Bakterien Traditionell wird die Bezeichnung „Bakterien“ in der Mik für alle mikroskopisch kleinen, meistens einzelligen Organismen gebraucht, die keinen echten Zellkern besitzen und deshalb zu den Prokaryoten gehören. robiologie Bakterien sind Prokaryoten, das bedeutet, ihre DNA ist nicht in einem vom Cytoplasma durch eine Doppelmembran abgegrenzten Zellkern enthalten wie bei Eukaryoten, sondern bei ihnen liegt die DNA wie bei allen Prokaryoten frei im Cytoplasma, und zwar in einem engen Raum, auch Nucleoid (Kernäquivalent) genannt, zusammengedrängt. Aufbau: Bakterien besitzen zumeist eine Zellwand, alle besitzen Cytoplasma mit Cytoplasmamembran und Ribosomen. Die DNA liegt als strangförmiges, in sich geschlossenes Molekül, als so genanntes Bakterienchromosom, frei im Cytoplasma vor. Häufig befindet sich im Cytoplasma weitere DNA in Form von ebenfalls strangförmigen, in sich geschlossenen Molekülen Plasmiden, die unabhängig vom Bakterienchromosom vervielfältigt und bei der Fortpflanzung weitergegeben werden oder von einem Individuum auf ein anderes übertragen werden können. Das Genom des Darmbakteriums Escherichia coli besteht aus knapp 4,7 Millionen Basenpaaren, deren Sequenz vollständig bekannt ist. Das DNA-Molekül ist etwa 1,4 Millimeter lang, aber nur 2 Nanometer breit und enthält rund 4400 Gene. Trotz seiner Länge von mehr als dem Tausendfachen des Zelldurchmessers ist es auf einen Bereich von etwa der Hälfte des Zelldurchmessers (vermutlich hochgeordnet) zusammengeknäult (Nucleoid). Neben dem Genom von E. coli sind auch von einer großen Anzahl weiterer Bakteriengenome die Nukleinsäurebasen-Sequenzen vollständig bekannt (siehe Sequenzierte Organismen). Lebensweise Lebensweise und Stoffwechsel der Bakterien können sehr verschieden sein. So gibt es Bakterien, die Sauerstoff benötigen (aerobe Bakterien oder Aerobier), Bakterien, für die Sauerstoff Gift ist (obligat anaerobe Bakterien oder obligate Anaerobier), und Bakterien, die sowohl Sauerstoff als auch Sauerstoffmangel aushalten (fakultative Anaerobier). Einige Bakterien sind zur Photosynthese fähig, also phototroph, zum Beispiel die früher auch Blaualgen genannten Cyanobakterien, die meisten sind dagegen chemotroph. Von den Chemotrophen sind die meisten heterotroph, einige jedoch chemoautotroph, und zwar lithoautotroph. Manche Bakterien bilden Dauerstadien (Sporen), die extreme Umweltbedingungen aushalten. Bakterien, die sich extremen Umweltbedingungen angepasst haben, nennt man Extremophile. Vermehrung Die Vermehrung der Bakterien erfolgt meistens asexuell durch Zellteilung, bei zylindrischen durch Querteilung, bei einigen durch Knospung. Auch Sexualvorgänge (Konjugation) kommen bei Bakterien vor und sie können so ihr Erbgut von einem Individuum auf ein anderes übertragen. Dazu produzieren einige so genannte Pili (Proteinröhren), mit deren Hilfe sich die Zellen annähern und dann über eine Plasmabrücke DNA von einer Zelle zur anderen übertragen werden kann. Da die Pili nicht direkt an der DNA-Übertragung beteiligt sind, kann sie auch ohne diese erfolgen, wenn sich zwei Bakterienzellen eng aneinander legen. Bakterien können sich unter optimalen Bedingungen sehr schnell vermehren. So kann sich das Darmbakterium E. coli z.B. alle zwanzig Minuten teilen und damit seine Anzahl verdoppeln. Die abgebildete Wachstumskurve zeigt die verschiedenen Phasen des Bakterienwachstums. Bringt man Bakterien aus einer Übernachtkultur in eine frische Nährlösung, so befinden sich die Bakterien zunächst in der lag-Phase, sie gewöhnen sich an das frische Medium, erholen sich von den schlechten Umweltbedingungen der vorherigen stationären Phase und vermehren sich erst nicht. Sobald sie sich genügend erholt haben, teilen sie sich alle zwanzig Minuten, wir sind in der log-Phase, wir haben exponentielles Wachstum. E.coli Vermehrung in 2 Stunden 20 Minuten Bakterien-Wachstumskurve:   Durch die Zunahme der Bakterienzahl ist für das einzelne Bakterium die Nahrung nicht mehr so leicht zugänglich, Stoffwechselprodukte in der Brühe beeinträchtigen die Lebensbedingungen, die Teilungsrate geht zurück und hält sich mit der Zahl der verendenden Bakterien die Waage. Wir sind in der Stationären Phase. Durch die weitere Stoffwechselaktivität verschlechtern sich die Lebensbedingungen und es finden immer weniger Zellteilungen statt und es verenden immer mehr Bakterien. Dies ist die Absterbephase. (Durch Überbevölkerung und Abgabe der Stoffwechselgifte sterben die Bakterien an Umweltvergiftung im eigenen Müll.)
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