Mikrobio­logie: Mikrosko­pische Technike­n & Zellzykl­us - Zusammen­fassung

Mikrobiologie

MIKROSKOPISCHE TECHNIKEN

Antony van Leeuwenhoek erstes Mikroskop

Hellfeldmikroskopie normales Lichtmikroskop (Lichtquelle à Kondensor (Sammellinse) à Objekttisch à Objektiv à Okular)

Dunkelfeldmikroskopie Ringblende leitet Licht am Objektiv vorbei; nur durch Objekt gebeugtes Licht gelangt ins Auge; Zellgrenzen leuchten auf

Phasenkontrastmikroskop das von einer Ringblende durchgelassene Licht wird in der Objektivbrennebene durch einen Phasenring abgeschwächt; durch das Objekt gebeugtes Licht wird nicht geschwächt

helle Umrandung und hohe Kontraste

Fluoreszenzmikroskop Objekt wird von Seite oder von Oben mit Anregungswellenlänge bestrahlt à Fluoreszenzfarbstoffe emittieren längerwelliges Licht

Auflösung des Mikroskops Auflösung d = Wellenlänge λ / (2 ∙ A (numerische Apertur)), wobei A = n ∙ sin σ (n = Brechzahl des Mediums zwischen Deckglas und Frontlinse des Objektivs; σ = halber Öffnungswinkel des Objektivs

soll möglichst klein sein

Elektronenmikroskop Proben müssen getrocknet sein; hohe Genauigkeit wegen kurzer Wellenlänge von Elektronen; Vakuum im Inneren; höherer Kontrast durch Bedampfen mit Gold

Rasterelektronenmikroskop Elektronenstrahl tastet das Objekt zeilenweise ab; je nachdem wie viele Elektronen absorbiert werden erscheint Bild hell / dunkel

Rastertunnelmikroskopie Messung des elektrischen Stroms, der durch „tunneln“ von Elektronen von Objekt in ultrafeine Nadel fließt

Rasterkraftmikroskopie Abtasten einer Oberfläche mit einer mikroskopisch kleinen Nadel

Louis Pasteur widerlegte mit Sterilgefäß die Idee der spontanen Entstehung von Mikroorganismen

Glove-Box steriler Arbeitsplatz zum Arbeiten mit Pathogenen oder Anaerobiern

Autoklav zum Sterilisieren bei 121°C bei 1 Atmosphäre Überdruck und Wasserdampf

ANLEGEN MIKROBIELLER KULTUREN

Koch’sche Postulate 4 Schritte zum Beweis, dass ein bestimmter Mikroorganismus wirklich Ursache einer Krankheit ist:

Isolierung aus dem kranken Organismus, Kultivierung außerhalb des Organismus, Infektion durch den kultivierten Organismus, aus dem neu infizierten, kranken Organismus lässt sich der Erreger reisolieren; Reinkulturen notwendig!

serielle Verdünnung zur Gewinnung von Reinkulturen aus natürlichen Mischkulturen

Suspension mit MO wird mehrfach verdünnt, dass in einer Probe nur wenige hundert Zellen sind à auf Agarplatte kultiviert à isolierte Kolonien mit nur mit einer Zellart

Agar = Agarose, ein Polysaccharid, aus Meeresalgen gewonnen, kann von den meisten Bakterien nicht abgebaut werden (im Gegensatz zu Gelatine), lange Ketten verdrillt zu Netzen, innerer Zusammenhalt durch Wasserstoffbrücken

definiertes Medium = Minimalmedium; genaue Zusammensetzung ist bekannt

komplexe Medien = Vollmedium; genaue Zusammensetzung ist unbekannt

AUFBAU DER PROKARYOTISCHEN ZELLE

• Glycocalix: schleimige oder gummiartige äußerste Hülle aus Polysacchariden (schützt vor Austrocknen und Fraß, durch Klebrigkeit Verankerung an Oberflächen (Zähne!); dicke Schicht: Kapsel, dünne: Schleimschicht
• gram-negative Bakterien: Cytoplasmamembran - Periplasma - Zellwand - äußere Membran
• gram-positive Bakterien: Cytoplasmamembran - dicke Zellwand
• Mycoplasmen: Bakterien die nur von einer Cytoplasmamembran umgeben sind
• Cytoplasmamembran: Einheitsmembran (außer Archaeen); Doppelschicht von Phospholipiden
• Lipide: Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylglycerol, Cardiolipin
• Fettsäuren: Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, cis-Vaccensäure
• Transport: semipermeabel à Hydrophobe Stoffe (lösen sich und können passieren): Wasser, CO₂, O₂, Ethanol; Diffusion (selbstständige Molekülbewegung; Fließgleichgewicht); Osmose:

