WEBVTT - generated by Videoportal Freiberg 1 00:00:00.500 --> 00:00:00.490 00:00:08.500 --> 00:00:12.490 Wir hatten uns beim letzten Mal bei dem Kapitel 2 00:00:03.500 --> 00:00:08.490 Ja meine Damen und Herren, ich begrüße Sie alle zur Vorlesung. 3 00:00:12.500 --> 00:00:16.490 Aufbau der Bakterien, speziell über den Aufbau der 4 00:00:16.500 --> 00:00:20.490 Bakterienzellwand unterhalten. 5 00:00:20.500 --> 00:00:23.490 Ich hoffe, dass dabei hängenblieben ist, dass 6 00:00:23.500 --> 00:00:26.490 das Peptidoglykane eine Eigenschaft ist, die 7 00:00:26.500 --> 00:00:28.490 praktisch alle Bakterien haben. 8 00:00:28.500 --> 00:00:32.490 Wir sind relativ frei in dem Aufbau. 9 00:00:32.500 --> 00:00:34.490 Wir kennen die Acetylglucosaminsäure,Acetylglucosamin 10 00:00:34.500 --> 00:00:39.490 und dann an der Glutaminsäure die Peptid 11 00:00:39.500 --> 00:00:41.490 Seite kennt. 12 00:00:41.500 --> 00:00:46.490 Bei der es Varianten zwischen den Bakterien gibt. 13 00:00:46.500 --> 00:00:50.490 Bei dieser Strukturen spielt die Amonisäure 14 00:00:50.500 --> 00:00:52.490 wirklich eine wichtige Rolle. 15 00:00:52.500 --> 00:00:54.490 Aus der es auch die 16 00:00:54.500 --> 00:00:57.490 Penecellin erkennt wird. 17 00:00:57.500 --> 00:01:00.000 00:01:00.500 --> 00:01:03.490 Wir hatten dann am Schluss einen 18 00:01:03.000 --> 00:01:05.000 Übergang auf die Membranen. 19 00:01:05.000 --> 00:01:09.000 Und hatten zunächst über Membranfunktionen 20 00:01:09.000 --> 00:01:12.000 beziehungsweise Membrantransport gesprochen. 21 00:01:12.000 --> 00:01:15.000 Wichtig ist dabei, dass Membranen selbst für 22 00:01:15.000 --> 00:01:18.000 kleine Bildung undurchsichtig sind. 23 00:01:19.000 --> 00:01:22.000 Also Protonen kommen eben 24 00:01:22.000 --> 00:01:24.000 durch Membranen nicht durch. 25 00:01:24.000 --> 00:01:27.000 Und das ist wichtig auch für die Energiebildung. 26 00:01:27.000 --> 00:01:31.000 Wir hatten dann auch gesehen, dass es dann doch 27 00:01:31.000 --> 00:01:33.000 Möglichkeiten gibt, durch Membranen zu kommen. 28 00:01:33.000 --> 00:01:36.000 Außer natürlich ganz normalen Diffusionen, die 29 00:01:36.000 --> 00:01:39.000 die leichtere, wenn es entsprechend Brown 30 00:01:39.000 --> 00:01:42.000 Proteine gibt und dann Aktivtransport. 31 00:01:42.000 --> 00:01:45.000 Also Transport, der auch gegen einen 32 00:01:45.000 --> 00:01:48.000 Konzentrationsgefälle möglich ist. 33 00:01:48.000 --> 00:01:51.000 Und dazu kommen Protonengradient. 34 00:01:51.000 --> 00:01:54.000 Wir sprachen vom Port oder Antiport 35 00:01:54.000 --> 00:01:57.000 oder über ATP. 36 00:02:00.000 --> 00:02:03.000 Da haben wir ATP Triggerpunkte kennengelernt und 37 00:02:03.000 --> 00:02:06.000 ich habe Ihnen auch die Gruppentransportation erläutert. 38 00:02:06.000 --> 00:02:09.000 Wo also eine Verbindung, z.B. 39 00:02:09.000 --> 00:02:12.000 ein Zucker in die Zelle aufgenommen wird und 40 00:02:12.000 --> 00:02:15.000 dabei gleich phosphorisiert wird, sodass er 41 00:02:15.000 --> 00:02:18.000 in der Zelle anders ankommt, als er draußen vorlag. 42 00:02:21.000 --> 00:02:26.000 Wir haben zu dem Transport im Grunde nur einen 43 00:02:26.000 --> 00:02:29.000 Punkt nachzutragen, den ich gerade jetzt noch 44 00:02:29.000 --> 00:02:39.000 erläutern möchte, nämlich den, dass es dadurch 45 00:02:39.000 --> 00:02:42.000 bei gramnegativen Bakterien insgesamt noch ein 46 00:02:42.000 --> 00:02:45.000 bisschen komplizierter werden kann. 47 00:02:45.000 --> 00:02:49.000 Wie es hier nun veranschaulicht ist. 48 00:02:49.000 --> 00:02:52.000 Wir haben hier die Cytoplasmamembran und da 49 00:02:52.000 --> 00:02:55.000 drin eben auch ein Protein, was ATP getrieben 50 00:02:55.000 --> 00:02:59.000 einen Transport bewirkt. 51 00:02:59.000 --> 00:03:03.000 Transportiert wird in diesem Fall Maltose. 52 00:03:03.000 --> 00:03:06.000 Nun ist bei gramnegativen Bakterien der Aufbau 53 00:03:06.000 --> 00:03:10.000 der Zellehülle etwas komplexer, weil die, 54 00:03:10.000 --> 00:03:13.000 wie wir gesehen haben, auch eine äußere Membran haben. 55 00:03:13.000 --> 00:03:14.000 Das ist dieser Bereich hier. 56 00:03:17.000 --> 00:03:19.000 Und auch diese äußere Membran ist natürlich 57 00:03:19.000 --> 00:03:21.000 ein Widerstand für einen Transport. 58 00:03:22.000 --> 00:03:27.000 Und insofern gibt es zum Teil eben einen Transport 59 00:03:27.000 --> 00:03:32.000 durch so eine Pore, in diesem Fall passiv, also 60 00:03:33.000 --> 00:03:36.000 ohne Energieaufwand seitens der Zelle. 61 00:03:36.000 --> 00:03:40.000 Und dann gibt es in dem Periplasma, also dem 62 00:03:40.000 --> 00:03:44.000 Raum zwischen den beiden Membranen, die Möglichkeit, 63 00:03:44.000 --> 00:03:49.000 dass Verbindungen durch Proteine gebunden werden. 64 00:03:49.000 --> 00:03:53.000 In diesem Fall Maltose durch das 65 00:03:53.000 --> 00:03:54.000 Maltose-Bindungsprotein. 66 00:03:55.000 --> 00:03:58.000 Und dieses Maltose-Bindungsprotein liefert dann 67 00:03:59.000 --> 00:04:03.000 die Maltose an den eigentlichen Transporter 68 00:04:03.000 --> 00:04:03.000 letztlich ab. 69 00:04:04.000 --> 00:04:09.000 Also insgesamt geht es eben nicht nur um dieses 70 00:04:09.000 --> 00:04:12.000 Protein, sondern zusätzlich um die Pore hier 71 00:04:12.000 --> 00:04:15.000 oben und um das Phänomen der Bindungsproteine. 72 00:04:17.000 --> 00:04:19.000 Der eigentliche Transport ist sowas, was wir 73 00:04:20.000 --> 00:04:22.000 letztes Mal schon angesprochen haben, nämlich 74 00:04:22.000 --> 00:04:27.000 über Nutzung von ATP ein Transport, der auch 75 00:04:27.000 --> 00:04:29.000 gegen den Konzentrationsgradienten möglich ist. 76 00:04:29.000 --> 00:04:34.000 Das als kleiner Nachtrag zum Menbrantransport. 77 00:04:36.000 --> 00:04:38.000 Jetzt möchte ich abschließend zu den Membranen, 78 00:04:39.000 --> 00:04:44.000 die noch einmal in den Zusammenhang auch mit 79 00:04:44.000 --> 00:04:46.000 der Taxonomie und Phylogenie stellen. 80 00:04:47.000 --> 00:04:51.000 Und dabei etwas wiederholen aus der dritten 81 00:04:51.000 --> 00:04:52.000 Doppelstunde oder sowas. 82 00:04:54.000 --> 00:04:56.000 Wenn wir normalerweise eine Zelle, Zellmembran 83 00:04:56.000 --> 00:05:00.000 ansehen, dann haben wir ja ungefähr dieses Bild. 84 00:05:01.000 --> 00:05:04.000 Nämlich dass wir eine Lipiddoppelschicht haben. 85 00:05:04.000 --> 00:05:10.000 Also die Lipidmoleküle sind mit dem polaren 86 00:05:10.000 --> 00:05:13.000 Teil nach innen oder nach außen orientiert und 87 00:05:13.000 --> 00:05:18.000 die hydrophoben Seitenreste hier ins Innere 88 00:05:18.000 --> 00:05:18.000 der Membran. 89 00:05:23.000 --> 00:05:27.000 Und es sind eben bei Bakterien und bei Eukarya 90 00:05:27.000 --> 00:05:33.000 weitgehend Fettsäureester, die da vorliegen. 91 00:05:35.000 --> 00:05:38.000 Erinnern Sie sich noch, was eine Alternative 92 00:05:38.000 --> 00:05:39.000 sein kann zu den Fettsäureestern? 93 00:05:48.000 --> 00:05:50.000 Gibt es eine Alternative bei den Membranlipiden 94 00:05:51.000 --> 00:05:51.000 zu Fettsäureestern? 95 00:05:51.000 --> 00:06:00.000 Genau, es gibt die Äther. 96 00:06:01.000 --> 00:06:05.000 Also wir hatten kenngenlernt, dass bei den Archaeen 97 00:06:05.000 --> 00:06:08.000 Fettsäureäther vorliegen. 98 00:06:10.000 --> 00:06:12.000 Diese Folie hatte ich Ihnen vor einigen Wochen 99 00:06:12.000 --> 00:06:13.000 schon mal gezeigt. 100 00:06:14.000 --> 00:06:17.000 Hier haben wir jetzt als Beispiel das Glyzerin 101 00:06:18.000 --> 00:06:22.000 und Glyzerin an eine Kette hier, eine hydrophobe 102 00:06:22.000 --> 00:06:25.000 Kette gebunden, über eine Ätherbindung, nicht 103 00:06:25.000 --> 00:06:26.000 über eine Esterbindung. 104 00:06:30.000 --> 00:06:32.000 Außerdem ist diese Kette dann hier noch verzweigt. 105 00:06:32.000 --> 00:06:35.000 Es ist eine Isoprenoidkette und nicht einfach 106 00:06:35.000 --> 00:06:35.000 eine Endfettsäure. 107 00:06:37.000 --> 00:06:41.000 Und diese Art von Äthern kann es auch so geben, 108 00:06:42.000 --> 00:06:49.000 dass der polare Teil hier links und auch hier 109 00:06:49.000 --> 00:06:50.000 rechts vorliegt. 110 00:06:52.000 --> 00:06:55.000 Und dann ist das Ganze doppelt so lang hier 111 00:06:55.000 --> 00:06:55.000 in der Mitte. 112 00:06:56.000 --> 00:07:02.000 Das heißt, aus dieser Art von Lipiden kann auch 113 00:07:02.000 --> 00:07:05.000 eine Lipidmonoschicht aufgebaut werden. 114 00:07:14.000 --> 00:07:16.000 Das ist jetzt hier nochmal veranschaulicht. 115 00:07:17.000 --> 00:07:20.000 Hier oben das Typische, die Lipiddoppelschicht 116 00:07:21.000 --> 00:07:26.000 mit dem polaren Teil zu beiden Seiten nach außen 117 00:07:26.000 --> 00:07:29.000 und innen, je nachdem wo man das legt. 118 00:07:30.000 --> 00:07:33.000 Und polar ist es nach hier auch zu beiden Seiten. 119 00:07:34.000 --> 00:07:38.000 Aber während hier die hydrophoben Ketten in 120 00:07:38.000 --> 00:07:42.000 der Mitte getrennt sind, gehen sie hier durch. 121 00:07:43.000 --> 00:07:45.000 Und dann kriegt man auf diese Art und Weise 122 00:07:45.000 --> 00:07:47.000 eine Lipidmonoschicht und nicht eine 123 00:07:47.000 --> 00:07:48.000 Lipiddoppelschicht. 124 00:07:49.000 --> 00:07:53.000 Und diese Art von Lipiden, eben mit Ätherbindung 125 00:07:54.000 --> 00:07:58.000 und der Möglichkeit auch von dieser Monoschicht, 126 00:07:58.000 --> 00:07:59.000 das gibt es bei Archaea. 127 00:08:00.000 --> 00:08:03.000 Das gibt es bei Bakterien, aber bei Eukarya 128 00:08:03.000 --> 00:08:06.000 nicht, aber bei Archaea. 129 00:08:09.000 --> 00:08:11.000 Und das ist ein zentraler Punkt. 130 00:08:12.000 --> 00:08:18.000 Und das möchte ich jetzt nochmal in einen etwas 131 00:08:18.000 --> 00:08:19.000 breiteren Rahmen stellen. 132 00:08:27.000 --> 00:08:28.000 Und zwar mit dieser Folie. 133 00:08:29.000 --> 00:08:32.000 Hier haben wir jetzt nochmal alle drei Domänen 134 00:08:32.000 --> 00:08:35.000 von Organismen, die wir jetzt differenziert 135 00:08:35.000 --> 00:08:38.000 haben oder die wir auch schon in unserer ersten 136 00:08:38.000 --> 00:08:41.000 Doppelstunde differenziert haben: Bacteria, 137 00:08:41.000 --> 00:08:41.000 Archaea, Eukarya. 138 00:08:42.000 --> 00:08:47.000 Das, was man schon in der Schule lernt, ist, 139 00:08:47.000 --> 00:08:49.000 dass die Eukarya oder dann meistens Eukarion 140 00:08:50.000 --> 00:08:54.000 genannt, einen Kern mit einer Membranumhüllung haben. 141 00:08:55.000 --> 00:08:58.000 Das haben die beiden prokaryotischen Domänen 142 00:08:58.000 --> 00:09:00.000 Bacteria und Archaea nicht. 143 00:09:00.000 --> 00:09:01.000 Das ist nix Neues für Sie. 144 00:09:03.000 --> 00:09:06.000 Wir hatten dann eben speziell in der letzten 145 00:09:06.000 --> 00:09:10.000 Stunde diskutiert, dass die Bakterien dieses 146 00:09:10.000 --> 00:09:14.000 typische Peptidoglycan mit der Muraminsäure haben. 147 00:09:16.000 --> 00:09:18.000 Das haben die Archaea und Eukarya nicht. 148 00:09:21.000 --> 00:09:25.000 Wir haben jetzt nochmal wiederholt, dass die 149 00:09:26.000 --> 00:09:30.000 Archaea Membranlipide mit Ätherbindung haben. 150 00:09:31.000 --> 00:09:35.000 Das haben die Eukarya und die Bakterien nicht. 151 00:09:37.000 --> 00:09:39.000 Hinzu kommt, dass es ein paar weitere Unterschiede 152 00:09:39.000 --> 00:09:39.000 gibt. 153 00:09:43.000 --> 00:09:46.000 Einiges davon bezieht sich auf den 154 00:09:46.000 --> 00:09:49.000 Proteinsyntheseapparat, also auf den Vorgang 155 00:09:49.000 --> 00:09:52.000 der Translation, den wir kürzlich besprochen haben. 156 00:09:53.000 --> 00:09:56.000 Wir hatten darüber geredet, dass die Eukarya 157 00:09:56.000 --> 00:10:00.000 etwas komplexere Ribosomen haben, eben 80S Ribosomen. 158 00:10:02.000 --> 00:10:05.000 Bakterien und Archaea haben 70S Ribosomen, also 159 00:10:06.000 --> 00:10:07.000 ein bisschen kleiner und übersichtlicher. 160 00:10:09.000 --> 00:10:11.000 Wir hatten auch darüber gesprochen, dass bei 161 00:10:11.000 --> 00:10:17.000 der Translation die erste Aminosäure bei den 162 00:10:17.000 --> 00:10:18.000 Bakterien Formylmethonin ist. 163 00:10:19.000 --> 00:10:21.000 Das hatte ich Ihnen erläutert, die Formylgruppe 164 00:10:21.000 --> 00:10:24.000 ist so etwas wie eine Schutzgruppe, in dem Fall, 165 00:10:24.000 --> 00:10:27.000 die den Endterminus in gewisser Hinsicht inaktiviert. 166 00:10:27.000 --> 00:10:29.000 Das haben Archaea und Eukarya nicht. 167 00:10:31.000 --> 00:10:33.000 Was wir noch nicht diskutiert hatten, ist, dass 168 00:10:33.000 --> 00:10:39.000 auch manche Antibiotika an dem etwas unterschiedlichen 169 00:10:40.000 --> 00:10:43.000 Proteinsyntheseapparat ansetzen. 170 00:10:43.000 --> 00:10:44.000 In diesem Fall hier aufgeführt Chloramphenicol 171 00:10:45.000 --> 00:10:49.000 und Streptomycin, zwei durchaus bekannte Antibiotika, 172 00:10:49.000 --> 00:10:56.000 die die bakteriellen Ribosomen erkennen und da wirken. 173 00:10:57.000 --> 00:11:00.000 Bei Archaea und Eukarya nicht. 174 00:11:02.000 --> 00:11:05.000 Und schließlich noch ein weiteres Protein, was 175 00:11:05.000 --> 00:11:07.000 wir auch schon in seiner Funktion kennengelernt 176 00:11:07.000 --> 00:11:10.000 haben, aber noch nicht so sehr im phylogenetischen 177 00:11:10.000 --> 00:11:13.000 Zusammenhang, die RNA-Polymerasen. 178 00:11:14.000 --> 00:11:16.000 Die RNA-Polymerasen sind die Enzyme für die 179 00:11:16.000 --> 00:11:17.000 Transkription. 180 00:11:18.000 --> 00:11:19.000 Den Vorgang haben wir diskutiert. 181 00:11:21.000 --> 00:11:24.000 Ich hatte Ihnen auch erläutert, dass die bei 182 00:11:24.000 --> 00:11:27.000 Bakterien einheitlich aufgebaut sind. 183 00:11:28.000 --> 00:11:30.000 Die haben vier verschiedene Untereinheiten. 