Allgemeine Mikrobiologie:
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Stuttgart [u.a.]
Thieme
2014
|
| Edition: | 9., vollst. überarb. und erw. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 750 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783134446098 |
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Inhaltsverzeichnis
Ί
Die Mikroorganismen - eine kurze Einführung
Georg Fuchs
1.1
1.2
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.4
1.4.1
1.4.2
1.5
1.6
1.6.1
1.6.2
1.6.3
1.6.4
26
Überblick. 26
Die Anfänge der Mikrobiologie. 26
Die alten drei Reiche: Tiere, Pflanzen
und Protisten. 28
Tiere _
Pflanzen.
Protisten.
Von den zwei Reichen der Prokaryon-
ten und Eukaryonten zu den drei
neuen Reichen.
29
29
29
29
Die zwei Reiche: Prokaryonten und
Eukaryonten. 29
Die drei neuen Reiche: Archaea,
Bacteria
und Eukarya. 30
Evolution der Organismen und phylo-
genetischer Stammbaum. 31
Allgemeine Eigenschaften der Mikro¬
organismen .
34
Das erfolgreiche Prinzip Kleinheit und
große Zahl. 34
Größeneinheit Mikrometer, die Elle des
Mikrobiologen
. 34
Großes Oberfläche/Volumen-Verhältnis
und seine Folgen. 34
Stoffwechselvielfalt und individuelle
Anpassungsfähigkeit. 35
Stoffwechselvielfalt. 35
Individuelle Anpassungsfähigkeit. 36
1.6.5
1.6.6
1.6.7
1.7
1.7.1
1.7.2
1.7.3
1.7.4
1.7.5
1.8
1.9
1.9.1
1.9.2
1.9.3
1.9.4
1.9.5
1.11
Rasche genetische Anpassung. 36
Verbreitung und Überdauerungsvermögen
der Mikroorganismen. 36
Mikroorganismen als Modellobjekte der
Forschung. 37
Rolle der Mikroorganismen für unse¬
ren Planeten Erde. 37
Kreislauf des Kohlenstoffs. 39
Mineralisierung des Kohlenstoffs. 39
Kohlendioxidfixierung. 40
Kreislauf des Stickstoffs. 40
Kreislauf des Phosphors. 40
Kreislauf des Schwefels. 42
Mikroorganismen und ihre Fressfeinde. 42
Mikroorganismen als Symbionten. 42
Mikroorganismen im Dienste des
Menschen.
44
44
45
Klassische mikrobielle Verfahren.
Neue mikrobielle Verfahren.
Mikroorganismen und Gentechnologie. 45
Mikroorganismen in Umweltprozessen. 45
Monopolstellung der Mikroorganismen .
46
1.10 Mikroorganismen als Gesundmacher -
der Mensch als besiedelter Raum. 46
Mikroorganismen als Krankheits¬
erreger.
46
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
Die Prokaryonta und die prokaryontische Zelle.
Erwin Schneider
Überblick. 50 2.4
Prokaryonten versus Eukaryonten_ 50
2.4.1
Struktur des Genoms. 50 2 4 2
. 51
2.3 Archaea versus
Bacteria.
54
Die Prokaryontenzelle - Zellform, Grö¬
ße und chemische Zusammensetzung.
Morphologische Merkmale
Stoffliche Zusammens
Proteine.
Desoxyribonukleinsäure
Ribonukleinsäure.
Polysaccharide.
Lipide
.
50
54
55
56
56
58
61
62
62
2.4.3 Ausgewählte Beispiele prokaryontischer
Organismen aus dem „natürlichen"
System.
2.4.4
Bacteria
.
Proteobakterien (= Purpurbakterien).
Grampositive Bakterien.
Cya
no bakterien.
Chfamyďia
.
Planctomyces
.
Bacteroides.
64
65
65
66
67
67
67
67
2.4.5
Grüne Schwefelbakterien. 68
Spirochäten. 68
Deinococcus. 68
Grüne Nicht-Schwefelbakterien
(Grüne schwefelfreie Bakterien. 69
Thermotoga. 69
Aquifex. 69
Archaea. 69
Euryarchaeota. 69
Crenarchaeota. 69
3.1
3.2
3.3
3.3.1
3.3.2
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.5
3.5.1
3.5.2
3.5.3
Pilze
Erika Kothe
72
Überblick.
Vorkommen der Pilze
Die pilzliche Zelle_
Aufbau der pilzlichen Zelle
Pilzwachstum.
Hefen.
Filamentose
Pilze.
Septen .
72
72
72
72
74
74
74
74
Einteilung der Pilze. 75
Vermehrungsformen der Pilze als Eintei¬
lungskriterien .
Basidiomyceten.
Ascomyceten.
Die Verwandtschaftsgruppe der Zygo-
myceten.
Die Chytridien.
76
77
78
78
78
Asexuelle Vermehrung. 78
Mitose und Zellzyklus.
Mitose.
Zellzyklus.
Asexuelle Vermehrungsformen bei Asco¬
myceten .
Asexuelle Vermehrungsformen bei ande¬
ren Pilzen.
3.6 Sexuelle Vermehrung
3.6.1 Homothallie und Heterothallie.
3.6.2 Sexuelle Entwicklung bei Basidiomyceten
3.6.3 Sexuelle Entwicklung bei Ascomyceten.
3.6.4 Sexuelle Entwicklung der Zygomyceten .
78
78
79
79
79
80
80
81
81
83
3.7 Saprophytisches Wachstum . 84
3.7.1
3.7.2
3.8
3.8.1
3.8.2
3.8.3
3.8.4
Schimmelpilze.
Weißfäule und Braunfäule.
Interaktionen mit Pflanzen - von Phy-
topathogenen zu Symbionten.
Phytopathogene.
Infektion durch phytopathogene Pilze.
Pflanzliche Abwehr und Entgiftung von Pflan-
zenmetaboliten durch den Pilze.
Mykorrhiza.
Arbuskuläre Endomykorrhiza.
Ektomykorrhiza.
Flechten.
Endophytische Pilze.
84
84
85
85
85
87
89
89
89
90
91
3.9 Tier-und humanpathogene Pilze. 91
3.9.1 Mykosen.
3.9.2 Insektenpathogene
3.10 Pilzgenetik
3.10.1
3.10.2
3.10.3
3.11
3.11.1
3.11.2
Ascusanalyse.
Molekulargenetik mit eukaryontischen
Systemen.
Genomforschung und Transformation.
Pilze in der Biotechnologie und
Produktion.
Biotechnologie.
Speisepilze und Pilzgifte
3.12 Vielfalt pilzlicher Lebensformen.
3.12.1 Synchrone
Méiose
beim Tintling.
3.12.2 Effektoren und Umwandlung von Pflan¬
zenorganen durch Brandpilze.
