Mikrobiologie

Das Nährmedium Lactose wird schnell verwertet bei steigendem Zellwachstum. Nach ca.12 Stunden beginnen Penicillium chrysogenum mit der Penicillinproduktion (sekundäres Metabolit). Um die Produktion zu beschleunigen wird zuerst Glucose, später Stickstoff hinzugefügt. Die Penicillinproduktion steigt weiter steil, während das Zellwachstum abflacht und schon in die stationäre Phase übergeht. Zugabe von Phenylacetat stimuliert die Penicillin-Produktion. 

Cephalosporine enthalten anstelle eines Thiazolidin-Rings (wie im Penicillin) einen Dihydro-Thiazin-Ring.  

Der Beta-Lactam-Ring ist ihnen gemeinsam. Vorteil: geringere Humantoxizität als Penicillin und Breitband-Antibiotika 

Clavulansäure ist selbst ein (schwach wirkendes) Antibiotikum und gleichzeitig auch ein Inhibitor der Beta-Lactamase. 

Produziert von Strepomyces clavuligerus, hemmt beta-Lactamase von Bakterien ohne bakterienschädigend tu wirken. Dadurch wird das Wirkungsspektrum von Antibiotika (speziell beta-Lactam, wie Penicillinen) gegenüber Keimen erweitert. 

Penicillin wirkt nur auf sich vermehrende (vor allem) grampositive Bakterien. 

Penicillin wirken bei der Zellteilung indirekt, indem sie die Zellwandsynthese behindert und eine osmotische Lyse der Bakterien auslösen. Der halb geöffnete Beta-Lactam-Ring wird von bakteriellen Enzymen (D-Alanin-Transpeptidase, verantwortlich für die Quervernetzung der Peptidoglycanschicht grampositiver Bakterien) gebunden. Zur Teilung der Bakterie muss die Zellwand teilweise geöffnet und neu synthetisiert werden, was mit der irreversiblen Bindung des Penicillins an das Enzym verhindert wird. Das Bakterium verliert dadurch seine Schutzhülle und lysiert. 

Beta-Lactamase hydrolisiert den beta-Lactam-Ring. Das Antibiotikum wird dadurch unwirksam gemacht. Durch schnelle Generationsphasen von Mikroorganismen und hohe Produktionszahlen und damit einhergehend vielen Mutationen können solche Antibiotikaresistenzen recht schnell eintreten. Die Vererbung der beta-Lactamasensynthese erfolgt chromosomal oder plasmidal. 

Chlortetracyclin ist ein Antibiotikum, das aus Streptomyces aureofaciens gewonnen wird.

Da Glucose die Biosynthese behindert (Repression).

Saccharose 

Brevibacterium flavum

Lysin hemmt ein Enzym auf dem Syntheseprozessweg. Mutantenformen, die eine veränderte Bindungsstelle eines bestimmen Enzymes (Aspartokinase) haben lösen das Problem.  
Die Mutanten sind außerdem gegen S-Amino-Ethylcyctein resistent. 
Diese eigentlich regulative Rückkopplung des Produkts auf einen Prozess der Synthese verhindert normalerweise Überproduktion, was bei einer nicht biotechnologisch verwendeten natürlichen Zelle erwünscht wäre. 

Cobalamin (Vitamin B12):Genus Propionibacterium sowie Pseudomonas denitrificans 
Riboflavin (Vitamin B2): viele Bakterien, Hefen und Pilze; von besonderer Bedeutung ist der Pilz Ashbya 

Cobalt

Muttermolekül aller Flavine (zB Coenzyme FAD,FMN) 

Biokonversion/Biokatalyse/Biotransformation: Bei der Produktion von Steroid-Hormonen katalysiert ein Schimmelpilz (Rhizopus  nigricans) eine Hydroxylierung (von Progeseron). Die vollständige industrielle Herstellung kann nur mit dem Mikroorganismus stattfindet. 