184 00:11:30.000 --> 00:11:36.000 Und alle Bakterien haben da das gleiche Muster 185 00:11:36.000 --> 00:11:37.000 an Größen. 186 00:11:40.000 --> 00:11:43.000 Bei den Archaea und bei den Eukarya gibt es 187 00:11:43.000 --> 00:11:48.000 durchaus mehrere und unterschiedliche Größen. 188 00:11:48.000 --> 00:11:50.000 Das ist hier noch mal veranschaulicht. 189 00:11:53.000 --> 00:11:57.000 Hier haben wir ein Standardbakterium, Escherichia 190 00:11:57.000 --> 00:11:57.000 coli. 191 00:11:59.000 --> 00:12:06.000 Und man würde diese Zusammensetzung jetzt Alpha 192 00:12:06.000 --> 00:12:08.000 Zwei, also der hat davon zwei Untereinheiten, 193 00:12:08.000 --> 00:12:09.000 beta, beta Strich. 194 00:12:10.000 --> 00:12:11.000 Und dann haben wir hier noch diese Sigma-Untereinheit. 195 00:12:12.000 --> 00:12:17.000 Die Sigma-Untereinheit ist diejenige, die den 196 00:12:17.000 --> 00:12:18.000 Promotor erkennt. 197 00:12:19.000 --> 00:12:20.000 Auch darüber hatten wir gesprochen. 198 00:12:21.000 --> 00:12:24.000 Hier haben wir jetzt zwei Archaea als Beispiele, 199 00:12:24.000 --> 00:12:25.000 Halobacterium halobium, Sulfolobus acidocaldarius. 200 00:12:26.000 --> 00:12:33.000 Und Sie sehen, die haben mehr Untereinheiten, 201 00:12:34.000 --> 00:12:37.000 die RNA-Polymerasen und die haben auch eine 202 00:12:37.000 --> 00:12:38.000 unterschiedliche Größe. 203 00:12:38.000 --> 00:12:40.000 Und sie sind auch untereinander nicht identisch 204 00:12:40.000 --> 00:12:43.000 zwischen Halobacterium und Sulfolobus. 205 00:12:44.000 --> 00:12:48.000 Und schließlich hier die Hefe Saccharomyces 206 00:12:48.000 --> 00:12:52.000 cerevisiae, die Bäckerhefe oder Bierhefe. 207 00:12:54.000 --> 00:12:56.000 Auch wieder mit RNA-Polymerasen, mit einer ganzen 208 00:12:57.000 --> 00:12:58.000 Reihe von Untereinheiten. 209 00:13:01.000 --> 00:13:02.000 Und auch wieder anders als bei den Archaea. 210 00:13:07.000 --> 00:13:12.000 In der Zusammenschau, dass jede der drei Domänen 211 00:13:14.000 --> 00:13:21.000 auch fundamentale Unterschiede hat in der Biochemie 212 00:13:21.000 --> 00:13:23.000 zu den jeweils beiden anderen. 213 00:13:24.000 --> 00:13:26.000 Zunächst erstmal hatten wir die drei Domänen 214 00:13:26.000 --> 00:13:29.000 auseinandergehalten auf der Basis von 16S 215 00:13:29.000 --> 00:13:29.000 RRNA-Sequenzen. 216 00:13:31.000 --> 00:13:34.000 Da hatten wir einen Stammbaum gemacht und hatten 217 00:13:34.000 --> 00:13:38.000 gesehen, bei den 16S RRNA-Sequenzen sind die 218 00:13:38.000 --> 00:13:41.000 Archaea eine ganz andere Gruppe als die Bacteria. 219 00:13:41.000 --> 00:13:46.000 Sie waren sogar näher bei den Eukarya als bei 220 00:13:46.000 --> 00:13:46.000 den Bakterien. 221 00:13:48.000 --> 00:13:51.000 Das zeigte sich im Laufe der 80er Jahre des 222 00:13:51.000 --> 00:13:52.000 letzten Jahrhunderts. 223 00:13:53.000 --> 00:13:57.000 Zeitgleich haben dann andere Leute eben an 224 00:13:57.000 --> 00:13:59.000 bakteriellen Zellwänden zum Beispiel gearbeitet 225 00:13:59.000 --> 00:14:02.000 oder an den Membranlipiden gearbeitet und dann 226 00:14:02.000 --> 00:14:05.000 zeigte sich eben, dass Bakterien und Archaea 227 00:14:05.000 --> 00:14:09.000 sich nicht nur in der 16S RRNA-Sequenz unterscheiden, 228 00:14:09.000 --> 00:14:13.000 sondern eben auch ganz andere Zellwände haben, 229 00:14:13.000 --> 00:14:17.000 ganz andere Membranlipide haben, auch in den 230 00:14:17.000 --> 00:14:21.000 RNA-Polymerasen Unterschiede aufweisen und in 231 00:14:21.000 --> 00:14:25.000 anderen Teilen des Proteinsyntheseapparats als 232 00:14:25.000 --> 00:14:25.000 der 16S RRNA. 233 00:14:28.000 --> 00:14:32.000 Und das unterstreicht hier nochmal, dass Archaea 234 00:14:32.000 --> 00:14:35.000 eben keine Bakterien sind, sondern es sind andere 235 00:14:35.000 --> 00:14:35.000 Mikroorganismen. 236 00:14:37.000 --> 00:14:39.000 Es sind auch Prokaryoten, also haben keinen 237 00:14:39.000 --> 00:14:40.000 richtigen Zellkern. 238 00:14:42.000 --> 00:14:44.000 Aber es ist eine ganz eigenständige Gruppe von 239 00:14:44.000 --> 00:14:46.000 Mikroorganismen und man kann sie nicht einfach 240 00:14:46.000 --> 00:14:47.000 als Bakterien bezeichnen. 241 00:14:48.000 --> 00:14:51.000 Auch wenn das so im Umgangssprachlichen leicht 242 00:14:52.000 --> 00:14:55.000 mal passiert, mikrobiologisch gesehen ist es 243 00:14:55.000 --> 00:14:56.000 fundamental falsch. 244 00:14:59.000 --> 00:15:01.000 Gut, und das ist ein wunderschönes Beispiel, 245 00:15:02.000 --> 00:15:05.000 wie eben Untersuchungen aus verschiedenen Bereichen 246 00:15:05.000 --> 00:15:09.000 dann insgesamt letztlich zu einem einheitlicheren 247 00:15:09.000 --> 00:15:12.000 Bild geführt haben, wo die ganzen Sequenzen 248 00:15:12.000 --> 00:15:15.000 auch zur fundamentalen Biochemie der Zelle passen. 249 00:15:19.000 --> 00:15:22.000 Gut, nach diesem phylogenetischen Exkurs möchte 250 00:15:22.000 --> 00:15:26.000 ich mit Ihnen jetzt noch auf drei weitere Strukturen 251 00:15:26.000 --> 00:15:31.000 der mikrobiellen Zellen eingehe. 252 00:15:32.000 --> 00:15:33.000 Zunächst erstmal bleiben wir noch an der 253 00:15:33.000 --> 00:15:40.000 Zelloberfläche, relativ kurz und diskutieren 254 00:15:40.000 --> 00:15:43.000 sozusagen ein Bild wie dieses. 255 00:15:45.000 --> 00:15:51.000 Hier haben wir einfach eine mikroskopische Aufnahme 256 00:15:51.000 --> 00:15:53.000 von zwei verschiedenen Bakterienzellen. 257 00:15:54.000 --> 00:15:57.000 Und wenn Sie da auf diese Aufnahme gucken, dann 258 00:15:57.000 --> 00:16:00.000 sehen Sie, dass hier in der Mitte die Zellen 259 00:16:00.000 --> 00:16:04.000 sind und um die Zellen herum ist hier so ein 260 00:16:04.000 --> 00:16:05.000 heller Hof. 261 00:16:05.000 --> 00:16:06.000 Das Gleiche auch hier. 262 00:16:07.000 --> 00:16:09.000 Da haben wir die Zelle hier in der Mitte und 263 00:16:09.000 --> 00:16:11.000 dann darum so ein heller Hof und dann ist es dunkel. 264 00:16:13.000 --> 00:16:15.000 Das Dunkle, der dunkle Hintergrund kommt hier 265 00:16:15.000 --> 00:16:16.000 durch Tusche. 266 00:16:16.000 --> 00:16:18.000 Das ist also ein sogenanntes Tusche-Präparat 267 00:16:18.000 --> 00:16:19.000 oder beides sind Tusche-Präparate. 268 00:16:21.000 --> 00:16:24.000 Und da in der Tusche sind feine Partikel drin 269 00:16:25.000 --> 00:16:29.000 und die geben den schwarzen Hintergrund hier. 270 00:16:33.000 --> 00:16:36.000 Die Bilder zeigen, dass diese Partikel aus der 271 00:16:36.000 --> 00:16:38.000 Tusche eben nicht direkt an die Zelle drankommen. 272 00:16:39.000 --> 00:16:41.000 Offensichtlich ist um die Zelle noch was herum, 273 00:16:43.000 --> 00:16:45.000 was verhindert, dass die Tuschepartikel dahin kommen. 274 00:16:46.000 --> 00:16:52.000 Und das, was da rund herum ist, das nennen wir, 275 00:16:53.000 --> 00:16:57.000 wenn wir jetzt so einzelne mikroskopische Bilder 276 00:16:57.000 --> 00:17:00.020 betrachten, nennen wir das Schleime. 277 00:17:01.020 --> 00:17:03.020 Halt, nennen wir das eigentlich eine Kapsel. 278 00:17:04.020 --> 00:17:05.020 Das mache ich nochmal richtig. 279 00:17:05.020 --> 00:17:08.020 Also wenn wir Einzelzellen betrachten, bezeichnen 280 00:17:11.020 --> 00:17:14.020 wir den Bereich darum mit Kapsel. 281 00:17:18.020 --> 00:17:24.020 Wenn sich diese Kapseln dann ablösen, dann sprechen 282 00:17:24.020 --> 00:17:25.020 wir von Schleimen. 283 00:17:27.020 --> 00:17:31.020 Solange sie also noch im Zusammenhang mit der 284 00:17:31.020 --> 00:17:36.020 Zelle sind, wirkt es wie eine weitere Schicht 285 00:17:37.020 --> 00:17:40.020 rundherum, aber wenn die irgendwie weiterwächst 286 00:17:40.020 --> 00:17:42.020 und sich ablöst, dann sprechen wir von Schleimen. 287 00:17:44.020 --> 00:17:48.020 Es ist auch noch ein weiterer Begriff in Umlauf. 288 00:17:48.020 --> 00:17:51.020 Den nimmt man aber eigentlich weniger, wenn 289 00:17:51.020 --> 00:17:54.020 man so ein mikroskopisches Bild betrachtet, 290 00:17:55.020 --> 00:18:00.080 sondern mehr, wenn man Probleme betrachtet oder 291 00:18:00.080 --> 00:18:05.080 komplexere Lebensgemeinschaften. 292 00:18:06.080 --> 00:18:16.080 Dann spricht man von extrazellulären polymeren 293 00:18:16.080 --> 00:18:28.080 Substanzen oder kurz EPS. 294 00:18:31.080 --> 00:18:32.080 So heißt es auch im Englischen: extracellular 295 00:18:32.080 --> 00:18:34.080 polymeric substances. 296 00:18:39.080 --> 00:18:41.080 Diesen Begriff benutzt man meistens in dem 297 00:18:41.080 --> 00:18:44.080 Zusammenhang mit der Bildung von Biofilmen. 298 00:18:47.080 --> 00:18:51.080 Und das Problem oder die Phänomene, die ich 299 00:18:51.080 --> 00:18:54.080 eben kurz angedeutet habe, sind z.B. 300 00:18:55.080 --> 00:18:57.080 Biofilme in der Medizin. 301 00:18:58.080 --> 00:19:01.040 Wenn Sie im Krankenhaus irgendwelche Leitungen 302 00:19:01.040 --> 00:19:03.040 haben, wo irgendwelche Lösungen durchgepumpt 303 00:19:03.040 --> 00:19:06.040 werden, dann gibt es immer wieder das Problem, 304 00:19:06.040 --> 00:19:08.040 dass sich da Biofilme absetzen. 305 00:19:08.040 --> 00:19:10.040 Und natürlich soll das im Krankenhaus alles 306 00:19:11.040 --> 00:19:11.040 schön steril sein. 307 00:19:11.040 --> 00:19:14.040 Und insofern sind Biofilme da ein Problem. 308 00:19:16.040 --> 00:19:19.040 Das ist aber im Grunde der gleiche Mechanismus. 309 00:19:19.040 --> 00:19:22.040 Die Bakterienzellen sondern diese Substanzen 310 00:19:22.040 --> 00:19:25.040 ab, diese Extrazellulären Polymeren Substanzen. 311 00:19:26.040 --> 00:19:29.040 Man sieht sie im mikroskopischen Bild in Form 312 00:19:30.040 --> 00:19:30.040 dieser Kapseln. 313 00:19:31.040 --> 00:19:36.040 Aber man sieht auch das Phänomen, dass sie sich 314 00:19:36.040 --> 00:19:41.040 auf Oberflächen damit festsetzen und schwerer 315 00:19:41.040 --> 00:19:41.040 zugänglich werden. 316 00:19:42.040 --> 00:19:46.040 Und damit sind wir bei der Funktion dieser Kapseln 317 00:19:46.040 --> 00:19:49.040 oder extrazellulären Substanzen. 318 00:19:50.040 --> 00:19:57.040 Also Funktion: Eine Funktion hatte ich schon 319 00:19:57.040 --> 00:19:59.040 genannt, nämlich die Anheftung. 320 00:20:03.000 --> 00:20:06.000 Bakterien setzen sich gerne an Oberflächen. 321 00:20:07.000 --> 00:20:10.000 Das wird damit zusammenhängen, dass an Oberflächen 322 00:20:11.000 --> 00:20:14.000 häufiger Nahrung verfügbar ist, die aus diesen 323 00:20:14.000 --> 00:20:17.000 Oberflächen herausgelöst werden kann zum Beispiel. 324 00:20:18.000 --> 00:20:22.000 Oder an diesen Oberflächen sind vielleicht auch 325 00:20:22.000 --> 00:20:24.000 irgendwelche ionischen Wechselwirkungen, sodass 326 00:20:24.000 --> 00:20:27.000 die Oberflächen etwas aus der Lösung auch absorbieren, 327 00:20:27.000 --> 00:20:29.000 was die Bakterien dann fressen können. 328 00:20:29.000 --> 00:20:34.000 Also Bakterien, nicht nur Bakterien, Archaea 329 00:20:34.000 --> 00:20:37.000 auch, also Mikroorganismen allgemein setzen 330 00:20:37.000 --> 00:20:41.000 sich gern an Oberflächen und dabei helfen diese 331 00:20:41.000 --> 00:20:43.000 extrazellulären polymeren Substanzen. 332 00:20:44.000 --> 00:20:46.000 Könnten Sie sich weitere Aufgaben vorstellen? 333 00:20:56.000 --> 00:21:00.060 Ja, Schutz vor chemischen Angriffen. 334 00:21:00.060 --> 00:21:06.060 Also Schutz und da kommen jetzt vielleicht noch 335 00:21:06.060 --> 00:21:06.060 weitere Punkte. 336 00:21:06.060 --> 00:21:08.060 Also ich schreibe einfach mal Chemikalien. 337 00:21:11.060 --> 00:21:13.060 Und diese Chemikalien können schon die 338 00:21:13.060 --> 00:21:15.060 Reinigungsmittel sein, die man im Krankenhaus 339 00:21:15.060 --> 00:21:15.060 einsetzt. 340 00:21:16.060 --> 00:21:20.060 Wenn da so eine ganze Schicht und Sie sehen, 341 00:21:20.060 --> 00:21:23.060 die kann ja durchaus dicker sein als die Bakterien 342 00:21:23.060 --> 00:21:23.060 selbst. 343 00:21:24.060 --> 00:21:25.060 Also wenn da noch einmal eine ganze Schicht 344 00:21:26.060 --> 00:21:29.060 obendrauf gelagert ist, dann kommen Chemikalien 345 00:21:30.060 --> 00:21:32.060 schon allein durch eine gewisse Diffusionslimitierung 346 00:21:32.060 --> 00:21:35.060 nicht mehr so ohne Weiteres an die Zelle ran. 347 00:21:37.060 --> 00:21:40.060 Also Schutz vor Chemikalien ist jedenfalls plausibel. 348 00:21:41.060 --> 00:21:43.060 Und wie gesagt, das können Reinigungsmittel 349 00:21:43.060 --> 00:21:46.060 sein, das können auch Antibiotika sein oder 350 00:21:47.060 --> 00:21:47.060 andere Chemikalien. 351 00:21:49.060 --> 00:21:51.060 Könnten Sie sich vorstellen, wofür das noch gut ist? 352 00:21:58.060 --> 00:22:01.020 Bakterien könnten zum Beispiel auch geschützt 353 00:22:01.020 --> 00:22:02.020 werden vor Phagocytose. 354 00:22:03.020 --> 00:22:15.020 Also Schutz davor, aufgefressen zu werden von 355 00:22:16.020 --> 00:22:16.020 anderen Zellen. 356 00:22:18.020 --> 00:22:21.020 Phagocytose können Einzeller sein zum Beispiel. 357 00:22:21.020 --> 00:22:23.020 Was weiß ich, Amöben, die gerne Bakterien fressen. 358 00:22:24.020 --> 00:22:29.020 Phagocytose kann aber auch passieren durch weiße 359 00:22:29.020 --> 00:22:29.020 Blutkörperchen. 360 00:22:30.020 --> 00:22:33.020 Und in dem Zusammenhang hatten wir den Begriff 361 00:22:33.020 --> 00:22:35.020 Kapsel vor einigen Wochen schon mal. 362 00:22:35.020 --> 00:22:37.020 Ich hatte ihnen vor einigen Wochen schon mal 363 00:22:38.020 --> 00:22:43.020 erzählt von dem Experiment von Avery und Mitarbeitern, 364 00:22:43.020 --> 00:22:47.020 wo sie gezeigt haben, dass die DNA das Erbmaterial 365 00:22:48.020 --> 00:22:48.020 ist. 366 00:22:48.020 --> 00:22:51.020 Und da gab es die Pneumokokken mit Kapsel und 367 00:22:51.020 --> 00:22:53.020 die Pneumokokken ohne Kapsel. 