31.05.2023, 04:31 Uhr | Lesezeit: 8 Minuten

Bakterien sind auf dem Tisch, an dem gearbeitet wird. Im Bett, in dem geschlafen wird und teils sogar auf dem Teller, auf dem wir essen. Eigentlich befinden sie sich überall und kommen häufig viel zu schlecht weg dafür, dass sie meist sehr hilfreich sind. Doch was ist ein Bakterium überhaupt und was macht sie aus?

Was ist ein Bakterium?

Bakterien bilden die einfachsten Lebensformen der Erde. Sie sind einzellige Lebewesen, welche sich selbst versorgen und dabei von weiteren Organismen profitieren können. Sie brauchen theoretisch nicht viel mehr als eine relativ hohe Luftfeuchtigkeit und die Anwesenheit vor organischen Substanzen. Zusammen mit den Archaeen gehören sie zu den Prokaryoten. Ihnen gegenüber stehen die Eukaryoten, zu denen menschliche, tierische oder pflanzliche Zellen zählen. Bakterien sind in der Regel sehr resistent und können selbst in extremen Bedingungen mehrere Tage, wenn nicht sogar Wochen und Monate überleben.

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Aufbau und Funktion der Bestandteile

Ein Bakterium besteht aus einer Zellwand und der darauffolgenden Membran, die das Innenleben schützt und die typische Form der bakteriellen Zellen bestimmt. Die Form variiert dabei zwischen Stäbchen (Bazillen), Spiralen (Spirochäten) oder Sphären (Kokken). Im Inneren befinden sich Ribosomen, Nukleoid und das Cytoplasma. Außen an der Zellwand sind häufig Härchen vorhanden, die sogenannten Pili (Singular: Pilus) und das Flagellum.

Ribosomen, Nukleoid und Cytoplasma

Prokaryoten besitzen keinen Zellkern, was unter anderem bakterielle Zellen grundlegend von anderen eukaryotischen Zellen unterscheidet. Neben diesem Zellkern, in welchem in der Regel das Erbgut enthalten ist, fehlen Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten, welche normalerweise für zellinterne Stoffwechselprozesse zuständig sind. Bei Bakterien übernehmen diese Aufgabe dafür Ribosomen, Cytoplasma und Nukleoid. Neben dem Stoffwechsel werden auch die Aufgaben für den Zellteilungsprozess übernommen und damit die Fortpflanzung des Einzellers. Das Erbgut befindet sich dabei freischwimmend im Zellsaft in Form des Nukleoids.

Pilus und Flagellum

Die Pili ermöglichen das Andocken an andere Zellen oder jegliche weitere Form von Oberflächen. Sollten (etwa auch potenziell infektiöse) Bakterien keine Pili besitzen, so sind sie nicht in der Lage an andere Zellen anzudocken – und können damit z. B. auch uns Menschen nicht infizieren. Das Flagellum ist der Schwanz des Bakteriums und wird dabei vorrangig zur Fortbewegung genutzt.

Fortpflanzung

Die Fortpflanzung eines Bakteriums findet wie erwähnt über Zellteilung statt. Anders also bei der Mitose von eukaryotischen Zellen findet die Teilung aber um einiges simpler statt, dafür ist der Zeitpunkt der Teilung aber wichtiger. Die bakterielle Zelle kann sich erst teilen, wenn sie an doppelt so viel Masse zugenommen hat, wie ihr Ausgangsgewicht.

Der erste Schritt ist die Replikation der DNA an der Ursprungssequenz der Replikation auf dem Bakterienchromosom. Dafür teilt sich das Chromosom und beginnt die DNA zu kopieren. Sobald dieser Prozess fertig ist, teilt sich das gesamte Chromosom und setzt sich an der Zellmembran fest. Anschließend wird dieser Bereich abgeschnürt und vom Rest des Bakteriums abgetrennt, es entsteht eine Tochterzelle. Das kann die Einzeller unfassbar gefährlich für Menschen machen, da man hierbei von einem exponentiellen Wachstum spricht.

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Bakterien als Krankheitserreger

Bakterien können richtig fies sein, das sollten viele bereits am eigenen Leib erfahren haben. Durch die in der Regel schnelle Teilzeit bei optimalen Gegebenheiten und das exponentielle Wachstum einer Bakterienart kann es schnell passieren, dass sie innerhalb kürzester Zeit zu Krankheiten führen. Es sind jedoch nicht die Bakterien allgemein, die uns krank machen, sondern die ausgestoßenen Stoffe während des Stoffwechsels. Sie sind ursächlich für verschiedenste Infekte, die von Hautrötungen und Entzündungen, bis hin zu schweren Atemwegserkrankungen mit möglicher Todesfolge führen können. Prominente Krankheiten, die ausgelöst werden können sind:

• Cholera
• Keuchhusten
• MRSA
• Salmonellose
• Scharlach und
• Pest

Das Tückische an Bakterien ist vor allem ihre Anpassungsfähigkeit. Nicht selten wird mit einem Antibiotikum gegen sie vorgegangen, welches abtöten, oder zumindest das Wachstum entschleunigen soll. Doch viele bakterielle Einzeller können sich zügig vor diesen Antibiotika schützen. Ein passendes Beispiel sind dabei MRSA-Bakterien, welche früher häufig in Krankenhäusern vorkamen und sich zu einer multiresistenten Bakterienart entwickelt haben. Außerdem kommen sie selbst in extremen Umgebungen von 60 Kilometern Höhe mehrere Kilometer weit überleben. Das klingt nun natürlich alles sehr beängstigend, aber nicht alle Bakterien sind grausame Einzeller.

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Vorbeugen und behandeln

Präventiv

Alle Bakterien sterben ab einer Temperatur von 100 Grad Celsius, insofern möglich könnte man sie also so abtöten. Präventiv lässt es sich jedoch nur bedingt schützen, da die schiere Masse das beinahe unmöglich macht. Es ist aber selbstverständlich, dass ein gewisses Maß an Hygiene beachtet werden sollte, um Schutz zu gewähren. Eine Möglichkeit, um sich vor spezifischen Bakterien zu schützen, ist eine Impfung, z. B. die Tetanus-Impfung. Sie schützt zu 99 Prozent vor den Folgen einer Infektion.

Kurativ

Besteht Anlass zur Sorge, dass man sich mit einem krankheitserregenden Bakterium infiziert hat, dann sollte man sich zum Arzt begeben. In der Regel wird das Immunsystem zwar mit dem Großteil an Erregern fertig, ein wenig Hilfe in Form von Antibiotika kann dabei jedoch nicht schaden. Ansonsten empfiehlt sich Bettruhe, ausreichend Schlaf und Tee.

Bakterien und ihre Vorteile

Bakterien im menschlichen Körper

Wie erwähnt befinden sich auch im menschlichen Körper eine Vielzahl von Bakterien und diese sind machen uns nicht nur nicht krank, sondern sind sogar nützlich. Mehr noch: Wir brauchen die Einzeller, da sie uns schützen. Viele der Bakterien im menschlichen Körper befinden sich im Darm und bilden da das sogenannte Darmmikrobiom. Dieses Mikrobiom ist wichtig für unsere Verdauung und befindet sich vorrangig im Dickdarm. Es hilft unserer Gesundheit und verarbeitet wichtige Nährstoffe. Nicht selten wird es daher als vergessenes Organ betitelt.

Neben dem Darm befinden sich weitere Mikrobiome im Bereich des Auges, Mund und auf der Haut. Dort schützen sie vor möglichen anderen Krankheitserregern und Infektionen durch Pilze oder etwaige andere Mikroorganismen.

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Bakterien als Helfer

Jedoch findet nicht nur der Körper jedes einzelnen Menschen Gefallen an Bakterien, sondern auch die allgemeine Gesellschaft. Die Forschung an Bakterien (Mikrobiologie) führt häufig zu bahnbrechenden Lösungen und das nicht nur in der Medizin. Natürlich sind Bakterien hilfreich beim Entdecken von neuen Antibiotika oder Impfungen, daneben könnten sie aber auch bei größeren Problemen der Menschheit helfen. Zum Beispiel beim Müllproblem, so wurden 2022 erste Laborversuche mit einem Plastik fressenden Bakterium in Salzwasser durchgeführt.² Das Ergebnis? Erfreulich, denn die Bakterien vertilgten die Plastikteile und könnten so eine Lösung für das Müllproblem im Wasser und an Land sein. Dies ist aber noch Zukunftsmusik, weitere Forschung ist notwendig.

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Quellen

• 1. Sender, R., Fuchs, S., Milo, R. (2016). Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. Plos Biology.
• 2. Bayerischer Rundfunk. Verschmutzte Weltmeere: Plastik fressende Bakterien als Retter? (abgerufen am 26.05.2023)
• ZDF (2022). Größtes Bakterium der Welt entdeckt (abgerufen am 26.05.2023)
• Ingenieur (2016). Das Überleben von Bakterien im luftgetragenen Zustand (aufgerufen am 26.05.2023)
• Journal of Cellular and Molecular Biology Research. Study Of Bacteria (aufgerufen am 26.05.2023)
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• Cornell University.Binary Fission and other Forms of Reproduction in Bacteria. Microbiology. (aufgerufen am 26.05.2023)
• OpenScience (2020). Darmmikrobiom: Warum wir Mikroorganismen im Verdauungstrakt brauchen (aufgerufen am 26.05.2023)
• MSDManual (2022). Übersicht über Bakterien (aufgerufen am 26.05.2023)
• ARD (2022). Kochen ohne Keime (aufgerufen am 26.05.2023)
• Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung. infektionsschutz.de (aufgerufen am 26.05.2023)