Vorlesung Mikrobiologie 630.101 PDF
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University of Salzburg
Silja Weßler, Iris Gratz
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Diese Unterlagen enthalten eine Vorlesung zum Thema Mikrobiologie, 630.101, an der Universität Salzburg. Die Datei enthält Informationen zu verschiedenen Themen, Dozenten, und Literaturhinweisen im Bereich Mikrobiologie.
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Willkommen zur Vorlesung Mikrobiologie 630.101 Silja Weßler Iris Gratz P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Vorlesung Mikrobiologie Datum Zeit Thema Dozent...
Willkommen zur Vorlesung Mikrobiologie 630.101 Silja Weßler Iris Gratz P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Vorlesung Mikrobiologie Datum Zeit Thema Dozent Einführung in die Mikrobiologie Weßler Aufbau der prokaryotischen Zelle Weßler Genetik Weßler Gentechnologie Weßler Stoffwechsel der MO I: Energiegewinnung Weßler Stoffwechsel der MO II: Biosynthesen Weßler Biotechnologie Weßler Pathogenität von Mikroorganismen Weßler Antibiotika, Hygiene Weßler Virologie I Gratz Virologie II Gratz Virologie III Gratz Virologie IV Gratz P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Abteilung für Mikrobiologie: Helicobacter pylori Schädigungen durch bakterielle Enzyme etc. Pepsin Magensäure Epithelzellen PGE2 proinflammatorische Zytokine Immunzellen Proliferation Zelltod Zell- (De)differenzierung migration Entzündung Magenkrebs P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hinweise Sie sollten den Inhalt der Vorlesung mit Lehrbüchern nacharbeiten. In den jeweiligen Nachbesprechungen werden darüber hinaus weitere Informationen, Beispiele und Erklärungen gegeben, die ebenfalls klausurrelevant sind. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hinweise Biologen: Bestehen der Klausur ist Voraussetzung für die Teilnahme an der UE Mikrobiologie im zweiten Semester MoBis: STEOP Veranstaltung: Bestehen der Klausur ist Voraussetzung für das weitere Studium Medizinische Biologie: STEOP Veranstaltung: Bestehen der Klausur ist Voraussetzung für das weitere Studium und für die Teilnahme an der UE Mikrobiologie im zweiten Semester P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Literatur Brock Mikrobiologie von Michael T. Madigan, John M. Martinko, Thomas Lazar, und Freya Thomm-Reitz, Pearson Studium Allgemeine Mikrobiologie von Hans Günther Schlegel und Georg Fuchs, Thieme, Stuttgart Mikrobiologie von Wolfgang Fritsche, Spektrum Akademischer Verlag Grundlagen der Mikrobiologie von Heribert Cypionka, Springer, Berlin P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Mikrobiologie Medizin Agrarbiologie Biotechnologie Mikrobiologie Evolution Gentechnologie Ökologie P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Vorkommen von Mikroorganismen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Wann sind Mikroorganismen entstanden? Tiere Ursprung der Eukaryoten Erde Bakterien 5 4 3 2 1 Gegenwart Mikroorganismen traten als erste Organismen auf der Erde vor etwa 3,8 Mrd. Jahren auf Vielzeller entwickelten sich erst vor etwa 600 Millionen Jahren im Neoproterozoikum die ersten „modernen“ Menschen (Homo sapiens) erschienen vor etwa 130.000 Jahren. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Was sind Mikroorganismen? Mikroskopisch kleine Organismen: Bakterien, Archaea, Pilze, Mikroalgen, Protozoen, Viren Prokaryoten Eukaryoten Bakterien Archaea Progenot (Urvorstufe) Keine stammesgeschichtliche Einheit, sondern bestehen aus drei Domänen, in die alle Lebewesen eingeteilt werden P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Was sind Mikroorganismen? "I think„ 1837 skizzierte Darwin den ersten Stammbaum des Lebens. Arten, die sich aufspalten….. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Phylogenetischer Stammbaum Phylogenese: Stammesgeschichte Stellt die evolutionären Beziehungen zwischen den verschiedenen Arten her Knoten Kantenlänge Einteilung der drei Domänen aufgrund von rRNA-Gen Sequenzvergleichen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Die systematische Kategorien der Bakteriologie Kategorie Taxon Domäne Bacteria Bacteria Abteilung = Stamm Actinobacteria Proteobacteria Klasse Actinobacteria Epsilonproteobacteria Ordnung Actinomycetales Campylobacterales Familie Mycobacteriaceae Helicobacteraceae Gattung Mycobacterium Helicobacter Art Mycobacterium tuberculosis Helicobacter pylori kursiv M. tuberculosis H. pylori P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Unterschiede Prokaryoten und Eukaryoten Prokaryoten besitzen ein Nukleoid Zellkern Eukaryoten besitzen einen Zellkern P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Was sind Mikroorganismen? Prokaryoten Organismen Organismen Organismen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Unterschiede Bakterien und Archaea Unterschiede in Zellwand und Membranen, Lipiden, Stoffwechsel, DNA/RNA Sequenzen, etc. Alle krankheitserregenden Prokaryoten sind Bakterien Bakterien sind sensitiv gegenüber Antibiotika; Archaea sind nicht sensitiv gegenüber vielen Antibiotika Archaea sind Eukaryoten ähnlicher als es Bakterien sind (z.B. viele Protein- und Nukleinsäure-synthetisierende Enzyme) Typische Bakterien: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis Typische Archaea sind extreme Thermophile und Methanproduzenten: Picrophilus torridus, Methanocaldococcus jannaschii P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Was sind Mikroorganismen? Bakterien Prokaryoten Nucleoid Einzeller Bacillus subtilis, Escherichia coli Archaea Prokaryoten Nucleoid Einzeller Halorubrum luteum Protozoen Eukaryoten Zellkern Einzeller Pantoffeltierchen, Amöben, Euglena, Sonnentierchen Algen Eukaryoten Zellkern einzellig und Grünalgen, mehrzellig Seetang Pilze Eukaryoten Zellkern einzellig und Bäckerhefe, mehrzellig Mycelpilze Viren DNA oder Stoffwechsel, HIV, Ebola Virus, RNA Vermehrung, Herpes simplex Bewegung: nein! Lebewesen? P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Die Maßeinheiten Beispiele: 1 Meter = 1 m = 1.000 mm = 1.000.000 µm 2 Kg = 2000 g = 2 x 103 g 1 m = 103 mm = 106 µm 1 µm = 10-6 m P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Vergleich von Bakterien zu Eukaryoten Bakterium Hefe menschliche Zelle Durchmesser (μm) 1 10 100 Volumen (μm3) 1 1000 10000 Verhältnis Oberfläche/Volumen 1 0.1 je nachdem Generationszeit (h) 0.3 - 1 2 > 20 Systematik (Bauplan) Prokaryot Eukaryot Eukaryot Stoffwechsel grosse Vielfalt einheitlich einheitlich P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Beispiele Länge Durchmesser Escherichia coli 2 - 3 µm 1,1 - 1,5 µm Bacillus subtilis 2 - 3 µm ~ 0,6 µm Bacillus megaterium 4 - 5 µm ~ 1,5 µm Staphylococcus aureus 0,8 - 1,2 µm Micrococcus luteus ~ 0,5 µm Mycoplasma hominis ~0.3 µm Der Beginn der Mikrobiologie P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Entwicklung der Mikrobiologie 1676 Anthony van Leeuwenhoek baute das erste Mikroskop und entdeckte „kleine, sich fortbewegende Tiere“ 1828 Otto Friedrich Müller etablierte den Begriff „Bakterien“ 1847 Ignaz Philipp Semmelweis postuliert, dass schmutzige Hände als Überträger z.B. des Kindbettfiebers eine entscheidende Rolle spielten (Hygiene in Krankenhäusern) 1822-1895 Louis Pasteur entwickelte erste Impfstoffe (gegen Geflügelcholera, Milzbrand, Tollwut). Er entdeckte auch, dass durch das kurzzeitige Erhitzen von Lebensmitteln auf 60–70°C ein Großteil der darin enthaltenen Keime abgetötet wird (Pasteurisierung) 1843-1910 Robert Koch kultivierte den Milzbranderreger, entdeckte u.a. den Erreger Mycobacterium tuberculosis