Schimmelpilz Rhizopus nigricans 

Anhängen einer Hydroxylgruppe (OH-; Alkohol). Hydroxylierung 

Amylase (stärkeaufspaltend); Bakterien und Pilze,; Brotbacken 
Protease (proteineverwertend); Bakterien und Pilze; Waschmittel, Fleischherstellung 
Ivertase (saccharoseverwertend): Hefe; Süßigkeiten 
Lipase (fettaufspaltend); Pilze; Molkereierzeugnisse, Waschmittel, Seifenherstellung 
Lactase (milchzuckeraufspaltend); Pilze; Molkereierzeugnisse 

Acetobacter und Gluconobacter 

Die Essigsäureproduktion der beiden Mikroorganismen ist keine Gärung, weil sie nicht anerob stattfindet. Trotzdem wird Ethanol nicht vollständig zu CO2 und H20 veratmet. Man spricht von einer unvollständigen Atmung (Subterminale Oxidation) 

Aspergillus niger, (Zitronensäure als sekundärer Metabolit)

Das Kulturmedium darf so gut wie kein Eisen enthalten, da sich ansonsten Fe(III)-Chelate bilden. Der Fermenter sollte aus Edelstahl sein, dass sich kein Eisen löst (sehr niedrige pH-Werte bei Herstellung) 

Proteinreiche Substanz, welche seit Ende der 1970er-Jahre als protein- und vitaminhaltiges Tierfutter verwendet wird. Hierbei bauen Mikroorganismen in Massenkulturen in Bioreaktoren aus einfachen und kostengünstigen organischen Substanzen Proteine und Aminosäuren auf und werden dann „geerntet“. Zu den eingesetzten Mikroorganismen zählen beispielsweise Futterhefen wie Candida oder Pichia sowie  Bakterien wie Methylophilus und Methylomonas. Auch Algen werden eingesetzt. Generell wachsen die Massenkulturen auf Abfall- oder Nebenprodukten der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie. Große Vorteile sind die hohe Wachstumsrate und Ausbeute der Kulturen. Im Vergleich zur Sojapflanze weist die damit erzeugte Biomasse einen höheren Proteingehalt auf. Wenn Hefen verwendet werden, ist zudem der Vitamingehalt erhöht. Es gibt auch Nachteile des SCP. So kann der Anteil mancher Aminosäuren zu gering sein, außerdem sind Nukleinsäuren und Fette enthalten, welche unerwünscht sein können. Abgesehen davon besteht die Gefahr, dass giftige Mykotoxine produziert werden. Mit Soja, Luzerne oder Fischmehl kann SCP aus Kostengründen nicht konkurrieren 

Produkte die auf Kühe als Milch- oder Fleischquelle aufbauen sind mit Methanemission verbunden, da im Rumen der Tiere das Treibhausgas entsteht (Bis zu 600 Gramm pro Tier und Tag). Insbesondere Milchkühe in der Laktation geben sehr viel Methan ab. Während die Emission je Kuh mit der Leistung steigt, sinkt sie im Verhältnis zur geförderten Menge Milch jedoch. Kleine Wiederkäuer wie Ziegen oder Schafe stoßen auch aber deutlich weniger Methan aus. Das sogenannte „Manure Management“, also ob die Gülle der Tiere als Dünger benutzt wird oder wie die Lagerung vollzogen wird, beeinflusst die Emissionsmenge ebenfalls. 

Studien belegen, dass Rinder, die mit bestimmte tropische Gräser gefüttert werden bis zu 90% mehr Methan emissieren als Vergleichbare Tiere. Proteinreiches im Gegensatz zu cellulosereichem Futter verringert in europäischem Vieh den Methanausstoß. Stallhaltung trägt dort außerdem positiv zu Emission bei. 

Methanogene Archaeen  (Euryarchaeota) tragen mit 66% erheblich zur jährlichen Methenproduktion bei. Bildungsbedingungen sind ein anaerober Lebensraum wie Sümpfe oder der Pansen von Wiederkäuern. Ein ökologisch nicht unbedeutendes Habitat sind auch die in Endosymbiose lebenden methanogenen Archaeen in Termitenmägen. 

Bei Kultivierung braucht man typischerweise CO2 als Kohlenstoff- und H2 als Energiequelle. Substrate sind vorallem Acetat (Essigsäure), aber auch Ameisensäure und Methanol. 

In Blockheizkraftwerken wird das (unter anderem) entstandene Methan zur dezentralen gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Über einen Biogasmotor wird ein Generator betrieben, welcher Strom an das Netz abgibt. Die im Abgas und Motorkühlwasser enthaltene Wärme wird in einem Wärmetauscher zurückgewonnen. Falls die Abwärme vollständig und ortsnah genutzt wird, kann ein Gesamtwirkungsgrad von 80-90% erreicht werden. 

Biomethan kann auch in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden, wenn aus wirtschaftlichen Gründen die Wärmeleistung des Kraftwerks vor Ort nicht sinnvoll genutzt werden kann. Aufbereitetes Gas könnte auch zum Betrieb von erdgasbetriebenen Fahrzeugen taugen. 