368 00:22:54.020 --> 00:22:57.020 Die einen wurden gefressen und die anderen wurden 369 00:22:57.020 --> 00:22:58.020 nicht gefressen. 370 00:22:58.020 --> 00:23:03.080 Und wenn sie gefressen wurden, die Pneumokokken, 371 00:23:03.080 --> 00:23:05.080 blieben die Mäuse gesund. 372 00:23:06.080 --> 00:23:08.080 Wenn die Pneumokokken nicht gefressen wurden, 373 00:23:08.080 --> 00:23:11.080 dann kriegten die Mäuse Lungenentzündung und starben. 374 00:23:12.080 --> 00:23:14.080 Und da hatten wir schon mal die Kapsel. 375 00:23:15.080 --> 00:23:20.080 Und das hängt zusammen damit, dass die Kapsel 376 00:23:20.080 --> 00:23:23.080 vor Phagocytose schützen kann, also auch vor 377 00:23:24.080 --> 00:23:28.080 unserem Immunsystem letztlich, wo wir uns mit 378 00:23:28.080 --> 00:23:30.080 den Mikroorganismen in unserem Körper 379 00:23:30.080 --> 00:23:31.080 auseinandersetzen. 380 00:23:33.080 --> 00:23:36.080 Können Sie sich weitere Funktionen vorstellen? 381 00:23:41.080 --> 00:23:45.080 Schutz vor Austrocknung ist noch eine weitere 382 00:23:45.080 --> 00:23:45.080 Möglichkeit. 383 00:23:49.080 --> 00:23:52.080 Stellen Sie sich vor, Sie haben ein Bakterium, 384 00:23:52.080 --> 00:23:55.080 was auf irgendeinem Stein sitzt, am Flussufer 385 00:23:55.080 --> 00:23:55.080 oder so was. 386 00:23:56.080 --> 00:23:58.080 Das wird manchmal trocken und manchmal feucht. 387 00:23:59.080 --> 00:24:02.040 Leben braucht immer eine gewisse Feuchtigkeit. 388 00:24:02.040 --> 00:24:05.040 Insofern spielt Schutz vor Austrocknung auch 389 00:24:05.040 --> 00:24:06.040 durchaus eine Rolle. 390 00:24:07.040 --> 00:24:10.040 Und auch der kann dadurch gewährleistet werden. 391 00:24:11.040 --> 00:24:12.040 Ich sollte vielleicht noch erwähnen: Schutz 392 00:24:13.040 --> 00:24:13.040 vor Bakteriophagen. 393 00:24:21.040 --> 00:24:23.040 Also Bakterien können ja auch von Viren befallen 394 00:24:23.040 --> 00:24:26.040 werden, eben den sogenannten Bakteriophagen. 395 00:24:26.040 --> 00:24:30.040 Und auch davor kann die Kapsel in gewissem Maße 396 00:24:30.040 --> 00:24:30.040 schützen. 397 00:24:31.040 --> 00:24:36.040 Ich habe noch nicht erwähnt, woraus die Kapsel 398 00:24:36.040 --> 00:24:36.040 besteht. 399 00:24:37.040 --> 00:24:49.040 Das sind überwiegend Polysaccharide, aber auch 400 00:24:49.040 --> 00:24:55.040 in gewissem Maße Proteine, die diese EPS aufbauen. 401 00:24:55.040 --> 00:24:58.040 Und offensichtlich hängt das dann auch davon 402 00:24:58.040 --> 00:25:02.000 ab, was die Bakterien zu fressen haben, an welche 403 00:25:02.000 --> 00:25:03.000 Oberflächen sie sich setzen. 404 00:25:04.000 --> 00:25:08.000 Da ist aber noch nicht so schrecklich viel bekannt. 405 00:25:09.000 --> 00:25:11.000 Uns interessiert dieses Phänomen durchaus, auch 406 00:25:11.000 --> 00:25:13.000 im Zusammenhang mit der mikrobiellen Erzlaugung. 407 00:25:13.000 --> 00:25:17.000 Wenn sich die Bakterien an die Minerale dranheften, 408 00:25:17.000 --> 00:25:21.000 da interessiert uns dann zum Beispiel, ob die 409 00:25:21.000 --> 00:25:23.000 sich bevorzugt an bestimmte Minerale anheften, 410 00:25:23.000 --> 00:25:26.000 ob dann bestimmte EPS-Moleküle gebildet werden 411 00:25:26.000 --> 00:25:27.000 oder nicht. 412 00:25:28.000 --> 00:25:30.000 Insofern ist das durchaus ein aktuelles Thema. 413 00:25:32.000 --> 00:25:35.000 Gut, soviel zu den Kapseln. 414 00:25:36.000 --> 00:25:38.000 Wenn da keine Frage mehr ist, dann können wir 415 00:25:39.000 --> 00:25:43.000 eine weitere Struktur betrachten und zwar die 416 00:25:43.000 --> 00:25:43.000 Flagellen. 417 00:25:51.000 --> 00:25:56.000 Also Strukturen, mit denen sich die Mikroorganismen 418 00:25:56.000 --> 00:25:58.000 bewegen können, mit denen sie schwimmen können. 419 00:26:00.060 --> 00:26:02.060 Die Flagellen hatten wir auch schon mal angesprochen 420 00:26:02.060 --> 00:26:04.060 in unserer allerersten Stunde. 421 00:26:04.060 --> 00:26:09.060 Und zwar hatten wir da diskutiert, dass Flagellen 422 00:26:09.060 --> 00:26:12.060 ja auch bei höheren Organismen vorkommen. 423 00:26:13.060 --> 00:26:14.060 Und dass sie bei Bakterien vorkommen. 424 00:26:16.060 --> 00:26:19.060 Und wir hatten damals differenziert, dass bei 425 00:26:20.060 --> 00:26:25.060 höheren Organismen die Flagellen von der Zellmembran 426 00:26:25.060 --> 00:26:26.060 umgeben sind. 427 00:26:26.060 --> 00:26:31.060 Sie sind also im Zellinneren und das Flagellum 428 00:26:31.060 --> 00:26:34.060 selbst ist von der Membran umgeben. 429 00:26:34.060 --> 00:26:37.060 Und da hatten wir gesehen, dass da dieses 430 00:26:37.060 --> 00:26:42.060 Proteinmuster, also bestimmte Röhren, mit neun 431 00:26:42.060 --> 00:26:46.060 plus zwei Mikro Tubuli vorhanden waren. 432 00:26:47.060 --> 00:26:51.060 Bakterielle Flagellen haben zwar den gleichen 433 00:26:51.060 --> 00:26:54.060 Namen Flagellum, aber eine ganz andere Chemie. 434 00:26:54.060 --> 00:26:58.060 Sie sind aus anderen Proteinen aufgebaut und 435 00:26:58.060 --> 00:27:01.020 liegen außerhalb der Zelle, also sind nicht 436 00:27:01.020 --> 00:27:03.020 von der Membran umhüllt. 437 00:27:05.020 --> 00:27:07.020 Das wird nochmal durch dieses Bild unterstrichen. 438 00:27:11.020 --> 00:27:15.020 Hier am Beispiel einer gramnegativen Bakterienzelle. 439 00:27:16.020 --> 00:27:20.020 Hier die Cytoplasmamembran, hier die äußere 440 00:27:20.020 --> 00:27:22.020 Membran, dazwischen die Peptiglycan-Schicht, 441 00:27:23.020 --> 00:27:23.020 also die Zellwand. 442 00:27:26.020 --> 00:27:32.020 Und Sie sehen, dass hier der Ansatzpunkt des 443 00:27:32.020 --> 00:27:36.020 Flagellums in der Membran ist. 444 00:27:36.020 --> 00:27:39.020 Dass also das Flagellum in der Membran verankert 445 00:27:39.020 --> 00:27:44.020 ist hier mit solchen ringartigen Strukturen 446 00:27:44.020 --> 00:27:48.020 und dann einem hook, also einem Haken, wo es 447 00:27:48.020 --> 00:27:49.020 um die Ecke geht. 448 00:27:49.020 --> 00:27:52.020 Und dann geht hier dann das Flagellum weiter. 449 00:27:53.020 --> 00:27:57.020 Hier ist es dann verkleinert sozusagen, groß 450 00:27:57.020 --> 00:27:59.020 abgebildet ist dieser Bereich. 451 00:27:59.020 --> 00:28:02.080 Und das Flagellum ist dann insgesamt sehr viel länger. 452 00:28:04.080 --> 00:28:07.080 Wie man zu so was kommt, ist hier angedeutet 453 00:28:08.080 --> 00:28:10.080 mit so einem elektromikroskopischen Bild. 454 00:28:10.080 --> 00:28:12.080 Da sieht man zum Beispiel die vier Ringstrukturen, 455 00:28:13.080 --> 00:28:16.080 die hier dargestellt sind und dass es hier gebogen 456 00:28:16.080 --> 00:28:16.080 weitergeht. 457 00:28:20.080 --> 00:28:24.080 Also weiß man ungefähr, wie das Ganze aussieht. 458 00:28:26.080 --> 00:28:29.080 Nun, das kriegt eine Antriebskraft dadurch, 459 00:28:29.080 --> 00:28:32.080 dass hier an der Cytoplasmamembran ein 460 00:28:33.080 --> 00:28:34.080 Protonengradient anliegt. 461 00:28:35.080 --> 00:28:38.080 Und die Protonen wollen dann einströmen. 462 00:28:38.080 --> 00:28:42.080 Man hat außen einen Überschuss und dieser Einstrom 463 00:28:42.080 --> 00:28:47.080 der Protonen wird eben an die Rotation des Flagellums 464 00:28:47.080 --> 00:28:48.080 gekoppelt. 465 00:28:48.080 --> 00:28:52.080 Also das wirkt im Grunde so ähnlich wie ein 466 00:28:52.080 --> 00:28:55.080 Propeller und damit schwimmen dann die Bakterien. 467 00:28:59.080 --> 00:29:01.040 Nun ist es aber nicht immer ganz so einfach, 468 00:29:02.040 --> 00:29:06.040 dass ein Bakterium ein Flagellum hier so am Ende hat. 469 00:29:06.040 --> 00:29:10.040 Dass das sich drehen kann, das Flagellum, und 470 00:29:10.040 --> 00:29:13.040 dass das Bakterium dann damit schwimmt, das 471 00:29:13.040 --> 00:29:14.040 kann man sich wahrscheinlich noch vorstellen. 472 00:29:16.040 --> 00:29:19.040 Aber es kann durchaus etwas komplexer sein. 473 00:29:19.040 --> 00:29:20.040 Das sieht man hier. 474 00:29:22.040 --> 00:29:25.040 Hier gibt es eine elektronenmikroskopische Aufnahme 475 00:29:25.040 --> 00:29:27.040 von einem Bakterium, das nennt sich Aquaspirillum 476 00:29:27.040 --> 00:29:35.040 serpens und das hat eben mehrere Flagellen an 477 00:29:35.040 --> 00:29:35.040 einem Ende. 478 00:29:36.040 --> 00:29:39.040 Also es ist immer noch polar begeißelt am Zellende, 479 00:29:39.040 --> 00:29:43.040 aber hat dann da mehrere von diesen Flagellen. 480 00:29:44.040 --> 00:29:46.040 Dies ist mehr der Fall, den wir eben gesehen 481 00:29:46.040 --> 00:29:50.040 haben im Schema, polar gegeißelt nur ein Flagellum. 482 00:29:52.040 --> 00:29:56.040 Und es gibt da noch weitere Begeißelungstypen, 483 00:30:00.000 --> 00:30:03.000 das ist schematisch hier dargestellt: Also hier 484 00:30:03.000 --> 00:30:07.000 der simple Fall, polar begeißelt - ein Flagellum. 485 00:30:08.000 --> 00:30:10.000 Hier der Fall, den wir eben in dem anderen Bild 486 00:30:11.000 --> 00:30:14.000 mit dem Aquaspirillum gesehen haben, polar begeißelt 487 00:30:14.000 --> 00:30:16.000 - aber mehrere Flagellen. 488 00:30:17.000 --> 00:30:18.000 Hier das Gleiche. 489 00:30:19.000 --> 00:30:24.000 Aber dann gibt es auch polar begeißelt an beiden 490 00:30:24.000 --> 00:30:31.000 Enden, also bipolar und Begeißelung überall, 491 00:30:31.000 --> 00:30:31.000 rundherum. 492 00:30:33.000 --> 00:30:36.000 Und diese Begeißelungstypen haben dann jeweils 493 00:30:36.000 --> 00:30:36.000 bestimmte Namen. 494 00:30:37.000 --> 00:30:39.000 Also dies ist der Monopolar Monotrich, dies 495 00:30:39.000 --> 00:30:44.000 der Monopolar Polytrich, also das Trich steht 496 00:30:44.000 --> 00:30:46.000 dann immer für die Flagellen. 497 00:30:47.000 --> 00:30:50.000 Also viele Flagellen, aber an einem Ende. 498 00:30:51.000 --> 00:30:55.000 Bipolar Politrich und dies hier, wo es rundum 499 00:30:55.000 --> 00:30:57.000 überall Flagellen gibt, das nennt man Peritrich. 500 00:30:58.000 --> 00:31:01.060 Und hier ist jetzt nochmal ein bisschen dargestellt, 501 00:31:01.060 --> 00:31:03.060 wie man sich das mit der Bewegung vorstellt. 502 00:31:04.060 --> 00:31:07.060 Hier diese Rotation und dann das Schwimmen in 503 00:31:07.060 --> 00:31:08.060 die eine Richtung. 504 00:31:10.060 --> 00:31:14.060 Hier, bei diesem Bakterium hat man beobachtet, 505 00:31:14.060 --> 00:31:16.060 dass das die Flagellen so rum oder andersrum 506 00:31:16.060 --> 00:31:20.060 drehen kann und dann vorwärts oder hierhin schwimmt. 507 00:31:20.060 --> 00:31:26.060 Bei dem hier ist es so, dass dann die Flagellen 508 00:31:26.060 --> 00:31:32.060 sich andersrum biegen hier um die Zelle, wenn 509 00:31:32.060 --> 00:31:34.060 die in diese Richtung schwimmt. 510 00:31:35.060 --> 00:31:37.060 Dies hier ist im Grunde analog. 511 00:31:37.060 --> 00:31:42.060 Und hier bewegen sich da die Flagellen und ehrlich 512 00:31:42.060 --> 00:31:44.060 gesagt, ich habe noch nicht verstanden, warum 513 00:31:45.060 --> 00:31:46.060 die damit nicht durcheinanderkommen. 514 00:31:46.060 --> 00:31:47.060 Warum die damit überhaupt noch vorwärtskommen, 515 00:31:48.060 --> 00:31:51.060 wenn die überall Flagellen haben und die dann bewegen. 516 00:31:52.060 --> 00:31:55.060 Das Ganze ist auch nicht ohne weiteres zu beobachten, 517 00:31:55.060 --> 00:31:59.060 weil die Flagellen zu dünn sind, als dass man 518 00:31:59.060 --> 00:32:02.020 sie im Lichtmikroskop sehen kann. 519 00:32:02.020 --> 00:32:04.020 Man kann sie im Lichtmikroskop nur dann sehen, 520 00:32:05.020 --> 00:32:08.020 wenn man eine spezielle Färbetechnik macht und 521 00:32:08.020 --> 00:32:11.020 diese Färbetechnik lagert richtig dicke Schichten 522 00:32:12.020 --> 00:32:16.020 an das Flagellum an und dann kann man sichtbar 523 00:32:17.020 --> 00:32:18.020 machen, aber dann können sie damit nicht mehr 524 00:32:18.020 --> 00:32:18.020 schwimmen. 525 00:32:20.020 --> 00:32:22.020 Und man kann sehen im elektronenmikroskopischen 526 00:32:22.020 --> 00:32:29.020 Bild, aber dann ist Hochvakuum, da kann man 527 00:32:29.020 --> 00:32:29.020 auch nicht schwimmen. 528 00:32:30.020 --> 00:32:35.020 Insofern ist das auch objektiv nicht einfach 529 00:32:35.020 --> 00:32:38.020 zu betrachten und ich muss zugeben, also man 530 00:32:38.020 --> 00:32:41.020 kann diese Peritrich, die Begeißelung sehen 531 00:32:41.020 --> 00:32:45.020 in Färbebildern, aber die Bakterien dann bei 532 00:32:45.020 --> 00:32:46.020 Schwimmen beobachten, das geht nicht so einfach. 533 00:32:47.020 --> 00:32:51.020 Und insofern versteh ich nicht genau, wie die 534 00:32:51.020 --> 00:32:52.020 von der Stelle kommen. 535 00:32:52.020 --> 00:32:54.020 Aber das ist nun mal so. 536 00:32:56.020 --> 00:33:00.080 Gut, soviel zu den Flagellen, also Strukturen, 537 00:33:00.080 --> 00:33:02.080 mit denen sich die Bakterien bewegen können. 538 00:33:04.080 --> 00:33:12.080 Die letzte Struktur, die wir ansprechen sollten 539 00:33:12.080 --> 00:33:16.080 zum Aufbau der Zelle, sind die sogenannten Endosporen. 540 00:33:16.080 --> 00:33:30.080 Endosporen kann ich Ihnen vielleicht auch zunächst 541 00:33:30.080 --> 00:33:35.080 erstmal eben in einem Bild zeigen, im mikroskopischen 542 00:33:35.080 --> 00:33:35.080 Bild. 543 00:33:38.080 --> 00:33:40.080 Endosporen sind also stark lichtbrechende Strukturen, 544 00:33:41.080 --> 00:33:46.080 die man in der Zelle eben durch die Lichtbrechung 545 00:33:46.080 --> 00:33:47.080 beobachten kann. 546 00:33:48.080 --> 00:33:50.080 Also zum Beispiel hier diese Zelle hat in der 547 00:33:50.080 --> 00:33:53.080 Mitte… Also die haben auch erstmal hier wieder 548 00:33:53.080 --> 00:33:53.080 Kapseln. 