P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Entwicklung der Mikrobiologie Vor der Entdeckung der Mikroorganismen ging man davon aus, dass Krankheiten Gottesstrafen waren, hervorgerufen durch „Kontagion" (das Unbekannte). Albrecht Dürer "Die apokalyptischen Reiter Holzschnitt" P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Die Koch´schen Postulate Keim als Verursacher einer Krankheit , wenn: 1. Erreger muss im kranken Tier nachweisbar sein 2. Erreger muss in Reinkultur gebracht werden 3. Der „reine“ Erreger muss im gesunden Tier die gleiche Krankheit auslösen 4. Der Erreger muss wieder isolierbar sein Die Postulate treffen nicht auf alle Erreger zu (z.B. Viren und Protozoen) P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Die Bedeutung von Mikroorganismen Die Anzahl an Mikroorganismen übertreffen alle anderen Spezies stellen mit 70% den größten Anteil an Biomasse dar. Als Biomasse wird die gesamte organische Substanz bezeichnet Wichtige Bedeutung für die Ökologie, Medizin, Biotechnologie, Gentechnologie P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Ökologische Bedeutung für geochemische Stoffkreisläufe: z.B. Bodenbakterien, die als Destruenten wirken bzw. Nährsalze für die Pflanzen verfügbar machen Mikroorganismen beeinflussen das globale Klima: durch Verstoffwechselung kritischer chemischer Elemente wie Kohlenstoff oder Stickstoff, Erzeugung von elementaren Sauerstoff (O2) Cyanobakterien (früher als Blaualgen bezeichnet, sind jedoch Prokaryoten) betreiben Photosynthese, sind unabhängig von organischer Nahrung. Gemeinsam mit den Grünalgen (Chlorophyta) und anderen Algengruppen bilden sie das Phytoplankton der Meere und Süßgewässer und so die Nahrungsgrundlage vieler Ökosysteme Bakterien können als Symbionten im Darm oder in anderen Organen vieler Lebewesen vorkommen und wirken bei der Verdauung und weiteren physiologischen Vorgängen mit. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Medizinische Bedeutung Ein Mensch besteht aus etwa 10 Billionen (1013) Zellen und ist Träger von etwa 10-100 mal so viele Bakterien (≈ Gesamtmasse von 0,5-1 kg) Insgesamt ca. 1010 Bakterien in unserem Mund Auf der menschlichen Haut befinden sich (bei durchschnittlicher Hygiene) ca. 1012. Ernähren sich von Hautschuppen, Mineralstoffen, Lipiden, etc. 99% aller mit uns lebenden Mikroorganismen (mindestens 400 verschiedenen Arten), darunter vorwiegend Bakterien, leben in unserem Verdauungstrakt und bilden die sog. Darmflora P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Medizinische Bedeutung Transplantation der Mikrobiota einer ob/ob Maus in eine wildtyp Maus P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Medizinische Bedeutung Bakterien in der Darmflora: Verdauung (z.B. Cellulose) Immunsystem produzieren Vitamine (Biotin, Folsäure, Vitamin K) vermindern die Ansiedlung von Pathogenen Bakterien in der Hautflora: wichtig für die Schutzbarriere P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Medizinische Bedeutung Bakterien als Krankheitserreger: Karies, eitrige Wundentzündungen, Sepsis („Blutvergiftung“), Entzündung von Organen (z.B. Blasen- oder Lungenentzündung) Hygiene als wichtiges Fachgebiet der Medizin: Sterilisation: Verfahren, mit dessen Hilfe medizinische Geräte und Materialien keimfrei gemacht werden Desinfektion: Verfahren, um die Zahl von Bakterien auf der Haut oder Gegenständen stark zu vermindern Herstellung und Entwicklung von Antibiotika Operation mit Eröffnung und Säuberung des Eiterherdes P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Biotechnologische Bedeutung Einsatz biologischer Systeme im Rahmen technischer Prozesse und industrieller Produktionen Produktion wichtiger Stoffe wie Antibiotika, Enzyme, Gentherapien, Antikörper Nahrungsmittelproduktion: z.B. Brot, Bier, Wein, Milchprodukte