91
93
93
93
95
95
98
98
99
100
100
100
3.12.3 Komplizierte Lebenszyklen bei Rostpilzen 101
3.12.4 Humanpathogene Pilze. 102
3.12.5 Saccharomyces cerevisiae als Klonie-
rungssystem. 103
3.12.6 Die Innere Uhr: Zeitgeber bei
Neurospora
crassa
. 1 °4
3.12.7 Die phytopathogenen Ascomyceten
Ashbya und Clavkeps. 104
3.12.8 Eine Symbiose zwischen Zygomyceten
und Bakterien. 105
3.12.9 Oomyceten: pflanzen- und tierpathogene
Vertreter.
106
3.12.10 Mycetozoa: cAMP als Lockstoff. 107
Viren.
Börnes Kemper
112
4.1
4.2
4.3
4.4
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.8.1
Überblick.
Vorkommen und Entdeckung.
Der technische Umgang mit Viren.
Entwicklung.
Vermehrung von Phagen.
Vermehrung der Viren von Eukaryonten.
Lytischer und lysogener Zyklus.
Der lytische Zyklus.
Der lysogene Zyklus.
Regulation von Infektionsabläufen.
Aufbau.
Mechanismen der Verbreitung.
Klassifizierung der Viren.
Beispiele.
Doppelsträngige DNA-Viren
(Klasse-I-Viren).
112
112
115
116
117
118
118
118
119
119
121
123
124
124
125
Doppelsträngige DNA-Viren der Bakterien . 125
Doppelsträngige DNA-Viren der Eukaryonten . 127
4.8.2 Partiell doppelsträngige DNA-Viren. 129
4.8.3 Einzelsträngige DNA-Viren
(Klasse-II-
Viren). 130
Einzelsträngige DNA-Viren der Prokaryonten. 130
Einzelsträngige DNA-Viren der Eukaryonten . 131
4.8.4 Die plus-Strang-RNA-Viren
(Klasse-IV- und Klasse-VI-Viren). 132
Die plus-Strang-RNA-Viren der Prokaryonten . 132
Die plus-Strang-RNA-Viren der Eukaryonten . 133
4.8.5 Die minus-Strang-RNA-Viren der
Eukaryonten (Klasse-V-Viren). 135
4.8.6 Doppelsträngige RNA-Viren
(Klasse-Ill-Viren). 137
Doppelsträngige RNA-Viren der Prokaryonten . 137
Doppelsträngige RNA-Viren der Eukaryonten . 137
Doppeisträngige RNA-Viren der Hefe Saccharo¬
myces
cerevisiae
. 137
4.9 Viroide. 138
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.3
5.4
Die Besonderheiten prokaryontischer Zellen. !42
Erwin Schneider
Überblick. 142 5.5 Zellwand. 147
Abbildung von Mikroorganismen. 143 5.5.1 Zellwand der
Bacteria
. 147
5.5.2 Zellwand der Archaea. 149
Lichtmikroskopie. 143
Elektronenmikroskopie. 145 5.6 Kapseln und Schleime. 149
Chromosom und Plasmide. 145 5.7 Zellmembranen. 150
Ribosomen. 146 571 cytoplasmamembran. 150
5.7.2 Die äußere Membran gramnegativer
Bakterien. 152
10
5.8 Das prokaryontische Cytoskelett. 155 5.11
5.8.1 FtsZ und die Zellteilung. 155 5.11.1
5.8.2 MreB und die Zellform. 158 5.11.2
5.8.3 Crescentin. 159 5.11.3
5.9 Organellähnliche Kompartimente. 159 5.12
5.9.1 Von einer Lipidmembran umschlossene 5.12.1
Kompartimente. 159 5.12.2
5.9.2 Proteinumhüllte Kompartimente. 161
5.13
5.10 Speicherstoffe. 162
5.10.1 Polysaccharide. 162 5.14
5.10.2 Fettartige Substanzen. 163
5.10.3 Polyphosphate. 163
5.10.4 Schwefel. 164
5.10.5
Cyanophycin
. 164
5.10.6 Andere Zelleinschlüsse. 164
Zellanhänge. 164
Flagellen und Chemotaxis. 164
Fimbrien und
Pili
. 168
Cellulosomen. 170
Spezielle Zelldifferenzierung. 171
Endosporen und andere Dauerformen_ 171
Heterocysten. 172
Prokaryontische und eukaryontische
Zellen im Vergleich. 173
Angriffsorte und Wirkungsweise
wichtiger Antibiotika. 173
6.1
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.3
6.3.1
6.3.2
6.3.3
Prokaryontische Genetik und Molekularbiologie
Thomas Eitinger
178
Einführung. 178 6.6 Mobile genetische Elemente. 191
6.2 Organisation prokaryontischer DNA. 178
Struktur der DNA. 178
Chromosomen. 179
Plasmide. 180
Weitergabe genetischer Information:
DNA-Replikation.
DNA-Polymerasen.
Reaktionen an der Replikationsgabel.
Segregation
von Chromosomen und
Plasmiden.
6.4 Mutationen und DNA-Reparatur
6.4.1 Arten von Mutationen.
6.4.2 Entstehung von Mutationen.
Mutagene Verbindungen .
6.4.3 Selektion von Mutanten.
6.4.4 DNA-Reparatur.
Reparatur von Fehlpaarungen.
Reparatur alkylierter
Nukleotide
.
Reparatur von Schäden durch UV-Licht.
6.5 Genetische Rekombination.
190
6.5.1 Homologe Rekombination. 190
6.5.2 Nichthomologe Rekombination. 191
6.6.1 Insertions-(IS-)Elemente. 191
6.6.2
Transposons
. 191
6.6.3 Konjugative
Transposons
. 194
6.7 Mechanismen der Genübertragung . 194
6.7.1
6.7.2
181
181
181
183 6.7.3
184
184
184
6.8
186
187
188
6.8.1
188
6.8.2
189
6.8.3
189
6.8.4
6.8.5
Transformation. 195
Konjugation. 196
Hfr-Stämme. 199
Mobilisierbare Plasmide. 200
Konjugation zwischen grampositiven Bakterien
und zwischen Archaebakterien. 200
Transduktion. 200
Allgemeine Transduktion. 201
Spezifische Transduktion. 201
Andere Transduktionsformen. 201
Restriktion, Modifikation und pro¬
karyontische Immunsysteme. 202
Typ-I-R/M-Systeme. 202
Typ-II-R/M-Systeme. 202
Typ-III-R/M-Systeme. 203
Typ-lV-Restriktionsendonukleasen. 203
Immunsystem in Eubakterien und Archae¬
bakterien . 203
11
6.9
6.9.1
6.9.2
7.1
7.2
7.2.1
7.2.2
7.3
7.3.1
7.3.2
7.4.1
7.4.2
7.4.3
7.4.4
7.5
7.5.1
7.5.2
7.5.3
7.6
Expression genetischer Information:
Transkription und Translation. 203
Transkription. 203
RNA-Polymerasen. 204
Initiation und
Elongation
. 204
Termination.