Die Aufspaltung von beispielsweiße Cellulose findet im Rumen von Wiederkäuern nur durch methanogene Mikroorganismen statt die mit ihnen in enger Endosymbiose leben. Neben der Spaltung erhalten die Wiederkäuer Aminosäuren und lebenswichtigen Ergänzungsstoffen wie Vitaminen. Die große Anzahl von mehreren Millionen Protozoen und mehrere Milliarden Bakterienzellen pro Quadratmillimeter Pansenoberfläche und die großen Mengen an cellulosehaltigem Futter, welches verdaut werden muss spielen eine Rolle.

Die Methanproduktion sinkt im Verhältnis zur Menge produzierten Fleischs oder Milchprodukts bei leistungsstärkeren Tieren. Absolut steigt sie natürlich pro Tier. Eine Verminderung der Anzahl Tiere, bei Steigerung der Leistungsfähigkeit ist der wichtigster Faktor der Reduzierung. Die Gesundheit der Tiere, geringe Tierverluste, lange Nutzungsdauer der Kühe und kurze Aufzuchtdauer wachsender Rinder sind weitere Ansätze für geringere Methanbildung durch Wiederkäuer. Allgemein kann gesagt werden, dass Milchprotein mit deutlich weniger Methananfall erzeugt werden kann als Fleischprotein. Die regionale Nutzung bei Vermeidung von theoretisch unnützen Transportwegen ist ebenfalls ein Faktor. Die gesamte Produktionskette muss dafür in Betracht gezogen werden. Hier kommt erschwerend hinzu, dass erforderliche Reduzierungen von Methanmissionen ein lokales Handeln, und damit zwangsläufig auf Ebene des Einzelbetriebes stattfinden müssen; die gleichzeitige Globalisierung der Lebensmittelerzeugung und des -handels, aber nur durch diesbezüglich weltweite Aktivitäten dauerhaft sichergestellt werden kann. (von Flachowsky et al.) 

Ein Verzicht auf tierische Produkte von Wiederkäuern zugunsten der Reduzierung von Methan wäre nicht undenkbar. 

Genteschnisch Veränderter Reis, welcher Saccharose vermindert an den Wurzeln lagert, wo es in kleineren Mengen den dort im Wasser anaerob lebenden Mikroorganismen zur Methanogenese zur Verfügung steht. (Ansatz aus Schweden). Nicht nur gentechnisch veränderter Reis sondern auch die Benutzung bestimmter Sorten beim Anbau spielt eine Rolle. So ist gibt es Reissorten, die nicht auf Überflutung angepasst sind (Trockenreisanbau). Dabei kann es aber vermehrt zu Wuchs von Unkräutern kommen, was die Erträge mindert. Weitere Möglichkeiten sind der Anbau in Höheren Lagen und damit verbundenerem geringeren Bewässerungsbedarf, der Verzicht auf das Verbrennen oder Verrotten des Reisstrohs der letzten Ernte und ein periodisches entwässern bzw. eine geringere Stauhöhe. Dadurch soll der Ausstoß von Methan reduziert werden, ohne die Ernteerträge zu gefährden. Während der Drainage wird der Schlamm gut belüftet. Das Trockenlegen hat noch einen weiteren Nebeneffekt: die Entwässerung beschleunigt nicht nur das Wachsturm der Reiswurzeln, es werden auch große Mengen an Stickstoffdünger aus zersetzten organischen Resten freigesetzt, die das Pflanzenwachstum beschleunigen und die Erträge steigern. Eine Veränderung der Düngung kann auch positiv beitragen. 

Viehzucht mit Wiederkäuern (89), Reisanbau (36), Biosubstanzverbrennung (38) 

In Terragram Methan pro Jahr. 58% der Methanemissionen aus Deutschland stammen aus der Landwirtschaft (2014) 

Entsteht im Rumen von Wiederkäuerund und wird durch die Abwasser- und Klärschlammbehandlung sowie die Klärschlammverwertung bzw dem Lagern und Ausbringen des Wirtschafsdüngers Gülle freigesetzt 

Die landwirtschaftliche Bearbeitung des Bodens, Stickstoffdüngemittel und die Tierhaltung sind entscheidende Emissionsquellen für die Treibhausgase (Lachgas und) Methan. (Methan rund 25-mal klimaschädlicher als CO2). 

