Bakterien & Viren

BAKTERIEN

Die ersten und ursprünglichsten Lebewesen auf der Welt waren einfache Bakterien. Zu deren Entstehung in den Urmeeren gibt es mehrere Theorien (siehe Evolution).

Die ältesten Fossilien auf der Erde sind 3,5 Mrd. Jahre alt. Das heißt, es muss auch seit mindestens 3,5 – 4 Mrd. Jahren Leben auf der Erde geben.

Zu dieser Zeit waren Ozeane und Atmosphäre noch immer ohne Sauerstoff, die ersten Bakterien gewannen ihre Energie entweder aus Gärung oder aus anorganischen Verbindungen wie manche Archebakterien.

Vor ca. 3,1 Mrd. Jahren „erfanden“ ein paar Bakterien die Photosynthese

Das ist die Photosynthese, wie wir sie heute kennen:

6 CO2 + 6 H2O + Lichtenergie → C6H12O6  + 6 O2

Die ersten Bakterien haben wahrscheinlich aber kein Wasser gespalten, sondern Schwefelwasserstoff:

6 CO2 + 12 H2S + Lichtenergie → C6H12O6  + 12 S   +6 H2O

Erst durch den Sauerstoff der photosynthetischen Wasserspaltung (ab 2,5 Mrd. Jahre nachweisbar) durch Die Blaualgen oder Cyanobakterien ist Leben in der Form, wie wir es heute kennen, möglich

Bakterien sind einzellige Organismen, die sich durch Zweiteilung (ca. alle 20 min) vermehren. Im Gegensatz zu Viren sind Bakterien echte Lebewesen, die alle Anzeichen des Lebens zeigen. Sie können verschiedene Formen haben, z.B. Kokken (kugelig), Stäbchen, spiralig; sie können einzeln vorkommen, zu zweit (z.B. Diplokokken) oder haufenweise (z.B. Staphylokokken). Sie schädigen den Körper durch die Bildung von Giftstoffen, sog. Toxinen.

BAU UND LEBENSWEISE VON BAKTERIEN

Bakterien sind einzellige Organismen, die sich durch Zweiteilung, (=Mitose) ca. alle 20 -30min) vermehren. Im Gegensatz zu Viren sind Bakterien echte Lebewesen, die alle Anzeichen des Lebens zeigen. Sie können verschiedene Formen haben, z.B. Kokken (kugelig), Stäbchen, spiralig; sie können einzeln vorkommen, zu zweit (z.B. Diplokokken) oder haufenweise (z.B. Staphylokokken). Sie schädigen den Körper durch die Bildung von Giftstoffen, sog. Toxinen.

Obwohl Bakterien echte Lebewesen mit dem Grundbaustein „Zelle“ sind, unterscheidet sich der Aufbau ihrer Zellen völlig von unseren, während Pantoffeltierchen oder andere einzellige Protisten einen ähnlichen Zellaufbau wie jenen unserer Zellen haben (vgl. tierische Zelle). Bakterien haben keinen Zellkern, keine Mitochondrien, keine Chloroplasten oder Plastide, keinen Golgi Apparat und kein endoplasmatisches Retikulum (wenn auch manchmal Strukturen wie Einstülpungen der Zellmembran). Sie haben eine ringförmige DNA, manchmal Plasmide (extrachromosomale DNA) und generell nur wenig Zellstrukturen (z.B. Ribosomen). Im Gegensatz zu menschlichen Zellen besitzen Bakterien eine Zellwand aus Murein (eine Zucker-Eiweiß-Verbindung), deren Aufbau durch viele Antibiotika wie Penicillin gestoppt wird- die Bakterien platzen. Manche Bakterien besitzen noch eine zusätzliche schützende Schleimschicht.

Es gibt Bakterien, die wie Pflanzen Photosynthese betreiben, die Zucker brauchen und atmen aber auch welche, die unter Sauerstoffabschluss leben, Schwefelwasserstoff, Arsen oder andere für uns giftige Stoffe brauchen oder extremste Temperaturen von über 100 °C aushalten!

