Aufgaben 40 Anders als Viren sind Bakterien einzellige Lebewesen. Sie sind jedoch so klein, dass Hunderte von ihnen in eine unserer Körperzellen passen würden. Im Gegensatz zu Tier-, Pflanzen- und Pilzzellen besitzen Bakterienzellen keinen Zellkern, keine Mitochondrien, kein Endoplasmatisches Retikulum und keine Dictyosomen. Ihr Erbgut liegt frei im Zytoplasma in Form eines so genannten Bakterienchromosoms. Manche Bakterien tragen ein oder mehrere Plasmide in sich, die durch Sexpili1 an andere Bakterien weitergegeben werden können (kAbb. 20). Abb.20: Aufbau eines Bakteriums. Plasmide sind für die Behandlung von Infektionskrankheiten von großer Bedeutung, denn die Gene für eine Antibiotikaresistenz liegen in den meisten Fällen auf diesen ringförmigen DNA-Molekülen. Wenn du zB an einer Harnwegsinfektion leidest, wird eine Urinprobe von dir auf Agarplatten2 ausgestrichen, die jeweils verschiedene Antibiotika enthalten. Nach zwei bis drei Tagen kann man erkennen, welche Antibiotika wirken – denn dort wachsen keine Bakterienkolonien. Sind auf bestimmten Platten jedoch Kolonien entstanden, weiß die Ärztin oder der Arzt, dass dieses Antibiotikum unwirksam gegen den Erreger ist (kAbb. 21). Antibiotika wirken ganz unterschiedlich. So setzt Penicillin die Stabilität der bakteriellen Zellwand herab, während Streptomycin die Synthese von Proteinen stört. Das Besondere an den herkömmlichen Antibiotika ist, dass sie aufgrund der Eigenheiten von Bakterien nur deren Stoffwechsel, nicht aber den von eukaryotischen Zellen stören. Sie sind selektiv in ihrer Wirkung. 1 Sexpili: zytoplasmaauswüchse bei Bakterien zum Austausch von genetischem Material 2 Agarplatte: mit sterilem Nährmedium gefüllte Schale, die als Nährboden für Mikroorganismen dient; Agar ist ein Polysaccharid einer Alge für die Verfestigung des Nährmediums. Abb.21: Wachstum von Bakterien einer Urinprobe auf Agarplatten. Mit Antibiotika muss sorgsam umgegangen werden: Die fälschliche Einnahme bei viralen Erkrankungen wie Grippe, die Nichtbeachtung der Einnahmeempfehlung, mangelhafte Hygiene, aber auch der massenhafte Einsatz von Antibiotika in der Tierzucht und damit die Selektion von resistenten Bakterienzellen können zur Ausbreitung von Resistenzen führen. Resistenzen entstehen zunächst auf natürlichem Wege, nämlich durch zufällige Erbgutveränderungen (Mutationen) bei der Zellteilung oder durch Umwelteinflüsse. Weil in Gegenwart eines Antibiotikums nur die Individuen überleben, die eine Resistenz aufweisen, vermehren sie sich sehr schnell. Denn die anderen sterben ab und fallen damit als Konkurrenten um Nahrung und Platz weg. Außerdem können Resistenzgene über die Sexpili und andere Mechanismen an weitere Bakterien übertragen werden. Es gilt daher, Antibiotika nur dann anzuwenden, wenn es wirklich medizinisch erforderlich ist. Resistenzen sind in manchen Kliniken ein großes Problem. Einige Bakterienstämme3 sind bereits gegen mehrere Antibiotika resistent und werden daher multiresistent genannt, darunter Stämme von Staphylococcus aureus (kS. 30, Abb. 5). Vor einer Behandlung ist es daher sinnvoll, abklären zu lassen, welche Antibiotika gegen das Bakterium wirken, das einen befallen hat. Eine unnötige, zu kurze oder zu lange Einnahme kann zudem unbeabsichtigte Nebenwirkungen haben. So töten viele Antibiotika eigentlich nützliche Darmbakterien ab, was zB Verdauungsstörungen zur Folge haben kann. 3 Bakterienstämme: Bakterien derselben Art, die sich aber in einer oder mehreren Eigenschaften unterscheiden (zB Antibiotikaresistenz) Bakterien besitzen keinen Kern, sondern ein freies Chromosom. Manche Bakterien haben zusätzlich ein Plasmid – Gene für eine Antibiotikaresistenz liegen meist auf einem Plasmid Mit Geißeln ausgestattete Bakterien können sich fortbewegen. Die Borsten (Fimbrien) dienen zum Anheften an Oberflächen. Über die hohlen Nadeln (Sexpili) tauschen Bakterienzellen DNA miteinander aus. Vesikel Plasmid Fimbrie Zellwand Pilus Ribosom Chromosom Zellwand Kapsel Zytoplasma Geißel Zellmembran zentrale Vakuole n Cytoplasma Eucyte (hier: Pflanzenzelle) Zellmembran Resistenzen entstehen durch Mutationen und breiten sich durch Fehlverhalten aus Variabilität, Verwandtschaft, Geschichte und Evolution Zufällig entstandene Resistenzen bringen in Anwesenheit eines Antibiotikums einen entscheidenden Überlebensvorteil. Bakterien und Antibiotika 1 W/S Liste die Unterschiede zwischen einer Bakterienzelle und einer menschlichen Zelle auf. Findest du noch andere Merkmale als die im Text genannten? Begründe, warum ein Antibiotikum wie Penicillin bei tierischen Zellen nicht wirkt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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