549 00:33:56.080 --> 00:33:59.080 Rund um die Zellen sehen wir wieder diesen Bereich, 550 00:33:59.080 --> 00:34:01.040 der nicht angefärbt ist. 551 00:34:02.040 --> 00:34:05.040 Aber darum geht es jetzt mir gerade nicht, sondern 552 00:34:05.040 --> 00:34:09.040 hier zum Beispiel dieser lichtbrechende Bereich 553 00:34:09.040 --> 00:34:14.040 in der Zelle, oder auch hier, oder hier in der 554 00:34:14.040 --> 00:34:16.040 Zelle, da, da. 555 00:34:16.040 --> 00:34:19.040 Oder hier relativ groß, fast die ganze Zelle 556 00:34:19.040 --> 00:34:21.040 ausfüllend oder eben hier. 557 00:34:24.040 --> 00:34:26.040 Also stark lichtbrechende Bereiche in der Zelle. 558 00:34:27.040 --> 00:34:30.040 Und dann kommen diese Strukturen aber offensichtlich 559 00:34:30.040 --> 00:34:32.040 auch außerhalb der Zelle vor. 560 00:34:33.040 --> 00:34:37.040 Da, da, hier, hier einzeln liegend. 561 00:34:39.040 --> 00:34:40.040 In dem Bild haben wir, glaube, ich keins. 562 00:34:41.040 --> 00:34:45.040 Also oft in der Zelle, zum Teil außerhalb der Zelle. 563 00:34:45.040 --> 00:34:48.040 Und das sind diese sogenannten Endosporen. 564 00:34:51.040 --> 00:34:56.040 Woher kennen Sie den Begriff Sporen. 565 00:34:58.040 --> 00:35:01.000 Ich denke, dass der den meisten von Ihnen schon 566 00:35:01.000 --> 00:35:02.000 mal begegnet ist. 567 00:35:12.000 --> 00:35:15.000 Genau, bei den Pflanzen haben wir Sporen- und 568 00:35:15.000 --> 00:35:15.000 Samenpflanzen. 569 00:35:17.000 --> 00:35:18.000 Kennen Sie noch Sporenpflanzen? 570 00:35:24.000 --> 00:35:27.000 Bei Pilzen, ja, da wird es aber meistens in 571 00:35:27.000 --> 00:35:31.000 der Schule noch nicht eingeführt. 572 00:35:31.000 --> 00:35:33.000 Aber bei Pilzen spricht man auch von Sporen, 573 00:35:33.000 --> 00:35:34.000 insofern haben Sie recht. 574 00:35:38.000 --> 00:35:40.000 Pilze wären aber keine Sporenpflanzen, weil 575 00:35:41.000 --> 00:35:44.000 Pilze sind keine Pflanzen, sondern sind eine 576 00:35:44.000 --> 00:35:44.000 eigene Gruppe. 577 00:35:45.000 --> 00:35:48.000 Sporenpflanzen wären noch andere. 578 00:35:50.000 --> 00:35:56.000 Bei Farnen und Moosen, also bei diesen niedrigeren 579 00:35:56.000 --> 00:36:00.060 Pflanzen evolutionsmäßig gesehen, also früheren 580 00:36:00.060 --> 00:36:06.060 Formen von Pflanzen, Moosen und Farnen, da gibt 581 00:36:06.060 --> 00:36:09.060 es diese Sporen und da sind es Verbreitungsstrukturen. 582 00:36:10.060 --> 00:36:16.060 Also Fortpflanzungsstrukturen, mit denen ein 583 00:36:16.060 --> 00:36:18.060 Farn ganz viele von sich bildet. 584 00:36:19.060 --> 00:36:22.060 Und diese Sporen können freigesetzt werden und 585 00:36:22.060 --> 00:36:24.060 damit auch zur Verbreitung des Farns führen. 586 00:36:26.060 --> 00:36:29.060 Aber Kern ist, es hat was mit der Vermehrung 587 00:36:29.060 --> 00:36:33.060 der Pflanzen zu tun und mit der Verbreitung. 588 00:36:33.060 --> 00:36:35.060 Und das ist letztlich bei Pilzen analog. 589 00:36:36.060 --> 00:36:39.060 Auch eine Pilzhyphe kann eine ganze Menge Sporen 590 00:36:39.060 --> 00:36:42.060 bilden und die dienen da auch letztlich der 591 00:36:42.060 --> 00:36:42.060 Verbreitung. 592 00:36:45.060 --> 00:36:46.060 Hier reden wir jetzt über Endosporen. 593 00:36:49.060 --> 00:36:52.060 Und wenn Sie hier mal in die Zelle reingucken, 594 00:36:53.060 --> 00:36:57.060 dann sehen Sie: pro Zelle haben Sie höchstens 595 00:36:58.060 --> 00:36:58.060 eine Spore. 596 00:37:01.020 --> 00:37:03.020 Sie sehen keine Zellen mit zwei Sporen. 597 00:37:05.020 --> 00:37:08.020 Manchmal gibt es Zellen, die als Ganze noch 598 00:37:08.020 --> 00:37:10.020 zusammenhängen und so Ketten bilden. 599 00:37:10.020 --> 00:37:14.020 Aber in der Einzelzelle ist höchstens eine Spore. 600 00:37:15.020 --> 00:37:21.020 Das deutet schon mal an, dass das kein Verbreitungs- 601 00:37:21.020 --> 00:37:27.020 oder Vermehrungsorgan ist, sondern die Endosporen 602 00:37:27.020 --> 00:37:30.020 sind reine Überdauerungsformen. 603 00:37:42.020 --> 00:37:45.020 Also Formen, die gebildet werden, damit die 604 00:37:45.020 --> 00:37:47.020 Zellen schlechte Zeiten überleben können. 605 00:37:52.020 --> 00:37:56.020 Und ich kann Ihnen vielleicht zunächst auch 606 00:37:57.020 --> 00:37:58.020 dieses Bild zeigen. 607 00:37:59.020 --> 00:38:03.080 Dieses Bild zeigt erstmal, wie es zu dieser 608 00:38:03.080 --> 00:38:09.080 Überdauerung kommt, oder warum das eine Struktur 609 00:38:09.080 --> 00:38:11.080 ist, die ziemlich stabil ist. 610 00:38:13.080 --> 00:38:19.080 Sie sehen hier das Zellinnere mit Ribosomen und DNA. 611 00:38:20.080 --> 00:38:23.080 Und dann sehen Sie hier eine sehr vielschichtige 612 00:38:23.080 --> 00:38:23.080 Sporenwand. 613 00:38:25.080 --> 00:38:28.080 Diese verschiedenen Schichten, die haben dann 614 00:38:28.080 --> 00:38:31.080 allerlei Namen, die uns jetzt nicht zu sehr 615 00:38:31.080 --> 00:38:31.080 interessieren müssen. 616 00:38:32.080 --> 00:38:35.080 Man spricht zum Teil von Sporenwand, von Exosporium, 617 00:38:35.080 --> 00:38:39.080 von Cortex, vom Sporenmantel. 618 00:38:41.080 --> 00:38:45.080 Aber diese Einzelbegriffe sind jetzt nicht so 619 00:38:45.080 --> 00:38:49.080 relevant, Sie sehen, es ist eine vielschichtige 620 00:38:49.080 --> 00:38:49.080 Angelegenheit. 621 00:38:52.080 --> 00:38:57.080 Und diese vielen Schichten schützen alle nur 622 00:38:57.080 --> 00:39:05.040 das Zellinnere und sind eben eine Überdauerungsform. 623 00:39:07.040 --> 00:39:11.040 Dieses Bild zeigt schon, wie es zu dieser 624 00:39:12.040 --> 00:39:13.040 Überdauerungsform kommt. 625 00:39:15.040 --> 00:39:19.040 Da sehen Sie hier ein frühes Stadium. 626 00:39:22.040 --> 00:39:24.040 Da sehen Sie hier eine große Zelle. 627 00:39:25.040 --> 00:39:26.040 Und hier eine schwarze Linie durch. 628 00:39:27.040 --> 00:39:28.040 Und hier eine kleine Zelle. 629 00:39:30.040 --> 00:39:31.040 Hier ist es schon ein bisschen weiter. 630 00:39:33.040 --> 00:39:38.040 Da ist diese dunkle Linie, die hier auch durchgeht. 631 00:39:39.040 --> 00:39:41.040 Die geht hier so ein bisschen um die kleine 632 00:39:41.040 --> 00:39:42.040 Zelle rund rum. 633 00:39:43.040 --> 00:39:45.040 Und hier sieht man es noch etwas deutlicher. 634 00:39:46.040 --> 00:39:50.040 Da hat man hier eine kleine Zelle und die ist 635 00:39:50.040 --> 00:39:53.040 umschlossen von einer großen Zelle. 636 00:39:55.040 --> 00:40:00.000 Und das werde ich Ihnen gleich noch mal genauer 637 00:40:00.000 --> 00:40:01.000 zeigen, wie das gehen kann in einem Schemabild. 638 00:40:02.000 --> 00:40:06.000 Vielleicht machen wir das jetzt gleich. 639 00:40:10.000 --> 00:40:14.000 Also wenn die Zelle Endosporen bildet, haben 640 00:40:14.000 --> 00:40:16.000 wir ungefähr den hier dargestellten Vorgang. 641 00:40:17.000 --> 00:40:20.000 Wir haben erst eine normale Ausgangszelle. 642 00:40:21.000 --> 00:40:24.000 Da hat sich die DNA verdoppelt und Sie wissen, 643 00:40:25.000 --> 00:40:29.000 die DNA ist dann an der Zellmembran angeheftet. 644 00:40:29.000 --> 00:40:32.000 Und diese Anheftung an die Zellmembran sorgt 645 00:40:32.000 --> 00:40:35.000 dafür, dass sich das Chromosom der Bakterienzellen 646 00:40:36.000 --> 00:40:39.000 so teilt, oder die Chromosomen nach der Teilung 647 00:40:39.000 --> 00:40:44.000 der DNA, dass jede Tochterzelle ein Chromosom 648 00:40:44.000 --> 00:40:44.000 abkriegt. 649 00:40:45.000 --> 00:40:46.000 Das ist hier im Grunde gezeigt. 650 00:40:49.000 --> 00:40:54.000 Dann kommt es zu diesem Stadium, dass sich eine 651 00:40:54.000 --> 00:40:59.000 Membran ausbildet, wie hier gezeigt. 652 00:41:00.060 --> 00:41:04.060 Eine ungleiche Teilung zwischen einer kleinen 653 00:41:04.060 --> 00:41:06.060 Zelle und einer großen Zelle. 654 00:41:09.060 --> 00:41:11.060 Das ist diese Phase hier. 655 00:41:12.060 --> 00:41:14.060 Hier bildet sich ja offensichtlich eine Membran 656 00:41:16.060 --> 00:41:19.060 und wir haben eine kleine Zelle und eine große Zelle. 657 00:41:20.060 --> 00:41:25.060 Und dann wächst diese große Zelle, hier seht 658 00:41:25.060 --> 00:41:26.060 man schon diese Zipfel. 659 00:41:26.060 --> 00:41:28.060 Also hier ist die Trennung vollzogen. 660 00:41:28.060 --> 00:41:30.060 Hier hängen sie noch ein bisschen zusammen. 661 00:41:30.060 --> 00:41:32.060 Hier ist die Trennung vollzogen und dann wächst 662 00:41:33.060 --> 00:41:36.060 die große Zelle um die kleine herum. 663 00:41:36.060 --> 00:41:37.060 Das ist dann hier noch ein bisschen weiter. 664 00:41:38.060 --> 00:41:41.060 Und hier ist das sozusagen geschlossen auf dieser 665 00:41:42.060 --> 00:41:45.060 Seite, die große Zelle hat die kleine Zelle umhüllt. 666 00:41:46.060 --> 00:41:50.060 Und dann werden zwischen den beiden Zellen, 667 00:41:50.060 --> 00:41:52.060 zwischen der kleinen Zelle hier in der Mitte 668 00:41:53.060 --> 00:41:57.060 und der großen Zelle, die verschiedenen Schichten 669 00:41:57.060 --> 00:42:00.020 der Sporenwand abgesondert. 670 00:42:01.020 --> 00:42:04.020 Das ist hier jetzt angedeutet und da kommt dann 671 00:42:04.020 --> 00:42:06.020 immer wieder was Neueres dazu und die Schichten 672 00:42:06.020 --> 00:42:06.020 werden dicker. 673 00:42:08.020 --> 00:42:13.020 Und letztlich wird die Spore freigesetzt. 674 00:42:14.020 --> 00:42:19.020 Die größere Zelle geht zugrunde und die Spore 675 00:42:19.020 --> 00:42:19.020 ist freigesetzt. 676 00:42:21.020 --> 00:42:24.020 Also dies zeigt jetzt nochmal ganz klar, es 677 00:42:24.020 --> 00:42:29.020 ist keine Vermehrung, sondern wenn die Bakterien 678 00:42:29.020 --> 00:42:34.020 Endosporen bilden, geht aus einer Zelle nur 679 00:42:34.020 --> 00:42:35.020 eine Spore hervor. 680 00:42:37.020 --> 00:42:38.020 Wir haben es zwar hier mit einer Teilung zu 681 00:42:38.020 --> 00:42:42.020 tun, aber die Sporenmutterzelle geht zugrunde 682 00:42:43.020 --> 00:42:45.020 und die Spore überlebt. 683 00:42:47.020 --> 00:42:51.020 Die ist jetzt aber sehr widerstandsfähig und 684 00:42:51.020 --> 00:42:55.020 kann Tausende von Jahre überleben. 685 00:42:56.020 --> 00:42:58.020 Viele Tausende von Jahre! 686 00:42:58.020 --> 00:43:05.080 Es gibt Veröffentlichungen, wonach Leute Bakterien 687 00:43:05.080 --> 00:43:08.080 zum Wachsen bekommen haben aus Bernstein. 688 00:43:09.080 --> 00:43:11.080 Und Bernstein ist eben vor langer, langer Zeit 689 00:43:12.080 --> 00:43:16.080 abgelagert worden. 690 00:43:16.080 --> 00:43:20.080 Und in Einschlüssen in dem Bernstein waren eben 691 00:43:20.080 --> 00:43:20.080 solche Sporen. 692 00:43:22.080 --> 00:43:26.080 Und daraus konnten Bakterien kultiviert werden. 693 00:43:26.080 --> 00:43:28.080 Nun muss man mit solchen Berichten immer so 694 00:43:28.080 --> 00:43:31.080 ein ganz bisschen vorsichtig sein, denn solche 695 00:43:31.080 --> 00:43:33.080 Sachen setzen natürlich voraus, dass Leute unheimlich 696 00:43:33.080 --> 00:43:34.080 sauber arbeiten. 697 00:43:34.080 --> 00:43:40.080 Aber letztlich wird es auch praktisch nicht 698 00:43:40.080 --> 00:43:40.080 bezweifelt. 699 00:43:41.080 --> 00:43:44.080 Jedenfalls sind die Sporen Strukturen, die lange 700 00:43:44.080 --> 00:43:47.080 Zeiträume überleben können. 701 00:43:48.080 --> 00:43:51.080 Das hängt wiederum mit der Widerstandsfähigkeit 702 00:43:51.080 --> 00:43:53.080 zusammen, und die geht hier noch sehr viel weiter 703 00:43:54.080 --> 00:43:57.080 als bei den Kapseln, wo wir das ja eben auch 704 00:43:57.080 --> 00:43:57.080 schon mal hatten. 705 00:43:59.080 --> 00:44:01.040 Und deshalb müssen wir noch mal über den Schutz 706 00:44:01.040 --> 00:44:01.040 sprechen. 707 00:44:05.040 --> 00:44:07.040 Und wir können uns jetzt wieder fragen: Schutz 708 00:44:07.040 --> 00:44:07.040 vor was? 709 00:44:11.040 --> 00:44:17.040 Also Schutz auch wieder vor Chemikalien und 710 00:44:17.040 --> 00:44:19.040 zwar durchaus noch massiverer Schutz als eben 711 00:44:19.040 --> 00:44:19.040 bei den Kapseln. 712 00:44:22.040 --> 00:44:24.040 Schutz auch wieder vor Austrocknung. 713 00:44:32.040 --> 00:44:38.040 Die… Wenn ich jetzt mit Schutz weitermache, 714 00:44:40.040 --> 00:44:43.040 mache ich mal in Anführungsstrichen "vor Verhungern". 715 00:44:47.040 --> 00:44:49.040 Gebildet werden die Sporen in der Regel bei 716 00:44:49.040 --> 00:44:50.040 Nährstoffmangel. 717 00:44:52.040 --> 00:44:53.040 Das schreibe ich hier mal hin. 718 00:44:56.040 --> 00:45:00.000 Bildung bei Nährstoffmangel. 719 00:45:06.000 --> 00:45:08.000 Also wenn die Sporen nichts mehr zu fressen 720 00:45:08.000 --> 00:45:15.000 haben, das ist die typische Situation, wo eben 721 00:45:15.000 --> 00:45:17.000 dann eine Spore gebildet wird. 722 00:45:20.000 --> 00:45:22.000 Die haben praktisch keinen Stoffwechsel. 723 00:45:23.000 --> 00:45:26.000 Das wird alles auf Null gefahren und ist insofern 724 00:45:26.000 --> 00:45:27.000 ein Schutz vor Verhungern. 725 00:45:27.000 --> 00:45:31.000 Und dann können sie da liegen und lange Zeit 726 00:45:31.000 --> 00:45:32.000 so bleiben. 727 00:45:33.000 --> 00:45:35.000 Dann,wenn die Bedingungen wieder besser sind, 728 00:45:35.000 --> 00:45:36.000 auskeimen. 729 00:45:39.000 --> 00:45:41.000 Also es ist im Grunde so etwas wie eine Warteform, 730 00:45:42.000 --> 00:45:43.000 bis die Zeiten wieder besser werden. 731 00:45:43.000 --> 00:45:50.000 Das hat manchmal auch praktische Konsequenzen. 732 00:45:51.000 --> 00:45:54.000 Also zum einen, dieser Schutz vor der Austrocknung 733 00:45:54.000 --> 00:46:00.060 bedeutet, man kann Sporen auch einfach so sammeln, 734 00:46:00.060 --> 00:46:03.060 rumliegen haben und eben auch verschicken. 