-Eukaryonten: (Pflanzen/Tier/Pilz/Protozoen) Mit Endomembransystem (Dynamischer Zellinterne Verkehr, Synthese- und Modifizierungsprozess durch Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat und schließlich Membran über Vesikel, Lysosome (Enzymatische Zerlegung, durch Membran mit eigenem Endomilleu zum Schutz der Zelle)) und Peroxisome (Abbau von Fettsäuren, Ethanol, etc und des dabei entstehenden Wasserstoffperoxid), Nucleus, Nucleolus (RNA Synthese), 80S-Ribosome (Proteinsynthese), (endosymbiontisch eingebrachte) Mitochondrien, Plastiden (Chloroplasten, Leukoplasten, Amyloplasten, ...) in Organellmembranen. Eukrayontische Zellen in der Regel größer als Prokaryonten

-Prokaryonten (Zwei Domäne: Bakterien, Archäen): Erbgut im Cytoplasma (in Plasmiden/freien Chromosomen), mit Zellwand, keine Membranumgrenzten Organellen, 70S-Ribosome, Andere Translations- und Transkriptionsverfahren. 

Bild

Zellwand: Schutz vor osmotischer Lyse und Extremen. Für Stabilität undForm

- Gramnegativ: mindestens eine weitere Lipiddoppelschicht über dem Cytoplasmamembran über dünner Peptidoglycanschicht (Mureinschichten). Dieser enthält viele Polysaccharide und Lipide (Lipopolysaccharidschicht) für funktionale Struktur und/oder Toxizität (Endotoxine). Die äußere Membran ist für die Fixierung der periplasmatischen Proteine zuständig. Er hat außerdem Porinen (Transmembranproteine, spezifisch und unspezifisch) zum Durchlass kleiner Moleküle Beispiele: Salmondella, E. Coli

- Grampositiv: Dicke Peptidoglykanschicht (querverstrebte Glycanstränge) über Cytoplasmamembran mit Teichonsäuren (für Ladungsverteilung, Fixierung von Kationen zum Transport in die Zelle) oder Proteinen eingelagert.„Murein“ -> Gramfärbung aufgrund von unterschiedlicher Struktur mit verschiedenen Färbestoffen

- Archaen: aus Pseudomurien (Polysaccharid mit Aminosäureketten). Evolutionär separat hervorgekommen wie Murien (-> Immun gegen Zellwandantibiotika). Vielfältiger Aufbau von einer einzigen bis hin zu komplexen System vieler Schichten. Zellen ohne Zellwände: Mycoplasmen oder Thermoplasen. Mit zB sterolverstärkten Cytoplasmamembran oder osmotisch geschützten Habitaten (in Tierkörpern)

• Mineralisierung (Organische Materie zu anorganischen Verbindungen). 

• Lebensmittelproduktion (Käse (mikrobielles Lab), Bier (Hefe)) 

• Umweltschutz (Kläranlagen, Abbau von Umweltgiften) 

• Biologische Schädlingsbekämpfung 

• Wichtige Aufgaben im Kohlenstoffkreislauf, Stickstoffkreislauf (Nitrifikation, Denitrifikation,   Ammonifikation, Stickstofffixierung), Schwefelkreislauf, Phosphorkreislauf 

• Herstellung von Antibiotika, Antikörpern, Pharamzeutika oder Hormonen 

• Mikrobielle Erzgewinnung 

• Konservierung von Nahrungsmitteln 

• Gentherapie von Krankheiten 

• Wichtige Aufgaben auf der Haut und im menschlichen Darm. 

Beweis der früheren Vermutung, dass Mikroorganismen Krankheiten übertragen/verursachen können durch Robert Koch in vier Schritten: 

1. Krankheitserreger in totem Tier identifizieren (mit vergleich zu lebendem, gesunden Tier) 

2. Reinzucht des Krankheitserregers und Nachweis, dass diese sich nicht von Proben des gesunden Tieres züchten lassen unter für den Pathogen günstigen Bedingungen (In Petrischale mit Agar und Beijerincks Anreicherungskultur 

3. Reinkultur muss beschriebene Krankheit bei gesundem Tier verursachen 

4. Isolierung des vermuteten Erregers in zweitem toten Tier und vergleich mit ursprünglichen Erreger.  Dessen Reinkultur muss identisch sein muss vorheriger 

Damit wird nachgewiesen, dass ein spezifischer Mikroorganismus eine spezifische Krankheit verursacht. 
Endgültiger Beweis mit Tuberkulose 