Bakterien und auch (Viren) zählt man zu den Mikroorganismen. Mikroorganismen sind sehr kleine Lebewesen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. So sind Bakterien etwa 1-5 Mikrometer groß.

Die meisten dieser Mikroorganismen sind sehr nützlich. Bodenbewohnende Mikroorganismen (Pilze und Bakterien) verwandeln abgestorbene Pflanzen oder tote Tiere in Humus. Andere Mikroorganismen besiedeln unseren Darm und helfen uns bei der Verdauung. Bakterien (und auch Pilze) besiedeln ebenso unsere Haut. Sie lassen keinen Platz für krankmachende Bakterien und manche Bakterien auf unserer Haut sind wichtig für den Säureschutzmantel der Haut. An die 50000 Bakterien findet man allein auf der Fingerspitze, 10 Millionen Bakterien tummeln sich im Mund, z.B. die kariesverursachenden Bakterien „Streptococcus mutans“. Manche Forscher/innen gehen davon aus, dass auf und im menschlichen Körper bis zu 100 Billionen Bakterien leben. Die allermeisten davon im Darm. Sie helfen bei der Aufnahme von z.B. Vitamin K, machen bei manchen Menschen die unverdauliche Zellulose verdaubar und machen, wie E-coli, nur krank, wenn sie etwa durch mangelnde Hygiene dort vorkommen, wo sie nicht hingehören, z.B. in der Scheide. Im Vergleich zur riesigen Anzahl an Bakterien die auf und in uns leben besteht der menschliche Körper „nur“ aus ca. 30 Billionen Zellen. Da die Bakterien im Vergleich zu menschlichen Zellen winzig klein sind, machen sie massemäßig aber weniger aus.

Auch in der Biotechnologie spielen Mikroorganismen eine große Rolle: durch ihre Stoffwechselprodukte entstehen: z.B. Sauerkraut, Käse, Joghurt, Brot, Wein, Essig, Antibiotika. Allerdings sind auch bestimmte Bakterien dafür verantwortlich, wenn Lebensmittel zu faulen beginnen.

Wir merken uns also:  nicht alle Bakterien machen krank! Manche sind sogar gut für uns, etwa die Darmflora: manche Darmbakterien helfen, bestimmte Vitamine aus der Nahrung aufzunehmen, andere verdrängen alleine durch ihre Anwesenheit krankmachende Keime, indem sie diese nicht einnisten lassen (wie Autos, die auf einem riesigen Parkplatz keinen Platz finden). Auch viele im Boden lebende Bakterien oder im Wasser, helfen, dieses sauber zu halten oder zu säubern. Es gibt auch wichtige Destruenten (Saprophyten) unter den Bakterien: Sie sind wichtig für die Zersetzung organischer Materie zu anorganischen Mineralstoffen, um diese den Pflanzen wieder verfügbar zu machen.

KRANKHEITEN UND THERAPIEN

Bakterien sind einzellige Organismen, die sich durch Zweiteilung (ca. alle 20 min) vermehren. Im Gegensatz zu Viren sind Bakterien echte Lebewesen, die alle Anzeichen des Lebens zeigen. Sie können verschiedene Formen haben, z.B. Kokken (kugelig), Stäbchen, spiralig; sie können einzeln vorkommen, zu zweit (z.B. Diplokokken) oder haufenweise (z.B. Staphylokokken). Leider sind aber nicht alle Bakterien nützlich oder harmlos. Krakmachende (=pathogene) Bakterien schädigen den Körper durch die Bildung von Giftstoffen, sog. Toxinen.

Krankheiten, welche durch Bakterien ausgelöst werden sind z.B. eitrige Angina, eitrige Mittelohrentzündung, Borreliose, Cholera, Pest, Syphilis, Tuberkulose, Tetanus und Scharlach.

Als Therapien werden Antibiotika verabreicht, z.B. Penicillin. Diese Antibiotika schädigen die Bakterien, indem sie z.B. den Bau ihrer Zellwand hemmen und die Bakterienzellen dann platzen.