735 00:46:05.060 --> 00:46:08.060 Das war mal eine Zeitlang populär. 736 00:46:08.060 --> 00:46:10.060 Das ist vielleicht schon etwas vor der Zeit, 737 00:46:10.060 --> 00:46:13.060 die Sie so ganz aktiv verfolgt haben. 738 00:46:14.060 --> 00:46:17.060 Als der Anschlag auf das Worldtrade Center in 739 00:46:17.060 --> 00:46:19.060 den Vereinigten Staaten war, vor einigen Jahren, 740 00:46:21.060 --> 00:46:24.060 da gab es danach mal so eine Phase, da wurden 741 00:46:24.060 --> 00:46:28.060 lauter Briefe verschickt mit Sporen von Bacillus 742 00:46:28.060 --> 00:46:28.060 anthracis. 743 00:46:29.060 --> 00:46:32.060 Bacillus anthracis ist der Milzbranderreger. 744 00:46:32.060 --> 00:46:34.060 Der macht solche Endsporen. 745 00:46:35.060 --> 00:46:38.060 Und dann wurden eben allerlei wichtige Leute 746 00:46:38.060 --> 00:46:41.060 mit solchen Briefen, sagen wir mal, belästigt. 747 00:46:41.060 --> 00:46:44.060 Die wurden denen zugeschickt und das waren Sporen 748 00:46:45.060 --> 00:46:47.060 von hochgradig pathogenen Bakterien. 749 00:46:49.060 --> 00:46:52.060 Gut, dann wurden eben entsprechende Vorsichtsmaßnahmen 750 00:46:52.060 --> 00:46:53.060 und so eingeleitet. 751 00:46:54.060 --> 00:46:57.060 Aber es zeigt einfach, dass diese Strukturen 752 00:46:57.060 --> 00:46:59.060 bei normaler Luft ewig lange halten. 753 00:47:00.020 --> 00:47:05.020 Und dass kann eben auch terroristisch genutzt werden. 754 00:47:07.020 --> 00:47:10.020 Praktisch relevanter ist noch der Punkt: Schutz 755 00:47:10.020 --> 00:47:13.020 vor hoher Temperatur. 756 00:47:20.020 --> 00:47:23.020 Können Sie sich vorstellen, was das für Konsequenzen 757 00:47:23.020 --> 00:47:23.020 hat? 758 00:47:43.020 --> 00:47:47.020 Ja, also die DNA hatten wir schon gesehen, kann 759 00:47:47.020 --> 00:47:49.020 bei höherer Temperatur schmelzen, also die beiden 760 00:47:49.020 --> 00:47:51.020 Stränge können auseinandergehen. 761 00:47:51.020 --> 00:47:56.020 Auch Proteine werden bei hoher Temperatur inaktiviert. 762 00:47:59.020 --> 00:48:01.080 Und das ist natürlich jetzt erstmal ein Phänomen, 763 00:48:01.080 --> 00:48:05.080 dass wir Strukturen haben, die hohe Temperaturen 764 00:48:05.080 --> 00:48:07.080 aushalten können. 765 00:48:07.080 --> 00:48:09.080 Und das hängt damit zusammen, dass die intern 766 00:48:10.080 --> 00:48:12.080 ganz wenig Wasser haben. 767 00:48:15.080 --> 00:48:22.080 Aber die praktischen Konsequenzen sind, diese 768 00:48:22.080 --> 00:48:24.080 Sporen können über 100 Grad aushalten. 769 00:48:24.080 --> 00:48:28.080 Also zum Beispiel, wenn wir jetzt im Labor etwas 770 00:48:28.080 --> 00:48:32.080 solide sterilisieren wollen, ist die Standartmethode 771 00:48:32.080 --> 00:48:33.080 120 Grad. 772 00:48:34.080 --> 00:48:38.080 120 Grad, 20 Minuten, das tötet auch Sporen ab. 773 00:48:39.080 --> 00:48:41.080 Wenn wir einfach nur Sachen auskochen würden, 774 00:48:43.080 --> 00:48:43.080 würde es nicht reichen. 775 00:48:44.080 --> 00:48:46.080 Da gibt es dann eben Bakterien, die solche Endosporen 776 00:48:46.080 --> 00:48:46.080 haben. 777 00:48:47.080 --> 00:48:51.080 Die überleben kochendes Wasser auch über lange 778 00:48:51.080 --> 00:48:51.080 Zeiträume. 779 00:48:52.080 --> 00:48:55.080 und insofern hat das erhebliche Konsequenzen 780 00:48:55.080 --> 00:48:56.080 in der Medizin. 781 00:48:57.080 --> 00:49:01.040 Wenn Sie also im Krankenhaus Sachen sterilisieren 782 00:49:01.040 --> 00:49:05.040 wollen, dann müssen Sie Temperaturen über 100 783 00:49:05.040 --> 00:49:08.040 Grad erreichen, also eben auch 120 Grad, 20 784 00:49:08.040 --> 00:49:11.040 Minuten muss das Material so heiß sein. 785 00:49:12.040 --> 00:49:14.040 Oder in der Lebensmittelindustrie. 786 00:49:14.040 --> 00:49:17.040 Auch um Sachen in der Lebensmittelindustrie 787 00:49:17.040 --> 00:49:20.040 haltbar zu machen, müssen Sie berücksichtigen, 788 00:49:21.040 --> 00:49:23.040 dass es Sporen gibt. 789 00:49:23.040 --> 00:49:25.040 Und auch da müssen entsprechende Temperaturen 790 00:49:25.040 --> 00:49:26.040 eingehalten werden. 791 00:49:27.040 --> 00:49:30.040 Und wenn Sie sehen, was dann im Krankenhaus 792 00:49:30.040 --> 00:49:34.040 letztlich an Aufwand getrieben werden muss und 793 00:49:34.040 --> 00:49:37.040 auch in der Lebensmittelindustrie, dann ist 794 00:49:37.040 --> 00:49:38.040 das weitgehend wegen dieser Endosporen. 795 00:49:40.040 --> 00:49:42.040 Und das ist letztlich ein enormer Aufwand und 796 00:49:42.040 --> 00:49:45.040 natürlich auch enorme Kosten, die damit verbunden 797 00:49:45.040 --> 00:49:45.040 sind. 798 00:49:46.040 --> 00:49:48.040 Aber wenn man Bakterien abtöten will und sicher 799 00:49:48.040 --> 00:49:51.040 sein will, dass etwas steril ist, dann muss 800 00:49:51.040 --> 00:49:54.040 man damit rechnen, dass diese Sporen da sind. 801 00:49:57.040 --> 00:49:59.040 Das ist der praktische Aspekt bei den Sporen. 802 00:49:59.040 --> 00:50:02.000 Die sind also von daher von enormer praktischer 803 00:50:02.000 --> 00:50:02.000 Bedeutung. 804 00:50:04.000 --> 00:50:06.000 Da ist eine Frage? 805 00:50:19.000 --> 00:50:21.000 Also das ist eine gute Frage. 806 00:50:22.000 --> 00:50:25.000 Wichtig ist, dass zum einen dann Feuchtigkeit 807 00:50:25.000 --> 00:50:28.000 da ist und Sie brauchen Nährstoffe. 808 00:50:29.000 --> 00:50:32.000 Der typische Nährstoff, auf den die reagieren, 809 00:50:32.000 --> 00:50:36.000 wäre Glukose oder auch einfache Aminosäuren 810 00:50:37.000 --> 00:50:37.000 wie Alanin. 811 00:50:39.000 --> 00:50:40.000 Die gleichzeitige Gegenwart. 812 00:50:41.000 --> 00:50:43.000 Und das muss dann sicherlich über einen längeren 813 00:50:43.000 --> 00:50:46.000 Zeitraum sein, weil, wenn man die mal nur kurz 814 00:50:46.000 --> 00:50:49.000 in so eine Glukoselösung hält, dann werden die 815 00:50:50.000 --> 00:50:53.000 davon nichts merken, weil die Wand eben so dicht ist. 816 00:50:54.000 --> 00:50:56.000 Also wenn über einen längeren Zeitraum Feuchtigkeit 817 00:50:56.000 --> 00:50:58.000 und Nährstolle da sind, dann fangen die an wieder 818 00:50:59.000 --> 00:50:59.000 auszukeimen. 819 00:51:21.060 --> 00:51:24.060 Also die Zelle ist weitgehend dehydriert, das 820 00:51:25.060 --> 00:51:27.060 Wasser wird weitgehend entzogen und es werden 821 00:51:27.060 --> 00:51:30.060 auch in der Zelle Verbindungen gebildet, die 822 00:51:30.060 --> 00:51:31.060 stabilisierend wirken. 823 00:51:33.060 --> 00:51:35.060 Das ist ja letztlich im Grunde ein ähnliches 824 00:51:35.060 --> 00:51:38.060 Phänomen wie bei den Bakterien, die gleich noch 825 00:51:38.060 --> 00:51:38.060 kommen. 826 00:51:38.060 --> 00:51:40.060 Oder den Archaea, die gleich noch kommen. 827 00:51:41.060 --> 00:51:42.060 Die in heißen Quellen leben. 828 00:51:43.060 --> 00:51:45.060 Es gibt ja sogar Lebewesen, die auch das noch 829 00:51:45.060 --> 00:51:45.060 überleben. 830 00:51:47.060 --> 00:51:51.060 Das bei uns 120 Grad reichen, hängt damit zusammen, 831 00:51:52.060 --> 00:51:54.060 dass wir hier üblicherweise keine 120 Grad haben. 832 00:51:56.060 --> 00:51:59.060 Aber es gibt dann Lebewesen, die wachsen ständig 833 00:51:59.060 --> 00:52:01.020 bei 120 Grad und die brauchen eigentlich die 834 00:52:01.020 --> 00:52:07.020 gleichen Mechanismen, nämlich eine gewisse 835 00:52:07.020 --> 00:52:12.020 Dehydrierung und Stoffe, die dazu führen, dass 836 00:52:12.020 --> 00:52:13.020 sie nicht so leicht denaturieren. 837 00:52:14.020 --> 00:52:18.020 Zum Beispiel bei den Proteinen haben die weniger 838 00:52:18.020 --> 00:52:21.020 Flexibilität im Zentrum und mehr hydrophobe 839 00:52:21.020 --> 00:52:25.020 Wechselwirkung, um so das Trumm der Proteine 840 00:52:25.020 --> 00:52:25.020 zusammenzuhalten. 841 00:52:26.020 --> 00:52:30.020 Also da braucht es dann schon bestimmte Anpassungen 842 00:52:30.020 --> 00:52:31.020 dafür. 843 00:52:33.020 --> 00:52:35.020 Ich möchte noch auf ein Phänomen… Also wir hatten 844 00:52:35.020 --> 00:52:38.020 jetzt die praktische Relevanz der Endosporen 845 00:52:38.020 --> 00:52:38.020 diskutiert… 846 00:52:42.020 --> 00:52:45.020 und ich möchte noch mal auf das biologische 847 00:52:45.020 --> 00:52:48.020 Grad eingehen anhand dieses Bildes. 848 00:52:49.020 --> 00:52:54.020 Das, was wir hier haben, ist, dass eine Zelle 849 00:52:54.020 --> 00:52:57.020 zwei Tochterzellen bildet und diese beiden 850 00:52:57.020 --> 00:52:59.020 Tochterzellen sind nicht gleich. 851 00:53:00.080 --> 00:53:03.080 Normalerweise, so hatten wir das schon in einer 852 00:53:03.080 --> 00:53:06.080 unserer ersten Stunden, teilt sich die Bakterienzelle 853 00:53:06.080 --> 00:53:09.080 einfach in der Mitte und dann trennen die sich 854 00:53:09.080 --> 00:53:11.080 oder bleiben in Ketten zusammenhängend. 855 00:53:11.080 --> 00:53:13.080 Aber einfach eine Zellteilung in der Mitte, 856 00:53:14.080 --> 00:53:17.080 das wäre das Typische für Bakterien und auch Archaea. 857 00:53:19.080 --> 00:53:23.080 Hier haben wir eine ungleiche Teilung und diese 858 00:53:23.080 --> 00:53:27.080 beiden Zellen müssen sich dann ja einigen, wer 859 00:53:27.080 --> 00:53:27.080 ist was. 860 00:53:29.080 --> 00:53:31.080 Die eine wächst um die andere drum rum. 861 00:53:32.080 --> 00:53:37.080 Diese wird nicht mehr größer und das muss gesteuert 862 00:53:37.080 --> 00:53:37.080 werden. 863 00:53:38.080 --> 00:53:41.080 Wir haben es hier also zu tun mit einem 864 00:53:41.080 --> 00:53:42.080 Differenzierungsprozess. 865 00:53:55.080 --> 00:53:57.080 Also ein Differenzierungsprozess, wo aus einer 866 00:53:57.080 --> 00:53:59.080 Zelle zwei verschiedene werden. 867 00:53:59.080 --> 00:54:02.040 Das ist was Normales bei höheren Zellen. 868 00:54:03.040 --> 00:54:06.040 Aus der befruchteten Eizelle wird irgendwie 869 00:54:07.040 --> 00:54:07.040 ein ganzer Organismus. 870 00:54:08.040 --> 00:54:12.040 Der hat Hautzellen und Darmzellen, Muskelzellen, 871 00:54:12.040 --> 00:54:14.040 Gehirnzellen und so was. 872 00:54:14.040 --> 00:54:18.040 Also für höhere Zellen ist uns das völlig geläufig, 873 00:54:18.040 --> 00:54:21.040 dass wird da eine Ausdifferenzierung haben. 874 00:54:22.040 --> 00:54:25.040 Bei Bakterien hat man das häufig eben nicht. 875 00:54:26.040 --> 00:54:28.040 Aber dieses Beispiel zeigt, dass es das bei 876 00:54:29.040 --> 00:54:33.040 Bakterien auch gibt, und das war und ist natürlich 877 00:54:34.040 --> 00:54:36.040 ein interessantes Objekt, um solche 878 00:54:36.040 --> 00:54:39.040 Differenzierungsprozesse dann auf molekularer 879 00:54:39.040 --> 00:54:40.040 Ebene zu untersuchen. 880 00:54:41.040 --> 00:54:45.040 Wie geht das denn überhaupt, dass aus einer 881 00:54:45.040 --> 00:54:47.040 Zelle zwei verschiedene werden? 882 00:54:48.040 --> 00:54:53.040 Hier spielt bei diesen Bakterien das Phänomen 883 00:54:53.040 --> 00:55:06.000 der globalen Regulation eine Rolle und dabei 884 00:55:07.000 --> 00:55:08.000 die sogenannten Sigma-Faktoren. 885 00:55:12.000 --> 00:55:17.000 Also diese Untereinheiten der RNA- Polymerase, 886 00:55:18.000 --> 00:55:22.000 die ich eben doch schon mal erwähnt hatte, weil 887 00:55:22.000 --> 00:55:24.000 sie anders ist bei Bakterien als bei Archaea 888 00:55:24.000 --> 00:55:24.000 und Eukarya. 889 00:55:25.000 --> 00:55:27.000 Und ich hatte eben auch noch mal kurz den Sigma-Faktor 890 00:55:27.000 --> 00:55:27.000 erwähnt. 891 00:55:28.000 --> 00:55:32.000 Das war diese kleine Bande da zwischen Alpha- 892 00:55:32.000 --> 00:55:32.000 und Beta-Untereinheiten. 893 00:55:36.000 --> 00:55:39.000 Dieser Sigma-Faktor ist der Bereich der RNA 894 00:55:39.000 --> 00:55:42.000 Polymerasen, der den jeweiligen Promotor erkennt. 895 00:55:43.000 --> 00:55:46.000 Und darüber wird hier dieser Differenzierungsprozess 896 00:55:47.000 --> 00:55:48.000 weitgehend gesteuert. 897 00:55:48.000 --> 00:55:52.000 Dass dann in den beiden Zellen unterschiedliche 898 00:55:52.000 --> 00:55:55.000 Sigma-Faktoren gebildet werden, die dann 899 00:55:55.000 --> 00:55:59.000 unterschiedliche Promotorregionen erkennen und 900 00:55:59.000 --> 00:56:02.060 dadurch dann ganz andere Gene abgelesen werden. 901 00:56:06.060 --> 00:56:09.060 Okay, soviel zu den Endosporen. 902 00:56:11.060 --> 00:56:15.060 Ich möchte dann damit das Kapitel strukturmikrobieller 903 00:56:15.060 --> 00:56:19.060 Zellen abschließen und sozusagen noch einmal 904 00:56:19.060 --> 00:56:23.060 einen kurzen Überblick geben aus der letzten 905 00:56:23.060 --> 00:56:24.060 Stunde und dem, was wir heute hatten. 906 00:56:25.060 --> 00:56:28.060 Was ich hoffe, was bei Ihnen angekommen ist. 907 00:56:29.060 --> 00:56:32.060 Also den Aufbau der bakteriellen Zellhülle. 908 00:56:33.060 --> 00:56:36.060 Dass es bei grampositiven und -negativen Bakterien 909 00:56:37.060 --> 00:56:37.060 Unterschiede gibt. 910 00:56:38.060 --> 00:56:40.060 Gramnegative Bakterien mit einem dünnen Peptidoglycan 911 00:56:40.060 --> 00:56:43.060 und einer äußeren Membran, Periplasma. 912 00:56:43.060 --> 00:56:46.060 Grampositive eben mit einem dicken Peptidoglycan 913 00:56:46.060 --> 00:56:46.060 und Teichonsäuren. 914 00:56:48.060 --> 00:56:50.060 Die Zellwand aus Peptidoglycan hatten wir eben 915 00:56:51.060 --> 00:56:53.060 schon noch mal wiederholt heute einleitend. 916 00:56:54.060 --> 00:56:56.060 Die Relevanz der Diaminosäuren hatten wir auch 917 00:56:58.060 --> 00:56:58.060 schon wiederholt. 918 00:56:58.060 --> 00:57:01.020 Und die Wirkung von Penicillin. 919 00:57:02.020 --> 00:57:05.020 Diese große Struktur außerhalb der Zelle muss 920 00:57:06.020 --> 00:57:07.020 in der Zelle sozusagen vormontiert werden. 