205
Translation. 205
Aminoacyl-tRNA-Synthese. 205
Der genetische Code. 206
Initiation. 206
Elongation
. 207
Termination.
208
Faltungshelfer. 208
Co-
und posttranslationale Modifikationen . 209
Archaebakterielle Translation. 210
6.10 DNA-Klonierung. 210
6.10.1
6.10.2
6.10.3
6.10.4
6.10.5
6.10.6
6.11
Plasmide als Vektoren.
Phagen als Vektoren.
Cosmide.
YACs, BACs und PACs: Vektoren für sehr
große DNA-Fragmente.
cDNA-Banken und Ligationsverfahren.
Identifizierung rekombinanter Klone.
DNA-Sequenzierung und Genom¬
sequenzen .
6.11.1 Genomsequenzierung.
6.11.2 Genomgrößen und Genomorganisation
6.11.3 Genomvergleiche.
6.12
Postgenomik, Metagenomik und
synthetische Biologie.
Wachstum und Ernährung der Mikroorganismen
Bernhard Schink
Überblick. 228
Chemische Zusammensetzung der
Zelle und Nahrungsbedarf.
Elementare Nährstoffansprüche.
Ergänzungsstoffe.
Ernährungstypen und Lebens¬
strategien .
Energiequellen.
Elektronendonatoren und Kohlenstoff¬
quellen .
7.4 Substrate für Mikroorganismen.
Kohienstoffquellen_
Schwefel und Stickstoff.
Phosphor .
Sauerstoff.
Anpassung an unterschiedliche
Umweltbedingungen.
Temperatur.
Wasserstoffionenkonzentration.
Wassergehalt und osmotischer Wert.
Zusammensetzung von Nährmedien
und Kultivierungstechniken.
228
228
229
229
229
229
230
230
230
230
230
231
231
231
232
232
7.6.2
7.7
7.7.1
7.7.2
7.7.3
7.8
7.8.1
7.8.2
7.9.1
7.9.2
7.9.3
7.9.4
7.9.5
Komplexe oder Undefinierte Nährböden
Feste Nährböden.
Kultivierungstechniken.
Kohlendioxidversorgung.
Belüftung.
Anaerobenkultur.
211
212
214
214
214
215
216
216
219
221
221
228
233
233
233
233
233
234
Selektive Kulturmethoden. 235
Anreicherungskultur.
Reinkultur.
Mischkultur.
235
237
237
Wachstum und Zellteilung. 238
Methoden zur Bestimmung der Zellzahl
und der Bakterienmasse.
Bestimmung der Zellzahl.
Bestimmung der Zellmasse.
Kinetik des Wachstums.
238
238
239
239
7.9 Physiologie des Wachstums. 240
7.6.1 Nährböden. 233
Bakterienwachstum in statischer Kultur.
Parameter der Wachstumskurve.
Lineares Wachstum.
Bakterienwachstum in kontinuierlicher
Kultur.
Wachstum im Chemostaten.
Wachstum im Turbidostaten.
Unterschiede zwischen statischer und
kontinuierlicher Kultur.
241
242
243
243
244
246
246
12
7.10
7.10.1
7.10.2
7.10.3
7.10.4
Hemmung des Wachstums und
Abtötung.
246
Schädigung der Zellgrenzschichten. 246
Hemmung des Stoffwechsels. 246
Einfluss von Antibiotika. 247
Absterben und Abtötung von Mikro¬
organismen . 248
7.11 Sterilisation und Desinfektion. 248
7.11.1 Feuchte Hitze. 248
7.11.2 Trockene Hitze. 249
7.11.3 Filtration. 250
7.11.4 Bestrahlung. 250
7.11.5 Chemische Mittel. 250
7.12 Konservierungsverfahren. 251
7.12.1 Physikalische Konservierungsverfahren . 251
7.12.2 Chemische Konservierungsverfahren_ 252
7.13 Kulturerhaltung. 252
7.13.1 Dauerkulturen.
7.13.2 Lebendkulturen.
252
253
7.14 Mikrobiologische Diagnostik. 253
7.14.1 Klassische Techniken.
7.14.2 Molekularbiologische Techniken
253
254
8
8.1
8.2
8.2.1
8.2.2
8.3
8.4
8.4.1
8.4.2
8.5
8.5.1
8.5.2
8.5.3
8.5.4
8.5.5
8.6
8.7
Zentrale Stoffwechselwege.
Georg Fuchs
Überblick. 258 8.8
258
Grundmechanismen des Stoffwechsels
und der Energieumwandlung. 258
Funktion der Enzyme. 259
Wirkungsweise der Enzyme. 259
Regulation der katalytischen Aktivität. 260
Coenzyme und prosthetische Gruppen. 260
Dehydrogenierung und Pyridinnukleotide 262
Allgemeines Prinzip des Stoffwechsels. 263
Umwandlung von Energie. 264
ATP und andere energiereiche Verbindun¬
gen. 264
Regeneration von ATP. 265
Wege des Hexoseabbaus. 265
Glykolyse. 265
Pentosephosphatweg und oxidativer Pen-
tosephosphatzyklus. 267
KDPG-(2-Keto-3-desoxy-6-phosphogluco-
nat-)Weg. 269
Wege des Zuckerstoffwechsels in Archaea 269
Energiebilanzen und Verbreitung der
Zuckerabbauwege. 270
Oxidation
von Pyruvat. 271
Citratzyklus und alternative Wege — 272
Elektronentransportphosphorylierung
der Atmungskette. 274
8.8.1 Energetische Grundlagen und das Prinzip
der Atmungskette. 274
Redoxpotenzial. 275
8.8.2 Komponenten der Atmungskette. 275
Flavoproteine. 275
Eisen-Schwefel-Proteine. 276
Chinone. 276
Cytochrome. 276
8.8.3 Atmungskette bei der Veratmung von
Sauerstoff. 278
Oxidasepositive Bakterien. 279
Oxidasenegative Bakterien und verzweigte
Atmungsketten. 280
8.8.4 Elektronentransportphosphorylierung . 281
Elektrochemisches Potenzial. 281
ATP-Synthese. 282
8.8.5 Rückläufiger Elektronentransport. 284
8.8.6 Elektronentransportprozesse bei anaero¬
ben Bakterien. 285
8.9 Eigenschaften und Funktionen von
Sauerstoff. 285
8.9.1 Regulation durch Sauerstoff. 285
8.9.2 Toxische Wirkung des Sauerstoffs und
Entgiftungsreaktionen. 285
8.9.3 Sauerstoff als Cosubstrat. 286
8.9.4 Sauerstoff und Biolumineszenz. 286
13
8.10 Verbindung zwischen Energiestoff¬
wechsel und Biosynthese. 287
8.10.1 Bereitstellung des Kohlenstoffs für die Bio¬
synthese . 287
8.10.2 Gluconeogenese, Hilfszyklen und Sonder¬
wege . 287
Gluconeogenese.
