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Bakterien ZellenBakterien sind einzellige Lebewesen, die zusammen mit den Archaeen zu den Prokaryonten gehören. Sie haben eine Grösse im Mikrometerbereich und können mit Mikroskopen sichtbar gemacht werden. Bakterien haben einen schlechten Ruf, weil einige Vertreter schwere bis tödliche Krankheiten auslösen. Die meisten sind für den Menschen harmlos oder nehmen als Kommmensale lebenswichtige Funktionen wahr. Bakterien sind in der Pharmazie unter anderem für die Bildung von Wirkstoffen wie den Antibiotika, Zytostatika und Enzymen wichtig. Genetisch veränderte Spezies bilden Biologika. Bakterien sind für die Herstellung fermentierter Lebensmittel wie Brot, Joghurt und Käse unentbehrlich. Über Bakterien
Bakterien sind kleine Lebewesen, die nur aus einer einzelnen Zelle bestehen. Dies im Unterschied zu mehrzelligen Organismen wie dem Menschen, der aus Billionen von Zellen aufgebaut ist, die hochspezialisiert sind. Bakterien zählen zusammen mit den Archaeen zu den Prokaryonten und sie verfügen über keinen Zellkern und keine membranösen Organellen. Ihre Erbsubstanz, die DNA, liegt als langes Band vor, das im Zytoplasma frei und in der Regel zirkulär vorliegt. Tiere, Pflanzen und Pilze sind Eukaryonten und können ein- oder vielzellig sein.
Bakterien haben trotz ihrer kleinen Grösse erstaunliche Fähigkeiten und werden häufig unterschätzt. Sie sind beweglich, sehr anpassungsfähig, verfügen über eine gewisse Wahrnehmung, können sich an andere Zellen anheften, Gene austauschen und untereinander mithilfe von Signalmolekülen (Autoinduktoren) kommunizieren und sich organisieren. Dieser Prozess wird als „Quorum Sensing“ bezeichnet. Weil sie sich regelmässig durch eine Teilung vermehren, kommen sie kaum alleine vor, sondern leben in sozialen Gruppen. Als strukturiertes Kollektiv können sie wie ein Art mehrzelliger Organismus betrachtet werden. Bakterien, die Biofilme bilden, sind resistenter gegen Antibiotika und äussere Einflüsse.Grösse
Bakterien haben eine Grösse im Mikrometerbereich (10-6 m), d.h. sie sind für den Menschen von blossem Auge unsichtbar. Erst mit der Erfindung des Lichtmikroskops konnten sie im 17. Jahrhundert visualisiert werden. Prokaryonten haben eine wesentlich geringere Zellgrösse als Eukaryonten und sie sind einfacher aufgebaut. Das Darmbakterium Escherichia coli hat beispielsweise eine Grösse von etwa 2 Mikrometern (µm).Aufbau
Schematischer Aufbau von Bakterien, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWikiFormen
Die verschiedenen Bakterienarten haben eine unterschiedliche Morphologie. So sind beispielsweise Kokken kugelförmig, Bazillen sind stäbchenförmig, Borrelien spiralförmig und der Choleraerreger Vibrio cholerae kommaförmig. Mit Flagellen (Geisseln) können sie sich fortbewegen und extrazelluläre Kapseln dienen unter anderem zum Schutz vor äusseren Einflüssen und zur Bildung eines Biofilms.Als Krankheitserreger
Bakterien haben einen schlechten Ruf, weil einige Vertreter Krankheitserreger und sie schwere bis tödliche Erkrankungen auslösen können. Zu den pathogenen Bakterien gehören zum Beispiel die Tuberkulosebakterien (Mycobacterium tuberculosis), die Pestbakterien (Yersinia pestis), Helicobacter pylori, das ein Magengeschwür hervorrufen kann oder Streptococcus pyogenes, der Erreger von Scharlach und der Streptokokken-Angina.
Beispiele bakterieller Infektionskrankheiten:
- Blasenentzündung
- Borreliose
- Cholera
- Genitale Chlamydieninfektion
- Gonorrhoe
- Karies
- Keuchhusten
- Magen-Darm-Grippe (z.B. Campylobacter, Salmonellen)
- Mittelohrentzündung
- Scharlach
- Sepsis
- Streptokokken-Angina
- Tuberkulose
- Tularämie
Die Mehrzahl der Bakterien sind für uns Menschen ungefährlich und sogar überlebensnotwendig. Sie bilden beispielsweise essenzielle Vitamine, unterstützen die Verdauung und schützen uns vor Infektionskrankheiten. In der Natur sind sie am Abbau toter Lebewesen und an der Rückführung ihrer Stoffe in den Kreislauf beteiligt. Bakterien besiedeln auch den Menschen, insbesondere den Verdauungstrakt, die Haut und die Schleimhaut, auf der sie physiologische Funktionen wahrnehmen.
Bakterien haben für den Menschen viele nützliche Funktionen. Sie werden zum Beispiel für die Herstellung fermentierter Lebensmittel wie Brot, Käse und Joghurt verwendet, sie bilden pharmazeutische Wirkstoffe wie die Antibiotika, Zytostatika und Enzyme. Genetisch veränderte Bakterien werden auch für die Produktion von Biologika eingesetzt. Einige Bakterien sind selbst Arzneimittel, zum Beispiel die Probiotika.Vorkommen und Vermehrung
Bakterien gehören zu den frühesten Lebewesen auf der Erde und sie existieren schon seit über 3.5 Milliarden Jahren. Sie kommen weltweit in riesiger Anzahl vor, zum Beispiel im Boden, in der Luft, im Wasser sowie auf und in Lebewesen. Einige Arten überleben auch unter extremen Bedingungen bei 0 °C oder bei über 100 °C. Um sich vor widrigen Umwelteinflüssen zu schützen, können sie Sporen bilden.
Bakterien vermehren sich durch Teilung, wobei zwei identische Klone mit demselben Genom entstehen. Weil sich ihre Anzahl bei einer ausreichenden Nährstoffversorgung dabei immer verdoppelt, nimmt ihre Anzahl aufgrund des exponentiellen Wachstums in kurzer Zeit rasant zu.siehe auchAutor
Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.