hypertone Zelle hohe Konzentration in Zelle à Wasser strömt ein à Zelle schwillt an

hypotone Zelle geringere Konzentration in Zelle à Wasser strömt aus à geringer Innendruck à Zelle schrumpft zusammen

isotone Zelle ausgeglichene Konzentration (Mycoplasmen – keine Zellwand)

Transmembranproteine: in Membran eingelagert; ermöglichen Teilchentransport

passiver Transport = erleichterte Diffusion durch Proteinporen bis zum Gleichgewicht innen/außen

aktiver Transport Transport unter ATP-Spaltung (Energie!) auch gegen Konzentratiosgradienten

Uniport: Transport eines Moleküls in eine Richtung durch Membran

Symport: zwei Substanzen in eine Richtung

Antiport: Transport einer Substanz in die eine und gleichzeitig einer anderen in die Gegenrichtung

Gruppentranslokation: das eintransportierte Molekül wird gleichzeitig chemisch verändert

Pinocytose: Aufnahme von flüssiger Substanz in die Zelle durch Endocytose (Abschnüren von Vesikeln von der Außenmembran) à Phagocytose („fressen“)

Exocytose: Ausschüttung von Stoffen durch Verschmelzung von Vesikeln mit Außenmembran

Weitere Funktionen:

• Elektronentransport und oxydative Phosphorylierung (nur bei Prokaryonten)
• Synthese komplexer Lipide (nur bei Prokaryonten)
• Synthese von Komponenten der Zellwand (z.B. Murein…)
• Replikation der DNA (nur bei Prokaryonten)
• Signalvermittlung

Teichonsäuren:

• Phosphorsäureester von Ribitol oder Glycerol zu langen Ketten verbunden mit Zuckern und Aminosäuren
• Schutz gegen hydrophobe Substanzen (z.B. Gallensäuren)

Lipopolysaccharid (LPS):

• äußere Schicht der äußeren Membran von gram-negativen
• 3 Abschnitte:
• Lipid A: stark immun-stimulierend, Endotoxin
• Core-Region: Heptose, Ketodesoxyoctonsäure (KDO)
• O-Antigenbereich: immunogen, Rhamnose und Abequose

LPS-Mutanten: Mutationen im LPS verändern das Aussehen einer Kolonie durch Polysaccharidketten -Verkürzung von glatt/smooth auf rau/rough

Lipoprotein: verknüpft die äußere Membran mit Murein; das häufigste Protein in E. coli

Periplasma: Zwischenraum zwischen innerer Cytoplasmamembran und Peptidoglycanschicht bei gram-negativen; hohe Konzentration an Proteinen (Bindeproteine, Verdauenzyme, Entgiftungsenzyme)

Protoplasten Bakterien die keinerlei Mureinhülle mehr besitzen (z.B. wenn Mureinhülle mit Chelator geknackt und durch Lysozyme verdaut wurde)

Lysozym Enzym das den Mureinsacculus verdaut; kommt in Tränenflüssigkeit und Hühnereiweis vor

Säurefeste Zellwand: Mycobacterien (gram-positive mit Wachsschicht auf Mureinsacculus)

à Mycolsäuren: „Cord Factor“ - schnurartiges Wachstum; Isoniacid: verhindert Mycolsäure-Biosynthese und macht Mycobacterien angreifbar