Anaplerotische Reaktionen und Gluconeo¬
genese aus
СзЛ/егЫпоипдеп
.
Gluconeogenese aus Fettsäuren und anderen
Substraten.
.10.3 Regulation von Enzymaktivität und Gen¬
expression .
287
287
289
291
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.6.1
9.6.2
9.6.3
9.6.4
9.7
9.7.1
9.7.2
9.7.3
9.8
9.8.1
Biosynthesen
Georg Fuchs
Überblick.
Organisation der „Zellfabrik"
Syntheseleistung der Zelle.
Metabolite
und ihre Konzentrationen
in der Zelle.
Makromoleküle und ihre Bausteine .
Assimilation der Elemente
IV,
S, P
und
der Spurenelemente.
Stickstoff.
Ammoniak bzw. Nitrat als N-Quelie.
Molekularer Stickstoff als N-Quelle.
Schwefel.
Sulfat als S-Qjelle.
Fixierung und Übertragung von Schwefel¬
wasserstoff .
Phosphor .
Spurenelemente.
Bereitstellung von
Q-Einheiten,
Ener¬
gie,
Reduktions-
und Oxidationsmit-
teln.
CrEinheiten.
Energie.
Reduktions-
und Oxydationsmittel.
Synthese von Zellmaterial aus CO2_
Calvin-Benson-Zyklus.
294
294
296
296
297
298
298
298
299
302
302
303
303
304
306
306
307
308
308
310
9.8.2
9.8.3
9.8.4
9.9.1
9.9.2
9.9.3
9.9.4
9.9.5
Alternative Wege der CC^-Fixierung
Reduktiver
Acetyl-
Co A-
Weg.
Reduktiver Citratzyklus.
Besondere Wege der CO^-Fixierung.
Ökologische, ökonomische und evolutio¬
näre Aspekte .
Synthese von Zellmaterial aus Form¬
aldehyd .
Hexulosephosphatzyklus.,
Serinweg.
Dihydroxyacetonzyklus.
Anaerober Weg.
294
312
312
312
313
313
314
314
316
316
316
9.9 Biosynthesen der Bausteine. 316
Aminosäuren.
Zucker.
Nukleotide
und Desoxynukleotide.
Lipide
.
Speicherstoffe.
316
318
319
320
323
9.10 Sekundärmetabolite. 325
9.10.1
9.10.2
9.11
9.11.1
9.11.2
Funktion von Sekundärmetaboliten.
Beispiele für Sekundärmetabolite.
Synthesen von komplexen Zell¬
strukturen.
Synthese von Zellwandkomponenten an
der Membran.
Zusammenbau komplexer Strukturen
325
326
327
327
329
10
10.1
10.2
Transport durch die Cytoplasmamembran
Erwin Schneider
Überblick. 334
Grundlagen des Transports. 334
10.2.2 Passiver Transport durch Kanalproteine .
10.2.3 Aktiver Transport durch
Carrier
.
334
334
335
10.2.1 Passiver Transport durch Diffusion. 334
14
10.3 Transportmechanismen und Transport¬
systeme . 335
10.3.1 Primäre Transportsysteme. 337
AßC-Transporter. 337
Na+-abhängige Decarboxylasen. 338
10.3.2 Sekundäre Transportsysteme. 339
10.3.3 Gruppentranslokation. 340
10.3.4 Zusammenwirken von Exoenzymen und
Transport. 341
10.4 Weitere Aspekte der Transport¬
systeme . 341
10.4.1 Beteiligung von Transportsystemen an der
Gen- und Proteinregulation. 341
10.4.2 Transportsysteme als chemotaktische
Rezeptoren. 343
10.4.3 Transportsysteme als Mediatoren der
Differenzierung.
10.5 Resistenz durch proteinvermittelten
Export
10.6 Translokationssysteme für den
Proteinexport.
10.6.1 Sec-Translokationssystem.
10.6.2 Tat-Translokationssystem .
10.6.3 Spezielle Sekretionssysteme
See-abhängige Systeme.
See-unabhängige Systeme .