Ringförmige, sich autonom replizierende doppelstrangige DNA-Strukturen, vor allem in Prokaryonten. Tragen im Gegensatz zu Chromosomen nicht lebensnotwendige Gene. Replikationssprung innerhalb des Plasmids zur Kopierung. Autonom und damit vererbbar, wenn Wirtszelle mit Replikationssprung kompatibel ist. Klassifikation (neben Konjungierenden und nicht-Konjungierenden ) in Funktionalitätsgruppen: 

• Fruchtbarkeits-P zur Erhaltung der Konjugation 

• Resistenz-P zur Bekämpfung von Antibiotika und Giften 

• Col-P zur Kodierung von für andere Bakterien toxischen Proteine (Colicine) 

• Degradations-P für den Abbau von ungewöhnlichen Substanzen 

• Virulenz-P für Pathogene Lebensweiße 

Die DNA in Plasmiden wir von Enzymen (Topoisomerasen) „überspiralisiert“: In einem komplizierten Verfahren werden Helixe übereinander gelegt, zerschnitten und wieder verbunden, sodass eine Platzsparende Drehung entsteht. 

(Schleimhülle = Kapsel = Glykokalyx) Polysaccharid- oder Proteinschichten, die kovalent an Membranlipide/Proteine gebunden ist. Sie Zählen nicht zur Zellwand. Kapsel: fest mit Zellwand verbunden, Schleimhülle nicht. Kapsel/Schleimhülle dienen: („Biofilm“) 

• Zum Schutz vor Austrocknung (durch Äußere Bindung an Wasser) 

• Zum Schutz vor Phagozytose (Aufnahme und Lyse der Zelle in eine andere Zelle) 

• Zum Anheften der Zelle (Bsp. Zahnschmelz) 

• Als Pathogenitätsfaktor (durch „Verhüllung“ und Nichterkennung von Phagozyten des Immunsystems) 

Nein. Ein Virus ist lediglich eine vom Capsid und schließlich einer Hülle umgebenen Nucleinsäure. Zusätzlich können noch periphere Strukturen wie Anheftungsmechanismen vorkommen. Sie besitzen keinen eigenen Stoffwechsel, nur die Eigenschaft den Stoffwechsel anderer Organismen zu manipulieren und/oder ihn zu nutzen. Außerdem findet die Vermehrung nicht selbstständig sondern nur innerhalb der DNA des Wirts statt, indem virales Erbgut eingeschleust wird. Viren können hingegen eine Evolution zu durchlaufen: Sie können mutieren.  

• Als halbdurchlässige Schicht können Nährstoffe ins Cytoplasma diffundieren und Fremd/Kommunikations- oder Giftstoffe bzw. -reize aus der Zelle ausgeschieden werden. Dies geschieht peripher über Proteine (zB Rezeptoren) und in der Zelle durch Transportvesikel (das Endomembransystem).  

• Weiterhin können außerhalb der Zelle befindliche Materialen (oder Zellen) endozytisch (bzw phagozytisch) einverleibt werden.  

• Die Cytoplasmembran ist beteiligt an der Formänderung einer Zelle. Im Inneren der Zelle schirmt er ein veränderliches und für manche Reaktionen nötiges (Enzyme) Milleu ab.  

• Außerdem kann an der Membran eine Potentialdifferenz hergestellt und genutzt werden. Hier kann eine Protonenmotorische Kraft aufgebaut werden. Diese kann zum direkten Transport von Substanzen über ein Protein (einfacher Transport, Bsp.: Lactose-Permease) oder mehrere (Gruppentranslokation, Bsp.: Phosphotransferasesystem) genutzt werden. Weiter kann mittels „ABCSystem“ (ATP Binding Casette) Substanzen durch die Protonenmotorische Kraft transportiert werden. Dafür braucht es ein substratbindendes (extrem spezifisch, sehr substartaffin), ein transportierendes und eine ATP-hydrolisierendes Protein. Die in der Membran verankerten Proteine sind wichtige Bestandteile der in der Zelle stattfindenden Kreisläufe. (Integrale Proteine: durch die Membran gehende; Periphere: Außen an die Membran sitzende Proteine). Man unterscheidet weiter zwischen Uniportern (Ein Substrat, eine Richtung), Antiportern (Co-Transport zweier Substrate in entgegengesetzte Richtungen) und Symportern (Transport zweiter Substrate (bzw ein Substrat und meist ein Proton) in die gleiche Richtung) 