Pseudokristalline Zellwand: Selbstaggregierende Proteine

• Cytoplasma: = Cytosol; Speichergranula: „Einschlüsse“ (körnige Strukturen), können Fette, Glycogen oder Polyphosphat enthalten; Metabolismus: Katabolismus (Abbau von Nährstoffen), Anabolismus (Aufbau von Zellkomponenten)
• Nukleoid: Plasmide (kleinere DNA-Ringe)
• Ribosomen: aus RNA und Proteinen; Angriffspunkt für Antibiotika
• Endosporen: vone einigen Gram-positiven gebildete widerstandsfähige Lebensform; Überlebensform (Temperaturen über 100°C, starke Strahlung, Trockenheit, giftige Chemikalien, < 15% Wasseranteil)
• Flagellen: zur Fortbewegung; aus Flagellin (Protein); starre Schraube; Bewegungsenergie durch Protonenfluss; schwimmen und taumeln
• Monotrich: einzeln
• Amphitrich: an beiden Seiten
• Lophotrich: in Büscheln
• Peritrich: um die ganze Zelle herum
• Pili (Fimbrien): Anheftung an andere Zellen oder Oberflächen; F-Pilus (Sex-Pilus): Austausch genetischen Materials

• „Eubakteriell“: zirkuläre Chromosom, Fehlen von Zellorganellen
• „Eukaryotisch“: TATA-Box, TBP (TATA-Box binding protein), Translation startet mit unformyliertem Methionin

• Membranen: Moleküle durchspannen die ganze Membran à „Monolayer“
• Sacculus aus Pseudomurein àb-Lactamanantibiotika (Penicillin) wirken nicht

EUKARYONTISCHE STRUKTUREN

• Zellanhängsel: Flagellen oder Cilien aus Tubulin; flexibel; mit Cytoplasmamembran überzogen; „9+2“-Muster
• Zellwände: keine Zellwand; nie Peptidoglycane (Murein); häufig reine Polysaccharide (Cellulose, Hemicellulosen, Pektine bei Pflanzen, Chitin bei Pilzen, Kalk- und Silikathüllen
• Cytoplasma (Cytosol): gelartig, durch Cytoskelett strukturiert und geordnet; Stoffwechselwege:
• Glykolyse mit Substratkettenphosphorylierung
• Gluconeigenese (Neubildung von Glucose, Glycogen als Speicherstoff)
• Pentosephosphatweg (Bildung von Zuckern (Ribose) und NADPH)
• An freien Ribosomen werden Proteine für Cytosol, Mitochondrien und Zellkern produziert
• Cytoskelett:
• Mikrotubuli (aus α- und β-Tubulin, wie Flagellen und Cilien)
• Intermediärfilamente (aus versch. Proteinen)
• Mikrofilamente (Aktin)
• Nukleus: Zellkern; DNA: Replikation, Transkription; von Kernhülle umgeben (aus ER); Kernporen; Nukleosomenstruktur (trägt zur dichten DNA-Packung bei à DNA ist um basische Histone gewickelt; Nukleosomen sind durch „Linker“ verbunden); Chromatin (gesamter DNA/Protein-Komplex)
• ER: „Chaperones“ (korrekte Faltung der Proteine); translatierten Proteine für Export aus der Zelle (Sekretion) oder für andere Organelle bestimmt
• rER: von Ribosomen besetzt; Proteine synthetisiert
• sER: Synthese von Membranlipiden
• Golgi-Apparat: gebildeten Proteine werden „gereift“ (glykosiliert) à in cis-, medialen- und trans-Golgi; Proteine werden in Vesikeln transportiert
• Lysosomen: „Magen der Zelle“: aufgenommene Stoffe werden zerlegt und wiederverwendet; saures Milieu (pH 4,8-5); kommen als zahlreiche Vesikel in der Zelle vor, in Hefe nur ein großes à Vakuole
• Peroxisom: Abbau von Fettsäuren und Aminosäuren à Entstehung von Wasserstoffperoxid à durch Katalyse und Peroxidasen entgiftet
• Glyoxysomen: Enzyme des Glyoxylatcyklus
• Glycosomen: Zuckerabbau
• Endosomen: Zwischenlager bei der Stoffverteilung von und zum Golgi-Apparat
• Mitochondrien: Energieerzeuger; an innerer Membran Zellatmung à Protonengradient zur ATP-Synthese, stark gefaltet (zu „Cristae“); Innenraum: „Matrix“ (Citratzyklus)
• Chloroplasten: Photosynthese; Calvin-Zyklus (CO₂-Fixierung)

