Bacteria and Bacterial Structure – Bacteria

00:01 Hallo und willkommen bei Bacteria. Meine Lernziele für Bacteria beinhalten, dass Sie die Unterschiede zwischen grampositiven und gramnegativen Bakterien verstehen werden. Sie werden erfahren, wie Mikroben Stoffe aus ihrer Umgebung aufnehmen. Sie werden danach mit den Komponenten von Bakterienzellen vertraut sein. Sie erhalten einen Überblick über die metabolischen Fähigkeiten von bakteriellen Zellen. Und was vielleicht am wichtigsten ist: Sie werden eine neue Wertschätzung für all das haben, was Bakterien tun können.

00:38 Beginnen wir mit einem kleinen Überblick über das, was wir über Bakterien wissen. Hier ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines gewöhnlichen Bakteriums aus Ihrem Darm, E. coli. Dies sind stäbchenförmige Zellen und sie sind etwa 100.000-fach vergrößert. Bakterien, im Gegensatz zu den eukaryotischen Zellen, aus denen wir bestehen, haben keine Zellkerne und keine membrangebundenen Organellen wie Mitochondrien oder Chloroplasten.

01:12 Sie bilden Kugeln, Stäbchen und Spiralen, so dass sie unter dem Mikroskop verschieden aussehen. Und denk Sie daran, daß sie überall auf der Erde zu finden sind, nicht nur in dir und auf dir, sondern in jedem Tier, in den Ozeanen, den Böden und sogar im Himmeln. Und denken Sie an die Anzahl der Bakterien auf der Erde. Es ist eine beeindruckende Zahl: 5×10 bis 30.. Sie sind zahlreicher als jedes andere Lebewesen auf dem Planeten.

01:44 Werfen wir nun einen genaueren Blick auf die Struktur von Bakterien. Im Inneren von jeder Bakterienzelle ist das Zytosol, das ein flüssiges Medium ist, in dem eine Menge der Aktivität der Bakterien stattfindet. Die Nukleinsäure, die DNA eines Bakteriums, ist present in der Struktur namens Nukleoid. Das Zytoplasma von Bakterien enthält auch Ribosomen. Diese sind die Orte, an denen die Proteinsynthese stattfindet. Viele Bakterien haben Plasmide. Dies sind kleine DNA-Stücke, die oft zirkulär sind und die vom Hauptchromosom getrennt sind.

02:24 Das Zytosol ist von einer so genannte Zellmembran umgeben. Über der Zellmenbran befindet sich normalerweise eine andere Struktur, die Zellwand. Und viele Bakterien haben ganz außen eine Kapsel. Auf dem äußeren Teil der Bakterien befinden sich einige Strukturen, die ihm bei der Bewegung helfen. Einige werden Fimbrien oder Pili genannt und die anderen sind die Flagellen. Das ist also ein Überblick über die Bakterienzelle und ihre verschiedenen Bestandteile.

02:59 Schauen wir uns einige von ihnen im Detail an.

03:05 Schauen wir uns zunächst die Zellmembran an. Diese ist eine Membran, die sehr ähnlich aussieht, wie die Membran, die Sie oder ich vielleicht in uns haben. Wie die eukaryotische Zellmembran. Sie besteht aus aus Phospholipiden. Es ist eine Phospholipid-Doppelschicht. In ihr sind viele Proteine eingebettet. Und ihre Funktion ist unter anderem die Aufnahme von Substraten bzw Molekülen, die das Bakterium benötigt, durch spezifische Transportproteine.

03:29 Dies ist eine sehr zerbrechliche Membran. Bakterien sind typischerweise sehr der Umwelt ausgesetzt. Deshalb muss die Zellmembran mehr Schutz bieten und kann nicht einfach nur existieren. Und so muss es es gegen Detergenzien und osmotische Einflüsse stabilisiert werden.

03:48 Es gibt zwei Lösungen um Bakterien zu erkennen.

03:52 Diese werden gram-positiv und gram-negativ Färbung genannt. Nach dem dänischen Mikrobiologen Gram, der die Färbung entwickelt hat, um die beiden Arten von Bakterien zu unterscheiden.

04:03 Auf der linken Seite der Folie sehen Sie die Struktur der Gram-positiven Bakterien.

04:08 Wie du siehst, befindet sich auf der Oberseite der Zytoplasmamembran eine dicke Schicht Peptoglykan, die die Zelle schützt.

04:15 Bei den gramnegativen Bakterien ist die Zytoplasmamembran mit einer dünnen Schicht aus Peptidoglykan bedeckt.

04:21 Und dann gibt es noch eine zweite Membran auf der Außenseite, die als äußere Membran bezeichnet wird.

04:25 Der Raum zwischen den beiden Membranen der gramnegativen Bakterien wird als periplasmatischer Raum bezeichnet und enthält wichtige Enzyme wie die Beta-Laktamasen, die eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Antibiotikaresistenzen spielen.

04:41 Es gibt noch ein paar andere Lösungen zum Schutz der Zellmembran, aber diese werden wir hier nicht in unserer Diskussion berücksichtigen.

04:48 Die Gram-Färbung unterscheidet nun gram-positive und gramnegative Bakterien anhand ihrer Farbe.

04:55 Gram-positive Bakterien färben sich violett - das sind sind die runden Bakterien, die man in diesem Bild sieht. Während gram-negative Bakterien sich rot färben. Hier sieht man, dass es stäbchenförmige Bakterien sind.

05:06 Ein paar Beispiele für verschiedene Arten von Bakterien anhand der Gram-Färbung und der Morphologie wird Ihnen helfen, das ganze in Zusammenhang zu bringen. Zu den gram-positiven Kokken gehören also Staphylokokken und Streptokokken, die beide eine Ursachen für schwere Infektionen beim Menschen sein können. Gramnegative zu den Kokken gehörenden Bakterien sind zB die Neisseria. Sie sind die Erreger der Gonorrhoe, einer sexuell übertragbaren Krankheit. Zu den Gram-positiven Stäbchen gehören das Clostridium und das Corynebacterium.

05:44 Die Clostridien können viele verschiedene Krankheiten verursachen. Eine davon ist Tetanus und die Corynebakterien können auch Diphtherie verursachen. Und zu den gramnegativen Stäbchengehört zB auch E. coli, ein häufiger Bewohner unseres Darms und die Salmonellen. Diese beiden Bakterien können beim Menschen Magen-Darm-Erkrankungen verursachen.