Prokaryoten und Eukaryoten

Klassifikation von Mikroben

Die Welt der Mikroben wird global in azelluläre und zelluläre Formen unterteilt. Zu den azellulären gehören Viren, Viroide und Prionen — sie besitzen keinen Zell- oder Organismusaufbau, weshalb sie nicht als Mikroorganismen bezeichnet werden können (es sind lediglich Mikroben). Zelluläre Lebensformen besitzen eine vollwertige zelluläre Organisation. Man kann sie sowohl als Mikroben als auch als Mikroorganismen bezeichnen. Sie werden in zwei große Typen unterteilt: Prokaryoten und Eukaryoten.

Prokaryoten: Domänen Bacteria und Archaea

Prokaryoten entbehren eines ausgeformten Zellkerns und membranöser Organellen (Mitochondrien, Golgi-Apparat). In ihrem Zytoplasma befinden sich Ribosomen vom 70S-Typ. Diese Gruppe umfasst zwei Domänen:

• Domäne Bacteria (Echte Bakterien). Ihr Hauptmerkmal ist das Vorhandensein einer Peptidoglycan-Schicht in der Zellwand, die die einzigartige N-Acetylmuraminsäure enthält. Nach dem Hüllaufbau werden Bakterien in grampositive (dickes Peptidoglycan, bläulich-violette Farbe bei Gram-Färbung) und gramnegative (dünnes Peptidoglycan plus äußere Membran, rote Farbe) unterteilt. Zudem unterscheidet man Bakterien ohne Zellwand (Klasse Mollicutes — Mycoplasmen). Innerhalb der Domäne werden große Phyla bzw. Gruppen unterschieden: Proteobacteria (gramnegativ), Firmicutes (grampositive Klassen Bacilli und Clostridia) und Bacteroidetes.
• Domäne Archaea (Archaeen). Dies sind urtümliche Mikroorganismen, die oft unter extremen Bedingungen leben (Halophile, Thermophile, Acidophile) oder Methanogene sind. Ihr Hauptunterschied zu echten Bakterien ist das Fehlen von Peptidoglycan und der spezielle Aufbau des genetischen Apparats (spezifische Ribosomen und rRNA). Es ist wichtig zu beachten, dass es unter den Archaeen keine Erreger menschlicher Krankheiten gibt.

Eukaryoten: Domäne Eukarya

Eukaryoten zeichnen sich durch eine komplexe Architektur aus: Sie besitzen einen echten Zellkern mit Hülle und Nukleolus, und das Zytoplasma ist mit hochorganisierten membranösen Organellen (endoplasmatisches Retikulum, Lysosomen) gefüllt. In der medizinischen Mikrobiologie haben drei Reiche dieser Domäne die größte Bedeutung:

• Protozoen (Protozoa): einzellige Organismen, die von einer semipermeablen Membran begrenzt sind. Ihr Zytoplasma ist oft in eine dichte, transparente Ektoplasma und ein granuliertes, bewegliches Endoplasma differenziert. Viele führen eine parasitische Lebensweise.
• Pilze (Eumycota): Heterotrophe ohne Chlorophyll mit einer dicken Zellwand, die Chitin enthält.
• Chromisten (Chromista): eine neue taxonomische Gruppe, die bei einer ReKlassifikation gebildet wurde. Hierher wurden Organismen verlegt, die früher als Protozoen oder Pilze galten (z. B. Blastozysten und Oomyceten).

Medizinische Bedeutung struktureller Unterschiede

Die Kenntnis zytologischer Besonderheiten ist für die Medizin von entscheidender Bedeutung. Die Bakterienzelle enthält Komponenten, die im menschlichen Körper absolut nicht vorkommen: Peptidoglycan, D-Isomere von Aminosäuren, Diaminopimelinsäure. Enzyme, die diese Substanzen synthetisieren, werden zu idealen Zielstrukturen (Targets) für Antibiotika. Die Präparate sind selektiv toxisch für Bakterien und schädigen das Wirtsgewebe nicht.

Außerdem sind einige grampositive Bakterien in der Lage, Endosporen zu bilden — Ruhestadien zum Überleben bei Nährstoffmangel, Austrocknung oder UV-Bestrahlung. Die Spore bildet sich innerhalb der Mutterzelle. Im Gegensatz zu Pilzen ist dies bei Bakterien keine Fortpflanzungsart: Aus einer Zelle entsteht exakt eine Spore. Bei Vertretern der Gattung Bacillus übersteigt die Sporengröße nicht den Durchmesser der vegetativen Zelle.

Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen

Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt

• Aufbau der Zellwand grampositiver und gramnegativer Bakterien
• Methoden zur Färbung bakterieller Strukturen (Gram-Färbung)
• Morphologie und Strukturelemente von Bakterien (Kokken, Stäbchen, spiralförmige Formen)
• Klassifikation von Bakterien nach Wachstumsbedingungen (Sauerstoff- und Temperaturverhalten)
• Ernährungsmechanismen und Wachstumsphasen einer Bakterienpopulation

Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.