Sauerstoff ist aggressive Substanz

aerobe Organismen können mit O₂ leben

obligat aerobe Organismen benötigen O₂ zum leben

fakultativ anaerobe Organismen können mit und ohne O₂ überleben; metabolisieren vorhandenen O₂

Microaerophile vertragen nur geringe O₂-Konzentrationen

Aerotolerante Anaerobier können mit und ohne O₂ überleben; metabolisieren vorhandenen O₂ aber nicht

obligate Anaerobier sterben mit O₂

in Atmungskette werden Elektronen auf Sauerstoff übertragen à Aufbau eines Protonengradienten à ATP-Synthese (Chemiosmose).

anaerobe Atmung als alternative Elektronenakzeptoren (sonst O₂) dienen Sulfat, Nitrat, Fumarat, Trimethylamin-N-oxid

Gärung ATP-Ausbeute viel geringer als bei Atmung; Problem: Redox-Haushalt im Gleichgewicht zu halten, Reduktionsäquivalente müssen rückübertragen werden.

Ernährungsklassen:

autotrophe Organismen Selbsternährer à können alle Stoffe selbst aus CO₂ und anorganischen Salzen synthetisieren. z.B. Pflanzen

organotrophe Organismen Abbau organischer Verbindungen als Energiequelle

Lithotrophie Oxidation anorganischer Verbindungen dient als Energiequelle

Chemotrophe Organismen organotrophe und lithotrophe Organismen

Phototrophe Organismen Licht als Energiequelle

Photoautotrophe Organismen können von Licht, CO₂ und Salzen allein leben

Photoheterotrophe Organismen brauchen neben Lichtenergie noch organische Verbindungen zum Zellaufbau

Temperaturverhalten:

Psychrophile Organismen können unter 5°C wachsen

obligat Psychrophile Organismen die nur bei Temperaturen unter 20°C wachsen

fakultativ Psychrophile = Psychrotrophe Organismen; können unter und über 20°C wachsen

Psychrotrophe Organismen = fakultativ Psychrophile Organismen; können unter und über 20°C wachsen

Mesophile Organismen wachsen um 37°C am besten

Thermophile Organismen wachsen bei über 50°C

fakultativ Thermophile Organismen die bei über 50°C und unter 37°C wachsen

Stenothermophile Organismen die bei über 50°C, aber nicht unter 37°C wachsen

extrem Thermophile Organismen die bei über 80°C bis über 100°C wachsen können

Druck:

barophile Organism. können unter bis zu 1500 Atmosphären Druck überleben à Tiefseebewohner

obligat Barophile Organismen die Überdruck zum Leben brauchen

pH und Ionenstärke:

acidophile Bakterien können noch bei pH 1 wachsen

alkaliphile Bakterien können noch bei pH 12 wachsen

halophile MO können in gesättigten Salzlösungen leben à „Salzliebend“

BIOSYNTHESEN

• Murein: durch UDP-Rest werden Zucker für Syntheseprozesse vorbereitet à Reaktion mit PEP à Muraminpentapeptid à durch Transpeptidase mit Zellwandmurein quervernetzt à Abspaltung von Alanin; Carboxypeptidasen spalten Alanin ohne Quervernetzung ab; ß-Lactamantibiotika kann Quervernetzung verhindern.

L-Formen Bakterien die spontan oder nach Penicillin-Bahandlung keinen Mureinsacculus mehr besitzen und osmotisch labil sind (instabile L-Formen können spontan wieder Zellen mit Zellwand bilden, stabile nicht mehr)

post-translationaler Transport Proteine werden erste fertig synthetisiert, dann transportiert

Sec-System kann beide Transportformen durchführen

SRP-System signal recognition particle; immer co-translational à Translation stoppt bis SRP-Komplex an SRP-Rezeptor an Cytoplasmamembran andockt