ENTDECKUNG DER ANTIBIOTIKA

Im Jahr 1929 entdeckte Alexander Flemming durch Zufall Penicillin, das erste Antibiotikum. Eine Agarplatte war mit Penicillum-Pilzen kontaminiert. Die in der Petrischale kultivierten Staphylokokken und Streptokokken waren mit Schimmelpilz überzogen, als er vom Urlaub aus London heimkehrte. Und siehe, dort wo der Pilz wuchs, konnten sich die Bakterien nicht mehr ausbreiten. 1945 erhielt Flemming zusammen mit Chain und Florey den Nobelpreis der Medizin.

Leider wurden und werden Antibiotika oft gedankenlos und in großen Mengen verwendet; vorbeugend in Tierfarmen, bei jedem „Wehwehchen“, die ohne Antibiotika auch ausgeheilt worden wäre und oft auch ohne Plan von Patient/innen eingenommen (Z.B. beim ersten Anzeichen von Besserung abgesetzt, wenn noch nicht alle Bakterien abgetötet waren). Die Folge war: Manche der sich rasend schnell vermehrenden Bakterien mutierten (hatten zufällige Änderungen im Erbgut)- und manche dieser Änderungen bewirkten, dass diese Bakterien (und deren Nachkommen) immun, also resistent gegen bestimmte Antibiotika waren. Antibiotika Rezistenzen von Bakterien sind heute ein Riesen Problem in Spitälern, da viel Patienten auf die Gabe von Antibiotika nicht mehr ansprechen.

VIREN

Viren sind Parasiten, sind aber keine Lebewesen, weil sie die 5 Kennzeichen des Lebens nicht oder nicht vollständig erfüllen; Sie zeigen weder selbständige Vermehrung noch  Wachstum, sie haben keinen Stoffwechsel und sind nicht  reizbar (sie reagieren auf keine äußeren Reize) . Sie lassen sich aber in Wirtszellen vermehren, in dem sie die passende Wirtszelle finden und an deren Zelloberfläche andocken, die Erbinformation injizieren und so die Zellen umprogrammieren um viele weitere Viren zu produzieren. Nach dem Eindringen in die Zelle übernehmen die Viren die Kontrolle  und veranlassen die Wirtszelle mehrere Viren zu produzieren. Um die richtige Wirtszelle zu finden, müssen die Oberflächen der Viren und die der Wirtszellen nachdem „Schlüssel – Schloss – Prinzip“ zusammenpassen.

Viren sind 20-300nm groß, man kann sie im Gegensatz zu Bakterien im Lichtmikroskop nicht mehr bbetrachten, sondern nur noch mit Elektronenmikroskopen.

Erkrankungen: z.B. Grippe, Masern, Kinderlähmung, AIDS und COVID 19

KURZFASSUNG VON DER VERMEHRUNG VON VIREN

1.Anheften der Zelloberfläche

2.Eindringen in die Zelle und Freisetzung des Viruserbguts in der Zelle
3.Vermehrung des Viruserbguts und Herstellung von mehreren Viren
4.Freisetzung der Viren aus der Zelle

BAU UND SCHÄDIGUNG DURCH VIREN

Viren bestehen aus einer Eiweißhülle und einer Erbsubstanz (DNA od. RNA).

Viren können keine Eiweiße selber herstellen, da sie keine Zellorganellen und auch keinen Stoffwechsel haben im Gegensatz zu Bakterien.

Sie schädigen die befallenen Zellen, weil sie deswegen platzen können oder von ihrer eigentlichen Arbeit abgehalten werden.

SARS COV-2/COVID 19

Das neuartige Coroanavirus, SARS COV-2, der Erreger der Lungenkrankheit COVID 19 (Coronavirus disease 2019), wurde im Dezember 2019 in Wuhan, China erstmals beschrieben. Das neue Virus stammt aus der Familie der Coronaviren. Diese Viren heiße so, weil sie unter dem Elektronenmikroskop so aussehen, als hätte sie Kronen. Coronaviren komme bei vielen Säugetieren und Vögeln vor und können manchmal die Artengrenze überwinden. Die meisten Coronaviren sind harmlos und verursachen harmlose Erkältungen. SARS COV-2 ist mit dem SARS (Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom)- Virus verwandt, welches zwischen November 2002 und Juli 2003 die SARS Pandemie verursachte, eine schwere Lungenentzündung, die vor allem in China, Taiwan, Vietnam, Singapur und Kanada (Toronto)auftrat. Das SARS Virus stammte von Schleichkatzen, die im Dschungel Südchinas leben. In der Bevölkerung gilt das Tier als Delikatesse. Seit 2004 wurde kein SARS-Fall mehr dokumentiert. Forschungen an Medikamenten oder Impfstoffen gegen die Krankheit wurde daher eingestellt.