921 00:57:08.020 --> 00:57:10.020 Und dann werden außerhalb nur noch diese Module 922 00:57:10.020 --> 00:57:10.020 zusammengesetzt. 923 00:57:13.020 --> 00:57:17.020 Wir hatten auch gesehen, dass Archaea zum Teil 924 00:57:17.020 --> 00:57:20.020 eine ähnliche Zellwand haben, aber biochemisch 925 00:57:20.020 --> 00:57:21.020 anders sind. 926 00:57:21.020 --> 00:57:26.020 Es ist also nur eine äußere Analogie und nicht 927 00:57:26.020 --> 00:57:27.020 genau das gleiche. 928 00:57:27.020 --> 00:57:29.020 Und manche Archaea haben auch gar keine Zellwand 929 00:57:29.020 --> 00:57:30.020 und manche haben eine Proteinzellwand. 930 00:57:30.020 --> 00:57:36.020 Cytoplasmamembran, da haben wir noch mal wiederholt 931 00:57:36.020 --> 00:57:37.020 heute. 932 00:57:37.020 --> 00:57:41.020 Bakterien, Eukarya haben Ester und bei den 933 00:57:41.020 --> 00:57:46.020 Sphingolipiden auch Amidbindungen, aber keine Äther. 934 00:57:46.020 --> 00:57:49.020 Archaea eben die Ätherbindung. 935 00:57:49.020 --> 00:57:52.020 Membrantransport gibt es passiv und aktiv. 936 00:57:53.020 --> 00:57:55.020 Passiv: die normale Diffusion durch die Membran, 937 00:57:55.020 --> 00:58:00.080 die erleichterte Diffusion durch Kanäle und 938 00:58:00.080 --> 00:58:02.080 immer nur entsprechend dem Konzentrationsgradienten. 939 00:58:04.080 --> 00:58:06.080 Aktiver Transport kann auch gegen den 940 00:58:06.080 --> 00:58:09.080 Konzentrationsgradienten erfolgen und die Energie 941 00:58:09.080 --> 00:58:12.080 kommt aus ATP oder einem Protonengradient. 942 00:58:12.080 --> 00:58:15.080 Und wir hatten verschiedene Formen kennengelernt: 943 00:58:15.080 --> 00:58:18.080 Symport, Antiport, ATP-getriebener Transport 944 00:58:19.080 --> 00:58:19.080 oder Gruppentranslokation. 945 00:58:22.080 --> 00:58:26.080 Ich hatte dann heute nochmal versucht deutlich 946 00:58:26.080 --> 00:58:28.080 zu machen, dass die Einteilung der Organismen 947 00:58:28.080 --> 00:58:30.080 in drei Domänen eben auch unterstützt wird, 948 00:58:31.080 --> 00:58:33.080 nicht nur durch die RRNA-Sequenzen, sondern 949 00:58:33.080 --> 00:58:36.080 auch durch die Zellwand-Biochemie, durch die 950 00:58:36.080 --> 00:58:38.080 Membran-Biochemie, durch die RNA- Polymerasen. 951 00:58:39.080 --> 00:58:42.080 Und diese bei der Translation ansetzenden Antibiotika 952 00:58:42.080 --> 00:58:44.080 Chloramphenicol und Streptomycin. 953 00:58:45.080 --> 00:58:47.080 Dann haben wir eben über Kapseln und Schleime 954 00:58:47.080 --> 00:58:51.080 gesprochen Die Flagellen als Strukturen für 955 00:58:51.080 --> 00:58:53.080 Bewegung kennengelernt und Begeißelungstypen. 956 00:58:53.080 --> 00:58:57.080 Und jetzt eben die Endosporen und da sehe ich, 957 00:58:57.080 --> 00:58:59.080 ich habe noch einen Punkt vergessen. 958 00:58:59.080 --> 00:59:01.040 Diese Endosporen werden nicht von allen Bakterien 959 00:59:01.040 --> 00:59:02.040 gebildet, sondern von manchen. 960 00:59:03.040 --> 00:59:05.040 Speziell eben von sogenannten Firmicutes. 961 00:59:06.040 --> 00:59:09.040 Das sind Bakterien z.B. 962 00:59:09.040 --> 00:59:11.040 der Gattung Bazillus oder Clostridium. 963 00:59:13.040 --> 00:59:16.040 Die zählen zu diesen Firmicutes und bei denen 964 00:59:17.040 --> 00:59:19.040 gibt es die Endosporen. 965 00:59:20.040 --> 00:59:22.040 Werden bei Nährstoffmangel gebildet, sind 966 00:59:22.040 --> 00:59:24.040 Überdauerungsformen und eben sehr widerstandsfähig. 967 00:59:25.040 --> 00:59:26.040 Und können letztlich auskeimen. 968 00:59:29.040 --> 00:59:34.040 Soviel zu den Strukturen mikrobieller Zellen. 969 00:59:37.040 --> 00:59:39.040 Wenn da jetzt keine Frage mehr ist, dann möchte 970 00:59:40.040 --> 00:59:42.040 ich mit Ihnen auf das nächste Kapitel eingehen 971 00:59:43.040 --> 00:59:47.040 und das habe ich genannt: Wachstum von 972 00:59:47.040 --> 00:59:48.040 Mikroorganismen. 973 00:59:50.040 --> 00:59:54.040 Dabei wollen wir uns kümmern um solche Fragen, 974 00:59:54.040 --> 00:59:57.040 wie wir eben schon mal kurz angeschnitten haben. 975 00:59:57.040 --> 01:00:01.000 Können Mikroorganismen bei über 100 Grad noch leben? 976 01:00:03.000 --> 01:00:05.000 Und mehr so praktische Sachen: Warum sind Honig 977 01:00:05.000 --> 01:00:06.000 und Dauerwurst so haltbar? 978 01:00:09.000 --> 01:00:11.000 Und welche Elemente benötigen Mikroorganismen 979 01:00:11.000 --> 01:00:11.000 zum Leben? 980 01:00:19.000 --> 01:00:20.000 Fangen wir vielleicht mit den Elementen an. 981 01:00:32.000 --> 01:00:44.000 Wachstum von Mikroorganismen, benötigte Elemente: 982 01:00:52.000 --> 01:00:55.000 Wenn Sie jetzt Mikroorganismen wachsen lassen 983 01:00:55.000 --> 01:00:59.000 wollen, wollen ein Nährmedium machen, was würden 984 01:00:59.000 --> 01:00:59.000 Sie da alles reinschmeißen? 985 01:01:01.060 --> 01:01:02.060 Was brauchen die Mikroorganismen so? 986 01:01:08.060 --> 01:01:08.060 Haben Sie Vorschläge? 987 01:01:08.060 --> 01:01:20.060 Okay, damit haben wir schon ein paar wichtige 988 01:01:20.060 --> 01:01:25.060 Elemente: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, 989 01:01:25.060 --> 01:01:27.060 Stickstoff, Schwefel. 990 01:01:31.060 --> 01:01:34.060 Sind alle fünf schon mal wichtig. 991 01:01:35.060 --> 01:01:37.060 Was brauchen Organismen noch? 992 01:01:37.060 --> 01:01:37.060 Ja. 993 01:01:45.060 --> 01:01:47.060 Ich lass hier mal noch eine Lücke so ein bisschen. 994 01:01:48.060 --> 01:01:51.060 Eisen und Magnesium. 995 01:01:57.060 --> 01:01:59.060 Phosphor, den würde ich in die Lücke reinschreiben 996 01:01:59.060 --> 01:02:01.020 wollen, weil der auch noch ganz besonders wichtig ist. 997 01:02:02.020 --> 01:02:07.020 Wir haben gesehen, dass die DNA eben Phosphor braucht. 998 01:02:07.020 --> 01:02:09.020 Die RNA braucht Phosphor für die 999 01:02:09.020 --> 01:02:10.020 Phosphorsäuresterbrücken. 1000 01:02:12.020 --> 01:02:14.020 Also von daher, ohne Phosphor geht es nicht. 1001 01:02:16.020 --> 01:02:17.020 Haben wir noch mehr? 1002 01:02:17.020 --> 01:02:26.020 Also dies sind auch die bekanntesten und wichtigsten, 1003 01:02:26.020 --> 01:02:30.020 und man spricht hier von sogenannten Makroelementen. 1004 01:02:39.020 --> 01:02:43.020 Und da haben wir jetzt schon zwei, vier, sechs, acht. 1005 01:02:44.020 --> 01:02:47.020 Man könnte da noch dazuzählen: Kalium, brauchen 1006 01:02:47.020 --> 01:02:51.020 auch alle Zellen und Kalzium brauchen die Zellen 1007 01:02:51.020 --> 01:02:57.020 und je nachdem, wo Sie jetzt gucken, wird zum 1008 01:02:57.020 --> 01:03:01.080 Teil auch Natrium und Chlorid dazugezählt, aber 1009 01:03:02.080 --> 01:03:04.080 das könnte man auch zu den anderen zählen. 1010 01:03:04.080 --> 01:03:06.080 Wir haben dann nämlich noch die sogenannten 1011 01:03:06.080 --> 01:03:13.080 Spurenelemente oder Mikroelemente. 1012 01:03:15.080 --> 01:03:17.080 Und da haben wir dann noch eine ganze Reihe 1013 01:03:17.080 --> 01:03:21.080 weiterer, die eigentlich immer benötigt werden 1014 01:03:21.080 --> 01:03:23.080 oder manchmal auch nur von manchen Zellen. 1015 01:03:23.080 --> 01:03:26.080 Aber zu denen, die immer benötigt werden, gehört 1016 01:03:26.080 --> 01:03:35.080 jedenfalls das Zink, Mangan, Molybdän, Selen, 1017 01:03:35.080 --> 01:03:41.080 Kobalt, Kupfer, Nickel, Wolfram, Bohr, zum Teil 1018 01:03:42.080 --> 01:03:47.080 auch Silicium und zum Teil auch Vanadium. 1019 01:03:49.080 --> 01:03:52.080 Manche, hier die vorderen, werden von allen 1020 01:03:52.080 --> 01:03:52.080 Zellen benötigt. 1021 01:03:54.080 --> 01:03:57.080 Manche nur von Zellen, die z.B. 1022 01:03:57.080 --> 01:04:00.040 Stickstofffixierung machen wollen. 1023 01:04:00.040 --> 01:04:02.040 Das hängt dann davon ab. 1024 01:04:05.040 --> 01:04:08.040 Diese Spurenelemente werden nur in Spuren benötigt. 1025 01:04:09.040 --> 01:04:13.040 Und die anderen entsprechend in größerer Menge. 1026 01:04:13.040 --> 01:04:18.040 Und wenn man jetzt ein typisches Nährmedium 1027 01:04:18.040 --> 01:04:22.040 macht, dann muss man das natürlich entsprechend 1028 01:04:22.040 --> 01:04:22.040 berücksichtigen. 1029 01:04:23.040 --> 01:04:27.040 Und hier ist jetzt mal einfach dargestellt, 1030 01:04:28.040 --> 01:04:32.040 wie so ein Nährmedium beispielsweise aussehen kann. 1031 01:04:35.040 --> 01:04:39.040 Dies hier wäre jetzt ein synthetisches Medium, 1032 01:04:40.040 --> 01:04:42.040 wo viele Bakterien mit wachsen werden, aber 1033 01:04:42.040 --> 01:04:42.040 nicht alle. 1034 01:04:44.040 --> 01:04:45.040 Auf die verschiedenen Medien gehe ich gleich 1035 01:04:45.040 --> 01:04:45.040 nochmal ein. 1036 01:04:46.040 --> 01:04:49.040 Aber um die Elemente schon mal einzuordnen: 1037 01:04:51.040 --> 01:04:54.040 Hier hätten wir jetzt also auf ein Liter Wasser z.B. 1038 01:04:55.040 --> 01:04:57.040 ein halbes Gramm Kaliumphosphat, Ammoniumchlorid, 1039 01:04:57.040 --> 01:05:01.000 Magnesiumsulfat, Eisensulfat, Kalziumchlorid, 1040 01:05:04.000 --> 01:05:05.000 Glukose und Wasser. 1041 01:05:06.000 --> 01:05:08.000 Und damit haben wir schon die wesentlichen Elemente 1042 01:05:08.000 --> 01:05:08.000 abgedeckt. 1043 01:05:08.000 --> 01:05:12.000 Hier in der Glukose sehen Sie zehn Gramm. 1044 01:05:12.000 --> 01:05:13.000 Das ist schon eine ganze Menge. 1045 01:05:13.000 --> 01:05:15.000 Da haben wir schon mal Kohlenstoff, Wasserstoff 1046 01:05:15.000 --> 01:05:16.000 und auch Sauerstoff. 1047 01:05:16.000 --> 01:05:18.000 Belüftet werden sie allerdings meistens noch 1048 01:05:18.000 --> 01:05:18.000 über die Gasphase. 1049 01:05:21.000 --> 01:05:27.000 Hier haben wir eine Schwefelquelle, da haben 1050 01:05:27.000 --> 01:05:28.000 wir eine Phosphorquelle, Ammoniumchlorid als 1051 01:05:28.000 --> 01:05:31.000 Stickstoffquelle, aber wir haben hier auch Kalium, 1052 01:05:31.000 --> 01:05:34.000 Magnesium, Kalzium und Eisen. 1053 01:05:38.000 --> 01:05:41.000 Das Natrium haben wir hier jetzt in dem Fall nicht. 1054 01:05:43.000 --> 01:05:46.000 Es gibt halophile Bakterien, die brauchen Natrium 1055 01:05:47.000 --> 01:05:47.000 dann auch viel. 1056 01:05:48.000 --> 01:05:50.000 Viele brauchen das nicht, deshalb eben auch 1057 01:05:50.000 --> 01:05:51.000 in Klammern. 1058 01:05:52.000 --> 01:05:59.000 Gut, und hier haben wir jetzt… Ach so, und dann 1059 01:06:00.060 --> 01:06:00.060 haben wir hier unten Spurenelement-Stammlösung. 1060 01:06:00.060 --> 01:06:04.060 Hier haben wir ja diese Spurenelemente noch 1061 01:06:04.060 --> 01:06:04.060 nicht drin. 1062 01:06:06.060 --> 01:06:11.060 Und dann gibt man eben typischerweise so eine 1063 01:06:11.060 --> 01:06:14.060 Spurenelement-Stammlösung dazu, und zwar in 1064 01:06:14.060 --> 01:06:16.060 dem Fall ein Milliliter auf ein Liter. 1065 01:06:17.060 --> 01:06:20.060 Und in der Spurenelement-Stammlösung, die kann z.B. 1066 01:06:20.060 --> 01:06:22.060 so eine Zusammensetzung haben, das ist jetzt 1067 01:06:22.060 --> 01:06:24.060 mehr ein Rezept, und da haben wir dann Zink, 1068 01:06:24.060 --> 01:06:29.060 Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer, Molybdän, Selen, 1069 01:06:29.060 --> 01:06:32.060 Vanadium, Wolfram. 1070 01:06:32.060 --> 01:06:34.060 Sie sehen, die sind hier in Klammern gesetzt. 1071 01:06:34.060 --> 01:06:36.060 Das brauchen nicht alle Organismen. 1072 01:06:40.060 --> 01:06:43.060 Gut, und wir haben hier nur Milligramm Mengen 1073 01:06:44.060 --> 01:06:46.060 und dann wird das eben noch 1 : 1000 verdünnt 1074 01:06:47.060 --> 01:06:49.060 und hier dazugegeben und dann hat man so ein 1075 01:06:49.060 --> 01:06:50.060 typisches Medium. 1076 01:06:51.060 --> 01:06:53.060 Wie gesagt, ein synthetisches Medium. 1077 01:06:55.060 --> 01:07:01.020 Manche Organismen können mit so etwas nicht 1078 01:07:01.020 --> 01:07:05.020 wachsen, weil sie nicht mehr alle Stoffe, die 1079 01:07:06.020 --> 01:07:07.020 sie brauchen, selbst herstellen können. 1080 01:07:08.020 --> 01:07:10.020 Die brauchen dann noch zusätzlich eventuell 1081 01:07:11.020 --> 01:07:11.020 Vitaminlösung. 1082 01:07:12.020 --> 01:07:13.020 Insofern gebt es dann auch so was. 1083 01:07:13.020 --> 01:07:16.020 Wo man eine Vitaminlösung hat: Biotin, Nikotinsäure, 1084 01:07:16.020 --> 01:07:18.020 Thiamin, Pantothenat, Pyridoxamin, Cyanocobalamin. 1085 01:07:22.020 --> 01:07:27.020 Das ist im Wesentlichen eine Lösung von B-Vitaminen. 1086 01:07:28.020 --> 01:07:31.020 Das sind zum Teil, die Sie auf einer Packung 1087 01:07:32.020 --> 01:07:34.020 mit Cornflakes oder so was finden, nur eben 1088 01:07:34.020 --> 01:07:35.020 als Vitaminbezeichnung. 1089 01:07:36.020 --> 01:07:39.020 Wir brauchen die Vitamine ja auch, weil wir 1090 01:07:39.020 --> 01:07:41.020 sie nicht mehr selbst herstellen können. 1091 01:07:41.020 --> 01:07:43.020 Viele Bakterien können das selbst. 1092 01:07:44.020 --> 01:07:46.020 Die brauchen dann diese Vitaminlösung nicht. 1093 01:07:46.020 --> 01:07:48.020 Aber manche brauchen es und da gibt es so ein 1094 01:07:48.020 --> 01:07:50.020 paar Rezepte, was man ihnen zum Beispiel anbieten 1095 01:07:51.020 --> 01:07:51.020 kann. 1096 01:07:52.020 --> 01:07:54.020 Das heißt aber nicht, dass dann jedes Bakterium 1097 01:07:54.020 --> 01:07:55.020 alle diese Sachen braucht. 1098 01:07:55.020 --> 01:07:58.020 Es ist mehr so eine pragmatische Vorgehensweise. 1099 01:07:58.020 --> 01:08:00.080 Wenn man was Neues hat und weiß nicht, was für 1100 01:08:00.080 --> 01:08:03.080 Bedürfnisse der Organismus nun gerade hat. 1101 01:08:03.080 --> 01:08:05.080 Dann bietet man erstmal ein bisschen mehr an 1102 01:08:05.080 --> 01:08:07.080 und hofft, dass das Richtige dabei ist. 1103 01:08:08.080 --> 01:08:11.080 Und wenn man dann mehr von dem Organismus machen 1104 01:08:11.080 --> 01:08:14.080 will und das Medium wird zu teuer, dann versucht 1105 01:08:14.080 --> 01:08:18.080 man das zu optimieren genau auf die Sachen, 1106 01:08:18.080 --> 01:08:20.080 die der Organismus wirklich braucht. 