• Lipoprotein: nach Membrandurchtritt abspalten der Signalsequenz durch spezielle Signalpeptidase
• Flagellen: läuft sequenziell vom nahen zum zellfernen Ende ab à zuerst Bildung der Ringe in der inneren Membran; Flagellin: wichtiges bakterielles Antigen, das H-Antigen
• Porin-Einbau in die äußere Membran: fassartige Struktur aus β-Faltblättern („Beta-Barrel“) der Porine der äußeren Membran; Kanalgröße wird vom Porin bestimmt: OmpC (outer membrane protein) bildet etwas kleinere Poren als OmpF

Protein-Lokalisation ins Mitochondrium: Protonengradient fördert Import in die Matrix à Signalsequenz für Mitochondrien-Import ist stark positiv à Proteinkette wird durch Ratschen-Mechanismus von Chaperones in die Matrix gezogen

• Chemotaxis: Lock-, Schreckstoff-Konzentration; Sensor für jeweilige Substanz – passt seine Empfindlichkeit an die aktuelle Konzentration an (Adaption) à Schwimmen oder Taumeln. Substanzerkennung durch Bindeproteine im Periplasma (Chemorezeptor oder direkte Bindung); Adaption erfolgt durch Methylierung (MCP’s = Methyl-akzeptierende Chemotaxis-Proteine)
• 2-Komponentensysteme: die Kombination von Kinase und „response regulator“ zur Signalverarbeitung; Komponenten dieser Regulatorsysteme sind oft homolog;
• Proteinkinase phosphoryliert sich selbst am Histidinrest à überträgt das Phosphat auf das Aspartat des „phosphorylated response regulator“ welches dadurch aktiviert wird
• G-Proteine: molekulare Schalter: GDP gebunden (Schalter AUS); GTP gebunden (Schalter AN); haben GTPase-Aktivität à stellt sicher dass Schalter nicht dauerhaft auf AN bleibt à G-Proteine vermitteln oft Signale, die schnelle, kurzzeitige Reaktionen erfordern; 2 Typen: trimere G-Proteine, kleine G-Proteine; G-Proteine sind Onkogene; „trimere G-Proteine“, „kleine G-Proteine“

TonB-Komplex aktives Transportsystem bei dem die Energie des Protonengradienten der inneren Membran zum Transport durch die äußere Membran genutzt wird

Transportsysteme in

Bakterien erleichterte Diffusion; Sym-/Antiport; Phosphotransferasesystem; Transport von Liganden von Bindeproteinen unter ATP-Spaltung

ZELLZYKLUS

EUBAKTERIELLER ZELLZYKLUS

Replikation wird vom Volumen der Zelle gesteuert; Segregation und Zellteilung von der Länge der Zelle. An der Septationsstelle erfolgt die Abschnürung bei der Zellteilung; Minizellen entstehen, wenn durch Mutationen die DNA durch Längenwachstum nicht von der Septationsstelle entfernen lässt.

EUKARYONTISCHER ZELLZYKLUS

Wichtige Abschnitte: Mitose, Replikation, S-Phase.

Eukaryontische Zellen kommen mit einfachem (haploidem, „n“) oder doppeltem (diploiden, „2n“) Chromosomensatz vor.

Übergang von haploid zu diploid durch Zellverschmelzung und anschließender Kernverschmelzung.

„Rückweg“ über Reduktionsteilung, die Meiose.

ANTIBIOTIKA

Antibakterielle Chemotherapie :gegen Erreger gerichtete Behandlung von Infektionen; Substanzen sollten „selektive Toxizität“ aufweisen (Bakterie töten oder im Wachstum stoppen, Patienten nicht schädigen).

bakterizid Antibiotika wirkt abtötend gegen Zielorganismus

bakteriostatisch hemmt die Vermehrung reversibel

Resistenzmechanismen:

• Inaktivierende Enzyme
• Wirkortresistenz
• Verhinderung des Eintransports
• Beschleunigung des Austransports

Angriffsorte von Antibiotika:

• Zellwand
• β-Lactamantibiotika
• Penicilline, Cephalosporine
• Vancomycin
• Bacitracin
• Replikation
• 4-Chinolone: hemmen Enzyme DNA-Stränge zu entknoten à Zelltod
• Nalidixinsäure
• Transkription: hemmen die DNA-abhängige RNA-Polymerase
• Ansamycine
• Rifampicin
• Translation
• Macrolidantibiotika
• Erythromycin
• Aminoglycosidantibiotika
• Streptomycin, Neomycin
• Tetracycline
• Chloramphenicol
• Fusidinsäure
• Cycloheximid (gegen 80S-Ribosomen)
• Cytoplasmamembran
• Polymyxine (durchlöchern Membranen)
• Folsäurebiosynthese
• Sulfonamide
• Trimethoprim
• Antimykotika
• Polyenantibiotika
• Nikkomycin