Beseitigung problematischer Abfälle, z.B. Abwasserreinigung, Beseitigung giftiger organischer Substanzen Industrie: z.B. Enzymzusätze in Waschmitteln P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Gentechnologische Bedeutung moderne molekularbiologische Methode zur Änderung der genetischen Eigenschaften von Organismen Isolierung, Charakterisierung und Neukombination von Erbmaterial wichtig für die Biotechnologie: z.B. Herstellung rekombinanter Stoffe wichtig in der Forschung: z.B. Untersuchung einzelner Proteine Unterliegt strengen, gesetzlichen Regelungen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hilfsmittel der Mikrobiologie P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hilfsmittel der Mikrobiologie Mikroskop: Erste Abbildung von Bakterien 1683: Leeuwenhoek entdeckt sie bei der Untersuchung seines Zahnbelags. Stereomikroskop: getrennter Strahlengang für beide Augen Vergrößerung bis ca. 40-fach P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hilfsmittel der Mikrobiologie Lichtmikroskopie: Das Objekt wird durch zwei Linsensysteme, dem Objektiv und dem Okular, optisch abgebildet: das Objektiv bildet das Objekt in ein reelles, vergrößertes Zwischenbild ab, das durch das Okular analog zur Lupe vergrößert (z.B. 10-fach) betrachtet wird. Die Objektive sind in der Regel wechselbar, so dass die Vergrößerung der jeweiligen Aufgabenstellung angepasst wird. Vergrößerung bis ca. 1000-fach AGS Zellen: humane gastrale Epithelzellen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hilfsmittel der Mikrobiologie Elektronenmikroskopie: P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hilfsmittel der Mikrobiologie Molekularbiologische Methoden: Sequenzierung von RNA und DNA Analyse der Genexpression P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Hilfsmittel der Mikrobiologie Biochemische Techniken: P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Die Vielfalt von Bakterien P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Makroskopische Unterscheidung von Bakterienkolonien Nur unter definierten Kulturbedingungen aussagekräftig! Farbe: Pigmentbildung? Häufig abhängig von der Temperatur, Sauerstoff, Licht, Nährmedium Größe: Durchmesser Geruch: z.B. erdig, fischig, muffig (bitte nie an unbekannten, möglicherweise pathogenen Bakterienkulturen riechen!) Konsistenz: z.B. schmierig, bröckelig Oberfläche: z.B. Transparenz, glatt, granuliert, wellig Kolonienrand: z.B. glatt, gekerbt, wellenförmig, gelappt, wimpernförmig, gefranzt Profil: z.B. flach, konvex, erhaben, knopfförmig, halbkugelig P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Die Vielfalt von Bakterien Neisserien Colibakterien (EHEC) auf Darmzellen Knöllchenbakterien fixieren Stickstoff aus der Luft Streptokokken Helicobacter pylori auf Milchsäurebakterien Magenzellen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Drei morphologische Grundformen Kokken Stäbchen schraubenförmig P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Typische Bakterienformen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Stäbchen Typische Bakterienformen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Typische Bakterienformen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Vorkommen von Bakterien Bakterien können freilebend vorkommen (planktonisch) oder in Biofilmen Mehr als 99,9 Prozent aller Bakterien gehören zu heterogenen Biofilme P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Biofilm Schicht von angesiedelten lebenden und abgestorbenen Kleinstlebewesen: Bakterien, Algen, Protozoen, etc. Biofilme entstehen, wenn sich Mikroorganismen an Grenzflächen ansiedeln. Es bildet sich auf der Grenzfläche eine dünne, meist geschlossene Schleimschicht (Film), in die Mikroorganismen eingebettet sind Mikroorganismen hüllen sich in eine schleimige, extrazelluläre Grundsubstanz aus Polymeren (EPS) ein, die viele Nährstoffe enthalten Schutz vor mechanischen Einflüssen, Hunger, chemische Einflüssen, Strahlung, etc. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Bildung von Biofilm P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Quorum Sensing Aufbau und Ausbreitung solcher strukturierten, vielfältigen Lebensgemeinschaften werden durch Quorum Sensing reguliert Definition: Signalübertragung von Zelle zu Zelle in einem Biofilm, welche die Genexpression in Abhängigkeit von der Populationsdichte steuert. die Mikroorganismen scheiden kleine, diffusionsfähige Signalmoleküle aus (die Hormonen analog sind) und können anhand der lokalen Konzentration dieser Substanz feststellen, wie viele andere Mikroorganismen sich in ihrer Nähe befinden. Genetisches Material kann über horizontalen Gentransfer mit Nachbarzellen ausgetauscht werden. verändern die abgegebenen Signale je nach den Umweltbedingungen. Der "chemische Wortschatz" ist je nach der Spezies, die ihn produziert, unterschiedlich, Bakterien kommunizieren aber auch über Artgrenzen hinweg. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Biofilme und chronische Infektionen Enger Zusammenhang zwischen z.B.: Mittelohrinfektionen: Hinweise, dass bakterielle Biofilme auf dem Trommelfell bei Kindern die wichtigste Ursache von chronischen Ohrinfektionen sind. Mukoviszidose: bei mehr als 80 Prozent der erwachsenen Patienten bilden Pseudomonas aeruginosa einen Biofilm und gehen in eine chronische Infektion über, was die Schädigung der Lunge beschleunigt. Parodontalerkrankungen: Zahnplaque ist die Ursache von Zahnkaries, Gingivitis und Parodontitis. Bei der Parodontitis scheint der Biofilm auf den Zähnen auch im Zusammenhang mit verschiedenen systemischen Krankheiten wie Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen sowie Diabetes mellitus zu stehen. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Wachstumsbedingungen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Bakterien vermehren sich exponentiell 2 3 1 4 5 6 7 8 9 P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Bakterien vermehren sich exponentiell lag exponentiell stationär Zelltod Lebende Zellzahl (log) 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 Zeit Lag-Phase: Verzögerungsphase Log-Phase: exponentielles Wachstum Stationäre Phase: Konzentration der Substrate nehmen stetig ab, Zellen teilen sich nicht mehr, Nährmedium ist aufgebraucht Zelltod: Absterbephase mit abnehmender Lebendzellzahl P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Bakterien vermehren sich exponentiell B. Finlay P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Ernährungsgewohnheiten von Bakterien Carbon and Energy Sources in Prokaryotes Energy Sources Carbon Sources Organic Light Chemicals Carbon dioxide compounds Phototrophs Chemotrophs Autotrophs Heterotrophs Organic Inorganic chemicals chemicals Chemo- Chemo- organotrophs lithotrophs Heterotroph: benötigen organisches Material als Nahrung und für Energiegewinnung Autotroph: erzeugen ihre Nahrung aus CO2 Photoautotroph: benutzen Licht z.B. Cyanobakterien, Purpurbakterien Chemoautotroph: benutzen chemische Energie z.B. Eisenbakterium P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Ernährungsgewohnheiten von Bakterien Auxotrophie: (Mutierte) Zellen, die die Fähigkeit zur Herstellung einer oder mehrerer Substanzen verloren haben. Diese muss/müssen für das Wachstum in das Minimalmedium zugesetzt werden Prototrophie: Bakterienzellen benötigen nur C- Quelle und Salze zum Wachstum, können Aminosäuren, Vitamine, etc. selbst synthetisieren; wachsen in Minimalmedium P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Was brauchen Bakterien zum Wachsen? Nährstoffe für heterotrophe Mikroorganismen: 1. Kohlenstoffquelle: Zucker, Alkohole, Fettsäuren 2. Stickstoffquelle: Pepton (Proteine, freie Aminosäuren), anorg. Salze (NO3-, NO2-, NH4+), N2 (Luftstickstoff) 3. anorganische Salze: meist in Leitungswasser oder Zusätzen enthalten PO43-, Mg2+, Fe2+, Ca2+, S-, K+ P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Was brauchen Bakterien zum Wachsen? 