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Aufbau und Funktion der Zellorganellen bei Bakterienzellen
Die Bakterienzelle gehört mit den Archaeen zu den Prokaryoten.
Aufbau einer Bakterienzelle
Bakterienchromosom: Das Bakterienchromosom ist ein in sich
geschlossenes und bis zu 1,5mm langes DNA Molekül. Da Bakterien keinen Zellkern besitzen, schwimmt ihre DNA
frei im Cytoplasma der Bakterienzelle. In Anlehnung an den Zellkern bei Eukaryoten wird der Ort an dem das
Bakterienchromosom im Zytoplasma schwimmt auch als Kernäquivalent bezeichnet.
Cytoplasma: Zum Cytoplasma gehört einerseits das Zytosol,
also die Flüssigkeiten innerhalb der Zelle, und andererseits alle dort ansässigen Zellorganellen
(Bakterienchromosom, Plasmide, Ribosomen usw.). Fälschlicherweise wird das Cytoplasma häufig mit dem
Zytosol gleichgesetzt. Wasser bildet mit ca. 70-80% den Hauptbestandteil des Zytosols, gefolgt
von Proteinen mit ca. 20%.
Flagellum: fadenartige und in sich gewundene Proteinfäden aus
Flagellin zur Fortbewegung der Bakterienzelle. Unter ATP-Verbrauch funktionieren die Flagellen ähnlich wie
ein rotierender Propeller. Die Zahl der Flagellen ist je nach Bakterienart unterschiedlich, schwankt
zwischen 1 und 12+ . Bei Eukaryoten werden analoge Fortbewegungsorgane nicht Flagellum, sondern Geißel genannt.
Glykokalyx: umhüllender Film aus Polysacchariden
(auch als Schleimhülle bekannt), der die Bakterienzelle vor Austrocknung und feindlichen Bakterien schützt.
Mesosom: Einstülpungen an der Zellmembran. Der dadurch entstandene
Raum kann von der Bakterienzelle für spezielle Stoffwechselvorgänge genutzt werden. Allerdings werden die
Mesosomen heutzutage nicht mehr als Zellorganellen betrachtet. Von manchen Wissenschaftlern wird ihre Existenz sogar bezweifelt.
Pili: von der Zellwand ausgehende Zellfortsätze mit Adhäsionsfunktion
(lat. adhaerere = anhaften). Mit den Pili (Singular = Pilus) können Bakterienzellen sich an andere Zellen oder Nahrung festheften.
Plasmamembran: Die Plasmamembran oder auch Zellmembran, begrenzt die
Zelle nach Außen hin. Wegen ihrer Semipermeabilität (durchlässig, jedoch nur für bestimmte Moleküle) kann ein
Stoffaustausch zwischen Außen- und Innenraum der Bakterienzelle trotzdem ablaufen.
Plasmid: kleine, selbstreplizierende, rundförmige DNA-Moleküle mit zusätzlichen
genetischen Informationen. Verglichen mit dem Bakterienchromosom befinden sich auf den Plasmiden meistens keine
direkt überlebenswichtigen Erbinformationen, sondern Resistenzgene, die erst unter gewissen Umständen für die
Bakterienzelle wichtig werden. (z.B. gegen Antibiotika oder toxische Stoffe). Plasmide können unter
Bakterien ausgetauscht und so weiterverbreitet werden.
Ribosomen: bestehen aus einem Komplex von RNA (Ribonukleinsäure) und
Proteinen. An den Ribosomen wird mit der Translation ein wichtiger Teilschritt der Proteinbiosynthese vollzogen, bei
dem die mRNA zu Aminosäureketten translatiert wird. Bakterielle Ribosomen (70S) sind kleiner als die Ribosomen
von eukaryotischen Zellen (80S) und kommen auch 10x seltener vor (ca. 10.000 Ribosomen in einer protozytischen Zelle).
Zellwand: umhüllender Schutz aus Peptidoglycanen (Murein). Die Zellwand
erfüllt im Wesentlichen zwei wichtige Funktionen: Zum Einen hält sie die Form der Zelle aufrecht und zum anderen
schützt sie die Zelle vor äußeren Einflüssen (z.B. Bakteriophagen oder ungünstige Umweltbedingungen).
Zusammenfassung
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