Mikrobiologie Teil 1 - Mikroorganismen

1. Metabolismus - Erzeugung der Vorläufer von Makromolekülen 

2. Vermehrung (Wachstum)

3. Differenzierung

4. Kommunikation

5. Bewegung

6. Evolution

Kodierungsfunktion: DNA > Replikaion/Transkription (RNA) > Translation, Protein

►Weitergabe der in der DNA kodierten Gene

Maschinenfunktion: Energie (ADP + P4 ⇒ ATP) > Metabolismus > Enzyme (Ktalysatoren des Wachstums)

►Vermehrung (Wachstum)

Konservierung

Herstellung (Fermentation)

Lebensmittelzusätze

• Abbau Pflanzenschutzmittel

• Speicherung und Transformation überschüssiger Dünger

• Verbesserung Bodenstruktur

• Schutz vor Pflanzenkrankheiten

►N2-Fixierung: N2 → 2 NH3 → NO3-  ►S → SO4(2-) → H2S

►Viehhaltung: Cellulose → CO2 + CH4 + Tier. Eiweiß

• Biologische Brennstoffe - Methan

• Biologische Entsorgung - Öl + O2 → CO2

• Mikrobielle Erzgewinnung

• Mais wird durch Gärung zu Ethanol

Natürliche Bildung von wertvollen Chemikalien (Aroma-/Farbststoffe)

Gentechnische Optimierung (neue Antibiotika)

Gentechnische Herstellung neuer Verbindungen (Insuline)

• Bodenbereich wird von leb. Pflanzenwurzeln durch Rhizodepositonen beeinflusst:

Rhizodepositonen = Substanzen, die von der Pflanzenwurzel in den Boden abgegeben werden (Wachstum, Signal für Bakterien)

►Bakterien und Pilze versorgen die Pflanze mit Nährstoffen

Robert Hooke - erste Darstellung von mikroorganismen

Antoine von Leeuwenhoek - entdeckt Protozoen und Bakterien

Louisa Pasteur - erster Nachweis von metabolisch aktiven Mikroorganismen (Exp. Schwanenhalskolben)

► 1. Frühzeit: Entdeckung, Medizinische u. allgemeine Mikrobiologie

► 2. Ära der Mikrobiologie: allg. Mikrobiologie

► 3. Molekulare Mikrobiologie: Genomik, Proteomik

• Viren- und Bakteriophagen

• Prokaryonten - Bakterien, Archaeen

• Eukaryonten - Protozoen, Algen und Flechten, Pilze

- sehr klein (10 bis 100 nm)

- mit DNA oder RNA und Struktur schützenden, gebenden Proteinen (Hüllproteine/Kapside)

- nur lebendig, wenn sie in Wirtsorganismen sind → keine echten Organismen, genetische Programm nicht ausreichend für lebensnotwendige Funktionen

- Vermehrung erfolgt über genetisch kodierte Funktionen der Wirte, welche "umprogrammiert" werden

• zahlreich
• pathogen bis symbiontisch
• hohe Vielfalt, große metabolische Vielfalt
• hohe aktive Oberfläche - hohe Umsatzraten bei hohem Oberfläche-Volumen Verhältnis
• viele "nicht-kultivierbare" Organismen

• mikroskopisch ähnl. wie Bakterien
• sehr alt, dadruch sind viele an extreme Umweltbedingungen angepasst
• immer anaerober Stoffwechsel (anfällig für Sauerstoff)
• einzige biologische Methan-Produzenten

• Abbau von Pflanzenresten in der Streuschicht
• Lebensmittelverderber, Antibiotika- u. Mykotoxinbildner
• extrazelluläre Enzyme f. Abbau von Polymeren wie Cellulose, Pektine
• viele mit kompliziertem Sex-Leben: Hauptfrucht- und Nebenfruchtformen
• Sporen überall verbreitet

• Photosynthetische, eukaryontische Mikroorganismen
• lichtabhängig, empfindlich gegen Austrocknung
• terrestische Eroberung zusammen mit Pilzen ...

...als Flechten

• Pilze: Thallus, schützt vor Austrocknung
• Algen bzw. Cyanobakterien: CO2- Bindung oder Bindung von molekularem Stickstoff aus Atmosphäre
• typische Primärbesiedler

• Amöben, Ciliaten, Flagellaten
• fressen Bakterien oder kleine org. Partikel
• stark wasserabhängig - Möglichkeit zur Cystenbildung
• viele pathogene Protozoen (z.B. in Trinkwasser)