• Bei Archaeen sind die (unechten) Fettsäuren (Isopren) in den Membranlipiden per Etherbindungen statt Esterbindung an das Glycerin gebunden. Oftmals sind Lipidmonoschichten statt Lipiddoppelschichten membranständig. Das ermöglicht beispielsweiße Lebensfähigkeit bei 80°C 

• Proteine (Polymere aus Aminosäuren, verbunden über Peptidbindungen) 

Sie können strukturgebend im Cytoskellet (Tublin, Aktin) oder  katalysatorisch(Enzyme) wirken. Sie können kontraktierend („Motorproteine“) sein oder ein bestimmtes abgeschottetes Milieu schaffen (Chaperone) als solche kommen sie der gesamten Zelle vor. In den Membranen eingelagerte Proteine können schleusend wie abschirmend wirken. Beim Transport von Stoffen oder Reizen oder beim Aufbau einer protonenmotorischen Kraft. 

• Nucleinsäuren (In Zellen Desoxyribonukleinsäuren oder Ribonukleinsäuren)(Polymere aus Nucleotiden, also Verbünde aus Phosphatresten, einem Einfachzucker und einer Nukleinbase) Sie sind im Nucleus bzw. Nucleolus vorhanden und enthalten kodiert die Information zur Proteinsynthese. Im Kern eukaryotischer (bzw. im Nucleoid prokaryotischer) Zellen als DNA vervielfältigt und mittels verschiedener Transportprozesse ribosmal verwendet. Im Cytoplasma und in den Ribosomen dann als RNA vorliegend. 

• Polysaccharid (Polymer aus Sacchariden) Strukturgebend (zB in Pflanzenzellen in der Zellwand (Hemizellulose, Zellulose)), Energiespeichernd in der Zellvakuole bzw. in Speichergranula (zB in Form von Stärke (Amylose, Amylopektin) in Pflanzenzellen) bzw Glycogen oder in Energiekreislauf mittels Glukose. Sachharide finden sich außerdem zum Teil außerhalb der Zellwand bzw. des Cytoplasmamembrans als Bindemoleküle für zB Wasser zum Schutz vor Austrocknung. Zudem dienen diese die Randständigen Polysaccharide zur Zell-zu-Zell-Kommunikation.  

• Lipide (Glycerin mit 1-3 veresterten Fettsäuren bzw. anderen Bausteinen) Vorkommen in der Cytoplasmamembran bzw Zellmembran von Archaeen (Etherlipide) als semipermeable Schicht, als Energiespeicher (unter anderem durch Umbau aus Polysacchariden unter Energieverlust bei Überschuss) in Speichergranula. Als Gycolipide in der äußeren Membran dienen Sie dem Zell-zu-Zell-Kontakt.

• Transformation: Bezeichnung für die Fähigkeit (natürliche Transformierbarkeit) einer Zelle freie, extrazelluläre DNA zu binde und aufzunehmen. Diese wird in die DNA des Prokaryonten teilweise oder ganz eingebaut (Rekombination) und wird bei der nächsten Zellteilung weitergegeben. Die freie DNA wurde zuvor von einer aufgelösten Spenderzelle freigesetzt. ([Symbol] Griffiths Experiment mit Toten gekapselten und lebendigen ungekaspelten Pneumococcuszellen) 

• Transduktion: Unspezifische (allgemeine) Transduktion (lytischer Zyklus): Bakteriophagenzelle dockt an Prokaryont an und injiziert seine DNA. Die DNA des Wirts wird in Bruchstücke zersetzt. Bei der Sythese der Phagenhülle kann es passieren, dass Teile der Wirts-DNA anstelle der Phagen-DNA eingebaut werden. Bei Infizierung des „falschen“ Phagen mit einem Bakterium, wird die Wirts-DNA eingebaut. 

Bei der spezifischen Transduktion baut sich die Phagen-DNA in die Wirts-DNA ein und verbleibt dort als Prophage. Dieser Zustand ist für die Wirtszelle nicht beeinträchtigend und unter manchen Gesichtspunkten sogar förderlich. Droht die Wirtszelle abzusterben, tritt der Phage in den lytischen Zyklus ein. Bei der Exzision der Phagen-DNA aus dem Wirtsgenom können zufällig Teile der Bakterien-DNA mitgenommen und weiter verbreitet werden. 