4. Spurenelemente: Mn, Co, Zn, Cu, Ni, Na, Se, Si, Wo 5. Evt. Stoffe für auxotrophe Mikroorganismen 6. Optimaler pH-Wert 7. Optimale Temperatur P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Wachstum ohne Phosphor? 6 Bausteine nötig: Kohlenstoff Wasserstoff Sauerstoff Stickstoff Phosphor Schwefel Nein: In einer Studie ETH Zürich kam man zu dem Schluss, dass GFAJ-1 lediglich große Mengen Arsen tolerieren könne. P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Sauerstoffbedarf von Bakterien 1: Obligat aerobe 2: Obligat anaerobe 3: Fakultativ anaerobe 4: Mikroaerophile 5: Aerotolerante P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Mikroorganismen weisen eine enorme Stoffwechselvielfalt auf P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Anlegen von Bakterienkulturen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Anlegen von Bakterienkulturen Abstrich Ausspateln von Bakteriensuspensionen Drei-Ösenausstrich Gußplattenverfahren P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Abstrich mit einem sterilen Wattetupfer werden Zellen von der Haut, Schleimhaut oder Wunden: Wattestäbchen anfeuchten Abstrich (z.B. Mundhöhle, Nase, etc.) Wattestäbchen auf Nährmedium ausrollen mit Impföse ausdünnen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Anlegen von Bakterienkulturen P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Einige Medien für Mikroorganismen Vollmedium: enthält mehr Nährstoffe als erforderlich, fördert hohe Populationsdichte, Zellausbeute, schnelles Wachstum Minimalmedium: Mindestansprüche an Nährstoffen: z.B. nur eine Kohlenstoffquelle, mineralische Nährstoffe Selektivmedium: Wachstum von bestimmten Mikroorganismen, die besondere Eigenschaften aufweisen. z.B. Antibiotika Medien Differentialmedium: Zur Unterscheidung von Mikroorganismen, die sich durch den Besitz von bestimmten Eigenschaften auszeichnen. z.B. Hämolyse Die Medien können als Flüssig- oder Festmedien hergestellt werden P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Bakterien (Mangel)Mutanten bio-: benötigt Biotin arg-: benötigt Arginin met-: benötigt Methionin lac-: kann Laktose nicht verwerten gal-: kann Galaktose nicht verwerten strr: resistent gegen Streptomycin strs: sensitiv gegen Streptomycin P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Bakterien Mangelmutanten Stamm A: lys- Stamm B: leu- Stamm C: val- P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Drei-Ösenausstrich Auftragsstelle des Untersuchungsmaterials A Dazwischen wird die Impföse ausgeglüht B Einzel- C kolonien! P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Ausglühen einer Impföse P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Keimzahlbestimmung: Gußplattenverfahren Von der Verdünnung wird 1 ml mit flüssigem Nähragar bei einer Temperatur von 45 ± 1°C gegossen. Aushärten bei Raumtemperatur Inkubation der Platten bei 37°C Zählen der Kolonien (Bakterien pro ml) P A R I S - L O D R O N UNIVERSITY SALZBURG Anlegen einer Reinkultur In der Mikrobiologie soll grundsätzlich mit Reinkulturen oder mit definierten Mischkulturen gearbeitet werden. Eine Reinkultur wird definiert als eine Kultur von Organismen, die alle genetisch identisch sind, d.h. alle Zellen in dieser Kultur müssen ursprünglich von einer Zelle abstammen = Klon Koloniebildende Einheit (KBE oder CFU, colony forming unit): vermehrungsfähige Mikroorganismen, die bei der Kultivierung zur Bildung einer einzelnen Kolonie führen.