Bakterienzellen verstehen: Struktur, Funktion und Bedeutung

Bakterienzellen um uns herum

Bakterienzellen sind überall um uns herum. Sie verursachen Krankheiten und sind für das menschliche Leben unerlässlich. Obwohl mehrere Bakterien wie Streptococcus pneumoniae und Escherichia coli symbiotisch im menschlichen Körper leben, ist die Struktur und Funktion von Bakterien sehr unterschiedlich von menschlichen Zellen. Bakterien metabolisieren und produzieren einige der Nährstoffe und Ionen, die Menschen nicht verarbeiten können, wie Stickstoff und Vitamin K. Die Struktur von Bakterienzellen mag anders sein, aber sie haben sich über Äonen mutiert, um Umweltveränderungen zu überleben und sich zu vermehren.

Prokaryot

Bakterien sind prokaryotische Zellen, die sich von menschlichen, eukaryotischen Zellen unterscheiden. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Zelltypen ist, wie intrazelluläre Organellen, eine spezialisierte Untereinheit einer Zelle, organisiert sind. Prokaryotische Zellen haben keine membrangebundenen Organellen. Sie haben auch keinen Zellkern, der DNA enthält, und ihre DNA ist ein einzelnes, kreisförmiges Molekül anstelle von separaten Chromosomen wie bei einer eukaryotischen Zelle.

Kapsel

Einer der Virulenzfaktoren von Bakterienzellen ist ihre Kapsel. Die Kapsel besteht aus einer dicken Schicht aus Polysaccharidmaterial. Das Ziel der Kapsel ist es, sie vor Austrocknung zu schützen, und sie bietet Schutz vor Phagozytose durch Immunzellen. Kapseln sind Virulenzfaktoren für Bakterien wie S. pneumoniae und E. coli. Ohne diese Kapsel sind Bakterien dieser Art avirulent und verursachen keine Krankheiten.

Zellwand

Bakterien haben Zellwände aus einer Peptidoglykanschicht, die die Zelle starr macht und ihr Form gibt. Sie dient auch als Anker für die Pili und Flagellen. Sie hilft, die Organellen zu enthalten und verhindert, dass die Zelle bei großen Änderungen des osmotischen Drucks platzt. Zellwände werden von Wissenschaftlern verwendet, um Bakterien durch Gram-Färbungsverfahren zu unterscheiden und zu kategorisieren.

Pili

Viele Bakterien haben Pili, winzige haarähnliche Strukturen, die von der Zellwand abzweigen. Diese Strukturen haben zwei Zwecke. Pili sind ein Teil der Virulenzfaktoren eines Bakteriums. Sie haften an Wirtsgewebe und Zellen und geben ihnen die Fähigkeit, Infektionen zu verursachen. Zusätzlich werden spezielle Pili von Bakterien für die Konjugation verwendet, einen Prozess, bei dem ein Bakterium Gene wie Antibiotikaresistenz an benachbarte Bakterienzellen sendet.

Flagellen

Flagellen sind ebenfalls haarähnliche Strukturen, die Pili ähneln, aber Flagellen werden von der Bakterienzelle zur Fortbewegung verwendet. Sie befinden sich an einem Ende des Bakteriums, an beiden Enden oder manchmal umgeben sie die gesamte Zelle. Flagellen helfen den Bakterien, sich von giftigen Chemikalien wegzubewegen oder sich Nährstoffen zuzuwenden. Sie arbeiten in einer propellerartigen Bewegung, indem sie sich drehen, um die Bakterien an einen Ort zu bewegen.