Biodiversität&Evolution - Vielfalt der Bakterien

Gram-negativ und aerob 

phänotypisch sehr unterschiedlich: photoautotroph, chemolitotroph oder auch chemoorganotroph

Fünf Untergruppen: alpha bis epsilon

-Phototrophe Purpur-Schwefel und nicht Schwefelbakterien:

Anoxische Photosynthese (O2 nicht aus Wasser), verwendet H2S als Donator und lässt zu Sulfat oxidieren bzw H2 als Donator

Energie Gewinn aus CO2 (reduzierte anorg. Stickstoffverbindungen)

chemolithoautotroph: AEROB 

langsames Wachstum, empfindlich gegnüber niedrigen pH-Werten (Elektronen müssen auf hohes Niveau gebracht werden- begrenzt frei werdende Energie)

zB Ammonium-oxiederiende: "Nitroso" und  Nitritoxidierende Bakterien

in Böden und Gewässern verbreitet - Korrelation mit Boden- Fruchtbarkeit 

in Biofilmen eng vergesselschaftet

kein Organismus kann Ammonium und Nitrit oxidieren 

wichtige Funktion in Kläranlagen

Chemolithotroph: Oxidation von Schwefelverbindungen zu Schwefel 

2 ökologische Klassen: neutraler pH und sauer pH Wert 

zB Thiobacillus: mikrobielle Erzlaugung (Freisetzung Schwermetalle)

Knallgasreaktion 

Enzym: Hydrogenase

Chemolithotroph, viele auch chemolithoautotroph bzw chemoorganotroph

hohe Vielfalt an Bakterien: zB Rhizobium 

meistens Alpha Proteobacteria 

aerob

ökologische Fkt: Oxidation von Methan 

Biotechnologisches Potential als Single Cell Protein (SCP): Abbau Methan, Abfall, Licht als Energiequelle, Reinkulturen  ABER: hoher Nukleinsäuren Gehalt, Allergenität, schlechte Verdauung, hohe Kosten 

Alphaproteobacteria

Synthese der Nitrogenase die unter ATP Verbrauch N2 aus Atmosphäre bindet - Nebenprodukt: H2

nif Gene, nod Gene, hup Gene 

N2 + 6 H reagiert zu 2NH3 dabei 12 ATP zu 12 ADP + Pi

Nitrogenase aus 2 Eisen-Schwefel-Proteinen 

bindet jährlich etwa 175 Mio Tonnen N2

altes Enzym 

Sauerstoff-empfindlich 

Anheftung At an offene Wunde 

Ti Plasmide dringen ins Gewebe und Kern ein - Pflanzenwachstumshormone bilden Tumor 

Verwendet für natürliche gentechnische Manipulation 

Gamma-Proteobacteria

Gram negativ, Stäbchen 

aerob

metabolisch vielseitig zB Verwertung Kohlenstoffquellen, Nitrat Atmer

weit verbreitet in Böden

Super Famiie Pseudomadaceae: heterogen, aero, metabolische Vielseitigkeit 

Super Familie Enteribacteriaceare Gruppe: Stäbchen oder Kokken, chemoorganotroph, benötigen Wachstumsfaktoren zB Salmonella

asymbiontisch 

häufig in Böden 

mit Nitrogenase 

Impfpräparate für Landwirtschafft 

zB Azospirilium

 obligat aerob 

Oxidieren Alkohole und Zucker zu Essigsäure

hohe Säuretoleranz (<5 Wachstum noch möglich)

Gram pos. 

Aerob oder anaerob

Böden, Kompost, Biogasanlagen 

häufig Sporenbildner, ubiquitär verbreitet 

aerob - anaerob 

Endosporen 

Dicke Zellwand 

Sporen mit kristallinem Protein

hohe Spezifität, Aktivität gegen bestimmte Insekten 

Einsatz LW als Insektizid oder genetisch eingebaute Kulturpflanzen

Lactobacillus: 

Lebensmittel- gesundheits-fördernd

strikt anaerob (vergären org Substrate in Biogasanlagen)

Endosporen 

vielfältig, weit verbreitet 

zB C. tetan: Wundstarrkrampf