343
343
344
344
348
348
348
348
10.7 Aufnahme von DNA. 350
11 Abbau organischer Verbindungen.
Georg Fuchs
11.1 Überblick. 354
11.2 Aerobe und anaerobe Mineralisierung. 354
11.2.1 Aerobe Mineralisierung. 354
11.2.2 Anaerobe Mineralisierung. 355
11.3 Gemeinsame Aspekte des Polymer¬
abbaus . 355
11.4 Abbau von Polysacchariden. 356
11.4.1
Cellulose
. 357
11.4.2 Hemicellulosen. 357
11.4.3
Pectine
. 358
11.4.4 Andere Polysaccharide. 359
11.4.5 Chitin und Murein. 359
11.4.6 Stärke. 360
11.4.7 Fructane. 361
11.5 Abbau von
Lignin
. 362
11.6 Abbau von Proteinen, Nukleinsäuren
und Lipiden. 364
354
11.6.1 Proteine. 364
11.6.2 Nukleinsäuren. 365
11.6.3
Lipide
. 366
11.7 Abbau niedermolekularer Substanzen . 367
11.7.1 Zucker. 368
11.7.2 Aminosäuren. 370
11.7.3 Aromatische Verbindungen. 372
Aerober Abbau von
Aromaten
. 372
Anaerober Abbau von
Aromaten
. 374
11.7.4 Kohlenwasserstoffe. 376
Aerober Abbau von Kohlenwasserstoffen. 376
Anaerober Abbau von Kohlenwasserstoffen . 379
11.7.5 Fettsäuren. 379
.1,7.6 Purine, Pyrimidine und andere hetero-
zyklische Verbindungen. 382
11.8 Abbau und Cometabolismus von Xeno-
biotika. 382
11.9 Unvollständige
Oxidationen
. 384
12
Oxidation
anorganischer Verbindungen: chemollthotrophe Lebensweise. 388
Johann Heider
12.1 Überblick. 388
12.2
Habitate
und Lebensweise von chemo-
lithotrophen Bakterien. 388
12.2.1 Art und Herkunft der Substrate. 388
12.2.2
Habitate
. 388
12.2.3 Lebensweise. 390
Kultivierung. 390
15
12.2.4 Stoffwechseltypen und ihre Nischen. 390
12.2.5 Symbiosen. 392
12.3 Prinzipien der Lithotrophie. 392
12.3.1 Stoffwechselprinzip. 392
12.3.2 Rückläufiger Elektronentransport. 393
12.4 Reduzierte Stickstoffverbindungen als
Elektronendonatoren. 393
12.4.1 Ammonium- und nitritoxidierende Nitrifi-
kanten. 394
12.4.2 Biochemie der Ammoniumoxidation. 395
12.4.3 Biochemie der Nitritoxidation. 395
12.4.4 Ökologische und praktische Bedeutung
der Nitrifikation. 396
12.5 Reduzierte Schwefelverbindungen als
Elektronendonatoren. 397
12.5.1 Biochemie der Sulfid- und Schwefeloxida-
tion
400
Schwefelstoffwechsel in Acidianus
ambivalens
. 400
Schwefelstoffwechsel in neutrophilen Bakterien 401
12 5 2 Schwefelwasserstoffoxidierende Symbion-
. 402
ten
12.6 Reduzierte Metallionen als Elektronen¬
donatoren . 403
12.6.1 Biochemie der
Oxidation
von Metallionen 405
12.6.2 Erzlaugung. 405
12.7 Wasserstoff als Elektronendonator — 405
12.7.1 Biochemische Grundlagen. 406
12.7.2 Aerobe wasserstoffoxidierende Mikro¬
organismen
406
12.8 Kohlenmonoxid als Elektronendonator 407
13 Mikrobielle Gärungen.
Johann Heider
410
13.1
Überblick. 410 13.4 Ethanolgärung. 421
13.2 Prinzipien der Gärung. 410
13.2.1
Habitate
von gärenden Mikroorganismen.
13.2.2 Regeneration der Redox-Carrier.
13.2.3 Gärungstypen.
13.2.4 Substratphosphorylierung.
13.2.5 Energiekonservierung durch Elektronen-
bifurkation.
13.2.6 Ferredoxingetriebene Protonen- bzw.
Na+-Pumpen.
13.2.7 Wasserstoff als Gärungsprodukt.
13.2.8 Biotechnologische Bedeutung von
Gärungen .
410
410
411
411
411
414
414
415
13.3 Milchsäuregärung. 415
Milchsäurebakterien.
Homofermentati
ve Milchsäuregärung.
.
13.3.1
13.3.2
13.3.3 Heterofermentative Milchsäuregärung .
13.3.4
Bifidobacterium-Cáľung
.
13.3.5 Praktische Bedeutung der Milchsäure¬
bakterien .
Milchprodukte.
Käse.
Weitere Lebensmittel.
Silage.
13.3.6 Medizinische Bedeutung von Milchsäure¬
bakterien .
415
416
417
418
419
419
419
419
420
420
13.4.1 Biochemie der Ethanolbildung. 421
13.4.2 Praktische Bedeutung der alkoholischen
Gärung. 422
Wein. 422
Sekt. 424
Bier. 424
Backhefe. 424
Ethanol
. 424
13.5 Gemischte Säuregärung. 425
13.5.1 Biochemie der gemischten Säuregärung. 426
Gemischte Säuregärung. 426
Butandiolgärung bei Enterobacter. 427
13.5.2 Bedeutung der gemischten Säuregärung
für Trinkwasser- und Labordiagnostik_ 428
13.6 Buttersäure-und Lösungsmittelgärung 429
13.6.1 Buttersäuregärende Clostridien. 429
13.6.2 Biochemische Grundlagen der Butter-
säuregärung. 429
13.6.3 Lösungsmittelgärung (Butanolgärung)_ 431
13.7 Propionsäuregärung. 431
13.7.1 Propionibacterium. 431
16
13.9 Sekundäre Gärungen und Homoacetat-
gärung. 435
13.7.2 Biochemische Grundlagen der Propion-
säuregärung. 431
Methylmalonyl-CoA-Weg. 431
Acrylyl-CoA-Weg. 432 13.9.1 Sekundäre Gärungen. 435
Eigenschaften und Isolierung der sekundären
13.8 Vergärung von Aminosäuren. 433 Gärer. 436
13.9.2 Homoacetatgärung. 438
13.8.1 Stickland-Gärung. 433
13.8.2 Vergärung von Glutamat. 434
14 Anaerobe Atmung.
Johann Heider
14.1 Überblick. 442
14.2 Energetisches Prinzip. 442
14.3 Nitrat, Nitrit, N2O als Elektronenakzep¬
toren. 444
14.3.1 Denitrifikation. 444
Reduktion von Nitrat zu Nitrit. 444
Reduktion von Nitrit zu molekularem Stickstoff. 445
14.3.2 Nitratammonifikation. 446
14.3.3 Anammoxreaktion. 446
14.4
Fu
marat
als Elektronenakzeptor. 447
14.5 Oxidierte Metallionen als Elektronen¬
akzeptoren . 448
14.6 Sulfat als Elektronenakzeptor. 449
14.6.1 Biochemie der Sulfatreduktion. 451
14.6.2 Energetik der Sulfatatmung. 452
14.6.3 Unterschiede zwischen assimilatorischer
und dissimilatorischer Sulfatreduktion . 452
14.6.4 Rolle der sulfatreduzierenden Mikro¬
organismen im Naturhaushalt. 453
442
14.7 Schwefel als Elektronenakzeptor. 454
14.7.1 Polysulfidatmung in Wolinella
sucånoge-
nes. 454
14.7.2 Syntrophe Assoziation von Desulfuromo-
nas acetoxidans mit Grünen Schwefel¬
bakterien . 455
14.8 Methanogenese: CO2 als Elektronen¬
akzeptor . 456
14.8.1 Methanogene Organismen. 456
Eigenschaften. 456
Ökologie. 457
14.8.2 Methanbildung aus H2 und CO2. 458
14.8.3 Methanbildung aus
Acetat
. 459
14.9 Acetogenese: CO2 als Elektronen¬
akzeptor . 461
14.9.1 Biochemie der Acetogenese. 461
14.10 Reduktion weiterer Elektronen¬
akzeptoren . 463
14.10.1 Sulfoxide und Aminoxide. 463
14.10.2 Anorganische Oxyanionen. 463
14.10.3 Chlororganische Verbindungen. 464
15 Phototrophe Lebensweise.
Georg Fuchs
15.1 Überblick. 466
15.2 Bedeutung und Prinzipien der Photo¬
synthese . 466
15.2.1 Licht als Energiequelle und phototrophes
Wachstum. 466
466
15.3
Oxygene
phototrophe Bakterien
(Cyanobakterien). 468
15.3.1 Vorkommen und Rolle von Cyanobakte¬
rien . 468
15.3.2 Stoffwechsel und Zellstruktur. 469
15.3.3 Morphologische Gruppen. 470
15.2.2 Prinzipien der Photosynthese
467 15.3.4 Zelldifferenzierungen. 472
17
ΐ
5.4
Anoxygene phototrophe
Bakterien. 472
15.4.1 Vorkommen und Rolle von anoxygenen
phototrophen Bakterien. 473
15.4.2 Purpurbakterien und Grüne Nicht-Schwe¬
felbakterien (Photosysteme vom Typ
II).
