(1) W. Köhler, H.J. Eggers, B. Fleischer, R. Marre, H. Pfister, G. Pulverer Medizinischen Mikrobiologie (Urban & Fischer, München, Jena)

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1 Lehrbücher/Literatur für den Teil Virologie und Mikrobiologie der Vorlesung Biologie für Mediziner (1) W. Köhler, H.J. Eggers, B. Fleischer, R. Marre, H. Pfister, G. Pulverer Medizinischen Mikrobiologie (Urban & Fischer, München, Jena) (2) B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J.D. Watson Molekularbiologie der Zelle (The Cell) (VCH Verlagsgesellschaft mbh) (3) H.U. Koecke, P. Emschermann, E. Härle Biologie (Lehrbuch der allg. Biologie f. Mediziner u. Naturwissenschaftler (Schattauer Verlag, Stuttgart, New York) (4) H. Lodish, D. Baltomore, A. Berk, S.-Z. Zipursky, P. Matsudaira J. Darnell Molekulare Zellbiologie (Walter de Gruyter Verlag, Berlin, New York)

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3 Struktur/Anatomie einer prokaryotischen (z.b. Bakterien) und einer eucaryotischen (z.b. Animalen) Zelle

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6 Bakterienvirus (Phage) animales Virus (Adenovirus)

7 Allgem. Bakteriologie systematische Einteilung der Bakterien Anatomie/Morphologie der Bakterienzelle Nukleoid (Kernäquivalent) Bakterienchromosom Plasmide Restriktion und Modifikation von DNA Zytoplasma Zytoplasmamembran Periplasmatischer Raum Zellwand medizinische Bedeutung der Zellwand zusätzliche morphologische Merkmale Geißeln, Pilis, Kapseln, Sporen Wirkungsorte und Wirkungsweisen von Antibiotika Übertragung/Austausch von genetischem Material Transformation Konjugation Transduktion Physiologie der Bakterien Wachstum und Vermehrung Nährstoffansprüche (Mechanismen des Stoffwechsels) (Genetische Regulationsmechanismen) (Laborbakterien, Plasmidvektoren, gentechnische Methoden) Sterilisation, Desinfektion, antimikrobielle Chemotherapie Viren Bakteriophagen (Bakterienviren) virale Infektionszyklen/Lysogenie Viren höherer Zellen/Organismen virale Infektionszyklen/Persistenz

8 Übersicht über einige medizinisch wichtige Bakteriengruppen

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10 Schematischer Aufbau einer Bakterienzelle mit Darstellung der wichtigsten Zellkomponenten

11 Zellwand

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15 Schematische Darstellung der Zellwand grampositiver Bakterien (z.b. Staphylococcus) (Polyglycerolketten) (Lineare Polymere aus repititiven Einheiten von Glycerolphosphat und Ribitolphosphat) Transportproteine, Enzyme etc.

16 Glycanstränge bestehen aus ca. 200 Disaccharideinheiten, die durch Peptidbrücken quervernetzt sind; das Disaccharid bestehent aus N-Acetylglucosamin (G) und N-Acetyl-Muraminsäure (M),

17 Aufbau des Mureins bei E. coli Schematische Darstellung der Peptidbrücken zwischen den Glykanketten Grundbaustein (Disaccharid) des Mureins N-Acetylglucosamin (G) N-Acetyl-Muraminsäure (M), Ausschnitt aus dem Mureinsacculus

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19 Aufbau des Lipopolysaccharids gram-negativer Bakterien am Beispiel der Enterobakterien Glc = Glucose Glc-NAc = N-Acetylglucosamin Gal = Galactose Hep = Heptose KDO = 2-Keto-3desoxyoctonsäure Glc-N = Glucosamin

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22 Oberflächenanhänge bei Bakterien: Geißeln dienen der Fortbewegung Pili (Fertilitäts-Pilis) dienen dem Austausch von genetischem Material nach Zellkontakt zwischen Bakterien Fimbrien dienen der Anheftung an Schleimhäute und der Kolonisation von Oberflächen Eigenschaften von Geißeln, Fimbrien und Pilis bei E. Coli

23 Typical arrangements of bacterial flagella Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Zelle von Pseudomonas aeruginosa mit Geißel

24 (A) Electron micrograph of negatively stained E. coli showing wavy flagella and numerous short, thinner hairlike structures, the pilis. (B) Long sex pilus. Schemazeichnung nach einer elektronenmikroskopischen Aufnahme: oben ein Bakterium mit Fimbrien(Fi) und F-Pili (P), unten ein Bakterium mit Fimbrien (Fi) und Flagellen (Fl)

25 Stämme einer Reihe von Bakterien bilden sog. Kapseln (extrazelluläre Polysacharide oder andere Polymere, die der Zellwand nach außen aufliegen und in ihrer Dicke das Mehrfache des Bakteriendurchmessers ausmachen können (!) - sie schützen die Bakterien vor phagozytierenden Zellen) Medizinisch wichtige kapselbildende Bakterien

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28 Electron micrograph of a thin section of a Bacillus megaterium spore showing the thick spore coat (SC), germinal groove (G) in the spore coat, outer cortex layer (OCL) and cortex (Cx) germinal cell wall layer (GCW), underlying spore protoplast membrane (PM) and regions where the nucleoid (n) is visible. (John H. Freer, University of Glasgow, Scotland)

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30 Der periplasmatische Raum ist gefüllt mit Enzymen und anderen Proteinen zum Beispiel: Hydrolasen, Phosphatasen, Nukleasen, Enzyme, die den Abbau von Polymeren und Oligomeren bewerkstelligen, Binde-/Adapterproteine für Nährstoffe (Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Vitamine etc.), Antibiotika inaktivierende Enzyme (ß-Lactamase), Zellwand auf- bzw. Abbauende Enzyme