Bakterien

Nukleierte Zellorganismen werden Eukaryonten genannt, (Ein Eukaryonten ist jeder Organismus, dessen Zellen einen Zellkern und andere Organellen enthalten, die in Membranen eingeschlossen sind), kernlose Zellorganismen werden Prokaryonten genannt. (Ein Prokaryot ist ein einzelliger Organismus, dem ein membrangebundener Kern, Mitochondrien oder andere membrangebundene Organellen fehlen) Bakterienzellen haben keinen abgegrenzten Kern; er entspricht einer Nukleinsäure r (Nukleinsäuren sind Biopolymere oder große Biomoleküle, die für alle bekannten Lebensformen wesentlich sind), die sich vor der Zellteilung verdoppelt. (Zellteilung ist der Prozess , bei dem sich eine Mutterzelle in zwei oder mehr Tochterzellen teilt) Außerhalb der Plasmamembran i (Die Zellmembran ist eine biologische Membran, die das Innere aller Zellen von der äußeren Umgebung trennt) s eine feste Zellwand t (Eine Zellwand ist eine Strukturschicht, die einige Zelltypen umgibt, die außerhalb der Zellmembran liegt) existiert nur in Bakterien und Blaualgen. (Cyanobakterien, auch Cyanophyta genannt, sind ein Stamm von Bakterien , die ihre Energie durch Photosynthese gewinnen und die einzigen photosynthetischen Prokaryonten sind, die Sauerstoff produzieren können. Asexuelle Fortpflanzung t (Asexuelle Fortpflanzung ist eine Art der Fortpflanzung, bei der die Nachkommen von einem einzigen Organismus stammen und nur die Gene die

ses Elternteils erben; sie beinhaltet nicht die Fusion von Gameten und verändert fast nie die Anzahl der Chromosomen ) akes Platz durch Teilung, die Zelle wird verengt. Dieser Vorgang findet etwa alle 20 Minuten statt.
Lebensstil

Eine kleine Zelle kann alle Zellbestandteile aufbauen, die aus Zucker als Energieträger und aus Salzen bestehen; außerdem verschiedene Proteine , Kohlenhydrate, Fette und Vitamine . Einige Bakterien brauchen Säure zum Leben (erobisch), andere keine (anaerob).

Die Mehrheit lebt heterotroph (nicht unabhängig). Sie ernähren sich auf unterschiedliche Weise:

Als Saprophyten bauen sie die organischen Substanzen von toten Tieren und Pflanzen ab. Sie verursachen Zersetzung (Abbau von Proteinen mit Luftausschluss ® NH3, H2S), Zersetzung (Abbau mit Säureverbrauch ® CO2) und Fermentation (Energiegewinn durch Abbau von energiereichen Stoffen).

Als Parasiten sind sie hauptsächlich Krankheitserreger (Typhus, Cholera, (Cholera ist eine Infektion des Dünndarms durch einige Stämme des Bakteriums Vibrio cholerae) Diphtherie, (Diphtherie ist eine Infektion durch das Bakterium Corynebacterium diphtheriae) Tuberkulose), die Gewebe zerstört und lebenswichtige Organe mit ihren Stoffwechselprodukten vergiftet.

Als Symbionten leben einige Bakterien im Darm von Pflanzenfressern und zersetzen die Cellulose t (Cellulose ist eine organische Verbindung mit der Formel, ein Polysaccharid bestehend aus einer linearen Kette von mehreren hundert bis vielen tausend β verknüpften D-Glucose-Einheiten). Bestimmte Bakterien können Luftstickstoff aufnehmen (Knöllchenbakterien) ® Düngemittel, Pflanzen gedeihen auf Stickstoff-p (Stickstoff ist ein chemisches Element mit Symbol N und Ordnungszahl 7) oder Böden;

Die autotrophen Bakterien ernähren sich auf zwei verschiedene Arten:

Sie können durch Photosynthese mit “bakteriellem Chlorophyll” assimilieren. (Chlorophyll ist eines von mehreren eng verwandten grünen Pigmenten in Cyanobakterien und den Chloroplasten von Algen und Pflanzen) Diese alte Art der Photosynthese o (Photosynthese ist ein Prozess, der von Pflanzen und anderen Organismen verwendet wird, um Lichtenergie in chemische Energie umzuwandeln, die später freigesetzt werden kann, um die Aktivitäten der Organismen zu fördern) funktioniert nur unter narkotischen Bedingungen.