. 475
Purpurbakterien. 475
Die Grünen Nicht-Schwefelbakterien. 476
Ί
5.4.3 Grüne Schwefelbakterien und Heliobakte-
rien (Photosysteme vom Typ
I)
. 477
Grüne Schwefelbakterien. 477
Heliobakterien. 478
15.4.4 Aerobe anoxygene phototrophe Bakterien
(Photosysteme vom Typ
II
oder Bakterio-
rhodopsin). 478
15.5 Photosynthetische Pigmente und
Thylakoide. 478
15.5.1
Chlorophylle
und Bakteriochlorophylle. 479
Chlorophyll. 479
Bakteriochlorophylle. 479
15.5.2 Akzessorische Pigmente. 480
Carotinoide
. 480
Phycobiline. 482
15.5.3 Thylakoide. 482
15.6 Antennenkomplexe. 482
15.6.1 LHIundLHIl. 483
15.6.2 Chlorosomen. 483
15.6.3 Phycobilisomen. 483
16 Regulation des Stoffwechsels und des
Gottfried Unden
16.1 Überblick. 494
16.2 Aufrechterhaltung des Zellmilieus und
Antwort auf Änderungen. 494
16.3 Mechanismen zur Anpassung und
Änderung des Zellaufbaus. 495
16.3.1 Veränderung der DNA-Struktur. 495
16.3.2 Kontrolle der Transkription und Trans-
lation. 496
16.3.3 Regulation der Transkription durch DNA-
bindende Proteine. 495
Negative Regulation durch Repressorproteine. 497
Positive Regulation durch Aktivatorproteine . 497
Verwendung komplexer Promotoren. 498
16.3.4 Alternative o-Faktoren.
499
16.3.5 Funktionskontrolle durch Synthese und
Proteolyse. 499
15.7
Oxygene
Photosynthese. 484
15.7.1 Die photosynthetische Redoxkette im
Überblick. 484
15.7.2 Photosystem
II
(Chinon-Typ) und Wasser¬
spaltung . 485
15.7.3 Elektronentransportkette. 487
Der Cytochrom-og/'-Komplex. 487
Plastocyanin. 487
15.7.4 Photosystem 1 (FeS-Typ) und NADPH-
Bildung. 487
15.7.5 Zyklische Photophosphorylierung. 487
15.7.6 Bilanz, Quantenbedarf und Wirkungsgrad
der Lichtreaktion. 487
15.8 Anoxygene Photosynthese. 489
15.8.1 Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei
den anoxygenen Photosystemen. 489
15.8.2 Photosysteme vom Typ
II
(Chinon-Typ)
und vom Typ
I
(FeS-Typ). 490
Photosystem
II
. 490
Photosystem
1
. 490
15.9 Bakteriorhodopsin- und
ρ
roteo
-
rhodopsinabhängige Photosynthese . 491
Zellaufbaus von Bakterien. 494
16.3.6 Kontrolle durch regulatorische
RNA
und
Attenuation
. 500
Trons-codierte sRNA. 500
C/s-kodierte regulatorische
RNA
. 500
Attenuation.
501
16.3.7 Posttranslationale Regulation. 502
16.4 Reizaufnahme und Reizverarbeitung . 504
16.4.1 Membranständige und cytoplasmatische
Sensoren. 504
16.4.2
Régulons, Stimulons
und Netzwerke. 504
16.4.3 Aufbau und Funktion von Zweikomponen¬
tensystemen. 505
16.4.4 Intrazelluläre Signalmolelcüle. 506
16.5 Regulation von Katabolismus und
Energiestoffwechsel. 506
18
16.5.1 Übergeordnete Regulation des Kohlen-
stoffkatabolismus. 507
16.5.2 Regulation des Stoffwechsels durch
Elektronenakzeptoren. 509
Regulatorsysteme. 510
16.6 Regulation der Stickstoffassimilierung. 512
16.7
Stringente
Kontrolle und generelle
Stressantwort. 514
16.7.1
Stringente
Kontrolle und Kopplung von
Anabolismus und Katabolismus. 514
16.7.2 Generelle Stressantwort und Regulation
der stationären Phase in
E. coti
. 515
Regulation durch den alternativen
σ
-Faktor
as in
£
cotí.
515
Regulation durch den alternativen
σ
-Faktor
α8 ¡π
Bacillus
. 516
16.7.3 Toxin-Antitoxin-Systeme und bakterielle
Persistenz. 516
16.8 Spezifische Stressreaktionen. 517
16.8.1 Oxidativer
Stress
. 518
16.8.2 Hitze- und Kälteschockreaktion. 518
Regulation der Hitzeschockantwort. 519
Kälteschock. 519
16.8.3 Hüllstress und Reizerkennung durch
ECF-o-Faktoren. 520
16.8.4 Osmoregulation. 520
16.9 Interzelluläre Kommunikation und
Zelldichteregulation (Quorum
Sensing)