Ähnlich wie SARS ist MERS, eine ebenfalls durch Coronaviren verursachte, schwere Infektion der Atemwege. MERS trat erstmals im Jahre 2012 auf der Arabischen Halbinsel mit Schwerpunkt in Saudi-Arabien auf. Überträger sind hier Dromedare.

SARS COV 2 wurde vermutlich über Fledermäuse direkt oder von Fledermäusen infizierte Pangoline (Schuppentiere) auf den Menschen übertragen. Das Pangolin ist ein akut vom Aussterben bedrohtes Tier, das jedoch in China wegen seines Fleisches und der in der traditionellen chinesischen Medizin verwendeten Schuppen gewildert wird.

 

Das COVID 19 verursachende Virus hat einen Durchmesser von etwa 125m. Es gehört zu den RNA Viren, d.h. das Erbgut der Viren ist RNA statt DNA. Zu den DNA Viren gehören z.B. Herpes-Viren, Pocken-Viren und die meisten bakterienbefallenden Viren, die Bakteriophagen.

 

Die COVID 19 verursachenden Coronaviren sind sehr ansteckend. Die WHO rief am 30. Januar 2020 die internationale Gesundheitsnotlage aus. Am 11. März 2020 erklärte die WHO die bisherige Epidemie offiziell zu einer Pandemie (= weltumspannende, auf mehreren Kontinenten gleichzeitig auftretende Krankheit.

 

Weil das neue Coronavirus hoch ansteckend ist und durch die exponentielle Zunahme der Infektionen die Versorgung von Patienten mit schweren Verläufen nicht mehr sichergestellt werden kann, fand im März 2020 ein Lockdown in vielen Ländern der Welt statt. Neuinfektionen sollen verhindert werden durch Maßnahmen wie

  • Schulschließungen
  • Ausgansbeschränkungen- oder sperren
  • Schließung von nicht lebensnotwendigen Geschäften (Lebensmittelgeschäfte, Drogerien und Apotheken bleiben offen)
  • Hygienevorschriften (Mehrmals täglich Hände waschen (mit Seife, mindestens 20 Sekunden lang) oder Desinfizieren der Hände (virozide bzw. antivirale Desinfektionsmittel!)
  • Sozial Distancing- Reduzieren der Sozialkotakte und Erhaltung eines Mindestabstandes von 1-2m in Geschäften oder Gehwegen
  • Tragen eines Mundnasenschutzes (um andere vor einer Ansteckung zu schützen)

Bericht von Alina Halwachs, 1FGA, 2013; Michael Weber und Jakob Yilmaz, 3FGA, 2013; ergänzt Geroldinger, 2020

 

Mindmaps als Pdf zum Runterladen:

Bakterien-Lebensweise

Bakterien-Biotechnologien

Quellen: http://www.onmeda.de/krankheitserreger/viren.html

http://www.gesundheit.de

 http://www.primaryimmume.org

 

Warum sind Viren keine Lebewesen?

 
 
 
 
 

Wie vermehren sich Viren?

 
 
 

Woraus bestehen Viren?

 
 
 
 

Sind Bakterien Lebewesen?

 
 
 

Wie schädigen Bakterien?

 
 
 

Wie kann man bakterielle Infektionen therapieren?

 
 
 
 
 
 

Sind alle Bakterien Krankheitserreger?

 
 
 

Was ist das Problem bei zu häufigen oder zu schlampig genommenen Antibiotikagaben?

 
 
 

Wie schädigen viele Antibiotika die Bakterien?

 
 
 

Question 1 of 9

 

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.