In der Chemosynthese oxidieren bestimmte Bakterien anorganische Verbindungen zur Energiegewinnung. Chemosynthese i (In der Biochemie ist Chemosynthese die biologische Umwandlung eines oder mehrerer kohlenstoffhaltiger Moleküle und Nährstoffe in organische Materie durch Oxidation von anorganischen Verbindungen (z.B.), die als die ursprüngliche Art des autotrophen Lebens gelten.

bedeutend

Ohne Bakterien hätte das Leben auf der Erde nicht überleben können, weil die Zersetzung der Leichen Raum für neues Leben schafft. Für den Menschen sind sie einerseits als Krankheitserreger gefürchtet, andererseits dienen sie zur Herstellung von Essig, Käse und saurem Gemüse und zur Herstellung von Medikamenten (Antibiotika, Vitamine , Hormone ), die chemisch nicht herstellbar sind.

1860 Louis Pasteur p (Louis Pasteur war ein französischer Biologe, Mikrobiologe und Chemiker, der für seine Entdeckung der Prinzipien der Impfung bekannt war, mikrobielle Fermentation und Pasteurisierung), dass Bakterien sich nicht von selbst entwickeln und sind auch die Ursache für Fäulnis und Fermentation p (Fermentation ist ein Stoffwechselprozess, der Zucker in Säuren , Gase oder Alkohol umwandelt) Prozesse. Robert Koch p (Robert Heinrich Hermann Koch war ein berühmter deutscher Arzt und bahnbrechender Mikrobiologe) hat 1876 die pathogene Wirkung von Bakterien untersucht. Er züchtete sie in Reinkulturen und entwickelte “Tuberkulin” (Tuberkulin, auch bekannt als gereinigtes Proteinderivat, ist eine Kombination von Proteinen, die bei der Diagnose von Tuberkulose eingesetzt werden) zur Behandlung und zum Nachweis von Tuberkulose. (Tuberkulose ist eine durch das Bakterium Mycobacterium tuberculosis verursachte Infektionskrankheit) Emil von Behring s (Emil von Behring , als Emil Adolf Behring geboren wurde, war ein deutscher Physiologe, der 1901 für seine Entdeckung eines Diphtherie-Antitoxins den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt; gilt er als Entdecker des “Heilserums”. Sir Alexander Fleming f (Sir Alexander Fleming war ein schottischer Biologe, Pharmakologe und Botaniker) sagt, dass Pilze Substanzen (Antibiotika) produzieren, die Bakterien abtöten oder zumindest ihre Entwicklung hemmen. Im Jahre 1928 gelang es ihm, das erste Antibiotikum, Penicillin (Penicillin ist eine Gruppe von Antibiotika, die Penicillin G, Penicillin V, Procainpenicillin und Benzathinpenicillin), aus Pinselschimmel herzustellen, was die Bekämpfung und Heilung fast aller Infektionen ermöglichte.

Ein Antibiotikum wirkt immer nur auf eine bestimmte Bakteriengruppe, weshalb Antibiotika derzeit industriell aus verschiedenen Schimmel- und Strahlenpilzen hergestellt werden. Leider werden Bakterien gegen bestimmte Antibiotika resistent (Antibiotika, auch Antibiotika genannt, sind eine Art antimikrobielles Medikament zur Behandlung und Vorbeugung bakterieller Infektionen), um dies zu verhindern, sie dürfen nur in schweren Fällen verabreicht werden.

Bakterien können durch Impfungen kontrolliert werden: Wenn der Impfstoff e (Ein Impfstoff ist ein biologisches Präparat, das eine aktive erworbene Immunität gegen eine bestimmte Krankheit bietet) im Körper gebildet wird, werden Antikörper gebildet, die im Falle einer Infektion sofort reagieren (® aktive Immunisierung). Ist die Krankheit bereits ausgebrochen, werden fertige Antikörper a (Ein Antikörper, auch Immunglobulin genannt, ist ein großes, Y-förmiges Protein, das hauptsächlich von Plasmazellen produziert wird und vom Immunsystem zur Neutralisierung von Krankheitserregern wie Bakterien und Viren verwendet wird) wieder zugeführt, die in tierischen Organismen (Pferd, Rind) gebildet wurden (® passive Immunisierung). (Immunisierung, oder Immunisierung, ist der Prozess , durch den das Immunsystem eines Individuums gegen einen Wirkstoff gestärkt wird.

