Die Biologie der Bakterien: Struktur und Klassifikation

1. Die Bakterien (Prokaryoten)

Am wichtigsten ist: Sie haben keinen Zellkern und sind eine kleinere, primitivere Form als Eukaryoten. Sie besitzen keine Gewebe oder übergeordneten Organisationen.

Ein Bakterium besteht aus drei Hauptteilen:

Die Hülle

Bakterien können bis zu drei Hüllen besitzen:

• Kapsel: Die äußerste Hülle vieler Bakterien. Sie haben je nach Art unterschiedliche Größen, ein schleimiges Aussehen und bieten Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse wie Trockenheit. Die Kapsel ist eine Hülle, die nicht bei allen Arten vorkommt.
• Zellwand: Sie befindet sich unter der Kapsel und ist eine sehr stabile Struktur, deren Funktion es ist, der Zelle Form zu geben.
• Zellmembran: Sie ist der Membran eukaryotischer Zellen sehr ähnlich. Sie weist innere Falten auf, die als Mesosomen bezeichnet werden. Diese Mesosomen vergrößern die Membranoberfläche und haben verschiedene Funktionen; mit ihnen sind Prozesse wie die Zellatmung und die Photosynthese bei autotrophen Bakterien verbunden.

Zytoplasma

• Ribosomen: Sie sind kleiner und zahlreicher als in eukaryotischen Zellen; ihre Aufgabe ist die Synthese von Proteinen.
• DNA: Bakterien sind Prokaryoten, daher liegt die DNA direkt im zentralen Zytoplasma vor. Andere, kleine und unabhängige DNA-Fragmente werden Plasmide genannt.
• Einschlüsse: Kleine Vakuolen oder Bläschen haben verschiedene Funktionen. Die Funktion hängt vom Inhalt ab: Sie können Energiereserven, anorganische Stoffe oder Gase enthalten.

Anhänge

Wir finden zwei Typen:

• Geißeln (Flagellen): Dies sind Strukturen, die das Zehnfache der Länge des Bakteriums erreichen können.
• Fimbrien oder Pili: Dies sind sehr kleine, kurze, harte und steife Strukturen. Sie werden nach ihrer Funktion geordnet:
  • Fimbrien für Infektionen: Diese sind typisch für viele Zellen. Sie ermöglichen das Anhaften an infizierte Zellen.
  • Geschlechtspili: Verantwortlich für die Erleichterung der Übertragung von genetischem Material von einem Bakterium auf ein anderes.

2. Formen von Bakterien

• Kokken: Ein kugelförmiges Bakterium.
• Bazillen: Stäbchenförmige Bakterien.
• Spirillen: Ein spiralförmiges Bakterium.
• Vibrionen: Kommaförmige Bakterien.

3. Färbeeigenschaften

Die Gram-Färbung ist eine Methode, um Bakterien durch Färbung zu klassifizieren und die Eigenschaften der Zellwand zu visualisieren. Wir sprechen von zwei Typen:

• Gram-positive Bakterien: Diese werden leuchtend rosa gefärbt.
• Gram-negative Bakterien: Diese werden blass rosa gefärbt.

Nach Form und Färbung unterteilt man sie zum Beispiel in grampositive Kokken, gramnegative Bazillen usw.

4. Klassifizierung und Nomenklatur

Die große Zahl der Arten und die physiologische Vielfalt der Bakterien machen die Klassifizierung sehr kompliziert. Sie werden nach ihren Färbeeigenschaften und anderen Merkmalen klassifiziert. Bakterien gehören zum Reich der Monera. Organismen werden in Ordnungen, Familien, Gattungen und Arten unterteilt. Um den Namen einer Art zu schreiben, wird zuerst die Gattung mit einem großen Anfangsbuchstaben geschrieben und dann der Artname kleingeschrieben. Der wissenschaftliche Name eines jeden Organismus wird in Latein verfasst und kursiv gedruckt (beim Schreiben von Hand wird er stattdessen unterstrichen).

5. Vermehrungsmechanismus

Bakterien vermehren sich durch Zellteilung, wobei man zwei Phasen unterscheidet:

• 1. Aktive Phase: Diese Phase beginnt mit der DNA-Replikation. Die DNA bleibt an den Mesosomen hängen, um die Trennung zu den Seiten des Bakteriums zu unterstützen. Eine Einstülpung im zentralen Teil des Bakteriums führt schließlich zur Trennung in zwei Zellen. Diese zwei gebildeten Bakterien sind mit dem Original genetisch identisch, aber noch kleiner.
• 2. Ruhephase: Dies ist die Phase der Entwicklung der neuen Bakterien, bis sie die Größe des ursprünglichen Bakteriums erreicht haben.

Die Zellteilung kann zwischen 20 Minuten und einer Stunde dauern. Alle Bakterien, die von demselben ursprünglichen Bakterium abstammen, bilden eine Kolonie.