötigen (aerobe Bakterien oder Aerobier), Bakterien, für die Sauerstoff Gift ist (obligatorisch anaerobe Bakterien oder obligatorische Anaerobier), und Bakterien, die sowohl Sauerstoff als auch Sauerstoffmangel aushalten (fakultative Anaerobier). Einige Bakterien sind zur Photosynthese fähig, etwa die früher auch Blaualgen genannten Cyanobakterien, einige sind heterotroph, chemoautotroph oder lithoautotroph. Manche Bakterien bilden Dauerstadien (Sporen), die extreme Umweltbedingungen aushalten. Bakterien, die sich extremen Umweltbedingungen angepasst haben, nennt man Extremophile.
Die Vermehrung der Bakterien erfolgt durch Zellteilung. Bakterien können aber auch Sex haben (Konjugation) und so ihr Erbgut austauschen. Dazu produzieren sie so genannte Sexualpili (Proteinröhren), durch die DNA von einer Zelle zur anderen übertragen werden kann. Die DNA-Übertragung kann allerdings auch ohne diese Pili erfolgen, wenn sich zwei Bakterienzellen eng aneinander legen.
Man nimmt heute an, das die Organellen, die in den Zellen vieler Eukaryonten vorkommen, ursprünglich eigenständige Bakterien waren (Endosymbiontenhypothese); dies betrifft den Zellkern, die Chloroplasten und auch die Mitochondrien. All diese Organelle zeichnen sich durch eine doppelte Zellmembran aus.
Unverzichtbar für die Ökologie sind viele Bodenbakterien, die als Destruenten wirken bzw. Nährsalze für die Pflanzen verfügbar machen.
Eine große Gruppe von Bakterien bilden die so genannten Cyanobakterien, die früher etwas irreführend auch als Blaualgen bezeichnet wurden. Sie betreiben Photosynthese und sind entsprechend unabhängig von organischer Nahrung, brauchen jedoch Licht zum Überleben. Gemeinsam mit den Grünalgen (Chlorophyta) und anderen Algengruppen bilden sie das Phytoplankton der Meere und Süßgewässer und so die Nahrungsgrundlage vieler Ökosysteme.
Die Fähigkeit einer großen Anzahl von Bakterien für den Menschen wichtige Substanzen wie Antibiotika, Enzyme etc. zu produzieren, wird in der Biotechnologie genutzt. Neben klassischen Verfahren in der Nahrungsmittelproduktion gehört auch die Nutzung ihrer Fähigkeiten zur Beseitigung problematischer Abfälle sowie zur Produktion von Medikamenten hierher. Häufig werden zu diesem Zweck nützliche Teile des Genoms bestimmter Bakterien in das Genom einfach zu haltender und weitgehend ungefährlicher Bakterien wie Escherischia coli eingepflanzt (Gentechnik).
Eine phylogenetische Klassifikation anhand morphologischer Merkmale ist bei den Bakterien in der Regel nicht möglich, sie muss aus der Kenntnis der Genetik und Molekularbiologie dieser Organismen heraus erfolgen. Aus praktischen Gründen werden Bakterien dennoch nach ihrer Form und ihrer Organisation unterteilt. Dabei werden kugelige Bakterien als Kokken, längliche Bakterien als Stäbchen und spiralige Formen als Spirillen bezeichnet. Diese Grundformen können einzeln auftreten oder sich zu typischen Formen zusammnfinden (Hafenkokken, Kettenkokken, Doppelkokken). Desweiteren bilden vor allem Stäbchenbakterien häufig Geißeln, so genannte Flagellen, oder Kapseln aus. Weiterhin wichtig für die Klassifikation ist die Lebensweise, besonders der Stoffwechseltyp, sowie die Möglichkeit, die Bakterien auf bestimmte Weise zu färben. Diese Gramfärbung gibt Auskunft über die Zusammensetzung der Zellwand, die so genannten grampositiven Bakterien sind wahrscheinlich sogar eine phylogenisch anerkannte Gruppe.
In der folgenden Übersicht werden die medizinisch relevanten Bakterien und ihre taxonomische Zuordnung dargestellt:
Aufbau der Bakterien
Lebensweise der Bakterien
Endosymbiontentheorie
Ökologische Bedeutung der Bakterien
Unter die Bakterien fallen viele Krankheitserreger. Daneben kommen viele Bakterien als Symbionten im Darm oder in anderen Organen vieler Lebewesen vor und helfen bei der Verdauung und weiteren physiologichen Vorgängen. Escherichia coli und Enterococcen sind die bekanntesten Vertreter dieser Gruppe. Aber auch anaerobe Bifidobakterien gehören dazu. Klassifikation der Bakterien
Siehe auch: Sporenbildner, Virus, Rickettsien, Borrelien, Antibakterielle Socken, Portal Lebewesen