1107 01:08:22.080 --> 01:08:27.080 Jetzt hatte ich schon differenziert zwischen 1108 01:08:28.080 --> 01:08:39.080 synthetischen Medien oder sogenannten Minimalmedien. 1109 01:08:44.080 --> 01:08:50.080 Wo man also nur das rein gibt, was die Bakterien 1110 01:08:50.080 --> 01:08:56.080 gerade so brauchen, und das eben in sehr definierter 1111 01:08:56.080 --> 01:08:56.080 Form. 1112 01:08:56.080 --> 01:09:00.040 Also hochreine Chemikalien, hochreines Wasser. 1113 01:09:00.040 --> 01:09:07.040 Also das mit dem Wasser ist auch so: Diese 1114 01:09:07.040 --> 01:09:10.040 Spurenelementlösung kann man tendenziell dann 1115 01:09:10.040 --> 01:09:13.040 weglassen, wenn man einfach mit Leitungswasser 1116 01:09:14.040 --> 01:09:14.040 arbeitet. 1117 01:09:15.040 --> 01:09:17.040 Ich habe diese Erfahrung mal während meiner 1118 01:09:17.040 --> 01:09:19.040 Doktorarbeit besonders intensiv erlebt. 1119 01:09:19.040 --> 01:09:21.040 Da war ich in Amerika und hatte da einen 300 1120 01:09:21.040 --> 01:09:25.040 Liter Fermenter zum Wachstum. 1121 01:09:25.040 --> 01:09:27.040 Und habe da meine Bakterien im 300 Liter Maßstab 1122 01:09:27.040 --> 01:09:28.040 wachsen lassen. 1123 01:09:28.040 --> 01:09:30.040 Und da konnte man nicht mehr mit hochreinem 1124 01:09:30.040 --> 01:09:31.040 Wasser arbeiten, das war einfach viel zu teuer, 1125 01:09:31.040 --> 01:09:32.040 viel zu aufwendig. 1126 01:09:33.040 --> 01:09:35.040 Und dann habe ich das New Haven Leitungswasser 1127 01:09:35.040 --> 01:09:35.040 genommen. 1128 01:09:35.040 --> 01:09:38.040 Das stank zwar fürchterlich nach Chlor, weil 1129 01:09:38.040 --> 01:09:41.040 das eben in Amerika tendenziell chloriert wird, 1130 01:09:41.040 --> 01:09:45.040 das Wasser in den Ballungszentren, aber die 1131 01:09:45.040 --> 01:09:46.040 Bakterien sind gewachsen wie der Teufel. 1132 01:09:46.040 --> 01:09:50.040 Also die fanden total in Ordnung, dass ich ihnen 1133 01:09:50.040 --> 01:09:52.040 die Spurenelemente weggelassen habe und einfach 1134 01:09:52.040 --> 01:09:53.040 das Leitungswasser gegeben habe. 1135 01:09:53.040 --> 01:09:55.040 Und ab ging die Post. 1136 01:09:56.040 --> 01:09:57.040 Das war richtig gut. 1137 01:09:58.040 --> 01:10:01.000 Gut, und gegenüber diesen synthetischen Medien 1138 01:10:02.000 --> 01:10:03.000 haben wir dann noch die sogenannten Komplexmedien. 1139 01:10:04.000 --> 01:10:14.000 Komplexmedien ist dann so was wie zum Beispiel 1140 01:10:14.000 --> 01:10:30.000 Hefeextrakt oder Blutagar oder Casein-Hydrolysat 1141 01:10:39.000 --> 01:10:40.000 oder Pepton. 1142 01:10:41.000 --> 01:10:46.000 AlsoFleisch, was mit Pepsin verarbeitet worden ist. 1143 01:10:47.000 --> 01:10:50.000 Also da gibt es dann wieder allerlei Möglichkeiten. 1144 01:10:51.000 --> 01:10:55.000 Das sind… Also zum Beispiel Hefeextrakt ist 1145 01:10:55.000 --> 01:10:56.000 aus Hefe gewonnen. 1146 01:10:57.000 --> 01:11:00.060 Da sind dann die Zellwände und so abgetrennt, 1147 01:11:00.060 --> 01:11:03.060 aber ansonsten die Inhaltsstoffe der Hefezelle. 1148 01:11:03.060 --> 01:11:07.060 Oder eben Blutagar, alles was an guten Dingen 1149 01:11:07.060 --> 01:11:08.060 im Blut drin ist. 1150 01:11:08.060 --> 01:11:11.060 Und da gibt es halt gewisse Erfahrungen. 1151 01:11:11.060 --> 01:11:17.060 Die Bakterien wachsen gerne damit und wenn man 1152 01:11:18.060 --> 01:11:19.060 eben nicht genau weiß, was so ein Bakterium 1153 01:11:19.060 --> 01:11:25.060 braucht, (unhörbar), dann nimmt man gerne mal 1154 01:11:25.060 --> 01:11:28.060 solche Komplexmedien, um ihnen einfach erstmal 1155 01:11:28.060 --> 01:11:30.060 alles, was gut ist, anzubieten. 1156 01:11:31.060 --> 01:11:33.060 Wie eben schon gesagt, wenn man dann längerfristig 1157 01:11:33.060 --> 01:11:36.060 damit arbeitet, dann versucht man das oft wieder 1158 01:11:36.060 --> 01:11:39.060 einzuschränken auf das, was wirklich notwendig ist. 1159 01:11:39.060 --> 01:11:40.060 Das hat zwei Vorteile. 1160 01:11:41.060 --> 01:11:45.060 Erstens wird es dann billiger, diese Komplexmedien 1161 01:11:45.060 --> 01:11:47.060 sind tendenziell ziemlich teuer. 1162 01:11:47.060 --> 01:11:49.060 Sie sind schlicht auch schlechter definiert. 1163 01:11:51.060 --> 01:11:53.060 Ein anderer wichtiger Grund ist, auf Komplexmedien 1164 01:11:53.060 --> 01:11:55.060 wächst fast alles. 1165 01:11:55.060 --> 01:11:59.060 Und Sie fangen sich auf Komplexmedien leichter 1166 01:11:59.060 --> 01:12:01.020 Kontaminanten ein. 1167 01:12:01.020 --> 01:12:04.020 Und meistens wollen wir mit Reinkulturen arbeiten. 1168 01:12:05.020 --> 01:12:07.020 Und wenn man dann so ein Medium hat, wo alles 1169 01:12:07.020 --> 01:12:09.020 drauf wächst, und da fällt mal irgendwas rein, 1170 01:12:10.020 --> 01:12:16.020 dann kriegt man leicht eine Kontamination da rein. 1171 01:12:16.020 --> 01:12:18.020 Okay, jetzt haben wir differenziert zwischen 1172 01:12:19.020 --> 01:12:21.020 synthetischen Medien und Komplexmedien. 1173 01:12:22.020 --> 01:12:24.020 Jetzt müssen wir nochmal differenzieren zwischen 1174 01:12:24.020 --> 01:12:41.020 Flüssigmedien und festen Medien. 1175 01:12:41.020 --> 01:12:42.020 Flüssigmedien sind also einfach solche, die 1176 01:12:42.020 --> 01:12:44.020 ich in irgendein Kultivierungsgefäß reintue. 1177 01:12:44.020 --> 01:12:47.020 Dann gebe ich meine Probe dazu und dann wachsen 1178 01:12:47.020 --> 01:12:49.020 die Bakterien oder Archaea, hoffentlich. 1179 01:12:50.020 --> 01:12:55.020 Feste Medien, wozu könnte man die verwenden? 1180 01:12:57.020 --> 01:13:00.080 Oder wie gewinnt man feste Medien? 1181 01:13:08.080 --> 01:13:13.080 Meistens macht man feste Medien so, dass man 1182 01:13:13.080 --> 01:13:17.080 Flüssigmedien nimmt und zusätzlich noch irgendwas 1183 01:13:18.080 --> 01:13:20.080 reintut, was eine feste Struktur macht. 1184 01:13:20.080 --> 01:13:22.080 Meistens ist das Agar. 1185 01:13:23.080 --> 01:13:24.080 Was ist Agar? 1186 01:13:31.080 --> 01:13:37.080 Agar ist ein Polysaccharid aus Algen und kommt 1187 01:13:38.080 --> 01:13:43.080 ursprünglich auch aus der Lebensmittelversorgung, 1188 01:13:47.080 --> 01:13:48.080 sag ich mal. 1189 01:13:48.080 --> 01:13:49.080 Industrie war es da noch nicht. 1190 01:13:50.080 --> 01:13:54.080 Das ist irgendeinem der bekannten Mikrobiologen 1191 01:13:54.080 --> 01:13:56.080 dann mal offenbar angeblich empfohlen worden 1192 01:13:57.080 --> 01:13:57.080 von seiner Frau. 1193 01:13:57.080 --> 01:13:58.080 Er könnte das doch nehmen. 1194 01:13:59.080 --> 01:14:00.040 Und dann hat sich der Agar irgendwann durchgesetzt. 1195 01:14:01.040 --> 01:14:04.040 Man kann Agar auch heute noch in Reformhäusern kaufen. 1196 01:14:04.040 --> 01:14:07.040 Wenn Sie irgendwas andicken wollen, dann kann 1197 01:14:07.040 --> 01:14:08.040 man dazu Agar nehmen. 1198 01:14:08.040 --> 01:14:10.040 Es ist ein Polysaccharid aus Rotalgen. 1199 01:14:13.040 --> 01:14:16.040 Etwas aufgereinigter ist es dann als Agarose. 1200 01:14:17.040 --> 01:14:20.040 Aber Agarose, das ist tendenziell teurer. 1201 01:14:20.040 --> 01:14:22.040 Das heißt, wenn man nicht gezwungen ist, Agarose 1202 01:14:22.040 --> 01:14:25.040 zu nehmen, wird man im Normalfall Agar nehmen, 1203 01:14:25.040 --> 01:14:28.040 und da hat man dann meinetwegen so 1,5% ungefähr. 1204 01:14:30.040 --> 01:14:35.040 Das gibt dann eine schöne feste Matrix. 1205 01:14:35.040 --> 01:14:38.040 Agar oder Agarose muss man zunächst erstmal erhitzen. 1206 01:14:40.040 --> 01:14:44.040 Dann löst sich das und wenn man das Ganze dann 1207 01:14:44.040 --> 01:14:44.040 abkühlen lässt. 1208 01:14:46.040 --> 01:14:48.040 Ab 40 Grad, unterhalb von 40 Grad, da wird das 1209 01:14:49.040 --> 01:14:50.040 irgendwann dann wieder fest und dann kriegt 1210 01:14:51.040 --> 01:14:53.040 man eine schöne gelartige Oberfläche. 1211 01:14:54.040 --> 01:14:56.040 Im Prinzip kann man auch Gelatine nehmen. 1212 01:14:57.040 --> 01:14:58.040 Das wäre dann eine Proteinbasis. 1213 01:15:01.000 --> 01:15:04.000 Aber es gibt relativ viele Bakterien, die Gelatine 1214 01:15:04.000 --> 01:15:07.000 dann auflösen können, und dann war's nix mit 1215 01:15:07.000 --> 01:15:09.000 ihrer festen Oberfläche. 1216 01:15:09.000 --> 01:15:16.000 Nun, wozu würde man feste Medien machen wollen. 1217 01:15:16.000 --> 01:15:20.000 Also etwas in so eine Nährlösung reingeben, 1218 01:15:21.000 --> 01:15:23.000 damit man eine feste Oberfläche hat? 1219 01:15:36.000 --> 01:15:45.000 Jein, man kann sie mikroskopieren, also mit 1220 01:15:45.000 --> 01:15:50.000 einem Binokular in diesen Festmedien, aber die 1221 01:15:50.000 --> 01:15:52.000 Festmedien haben den Nachteil, dass sie dann 1222 01:15:52.000 --> 01:15:56.000 doch relativ dick sind und Sie können die Einzelzellen 1223 01:15:56.000 --> 01:15:57.000 nicht so gut sehen. 1224 01:15:57.000 --> 01:16:01.060 Sie können die Kolonieformen einfach beobachten, 1225 01:16:02.060 --> 01:16:05.060 aber wenn Sie wissen wollen, wie die Einzelzelle 1226 01:16:05.060 --> 01:16:09.060 aussieht, dann müssen Sie näher rangehen und 1227 01:16:09.060 --> 01:16:12.060 das geht nur unter einem Deckgläschen und dann 1228 01:16:12.060 --> 01:16:13.060 mit dem entsprechenden Mikroskop. 1229 01:16:14.060 --> 01:16:16.060 Das geht mit den Festmedien dann nicht mehr. 1230 01:16:18.060 --> 01:16:22.060 Also die Hauptverwendung ist eine andere. 1231 01:16:23.060 --> 01:16:24.060 Hängt aber damit zusammen, dass sie nicht mehr 1232 01:16:25.060 --> 01:16:26.060 so einfach schwimmen können. 1233 01:16:35.060 --> 01:16:39.060 Bei bestimmten Methoden der Zellzählung, ja. 1234 01:16:40.060 --> 01:16:42.060 Da kommen wir gleich nochmal drauf, Gesamtzählzahl 1235 01:16:43.060 --> 01:16:45.060 oder Lebenszählzahl oder so was. 1236 01:16:45.060 --> 01:17:01.020 Der Hauptpunkt ist eigentlich der… Ja, genau 1237 01:17:01.020 --> 01:17:03.020 das ist der Punkt, auf den ich hinauswollte. 1238 01:17:03.020 --> 01:17:09.020 Dass wenn man die auf einem festen Nährboden 1239 01:17:09.020 --> 01:17:10.020 trennt und die nicht mehr schwimmen können, 1240 01:17:12.020 --> 01:17:14.020 wenn die Zelle sich dann teilt, dann kriegt 1241 01:17:15.020 --> 01:17:18.020 man eine Kolonie, die eine Reinkultur ist. 1242 01:17:19.020 --> 01:17:21.020 Und wir arbeiten, wie eben gerade schon erwähnt, 1243 01:17:21.020 --> 01:17:22.020 gerne mit Reinkulturen. 1244 01:17:24.020 --> 01:17:28.020 Und die typische Art und Weise, wie man so was 1245 01:17:28.020 --> 01:17:31.020 macht ist, dass man hier so eine Agarplatte hat. 1246 01:17:32.020 --> 01:17:36.020 Auf dieser Agarplatte wird dann die Kultur, 1247 01:17:36.020 --> 01:17:37.020 die man hat, ausgestrichen. 1248 01:17:39.020 --> 01:17:40.020 Typischerweise drei Mal. 1249 01:17:40.020 --> 01:17:41.020 Eins, zwei, drei. 1250 01:17:42.020 --> 01:17:44.020 Dann glüht man die Impfnadel aus. 1251 01:17:45.020 --> 01:17:47.020 Wir arbeiten da normalerweise mit Platindraht. 1252 01:17:48.020 --> 01:17:50.020 Der wird dann eben zwischendurch ausgeglüht. 1253 01:17:50.020 --> 01:17:53.020 Deshalb immer dieser Bunsenbrenner am Arbeitsplatz 1254 01:17:53.020 --> 01:17:54.020 eines Mikrobiologen. 1255 01:17:55.020 --> 01:17:58.020 Und dann wird hier nochmal quer dazu ausgestrichen. 1256 01:17:58.020 --> 01:17:59.020 Dann wieder ausgeglüht. 1257 01:18:00.080 --> 01:18:03.080 Und dann wieder dreimal ausgestrichen und ausgeglüht 1258 01:18:03.080 --> 01:18:04.080 und dann nochmal. 1259 01:18:04.080 --> 01:18:09.080 Und dann sehen Sie hier Einzelkolonien, einzelne 1260 01:18:09.080 --> 01:18:09.080 runde Punkte. 1261 01:18:10.080 --> 01:18:11.080 Das ist also so ein Verdünnungsausstrich. 1262 01:18:12.080 --> 01:18:14.080 Erst haben wir noch ziemlich viele Bakterien, 1263 01:18:15.080 --> 01:18:17.080 dann wird eben ausgeglüht und wenn man hier 1264 01:18:17.080 --> 01:18:20.080 quer kommt, dann wird ja nur noch von hier angeimpft. 1265 01:18:21.080 --> 01:18:24.080 Dann wird wieder ausgeglüht und noch Mal alles 1266 01:18:25.080 --> 01:18:27.080 tot gemacht, was auf der Impfnadel ist oder 1267 01:18:27.080 --> 01:18:30.080 auf der Impföse und dann wieder die paar… und 1268 01:18:31.080 --> 01:18:31.080 dann sieht man. 1269 01:18:31.080 --> 01:18:36.080 Hier kommt man zu Vereinzelungen und im Normalfall 1270 01:18:36.080 --> 01:18:38.080 sind das dann hier Reinkulturen. 1271 01:18:39.080 --> 01:18:46.080 Also alle Zellen, die diese Kolonie bilden, 1272 01:18:46.080 --> 01:18:50.080 sind im Normalfall Abkömmlinge einer Zelle. 1273 01:18:50.080 --> 01:18:52.080 Aber es kann auch manchmal ein bisschen schwierig 1274 01:18:53.080 --> 01:18:55.080 sein, wo das nicht so richtig klappt. 1275 01:18:56.080 --> 01:19:00.040 Manchmal hängen Bakterien eng beieinander und 1276 01:19:00.040 --> 01:19:03.040 wollen sich nicht so richtig trennen lassen. 1277 01:19:04.040 --> 01:19:07.040 Das ist dann praktisch gesehen nicht so sehr 1278 01:19:07.040 --> 01:19:11.040 mechanisch wie hier, sondern mehr chemisch zu 1279 01:19:11.040 --> 01:19:16.040 erklären, dass manchmal Bakterien sich gegenseitig 1280 01:19:16.040 --> 01:19:16.040 helfen. 1281 01:19:17.040 --> 01:19:21.040 Der eine liefert dem anderen was, was der auch 1282 01:19:21.040 --> 01:19:21.040 braucht. 1283 01:19:22.040 --> 01:19:26.040 Und dann tauchen die nicht einzeln auf, sondern 1284 01:19:27.040 --> 01:19:29.040 nur da wo beide zusammen sind. 1285 01:19:30.040 --> 01:19:32.040 Die können dann auch wieder eine Kolonie bilden. 