• Konjugation: Spenderzelle mit selbstreplizierendem F-Plasmid (mit tra-Region) stellt Zell-zu-Zell-Kontakt mit Empfängerzelle über einen Pilus her. Nach zusammenziehen der Verbindung stehen Spender- und Empfängerzelle in direktem Kontakt und das Plasmid wird im Spender abgerollt und in den Empfänger hineinkopiert. Nach Ergänzung zum Doppelstrang wird die Pilusverbindung gekappt. Die Konjungation kann auch ohne Pilus über Pheromonanziehung und die Ausbildung von Aggregationsproteinen stattfinden. 

• Virus: Plasmid: Ein Virus ist eine Nukleinsäure (DNA oder RNA) in einem Kapsid oder einer Ribonucleonprotein umschlossen sind. Vereinzelt wird diese noch von einer Lipiddoppelschicht und Membranproteinen umgeben (Virushülle). Im Gegensatz dazu treten Plasmide ohne Hülle oder Kapsid in Bakterien oder Archaeen (und selten in Eurkaryonten (zB Backhefe)) extrachromosomal auf. Sie sind oft ringförmige doppelstrangige DNA-Moleküle. Beide benötigen eine Wirtszelle zur Replikation. Plamiden töten (durch Lyse) ihre Wirte jedoch nicht danach. Sie tragen positiv zur Entwicklung des Wirtes bzw. kommender Wirtgenerationen bei (beispielsweiße durch Implikation von Antibiotikaresistenz) 

• Zelle: Virus: Ein Virus ist definitionsgemäß kein eigenständig lebendiges Wesen. Eine Zelle wird als elementare Lebensform bezeichnet, da in ihr auf kleinstmöglichem Raum ein vollständig geschlossener Metabolismus sowie die Fähigkeit zur Fortpflanzung und zur Mutation (also zur Weiterentwicklung) gegeben sind. Ein Virus verfügt über keinen eigenen Stoffwechsel sondern bedient bzw. manipuliert einen von einem Wirt. Er ist außerdem viel kleiner. Die Fortpflanzung bzw. Vermehrung eines Virus funktioniert ebenfalls nur mittels Wirt. 

Ja, Prione („Protein infection“): sind keine Lebewesen sondern virusähnliche organische Toxine.  Beispiele: Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, BSE, Kuru. Prione können auch durch spontane Umfaltung körpereigener Proteine entstehen. Prionen werden jedoch bei Weitem nicht nur pathogene Eigenschaften zugesprochen. Die zahlenmäßig häufigsten Prione schützen Tiere unter anderem vor Wasserstoffperoxid oder freien Radikalen. Durch anormal gefaltete Prione können Kettenreaktionen ausgelöst werden die Aggregate von unlöslichen proteaseresistenten Prionen verursachen. Diese Zerstören schließlich Nervengewebe. Die „Übertragung“ erfolgt entweder sporadisch, das heißt ohne erkennbare Ursache, durch genetische Vererbung oder durch direkte Übertragung fehlgefalteter Prione. 

• Tumortransformation: Die Infektion der Zelle durch einen Virus veranlasst die Transformation zur Tumorzelle, welche sich teilen kann. 

• Lyse: Das Virus vermehrt sich in der Zelle und tötet sie. Die Viren entkommen aus der aufgelösten Zelle. 

• Persistente Infektion: Die replizierten Viren treten aus der infizierten Zelle langsam und nacheinander aus ohne sie zu lösen oder zu töten. 

• Latente Infektion: Die replizierten Viren verbleiben in der Wirtszelle und warten auf Signal (zB drohendes Absterben der Wirtszelle) um Lyse zu beginnen. 

Eumycota (Fungi, echte Pilze), im Gegensatz zu Oomycota (Algenpilze) und Myxomyceten (Schleimpilze)  Ascomyceten, Basidiomyceten, Zygomyceten, Glomeromyceten und Chytridiomyceten werden als Eumycota zusammengefasst. 

• Lebensweise: Kohlenstoffheterotroph (chemoorganotroph), eukaryotisch, Saprophyten,  (meinst Phyto-) Parasiten oder Pertophyten (nekrophil). Leben in meist in eher saurem und bevorzugt feuchtem Gelände. Mineralisierer organischer Stoffe  

• Wachstum: in Septen geteilte Hyphen setzen sich Wachstumsfronten apikal fort. Das Wachstum erfolgt also anisotrop an den Spitzen. Für das Wachstum wird Zellwandmaterial in Vesikeln zur Fusionsstelle transportiert. (Durch verschließbare Poren verbunden können Zellorganellen innerhalb der Hyphenzellen wandern und bei Verletzung geschlossen werden.) Oder: Einzellig. 