521
16.10 Chemotaxis. 523
16.11 Differenzierung bei Bakterien. 524
16.11.1 Endosporenbildung bei ß. subtilis. 525
16.11.2 Lebenszyklus von Caulobacter crescentus 527
16.11.3 Fruchtkörperbildende Myxobakterien_ 528
17 Mikrobielle Vielfalt, Evolution und Systematik.
Jörg Overmann
532
17.1 Überblick. 532
17.2 Diversität. 532
17.2.1 Diversitätsbegriff und Definition. 532
17.2.2 Quantifizierung und Umfang mikrobieller
Diversität. 532
Beobachtungseinheit der mikrobiellen Diver-
sitätsforschung. 532
Umfang bakterieller Diversität. 534
17.2.3 Relevanz der mikrobiellen Diversitäts-
forschung. 534
17.3 Systematik der Prokaryonten. 535
17.3.1 Bestandteile der Systematik: Charakteri¬
sierung,
Taxonomie,
und Phylogenie. 535
17.3.2 Methoden der Charakterisierung und
Systematik bei Prokaryonten. 537
Morphologisch-cytologische Merkmale. 537
Physiologische Merkmale. 537
Chemotaxonomte. 537
Molekularbiologische Charakterisierung. 538
Numerische
Taxonomie
. 539
17.3.3 Artkonzept und Artbeschreibung bei
Prokaryonten. 539
17.4 Evolutionäre Grundlagen der prokary-
ontischen Vielfalt. 541
17.4.1 Mechanismen prokaryontischer Evolution
und Relevanz für die Systematik. 541
Mutation. 541
Rekombination. 541
Selektion. 542
Migration. 543
17.4.2 Populationsgenetische Evolutionsmodelle 543
17.5 Archaea - extremophile lebende
Fossilien?. 543
17.5.1 Crenarchaeota. 545
Thermoproteales. 545
Desulfurococcales. 545
Sulfolobales. 546
17.5.2 Euryarchaeota. 547
Thermococcales. 547
Nanoarchaeota. 547
Methanopyrales. 547
Methanobacteriales. 548
Methanococcales. 548
Thermoplasmatales. 548
Archaeoglobales. 548
Methanomicrobiales. 548
Methanosarcinales. 549
Halobacteriales. 549
19
17.5.3
17.6
17.6.1
17.6.2
17.6.3
17.6.4
17.7
17.8
17.8.1
17.8.2
17.9
17.9.1
17.9.2
17.10
17.10.1
17.10.2
17.11
17.12
17.12.1
17.12.2
17.13
17.14
17.15
Tief abzweigende neue
Phyla: Korarchaeo-
ta und Thaumarchaeota. 550
Vorwiegend thermophile
Bacteria:
Aquifìcae,
Thermotogae, Thermo-
desulfobacteria, Dktyoglomi. 551
Aquificae. 551
Thermotogae. 552
Thermodesulfobacteria. 552
Dictyoglomi. 553
Deinococcus-Thermus. 553
Chloroflexi und Armatimonadetes----- 554
Chloroflexi. 554
Chloroflexi. 554
Thermomicrobia. 555
Anaerolineae und Caldilineae. 555
Dehalococcoidetes. 555
Ktedonobacteria. 555
Armatimonadetes. 555
Firmicutes und Tenericutes: gramposi¬
tiv mit niedrigem GC-Gehalt. 556
Firmicutes. 556
Bacilli
. 556
Clostridia. 560
Negativicutes. 562
Tenericutes. 562
Actinobacteria: grampositiv mit
hohem GC-Cehalt. 563
Rubrobacterales, Coriobacterales, Acidi-
microbiales, Bifidobacteriales. 563
Actinomycetales. 564
Streptomyces. 566
Andere myzelbildende Actinomycetales. 566
Actinomycetales ohne Myzel. 567
Fusobacteria. 568
Cyanobacteria -
oxygen
photosynthe¬
tisch, hoch divers und weit verbreitet. 569
Phylogenie und
Taxonomie
. 569
Stoffwechsel und Sekundärstoffe. 570
Nitrospirae. 570
Acidobacteria. 571
Spirochaetae. 572
17.16 Planctomycetes, Verrucomicrobia,
Chlamydiae. 573
17.16.1 Planctomycetes. 573
Planctomycetaceae. 574
Anammoxbakterien. 575
17.16.2 Verrucomicrobia. 575
Prosthekate. aerobe Formen. 575
Kokkoide,
obligat anaerobe Formen. 576
Pelagiococcus, ein Vertreter ohne Peptido-
glykan. 576
Epixenosomen. 576
„Candidatos
Xiphinematobacter", ein symbion-
tischer Vertreter. 576
17.16.3 Chlamydiae. 576
17.17 Chlorobi. 577
17.17.1 Chlorobiaceae. 578
17.17.2 Klasse Ignavibacteria. 578
17.17.3 „Thermochlorobacteriaceae". 578
17.18 Bacteroidetes. 578
17.18.1 Bacteroidales. 578
17.18.2 Cytophagales. 579
17.18.3 Flavobacteriales. 580
17.18.4 Sphingobacteriales. 580
17.19 Proteobacteria. 581
17.19.1 Alphaproteobactena. 581
Anoxygen phototrophe Alphaproteobacteria . 581
Obligat aerobe anoxygen phototrophe Alpha¬
proteobacteria . 582
Chemolithoautotrophe Alphaproteobacteria. . 582
Methanotrophe und fakultativ methylotrophe
Alphaproteobacteria. 582
Symbionten der Leguminosen. 583
Intrazelluläre human- und tierpathogene Arten. 584
Stoffwechselphysiologisch besondere Gattun¬
gen . 585
17.19.2 Betaproteobacteria. 585
Anoxygen phototrophe Betaproteobacteria . 585
Chemolithoautotrophe Betaproteobacteria. 585
Rhodocyclales. 585
Burkholderiales. 586
Neisseriales. 586
17.19.3 Gammaproteobacteria. 587
Anoxygen phototrophe Cammaproteobacteria. 587
Chemolithoautotrophe schwefeloxidierende
Gammaproteobacteria. 587
Methylococcales. 589
Pseudomonadales. 589
Xanthomonadales. 590
Alteromonadales. 59}
20
Enterobacteriales
. 591
Legionellales. 592
Pasteurellales
. 593
Vibrionales
. 593
17.19.4
Deltaproteobacteria
. 593
Myxococcales
. 593
Bdellovibrionales
. 594
17.19.5
Epsilonproteobacteria
. 595
Pathogène
Vertreter der Epsilon-Protobacteria . 595
18 Die Rolle von Mikroorganismen im Stoffkreislauf und in der Natur.
Bernhard Schink
598
18.1 Überblick. 598
18.2 Ökosystem, Standort und Ökologische
Nische. 598
18.2.1 Ökosystem. 598
18.2.2 Standort. 598
18.2.3 Ökologische Nische. 599
18.2.4 Bewohner eines Ökosystems. 599
18.3 Limitierung von Substraten und Ener¬
giequellen . 599
18.3.1 Logistisches Wachstum. 599
18.3.2 Begrenzung der Substratverfügbarkeit . 600
18.4 Fließsysteme, Substrataffinität und
Schwellenwerte. 600
18.5 Hunger,
Stress,
Abweidung und
Populationskontrolle durch Phagen . 601
18.5.1 Hunger. 601
18.5.2
Stress
. 602
18.5.3 Abweidung. 602
18.5.4 Phagen. 603
18.6 Transport von Substraten und Produk¬
ten. 603
18.6.1 Diffusionskontrollierte Lebensräume und
Gradientenorganismen. 605
18.7 Methoden zur Analyse mikrobieller
Populationen und ihrer Aktivitäten in
der Natur. 605
18.7.1 Färbetechniken und Mikroautoradiografie 606
18.7.2 Chemische Methoden. 606
18.7.3 Kultivierungsmethoden. 606
18.7.4 Molekularbiologische Methoden. 607
18.7.5 Analyse von Organismengemeinschaften . 609
18.8 Oberflächenanheftung, Biofilme und
interzelluläre Kommunikation. 609
18.8.1 Oberflächenanheftung. 609
18.8.2 Funktionelle Differenzierung im Biofilm. 610
18.9 Kooperation zwischen Mikroorganis¬
men. 611
18.9.1 Die anaerobe Fütterungskette. 612
18.9.2 Andere Typen von Symbiosen. 612
18.10 Seen und Ozeane. 613
18.10.1 Süßgewässer. 614
Seen. 614
Freiwasser. 615
Seesediment. 616
Lithotrophe
Oxidation
. 617
Fließgewässer. 618
18.10.2 Ozean. 618
Primärproduktion. 618
Tiefsee. 619
Marschen. 619
Marine Sedimente. 620
Anaerobe Methanoxidation. 620
Anaerobe Ammoniumoxidation. 621
18.11 Boden und tiefer Untergrund. 621
18.11.1 Boden als Standort für Mikroorganismen . 621
18.11.2 Bodenbestandteile. 621
18.11.3 Mikroorganismen im Boden. 623
18.11.4 Stickstoffhaushalt. 623
18.11.5 Methankreislauf. 624
18.11.6 Schichtung des Bodens. 624
18.11.7 Tiefer Untergrund. 624
18.12 Extreme Standorte und ihre Bewohner 624
18.12.1 Heiße Standorte und thermophile Orga¬
nismen . 625
Extrem heiße Standorte. 625
18.12.2 Kalte Standorte, psychrophile Organismen
und Kältekonservierung. 627
18.12.3 Saure und basische Standorte und daran
angepasste Organismen. 628
18.12.4 Salzreiche Standorte und halophile Orga¬
nismen . 629
21
18.13 Ceomikrobiologie, Mikroorganismen
als Gestalter unserer Erde. 630
18.13.1 Eisenablagerung. 630
18.13.2 Ablagerung von Calciumcarbonat. 631
18.13.3 Schwefelablagerung und andere Lager¬
stätten. 631
18.13.4 Eliminierung von toxischen Metallen und
Metalloiden. 631
18.14 Tierische Verdauungssysteme. 631
632
632
634
634
18.14.1 Ernährungs- und Verdauungstypen.
18.14.2 Verdauungsapparat der Wiederkäuer .
18.14.3 Verdauungsapparat des Pferdes.
18.14.4 Verdauungsapparat von holzfressenden
Termiten.
19
19.1
19.2
19.2.1
19.2.2
19.3
Mikroorganismen als Symbionten und
Antagonisten
Erwin Schneider
638
Symbiosen . 638
Symbiose von stickstofffixierenden
Bakterien mit Pflanzen. 638
Wurzel- oder Stammknöllchenbakterien . 638
Andere Formen. 641
Lebensgemeinschaften von Mikro¬
organismen mit Tieren. 642
19.4 Körperflora des Menschen. 643
19.4.1 Haut. 643
19.4.2 Mundhöhle. 645
19.4.3 Verdauungstrakt. 645
19.4.4 Atemwege. 647
19.4.5 Urogenitalbereich. 647
19.5 Mikroorganismen als Auslöser von
Krankheiten. 647
19.5.1 Wirkmechanismen
tier-
und human-
pathogener Bakterien. 647
Adhäsion der Bakterien. 649
Invasion der Bakterien. 649
Kolonisation und Ausbreitung der Bakterien . 651
Toxine
. 651
Überwindung von Abwehrmechanismen des
Wirtes. 653
Medizinische Diagnostik. 657
19.5.2 Ausgewählte bakterielle Krankheitser¬
reger bei Mensch und Tier. 659
Erkrankungen der Atemwege. 659
Erkrankungen des Verdauungstraktes. 661
Erkrankungen des Urogenitaltrakts. 666
Erkrankungen des Zentralnervensystems. 667
Systemische Infektionen. 668
19.5.3 Virale Krankheitserreger und Prionen. 669
19.6 Epidemiologie und öffentliche Gesund¬
heit . 672
19.6.1 Epidemiologische Grundbegriffe. 672
19.6.2 Krankenhaushygiene und nosokomiale
Infektionen. 673
19.6.3 Umwelthygiene (Wasserhygiene). 674
19.7 Pflanzenpathogene Bakterien. 674
19.7.1 Ausgewählte pflanzenpathogene Bakte¬
rien . 674
19.7.2 Pflanzenabwehr gegen Mikroorganismen. 675
19.8
Biologische Waffen. 678
20
20.1
20.2
20.3
Mikroorganismen im Dienste des Menschen: Biotechnologie. 684
Bernhard Schink
Überblick.
сод
7n
л
. bö4 -¿0.4
Die Bakterienzelle als Produzent 684
?плі
Technische Abläufe in der klassischen
2°"42
^^«^»eistungen
von Essigsäure-
Biotechnologie .
fy,- _ bakterien.
587
*.
2ОЛЗ
Biochemie der Essigsäurebildung 688
Essigsaure. 687
Unvollständige
Oxidationen.
687
22
20.5 Produktion organischer Säuren durch
Pilze und Bakterien.
20.5.1 Physiologie und Biotechnologie.
Synthese von Zitronensäure.
Optimierung der Ausbeute an Zitronensäure .
20.5.2 Biochemie der Säurebildung durch Pilze.
20.5.3 Produktion organischer Säuren durch
Bakterien.
20.6 Aminosäuren.
20.7 Stoffumwandlungen
20.8 Antibiotika.
20.8.1 Antibiotikabildende Mikroorganismen .
20.8.2 Nachweis der Synthese von Antibiotika.
20.8.3 Therapeutisch wichtige Antibiotika_
Penicilline.
Cephalosporine.
Streptomycin
.
Chloramphenicol.
Tetracycline.
Makrolide.
Polypeptidantibiotika.
20.8.4 Mykotoxine.
20.9 Vitamine.
20.10 Exopolysaccharide undTenside
20.11 Enzyme.
20.12 Polyhydroxyalkanoate.
688
689
689
690
690
692
692
693
694
695
695
697
697
697
697
697
698
698
698
699
700
20.13 Centechnische Verfahren. 703
20.13.1 Klassische Verfahren versus Gentechnik. 703
20.13.2 Überblick über Prozesse. 703
20.13.3 Produktionsstämme. 703
20.13.4 Vektoren. 704
20.13.5 Exoenzyme. 704
20.13.6 Einschlusskörper. 704
20.14 Produktion von Biomasse. 704
20.15 Umwelttechnologie. 705
20.15.1 Abwasserreinigung. 705
Abwasserreinigung im Belebtschlammverfahren 705
Entfernung von Stickstoff- und Phosphorverbin¬
dungen . 708
Primär anaerobe Abwasserbehandlung. 708
Kompostierung. 709
Trinkwasserbehandlung. 709
Abluftreinigung. 709
Bodensanierung. 710
20.15.2
20.15.3
20.15.4
20.15.5
20.16
20.17
20.18
Metalllaugung und Renaturierung im
Tagebau. 710
Energieversorgung. 711
Biosensoren. 712
701 20.19 Mikrobiologische Prozesskontrolle_ 712
701 20.20 MikrobielleSchädlingsbekämpfung . 713
702
Anhang. 716
Sachverzeichnis. 728
23 |
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