Im Allgemeinen werden Bakterien bekämpft, indem man sie abtötet oder ihre Entwicklung hemmt. Das Töten, Sterilisieren oder Sterilisieren kann durch Glühen, Kochen, mit Desinfektions- und Konservierungsstoffen erfolgen. Pasteurisierung i (Pasteurisierung oder Pasteurisierung ist ein Prozess, der Mikroben in Lebensmitteln und Getränken, wie Milch , Saft, Konserven und anderen, abtötet) s durch mehrfaches Erhitzen auf 60°C und Abkühlen auf 10°C. Ungünstige Lebensbedingungen für Bakterien entstehen durch niedrige Temperaturen (Kühlschrank ), Räuchern, Salzen und Einweichen in Essig oder einer Zuckerlösung.
Bio- und Gentechnologie
Biotechnologie i (Biotechnologie ist die Verwendung von lebenden Systemen und Organismen zur Entwicklung oder Herstellung von Produkten oder “jede technologische Anwendung, die biologische Systeme, lebende Organismen oder Derivate davon verwendet, um Produkte oder Verfahren für einen bestimmten Zweck herzustellen oder zu modifizieren” (UN-Konvention über die biologische Vielfalt, Kunst) s die Nutzung der Fähigkeiten und Eigenschaften lebender Zellen oder ihrer Komponenten für praktische Anwendungen. Ihre Werkzeuge sind Bakterien und Pilze, (Ein Pilz ist jedes Mitglied der Gruppe der eukaryontischen Organismen, die Mikroorganismen wie Hefen und Schimmelpilze, sowie die bekannteren Pilze), weil:
Volumen ® schnelle Nahrungsaufnahme ® schnelles Wachstum und hohe Stoffwechsel- und Biosyntheseleistung
Die Fähigkeit der einzelnen Zelle, eine Vielzahl von Reaktionen und Produkten zu erzeugen.
enorme Anpassungsfähigkeit an wechselnde Umgebungen und Lebensmittel
einfache Manipulation Ihrer DNA
Gentechnik i (Gentechnik , auch Gentechnik genannt, ist die direkte Manipulation des Genoms eines Organismus mit Hilfe der Biotechnologie), die sich mit der gezielten Veränderung von genetischem Material befasst. 1970 ® Entdeckung von Restriktionsenzymen i (Ein Restriktionsenzym oder Restriktionsendonuklease ist ein Enzym, das DNA an oder in der Nähe von spezifischen Erkennungsnukleotidsequenzen schneidet, die als Restriktionsstellen bekannt sind) n Bakterien, die DNA teilen können. 1972 ® Ligasen rekombinieren sie, auch aus verschiedenen Organismen. 1973 ® Rekombinante DNA p (Rekombinante DNA-Moleküle sind DNA-Moleküle, die durch Labormethoden der genetischen Rekombination gebildet werden, um genetisches Material aus mehreren Quellen zusammenzubringen und Sequenzen zu erzeugen, die sonst nicht im Genom zu finden wären) Stücke werden im Labor biologisch aktiv. Diese können in Zellen lebender Organismen mit Vektoren (Plasmide, (Ein Plasmid ist ein kleines DNA-Molekül innerhalb einer Zelle, das physikalisch von einer chromosomalen DNA getrennt ist und sich unabhängig replizieren kann) Viren , direkter Gentransfer) verwendet werden.
Schema: DNA i (Desoxyribonukleinsäure ist ein Molekül, das die genetischen Anweisungen für Wachstum, Entwicklung, Funktion und Vermehrung aller bekannten lebenden Organismen und vieler Viren trägt) s aufgeschnitten, das gewünschte Gen wird isoliert und geklont. Das neue Erbgut wird in einen geeigneten Vektor eingefügt. Die Zelle mit den neuen Eigenschaften wird vermehrt und dann in einen Fermenter mit Nährlösung gegeben. Nun wird das gewünschte Protein c (Proteine sind große Biomoleküle oder Makromoleküle, bestehend aus einer oder mehreren langen Ketten von Aminosäureresten) herausgefiltert (z.B. Humaninsulin).
Anwendungen