Bakterien sind Prokrayonten, das heißt sie besitzen keinen Zellkern, das Erbmaterial liegt frei im Zellplasma. Obwohl sie einfach aufgebaut sind, sind sie extrem anpassungfähig. Sie besiedeln fast alle Lebensräume und verfügen über vielfältige Stoffwechselfähigkeiten.

Worum gehts?

Wie sind Bakterien aufgebaut und wie funktioniert bei ihnen der Genaustausch, der es ihnen ermöglicht, sich kurzfristig veränderten Lebensbedingungen anzupassen?

Welche Bedeutung haben diese Eigenschaften für die biotechnische Verfahren?

Aufbau einer Bakterienzelle

Pilus (a)

• auch Sexpilus genannt
• Proteinröhre zum wechselseitigen Kontakt
• Austausch von Erbinformation von einer Spenderzelle (männlich) in eine Empfängerzelle (weiblich)

Bakterienchromosom (Nucleoid, b)

• hat als geschlossener Ring bei unserem Darmbakterium Escherichia coli (E. coli) einen Umfang von etwa einem mm und ist somit ungefähr 1000mal länger als das Bakterium selbst
• Es muss verpackt werden wie ein Wollknäuel, damit es in die nur 1/1000 mm dicke Bakterienzelle passt.
• Das ringförmige DNA-Molekül besteht aus 4 639 221 Basenpaaren, diese tragen 4300 proteincodierende Gene mit jeweils etwa 1000 Basenpaaren, die wiederum für den Aufbau Proteinen verantwortlich sind. Diese Proteine sind meist Enzyme.

Ribosome (c)

• Ort der Proteinsynthese
• im Vergleich zur Eukaryontenzelle etwas kleiner (70S – Ribosome)

Plasmid (d)

• kleinen DNA-Ringe
• befinden sich außerhalb des Bakterienchromosoms
• bestehen aus 3000 bis 100 000  Basenpaaren
• in der Regel findet man 50 bis 100 kleine und ein bis zwei größere Plasmide pro Zelle
• die meisten Plasmide vermehren sich selbständig in der Zelle
• die Gene, die auf den Plasmiden lokalisiert sind, codieren niemals für wesentliche Zellfunktionen, sondern verleihen dem Bakterium zusätzliche Eigenschaften, die die ungewöhnlichen Stoffwechselleistungen und damit das Überleben unter extremen Bedingungen erst möglich machen