• Stoffwechsel: Wichtige Verstoffwechsler von natürlichen Polymeren wie Cellulose, Lignin, Keratin, Lipiden, Proteinen, Pektin, ua). Nahrung wird meist enzymatisch gelöst aus der Umgebung resorbiert 

• Vermehrung: Asexuell durch Ausbildung von verschiedenen Sporentypen (Konidiosporen, Chlamydosporen, Athrosporen, etc) oder sexuell durch Verschmelzung von haploiden Gameten zu diploiden Zellen (Zygote, sexuelle Spore) 

Beinhalten im Gegensatz zu pflanzlichen Zellwänden meist das strukturgebende Polysaccharid Chitin bzw. Chitosan. (Außer Oomyzeten, deren Zellwände aus Cellulose bestehen) im inneren vernetzt über kürzere Glykane. Das Chitin bzw. Chitosan ist in mikrofibrillären Bündeln gebunden und mit eingelagerten Proteinen (welche zum Teil auch enzymatische Funktionen aufweisen können), Lipiden versehen. Fungiert zusammen mit dem Turgor (Zellinnendruck) als Exoskelett, also Stützendes Material, dass die Form der Zelle stabil halten soll. Weiter dient die Zellwand der osmotischen Stabilität und dem Schutz vor äußeren Einflüssen.  

Septen gliedern pilzliche Zellen in einzelne Kompartimente. Die einzelnen Kompartimente sind Syncytien (mehrkernig), wobei zwischen genetischen identischen (Homokayon) oder verschieden (Heterokaryon) unterschieden werden kann. Es existieren einfache Septen mit nur einem Porus zwischen den Zellen. Bei den meisten Ascomyceten (Schlauchpilze) befindet sich dahinter ein Woroninkörper (Proteinkomplex) der zum Verschließen des Porus bei Verletzung der Zelle dient. Der dadurch verhinderte Zellplasmaverlust beim Aufbrechen der Hyphen verleiht den Ascomyceten auch in trockenen Lebensräumen wachsen. Im Vergleich dazu fehlen bei meist feuchtliebenden Zygomyceten (Jochpilze) die Septen meist ganz bzw. werden nur zu Fruchtkörperentwicklung gebildet. Bei Basidiomyceten (Ständerpilze) kommt es oft zu komplexeren Poren, den sogenannten Doliporen. Die Septen der Basidiomyceten ist um den Porus zu einem kurzen Röhrchen erweitert, welches von einer oder mehreren membranöse Porenkappen umgeben ist, welche selbst Poren haben.  

Die Poren dienen dem Transport von Zellorganellen wie Mitochondrien oder Nuklei. 

• Isogamie: Verschmelzen getrenntgeschlechtlicher Zellen gleichen Aussehens. 

• Anisogamie: Verschmelzen getrenntgeschlechtlicher unterschiedlich Großer Gameten. Der größere, unbeweglichere Gamet wird dabei als weiblich definiert. 

• Oogamie (Eibefruchtung): Verschmelzung kleiner bewegliche (definiert: männliche) und großer unbewegliche (definiert: weibliche) Zelle. Sonderfall der Anisogamie. 

• Spermatizazion: Verschmelzung weiblich definierter Hyphenzelle mit Samen/Sporenartiger männlich definierter Zelle. 

• Gametangiogamie: Verschmelzen der die Gameten bildenden Zellen. (Vorallem bei Zygomyceten). Man spricht von Gametangiogamie wenn die Gameten vor der Kopulation nicht freigelassen werden. 

• Somatogamie: Verschmelzen von zwei zu Gameten umgestimmten somatischen (vegetativen) Zellen zu einer dikaryotischen Zelle. Die Zellen können vom gleichen Organismus sein oder von verschiedenen Organismen der gleichen Art stammen. (Basidiomyceten und einige Ascomyceten) 

Lufthyphen (Luftmycel): Hyphen oberhalb des Substrates dient meist zur Verbreitung dort gebildeter Konidien (Staubsporen) und damit der Erschließung neuer Habitate durch Wind. Beim Wuchs aus dem wässrigen bzw. feuchten Milieu muss die Oberflächenspannung überwunden werden in dem Hydrophobin-Monomere als schützende Hülle um die Lufthyphen gebildet werden.