SYSTEMATIK

EUBAKTERIEN

Spezies =Art; Organismen gehören zur selben Art, wenn sie in vielen Merkmalen übereinstimmen

Organismen mit sexueller Vermehrung gehören zur selben Art, wenn die Mitglieder miteinander kreuzbar sind (Ausnahmen: Esel/Pferd; Löwe/Tiger; Hund/Wolf)

binäre Nomenklatur Bezeichnung von Organismen mit „Gattung Art“ z.B. Escherichia coli oder Homo sapiens

numerische Taxonomie Gruppierung von Bakterien aufgrund der Anzahl ähnlicher gemessener Eigenschaften (wie z.B. Gramfärbung, Form, Gärungsform…)

Carl Woese Begründer der auf evolutionärer Entwicklung beruhenden Systematik à rRNA-Vergleiche

phylogenetischer

Verwandtschaftsbaum Dendrogramm das alle Organismen phylogenetisch geordnet zusammenfasst

horizontaler Gentransfer Übertragung von Genen außerhalb der geschlechtlichen Fortpflanzung (z.B. von Eukaryonten auf Bakterien) à kann durch Sequenzierung des Gesamtgenoms aufgeklärt werden

PCR Polymerase-Kettenreaktion; Vermehrung von Genabschnitten u.a. zur Identifizierung von MO

GRAMPOSITIVE BAKTERIEN

Einzellige Endosporenbildner

• niedriger G+C-Gehalt: bilden Kokken- und Stäbchen-Formen
• Bacillen und Clostridien (thermoresistente Endosporen); Bacilli: aerob, Clostridien anaerob.
• Mycoplasmen: keine Zellwand (verhalten sich Gram-negativ)
• Milchsäurebakterien: kein Porphyrin à keine Cytochrome (Atmungskette)
• Homofermentative (produzieren nur Milchsäure)
• Pediococcus (Kokken in Tetraden)
• Streptococcus: Lungenentzündung, Scharlach, Karies (Kokken in Ketten)
• Lactococcus
• Heterofermentative (noch Ethanol und CO2)
• Leuconostoc (Kokken in Ketten)
• Lactobacillus (Stäbchen in Ketten)
• Staphylococcen: Parasiten und Infektionserreger (Energiegewinnung durch Zellatmung)
• Sarcinen: Kokken, zupaketen aus 8 Zellen, säuretolerant
• hoher G+C-Gehalt: gestreckte Form (Stäbchen, Keulen bis mycelartige Filamentfäden)
• Actinomyceten
• Coryneforme Bakterien (keulenförmig)
• C. diphteriae
• Propionsäurebakterien: Löcher im Emmentaler Käse, bilden Propionsäure
• Mycobakterien: umhüllt von „säurefester“ Wachsschicht aus Mycolsäuren; Pathogene: Tuberkulose, Lepra
• Streptomyceten: sehr lange Filamente à Mycel

