Leitfaden für die Vorlesung Mikrobiologie und ... - Gudrun Nagl

FH-MIKROBIOLOGIE UND HYGIENE DR. NAGL
Unterschiedliche Zellwandtypen
Bei gramnegativen Bakterienfamilien ist das Mureinnetz ein- oder maximal zweischichtig;
auf dem Mureinnetz sind aber noch weitere Schichten aufgelagert. Diese Schichten können
bis zu 90% der Trockenmasse (10% der TS ist Mureinanteil) der gesamten Zellwand
ausmachen. Sie enthalten in relevanten Mengen das diagnostisch wichtige Lipopolysaccharid.
Die äußeren Schichten der Zellwand ähneln in Aufbau und Funktion einer Membran, so daß
sie auch als "äußere Membran" bezeichnet wird. Bei grampositiven Bakterienfamilien ist das
Mureinnetz vielschichtig (bis zu 40 Schichten; 30-70% der TS ist Mureinanteil). Eine äußere
Membran fehlt.
Da der Aufbau der Zellwand erblich ist, können die angeführten Unterschiede zum
Differenzieren (= Unterscheiden) von Bakterien genutzt werden.
Vergleiche: Gramfärbung; KOH-Test; LAP-Test; Test auf Lipopolysaccharide.
Die Zellwand als Ansatzpunkt zum Bekämpfen (Abtöten) von Bakterien
Die Zellwand von Prokaryoten (Bakterien und Cyanobakterien) bietet Angriffspunkte die bei
Eukaryoten fehlen. Substanzen, die die Bakterienzellwand zerstören oder ihren Aufbau
behindern, sollten für Eukaryoten unschädlich wirken.
Lysozym: Lysozym (z.B. im Eiklar, Tränenflüssigkeit, Speichel) löst die Verbindung
Muraminsäure – Glucosamin und spaltet so die Polysaccharidketten zu Disacchariden (AMS-
AGA).
Penicillin: Penicillin verhindert bei wachsenden Bakterien eine peptidische Quervernetzung
der Peptidseitenketten. Dadurch wird das Längen- und Seitenwachstum der
Bakterienzellwand gestört und es entstehen unregelmäßig geformte Riesenzellen.
Beide Substanzen wirken erheblich stärker auf grampositive Bakterien. Das Murein gramnegativer
Bakterien scheint durch die "äußere Membran" weitestgehend abgeschirmt zu sein.
Dagegen erweisen sich Gramnegative in der Regel empfindlicher gegen Hitzeeinwirkung.
Geißeln
Zahlreiche Bakterien haben Geißeln. Sie dienen der Fortbewegung in flüssigen oder halbflüssigen
Medien. Es sind monomolekulare Proteinfäden (Flagellin) mit einer Dicke von etwa
20 nm. Der Geißelfaden ist hohl. Man kann drei Teile des Geißelapparates unterscheiden:
Basalkörper, Geißelhaken und Geißelfilament.
Der Basalkörper ist in der Zelle verankert und reicht bis an die Cytoplasmamembran heran.
Er besteht aus mehreren Ringen, wobei gramnegative Bakterien ein zusätzliches Ringpaar
haben.
Als Geißelhaken bezeichnet man den gekrümmten Teil, der sich unmittelbar an den
Basalkörper anschließt und aus der Zelle herausragt. Er besteht, wie die Geißel selbst, aus
Protein. Der Geißelhaken geht direkt in das Geißelfilament über.
Das Geißelfilament besteht aus mehreren Flagellinsträngen, die in gewundener Anordnung
einen Hohlzylinder bilden.
Die helikalen Geißelfilamente können mit etwa 3000 U/min um die eigene Achse rotieren. Sie
wirken ähnlich wie eine Schiffsschraube, und die Bakterienzellen schwimmen wie ein Schiff.
Außer schnellen Schubbewegungen sind durch Umkehr der Rotationsrichtung der Geißeln
auch langsame, taumelnde Zugbewegungen möglich. Bei polytrich begeißelten Bakterien ist
eine koordinierte Geißelrotation unerläßlich. Die Bakterienzellen selbst rotieren ebenfalls um
die eigene Achse, aber langsamer als die Geißelfilamente und in einer der Geißelrotation
entgegengesetzten Richtung. Die Fortbewegung erreicht Geschwindigkeiten von 20 - 200 µm
je Sekunde. Bei der lokalen Verbreitung in flüssigen oder halbflüssigen Medien, z.B. auf mit
01FH.DOC 18