1286 01:19:32.040 --> 01:19:34.040 Die sieht dann auch einheitlich aus. 1287 01:19:35.040 --> 01:19:39.040 Aber es kann sein, dass da immer noch zwei waren. 1288 01:19:39.040 --> 01:19:41.040 Dass die sich nicht haben trennen lassen. 1289 01:19:44.040 --> 01:19:48.040 Also das wäre die Nutzung von Festmedien. 1290 01:19:48.040 --> 01:19:51.040 Und wenn wir dann Flüssigmedien, dann gibt es 1291 01:19:51.040 --> 01:19:52.040 dafür allerlei verschiedene Gefäße. 1292 01:19:53.040 --> 01:19:55.040 Hier hätten wir jetzt eben die Petrischale für 1293 01:19:55.040 --> 01:19:56.040 die festen Medien. 1294 01:19:57.040 --> 01:20:00.000 Flüssigmedien sind häufig solche Erlenmeyerkolben. 1295 01:20:02.000 --> 01:20:06.000 Wenn wir die belüften, dann wird gerne mit solchen 1296 01:20:06.000 --> 01:20:08.000 Schikanen gearbeitet. 1297 01:20:09.000 --> 01:20:14.000 Die Kolben sind dann eben üblicherweise auf 1298 01:20:14.000 --> 01:20:14.000 so einem Schüttler. 1299 01:20:17.000 --> 01:20:19.000 Das ist hier jetzt nochmal gezeigt. 1300 01:20:19.000 --> 01:20:20.000 Vielleicht werden die Bakterien da auch mal 1301 01:20:20.000 --> 01:20:21.000 ein bisschen schwindelig. 1302 01:20:22.000 --> 01:20:26.000 Aber jedenfalls geht es immer so im Kreis. 1303 01:20:27.000 --> 01:20:33.000 Und wenn Sie dann solche Einkerbungen hier haben, 1304 01:20:33.000 --> 01:20:36.000 sogenannte Schikanen, dann führt das dazu, dass 1305 01:20:36.000 --> 01:20:38.000 das Wasser mehr gebrochen wird. 1306 01:20:38.000 --> 01:20:41.000 Dass da leichter Luft reinkommt und der 1307 01:20:41.000 --> 01:20:44.000 Sauerstoffeintrag wird besser als beim normalen 1308 01:20:44.000 --> 01:20:44.000 Erlenmeyerkolben. 1309 01:20:44.000 --> 01:20:48.000 Gut, solche Schalen spielen eigentlich in der 1310 01:20:48.000 --> 01:20:51.000 Mikrobiologie weniger eine Rolle, mehr in der 1311 01:20:51.000 --> 01:20:51.000 Zellbiologie. 1312 01:20:52.000 --> 01:20:55.000 Die Zellbiologen arbeiten gerne mit solchen Kolben. 1313 01:20:55.000 --> 01:20:57.000 Der (unhörbar)kolben ist auch nicht so schrecklich 1314 01:20:57.000 --> 01:20:59.000 populär, aber eine Möglichkeit von hier unten 1315 01:20:59.000 --> 01:20:59.000 zu belüften. 1316 01:21:01.060 --> 01:21:05.060 Und dann gibt es eben Rührkessel, Bioreaktoren, 1317 01:21:05.060 --> 01:21:07.060 auch die haben oft solche Prallbleche. 1318 01:21:08.060 --> 01:21:10.060 Die haben die gleiche Funktion wie hier diese 1319 01:21:10.060 --> 01:21:10.060 Schikanen. 1320 01:21:11.060 --> 01:21:14.060 Wird dann eben gerührt, von hier unten belüftet 1321 01:21:14.060 --> 01:21:18.060 und das kann man dann als Batch-Kultur oder 1322 01:21:18.060 --> 01:21:19.060 kontinuierlich betreiben. 1323 01:21:19.060 --> 01:21:21.060 Darauf gehe ich dann nochmal ein. 1324 01:21:23.060 --> 01:21:30.060 Okay, das wären so die Medien und Kultivierungsgefäße, 1325 01:21:31.060 --> 01:21:33.060 die wir so zur Verfügung haben. 1326 01:21:34.060 --> 01:21:37.060 Und mit denen man Mikroorganismen wachsen lassen kann. 1327 01:21:38.060 --> 01:21:40.060 Ein anderer Punkt sind dann noch die 1328 01:21:40.060 --> 01:21:45.060 chemisch-physikalischen Bedingungen oder 1329 01:21:47.060 --> 01:22:01.020 physikalischen und chemischen Bedingungen für 1330 01:22:01.020 --> 01:22:02.020 das Wachstum. 1331 01:22:04.020 --> 01:22:05.020 Was fällt Ihnen da ein.? 1332 01:22:05.020 --> 01:22:08.020 Was könnte da relevant sein, wenn man Bakterien 1333 01:22:09.020 --> 01:22:09.020 wachsen lassen will oder Archaea? 1334 01:22:11.020 --> 01:22:14.020 Was an physikalischen oder chemischen Bedingungen 1335 01:22:14.020 --> 01:22:17.020 ist da zu beachten? 1336 01:22:21.020 --> 01:22:24.020 Die Temperatur, klar. 1337 01:22:30.020 --> 01:22:31.020 Die hatten wir ja eben bei den Sporen schon 1338 01:22:32.020 --> 01:22:32.020 mal kurz angesprochen. 1339 01:22:33.020 --> 01:22:37.020 Und bei der Temperatur gibt es dann wieder durchaus 1340 01:22:37.020 --> 01:22:37.020 Verschiedene. 1341 01:22:39.020 --> 01:22:41.020 Es gibt die sogenannten Thermophylen, die mögen 1342 01:22:42.020 --> 01:22:44.020 es durchaus heiß. 1343 01:22:44.020 --> 01:22:46.020 Hier jetzt meinetwegen 90 Grad. 1344 01:22:47.020 --> 01:22:49.020 Und es gibt andere, die fürchten sich eher davor, 1345 01:22:49.020 --> 01:22:53.020 die Mesophilen, die also gerne die mittleren 1346 01:22:53.020 --> 01:22:55.020 Temperaturen haben. 1347 01:22:55.020 --> 01:22:57.020 Die nehmen dann hier meinetwegen Reißaus. 1348 01:22:59.020 --> 01:23:05.080 Und wenn wir das etwas ernsthafter betrachten, 1349 01:23:08.080 --> 01:23:10.080 dann haben wir hier verschiedene Möglichkeiten, 1350 01:23:11.080 --> 01:23:12.080 was es an Organismen gibt. 1351 01:23:14.080 --> 01:23:17.080 Die Mesophilen, also sozusagen die Normalen, 1352 01:23:17.080 --> 01:23:21.080 die bei mittlerer Temperatur ihr Optimum haben, 1353 01:23:23.080 --> 01:23:25.080 da wäre das typische Beispiel Escherichia coli, 1354 01:23:26.080 --> 01:23:28.080 dieses Standardbakterium, was im Darm lebt. 1355 01:23:29.080 --> 01:23:30.080 Colon ist der Darm. 1356 01:23:31.080 --> 01:23:36.080 Und da der Escherichia coli bei Wirbeltieren 1357 01:23:36.080 --> 01:23:40.080 im Darm lebt, zum Beispiel bei uns, hat er ein 1358 01:23:40.080 --> 01:23:44.080 Temperaturoptimum um 37 oder hier 39 Grad. 1359 01:23:45.080 --> 01:23:48.080 Typischerweise ist es so, dass die dann bei 1360 01:23:48.080 --> 01:23:53.080 niedrigerer Temperatur langsamer wachsen, bei 1361 01:23:53.080 --> 01:23:56.080 höherer Temperatur geht es dann aber schnell runter. 1362 01:23:58.080 --> 01:24:00.040 Sie sehen, diese Kurven sind hier alle so ein 1363 01:24:00.040 --> 01:24:00.040 bisschen schief. 1364 01:24:02.040 --> 01:24:05.040 Das ist also keine Normalverteilung um ein Optimum, 1365 01:24:05.040 --> 01:24:08.040 sondern meistens ist es so, dass einfach, weil 1366 01:24:08.040 --> 01:24:15.040 chemische Vorgänge bei höherer Temperatur 1367 01:24:16.040 --> 01:24:23.040 üblicherweise schneller laufen, es eben so ist, 1368 01:24:25.040 --> 01:24:28.040 laufen die Stoffwechselvorgänge schneller und 1369 01:24:28.040 --> 01:24:29.040 es wird immer besser. 1370 01:24:29.040 --> 01:24:33.040 Aber dann gibt es eben einen Punkt, wo 1371 01:24:33.040 --> 01:24:36.040 die…irgendwelche Sachen für die wird es dann zu heiß. 1372 01:24:37.040 --> 01:24:38.040 Irgendwelche Proteine gehen kaputt. 1373 01:24:39.040 --> 01:24:41.040 Meistens ist es bei dieser Temperatur noch nicht 1374 01:24:41.040 --> 01:24:45.040 die DNA, die denaturiert wird, sondern eher 1375 01:24:45.040 --> 01:24:47.040 irgendwelche Proteine oder auch andere Verbindungen. 1376 01:24:48.040 --> 01:24:51.040 Und dann geht es relativ steil hier bergab. 1377 01:24:52.040 --> 01:24:55.040 Es gibt Organismen, die können auch kälter wachsen. 1378 01:24:55.040 --> 01:24:59.040 Sie sehen hier, auch unter Null. 1379 01:25:01.000 --> 01:25:03.000 Unter Null wachsen lassen ist bei uns natürlich 1380 01:25:03.000 --> 01:25:03.000 nicht so einfach. 1381 01:25:04.000 --> 01:25:08.000 Aber stellen Sie sich vor, irgendwelche Gewässer 1382 01:25:09.000 --> 01:25:10.000 in der Antarktis. 1383 01:25:11.000 --> 01:25:14.000 Da gibt es Salzwasser, das ist auch unter Null 1384 01:25:14.000 --> 01:25:15.000 Grad noch flüssig. 1385 01:25:15.000 --> 01:25:17.000 Und da können im Prinzip natürlich schon Organismen 1386 01:25:17.000 --> 01:25:17.000 wachsen. 1387 01:25:18.000 --> 01:25:19.000 Die wachsen aber meistens ziemlich langsam. 1388 01:25:20.000 --> 01:25:23.000 Wir haben kürzlich gekriegt aus der Antarktis 1389 01:25:23.000 --> 01:25:25.000 und versuchen die jetzt auch gerade wachsen zu lassen. 1390 01:25:26.000 --> 01:25:27.000 Ist aber auch nicht so einfach. 1391 01:25:30.000 --> 01:25:33.000 Gut, also Bakterien, die z.B. 1392 01:25:33.000 --> 01:25:37.000 ein Temperaturoptimum bei 13 Grad hätten, die 1393 01:25:37.000 --> 01:25:42.000 würde man psychrophil, nicht psycho, es geht 1394 01:25:42.000 --> 01:25:45.000 nicht um die Seele, sondern psychrophil nennen. 1395 01:25:45.000 --> 01:25:49.000 Das sind welche, die kälteliebend sind. 1396 01:25:50.000 --> 01:25:52.000 Die, die dann optimal bei höherer Temperatur 1397 01:25:52.000 --> 01:25:56.000 wachsen, das wären sogenannte Thermophile. 1398 01:25:56.000 --> 01:25:58.000 Und da hatte man den Begriff schon mal eingeführt 1399 01:25:58.000 --> 01:25:59.000 bei 60 Grad. 1400 01:25:59.000 --> 01:26:01.060 Und dann hat man welche gefunden aus eben heißen 1401 01:26:01.060 --> 01:26:06.060 Quellen und die hatten ein noch höheres 1402 01:26:07.060 --> 01:26:07.060 Temperaturmaximum. 1403 01:26:08.060 --> 01:26:12.060 Zum Beispiel hier so ein Thermococcus mit 88 Grad. 1404 01:26:12.060 --> 01:26:14.060 Die nennt man dann hyperthermophil. 1405 01:26:16.060 --> 01:26:18.060 Und dann hat man noch welche gefunden, die konnten 1406 01:26:18.060 --> 01:26:22.060 es noch höher, und die kann man dann extrem 1407 01:26:22.060 --> 01:26:23.060 hyperthermophil nennen. 1408 01:26:23.060 --> 01:26:25.060 Aber hier einfach weiter hyperthermophil. 1409 01:26:28.060 --> 01:26:30.060 Hier ist jetzt ein Temperaturoptimum über 100 Grad. 1410 01:26:31.060 --> 01:26:32.060 Wie kann das sein? 1411 01:26:37.060 --> 01:26:40.060 Ja, die müssen unter entsprechendem Druck wachsen, 1412 01:26:40.060 --> 01:26:44.060 denn bei Normaldruck haben wir über 100 Grad 1413 01:26:44.060 --> 01:26:46.060 kein Wasser mehr, und natürlich brauchen die 1414 01:26:46.060 --> 01:26:46.060 noch Wasser. 1415 01:26:47.060 --> 01:26:49.060 Das sind dann also solche Bakterien, die an 1416 01:26:49.060 --> 01:26:51.060 heißen Tiefseequellen wachsen. 1417 01:26:52.060 --> 01:26:54.060 Da ist ein hoher Druck und da ist natürlich 1418 01:26:54.060 --> 01:26:57.060 das Wasser auch über 100 Grad noch flüssig. 1419 01:26:58.060 --> 01:27:00.020 Das Maximum liegt etwas über 110 Grad. 1420 01:27:00.020 --> 01:27:03.020 Ich glaube 114 oder so was hat man noch beobachtet. 1421 01:27:04.020 --> 01:27:09.020 Aber trotz Bemühungen da immer was zu finden, 1422 01:27:09.020 --> 01:27:12.020 viel über diese120 Grad wird man voraussichtlich 1423 01:27:12.020 --> 01:27:13.020 nicht kommen. 1424 01:27:14.020 --> 01:27:17.020 Jedenfalls hat sich da längere Zeit nichts mehr getan. 1425 01:27:17.020 --> 01:27:20.020 Eine Zeitlang hat eine Arbeitsgruppe aus Regensburg 1426 01:27:20.020 --> 01:27:23.020 mal immer wieder neue tolle Bakterien und Archaea, 1427 01:27:23.020 --> 01:27:28.020 dieses ist jedenfalls ein Archaea, Thermococcus 1428 01:27:28.020 --> 01:27:31.020 ist auch ein Archaeon, also haben die immer 1429 01:27:31.020 --> 01:27:33.020 wieder neue Weltrekorde aufgestellt. 1430 01:27:34.020 --> 01:27:37.020 Aber das scheint weitgehend ausgereizt zu sein. 1431 01:27:39.020 --> 01:27:46.020 Okay, Temperatur, was haben wir noch an Möglichkeiten, 1432 01:27:46.020 --> 01:27:48.020 was wir berücksichtigen müssen? 1433 01:27:50.020 --> 01:27:50.020 Den PH-Wert! 1434 01:27:52.020 --> 01:27:54.020 Können wir die Liste gerade noch voll machen. 1435 01:27:54.020 --> 01:27:59.020 Also auch da gibt es welche, die entweder sich 1436 01:27:59.020 --> 01:28:05.080 in alkalischer Lösung wohlfühlen oder die eher 1437 01:28:05.080 --> 01:28:07.080 acidophil sind, also säureliebend. 1438 01:28:08.080 --> 01:28:10.080 Und natürlich gibt es viele Neutrophile. 1439 01:28:11.080 --> 01:28:16.080 Also da differenzieren wir zwischen Neutrophilen, 1440 01:28:16.080 --> 01:28:25.080 Acidophilen oder Alkaliphilen. 1441 01:28:25.080 --> 01:28:31.080 Alkaliphile wären zum Beispiel welche, die PH 1442 01:28:31.080 --> 01:28:34.080 9 oder 10 oder so lieben. 1443 01:28:34.080 --> 01:28:37.080 Neutrophil, die Spanne nimmt man von PH 6 bis 1444 01:28:37.080 --> 01:28:40.080 8 ungefähr, das bezeichnet man als den neutrophilen 1445 01:28:40.080 --> 01:28:41.080 Bereich. 1446 01:28:41.080 --> 01:28:44.080 Und bei den Acidophilen, gibt es solche, die 1447 01:28:44.080 --> 01:28:47.080 moderat acidophil sind, Milchsäurebakterien 1448 01:28:47.080 --> 01:28:49.080 beispielsweise leben gerne bei PH 4-5. 1449 01:28:50.080 --> 01:28:55.080 Und andere, die zum Beispiel bei der mikrobiellen 1450 01:28:55.080 --> 01:28:58.080 Erzlaugung eine Rolle spielen, mit denen wir 1451 01:28:58.080 --> 01:29:02.040 uns beschäftigen, die lieben PH 2 und manche 1452 01:29:02.040 --> 01:29:07.040 mögen auch PH 1,4 oder 1. 1453 01:29:07.040 --> 01:29:10.040 Und man hat auch schon Bakterien bei, nicht 1454 01:29:10.040 --> 01:29:13.040 nur Bakterien, vor allen Dingen Archaea, bei 1455 01:29:13.040 --> 01:29:16.040 PH-Werten unter 1 gefunden. 1456 01:29:16.040 --> 01:29:20.040 Also, wo es richtig sauer ist, üblicherweise 1457 01:29:20.040 --> 01:29:25.040 in dem Fall dann Schwefelsäure. 1458 01:29:25.040 --> 01:29:29.040 Gut, ich denke hier müssen wir jetzt für heute 1459 01:29:29.040 --> 01:29:29.040 Schluss machen. 1460 01:29:30.040 --> 01:29:32.040 Wir haben die chemischen und physikalischen 1461 01:29:32.040 --> 01:29:34.040 Bedingungen dann noch nicht ganz zu Ende. 1462 01:29:34.040 --> 01:29:37.040 Darauf gehe ich nächstes Mal noch ein bisschen 1463 01:29:37.040 --> 01:29:41.040 ein und dann müssen wir auch sehen, wie wir 1464 01:29:41.040 --> 01:29:42.040 bakterielles Wachstum quantifizieren können. 1465 01:29:43.040 --> 01:29:46.040 Und dann gehen wir mehr auf den Energiestoffwechsel 1466 01:29:46.040 --> 01:29:46.040 und die Stoffkreisläufe. 1467 01:29:48.040 --> 01:29:49.040 Schönen Dank, Glückauf!