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Mikrobiologie Zusammenfassung

• Wichtige Wissenschaftler:
  • Van Leeuwenhoek (1684): Entwickelte eine Linse, mit der Mikroorganismen sichtbar wurden.
  • Luis Pasteur: Untersuchte Stoffwechsel von Mikroorganismen, Funktionsweise von Krankheiten und widerlegte die spontane Entstehungstheorie.
  • Robert Koch: Entdeckte, dass Mikroorganismen Krankheiten verursachen, und beschrieb die 4 Koch'schen Postulate (Voraussetzungen, um einen Erreger zu identifizieren):
    1. Der vermutete Erreger muss in allen kranken Tieren vorhanden sein, nicht aber in gesunden.
    2. Der vermutete Erreger muss in reiner Kultur gezüchtet werden können.
    3. Die reine Kultur muss bei einem gesunden Tier die Krankheit auslösen.
    4. Der Erreger muss aus dem erneut erkrankten Tier wieder isoliert und mit dem ursprünglichen Erreger identisch sein.

Allgemeine Definitionen

• Pathogene Mikroorganismen: Krankheitserregende Mikroorganismen.
• Apathogene Mikroorganismen: Nicht-krankheitserregende Mikroorganismen.
• Bakterien, Archaeen und Eukaryoten: Diese drei Gruppen unterscheiden sich durch Unterschiede in ihrer rRNA.

Merkmale des zellulären Lebens:

• Metabolismus: Nährstoffaufnahme, Umwandlung und Abgabe von Abfall.
• Reproduktion (Wachstum): Vermehrung unter Einbeziehung bestehender Zellen.
• Differenzierung: Bildung neuer Zellstrukturen im Lebenszyklus (z.B. Sporen).
• Kommunikation: Zellkommunikation durch chemische Reaktionen.
• Bewegung: Bewegung von Lebewesen.
• Evolution: Genveränderung und Entwicklung von Zellen.
  • Kodierende Funktionen: Notwendig für Reproduktion, Transkription und Translation.
  • Maschinenfunktionen: Notwendig für Metabolismus für ATP.

Bakterien

• Größe: In einer Bakterienkultur 10-100 Millionen.
• Morphologie: Unterschiedliche Formen.
• Energiegewinnung:
  • Chemoorganotroph: Verwendung von organischen Substanzen.
  • Chemolitotroph: Verwendung von Ionen und anorganischen Molekülen.
  • Phototroph: Photosynthese.

Bakterienkulturen

• Petrischalen: Werden zum Züchten von Bakterien verwendet.
• Elektronenmikroskopie: Notwendig zur Betrachtung der Ultrastruktur von Bakterien, zur Unterscheidung zwischen Gram+ und Gram-.

Bakterienzellmembran

• Phospholipide: Hauptbestandteil der Membran.
• Proteine: Membrantransporter oder zur Energiegewinnung.
• Stoffaufnahme: Erfolgt durch Transporter (Uniporter, Antiporter, Symporter).
• Gröüßere Moleküle: benötigen Transportsysteme (Enzyme)

Zellwand

• Gram+: Mehrschichtiges Peptidoglykan (Murein-Schicht) um das Cytoplasma. Starker Schutz.
• Gram-: Mehrere Schichten inklusive einer äußeren Membran (LPS). Durch LPS sehr pyrogen.

Murein

• Synthese findet im Cytoplasma statt und erfolgt durch eine Zusammenfügung von Vorstufen zu Murein.
• Besteht aus N-Acetylglucosamin (G) und N-Acetylmuramin (M) und wird durch Esterverbindungen verbunden.
• Für Struktur, Stabilität.

Bakterienwachstum

• Zweiteilung durch Teilung der Zellwand (Septumbildung).
• Wachstumsphasen zum Bestimmen der optimalen Bedingungen:
  1. Exponentielle Phase: Optimale Bedingungen.
  2. Stationäre Phase: Gram+-Bakterien bilden Sporen.
  3. Absterbephase: z.B. durch Platz- oder Nährstoffmangel.
• Wachstumsmethoden (Zählung): Raster-Zählung, photometrische Methode/Trübungsmessung, Lebendkeim-Analyse (Titer).
• Nährstoffe: Notwendig zum Wachstum (C/N/P/S/H/K/Mg/Ca/Na, Spurenelemente, Vitamine).

Metabolismus

• Katabolismus: Abbau von Substraten unter Energiegewinnung.
• Anabolismus: Aufbau von Substraten unter Energieverbrauch.
• Redox-Potenziale: Maß für die Energiegewinnung aus Stoffen (z.B. Glucose).
• Elektronentransport: Wichtig für Energiegewinnung.
• Substratkettenphosphorylierung: Energiegewinnung mittels Elektronentransport.
• Oxidative Phosphorylierung: Energiegewinnung mittels Membranpotential.
• Fermentierung: Energiegewinnung ohne Sauerstoff. Homefermentativer und heterofermentativer Prozess.

Abiotische Parameter für Wachstum:

• Temperatur: (Minimal-, Optimal-, Maximaltemperatur).
• pH-Wert.
• Salz (Osmolarität).
• Sauerstoff: (Aerob, fakultativ anaerob, anaerob).
• Wasseraktivität (aW).

Sterilisation

• Hitze, Pasteurisierung, Filtration, Chemische Bestandteile, Desinfektion.
• Strahlung zum Bestimmen von Bakterien.