• Proteobakterien
• Purpurbakterien: anaerob, fixieren CO2 im Calvin-Cyclus, chemoautotroph; Photosynthese: anoxygen, Komponenten liegen in Cytoplasmamembran à Einfaltung (Lamellen, Vesikel)
• Nichtschwefel-Purpurbakterien
• Rhodospirillum
• Schwefel-Purpurbakterien: photoautotroph, wandeln H₂S in Schwefel
• Thiospirillum
• Lithotrophe Bakterien: Energieproduktion aus anorgan. Substanzen;
• Nitrifizierer, Ammoniak-Oxidierer à Stickstoffauswaschung aus dem Boden à verringert Düngewirkung
• Nitrobakter
• Schwefeloxidierer (oxidieren Sulfid (H₂S) zu Schwefel à Sulfat)
• Wasserstoffoxidierer (oxidieren Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser; fakultativ lithotroph, d.h. können auch mit organischen Substanzen wachsen)
• Agrobakterien (Stäbchen): verursacht Tumoren bei Pflanzen (transferieren Teil des Ti-Plasmids, die T-DNA in den Zellkern à unkontrollierter Wachstum, ungewöhnliche Aminosäuren, die Opine, die den Bakterien als Nahrung dienen)
• Rikettsien: Energieparasiten (nutzen ATP der Wirtszelle)
• Rhizobien: „Knöllchenbakterien“ Symbiose mit Leguminosen à besiedeln Wurzeln à Knöllchenbildung à Nahrung für Bakterien, Stickstoffverb. für Pflanzen (Verwertung: Nitrogenase = sauerstoffempfindlich; Leghämoglobin fängt O₂ ab)
• Enterobakterien (bewegliche Stäbchen): Pathogenität beruht auf Plasmiden
• Escherichia: Vitamin-Produktion; Diarrhoe und Urogenitalinfektionen
• Shigellen: pathogen; Ruhr
• Salmonellen: Typhus, Paratyphus
• Yersinia: Pest
• Bdellovibrio: bei Bakterien parasitierendes Proteobakterium mit dicker Geißel à nistet sich im Periplasma ein à bei Teilung lysiert die Wirtszelle; lässt sich durch Plaquebildung auf einem Bakterienrasen nachweisen
• Spirochaeten: Korkenzieherform; Endoflagellen
• Syphilis, Borelliose
• Cyanobakterien: oxygene Photosynthese; 2 Photosysteme (Chlorophyll a); Chloroplasten; Thylakoide; Phycobilisomen als Antennen, Farbstoffe: Phycocyanobilin und Phycoerythrobilin (als prosthetische Gruppe in Proteine eingebaut); Flechten; N₂-Fixierung.
• Grüne Bakterien: anoxygene Photosynthese (Antennenstrukturen, Chlorosomen)
• Grüne Schwefelbakterien
• Grüne Nichtschwefelbakterien
• Chlamydiae: intrazellulär wachsend; Energieparasiten; Retikularkörperchen als Vermehrungsform, Elementarkörperchen als infektiöse Form.
• Trachom (Augenkrakheit), Papageienkrankheit

Membranlipide: Isoprenoide (Glycerinether mit Phytolalkoholen) à Monolayer

• Euryarchaeota
• Methanogene
• Methanococcus
• extrem Halophile: benötigen hohe Salzkonzentrationen, aerob heterotroph
• Halobacterium
• Thermoacidophile
• Thermoplasma
• Crenarchaeota
• extrem Thermophile: hitzeresistenz bis 113°C
• Aeropyrum
• Sulfolobus
• extrem Psychrophile
• Korarchaeota: die „ursprünglichste“ Archaeen-Gruppe; in heißen Quellen

PILZE UND SCHLEIMPILZE

• Schleimpilze
• echte Schleimpilze (= Myxomycetes)
• zellige Schleimpilze: amöbenartige Zellen; Aggregationsplasmodium à bei Trockenheit pilzartiges Gebilde: Sorokarp
• echte Pilze (=Fungi): Amöben; coencystisches Plasmodium
• niedere Pilze (= Phycomyceten)
• Chytridiomyceten
• Zygomyceten
• Oomycota
• höhere Pilze
• Ascomyceten (= Schlauchpilze): septiertes Mycel; asexuelle Konidiosporen als Nebenfruchtform; sexuelle Sporen als Hauptfruchtform im Ascus
• Penicillium chrysogenum, Claviceps purpurea, Neurospora crassa
• Basidiomyceten (= Ständerpilze): Dikaryotisierung durch Somatogamie

VIREN

• Genom aus DNA oder RNA
• außerhalb der Wirtszelle als Virione (Viruspartikel); Erbmaterial mit Capsid (Proteinbausteine: Protomere, Capsomere) umhüllt
• Viroide: nackte infektiöse Nukleinsäuren
• kein Stoffwechsel à auf Enzyme des Wirts angewiesen
• Retroviren: einzelsträngige RNA, über virale Reverse Transkriptase in DNA umgeschrieben à Einbau ins Wirtsgenom