Bakterienkultur

Eine grundlegende Methode zur Untersuchung von Bakterien Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie traditionell für alle ist die Zucht (Kultur) in Flüssigmedien oder auf festen Nährböden, wobei Agar Agar ist ein gelbildendes, kolloidales Kohlenhydrat und eignet sich hervorragend als Nährboden zur Zucht der meisten Mikroorganismen. Agar wird aus die Grundlage bildet. Die Medien und Nährböden enthalten Nährstoffe Nährstoffe dürfen weder mit den Begriffen Nährboden oder Nährmedien verwechselt werden. Mit Nährstoffe werden die Partikel bezeichnet, die sich als für die Bakterien – von einfachen Zuckern bis hin zu komplexen Stoffmischungen wie Fleischbrühe. Um eine einzelne Bakterienart Die meisten Bakterien sehen unter dem Mikroskop sehr ähnlich aus und weisen entweder eine Kugel- oder Stäbchenform auf. Sie besitzen aus einem Gemisch verschiedener Arten zu isolieren, verwendet man im Allgemeinen feste Nährböden. Einzelne Bakterienzellen, die sich auf deren Oberfläche vermehren, können sich – anders als in einer Flüssigkeit – nicht voneinander wegbewegen: Nach vielen Verdoppelungen entsteht eine mit bloßem Auge erkennbare Bakterienkolonie.

Eine solche Kolonie Unter Kolonie wird in der Mikrobiologie die aus einem Keim (beispielsweise einer Zelle oder einer Spore) durch Wachstum oder Vermehrung setzt sich aus vielen Millionen Zellen zusammen, die alle durch Zellteilung aus einer einzigen Zelle hervorgegangen sind. Eine kleine Menge einer solchen Kolonie, die man anschließend in ein Flüssigmedium bringt, wächst dort als Reinkultur Eine Reinkultur ist eine Population aus der Nachkommenschaft einer einzelnen Zelle. Die Methoden für das Anlegen einer Reinkultur sind unterschiedlich, weiter. Eine solche Kultur enthält ausschließlich die Bakterienart, die in der Kolonie vorhanden war. Viele Bakterienarten sind einander äußerlich so ähnlich, dass man sie im Mikroskop nicht unterscheiden kann. Zur Identifizierung der verschiedenen Arten hat man deshalb eine ganze Reihe von Kulturmethoden entwickelt. Manche Zuchtmedien enthalten z. B. Verbindungen, welche die Vermehrung vieler Bakterienarten hemmen, das Wachstum der erwünschten Art aber nicht behindern. In anderen Medien sind Zuckerverbindungen vorhanden, die nur ganz bestimmte Bakterienarten als Nährstoff verwerten können. Manchen Medien setzt man Indikatorverbindungen zu, die bei einem bestimmten pH-Wert Mit dieser Maßzahl wird die Stärke einer Säure oder Lauge bezeichnet, d. h. der pH-Wert sagt aus, wie sauer bzw. die Farbe ändern: Auf diese Weise kann man feststellen, ob ein Bestandteil des Mediums zu einem sauren Endprodukt vergoren wurde. Entsteht dagegen bei einem solchen Gärungsvorgang ein Gas, bringt man den festen Nährboden Als Nährboden wird das Substrat bzw. der Untergrund bezeichnet. Schimmelpilze können prinzipiell alle Substrate belegen. Hierfür können sie ggf. sogar für die Bakterien nicht auf eine Kulturschale, sondern in ein Glasröhrchen. Das Gas bildet dann Blasen im Agar, die man leicht erkennen kann.

Wieder andere Medien erlauben aufgrund ihrer Zusammensetzung den Nachweis von Bakterien, die bestimmte Enzyme Enzyme sind spezialisierte organische Substanzen, meist Polymere aus Aminosäuren, die als Biokatalysatoren wirken und im Stoffwechsel der Lebewesen fast alle produzieren und damit Bestandteile des Mediums abbauen. Ein Beispiel sind die Blutagar-Platten: Mit ihnen lässt sich feststellen, ob die Bakterien ein Enzym ausscheiden, das rote Blutzellen lysiert (auflöst). Die verschiedenen Kulturmedien und Bakterienzuchtmethoden sind unentbehrliche Hilfsmittel in den Krankenhauslabors, deren Aufgabe es ist, die Ursachen verschiedener Infektionskrankheiten Unter Infektionskrankheiten versteht man vereinfacht das Eindringen, das Vorhandensein sowie die Vermehrung von Krankheitserregern, (Viren, Bakterien, Pilzen, Protozoen oder Parasiten) festzustellen. Viele Bakterienarten lassen sich durch Trocknen oder Einfrieren abtöten, andere werden durch eine solche Behandlung inaktiv. Wärme Wärme (Wärmemenge) ist eine physikalische Größe. In der Thermodynamik ist Wärme eine über Systemgrenzen hinweg transportierte thermische Energie. Wärme ist (insbesondere in Form von Heißdampf) tötet alle Bakterien ab. Die Keimfreiheit zu gewährleisten – vor allem in Krankenhäusern und dort besonders im Operationssaal – ist ein wichtiges Betätigungsfeld der Bakteriologie Bakteriologie ist die Wissenschaft von den Bakterien, ihrer systematischen Einteilung sowie der Behandlung und Verhütung der Krankheiten, die durch Bakterieninfektionen .

Eines der wichtigsten Hilfsmittel zur Untersuchung von Bakterien ist das Mikroskop. Wichtige Methoden zum Anfärben Das Anfärben ist eine Nachweismethode, bei der Mikroorganismen mit Farbstoffen versetzt werden, um sie sichtbar zu machen. Auf die gleiche von Bakterienproben und -kulturen wurden 1871 von dem deutschen Pathologen Karl Weigert eingeführt. Sie waren ein großer Fortschritt für die Beobachtung und Identifizierung von Bakterien im Mikroskop. Zunächst bringt man die Bakterienprobe auf einen Objektträger. Wenn sie getrocknet ist, färbt man sie, um die Bakterien besser sichtbar zu machen. Außerdem regen die Farbstoffe bei manchen Bakterienarten auch bestimmte chemische Reaktionen an. Tuberkelbazillen (die Erreger der Tuberkulose) erkennt man z. B. anhand ihrer Reaktionen mit bestimmten Farbstoffen wie dem Gram-Farbstoff. Einen weiteren großen Fortschritt brachte das Elektronenmikroskop, das eine weit stärkere Vergrößerung ermöglicht als das herkömmliche Lichtmikroskop.

In den letzten Jahren hat die Bakteriologie sich weit über ihr angestammtes Tätigkeitsfeld der Untersuchung von Krankheitserregern hinaus ausgedehnt. Nachdem man entdeckt hatte, dass Bakterien in den Wurzelknöllchen der Leguminosen für die Stickstofffixierung verantwortlich sind, versuchte man, sie auch auf den Wurzeln anderer Pflanzen anzusiedeln und so die Fruchtbarkeit des Bodens sowie die Pflanzenerträge zu steigern, was aber bisher nicht gelungen ist. Manche Bakterien können Erdöl und andere Kohlenwasserstoffe abbauen, oder sie nehmen Phosphat auf. Solche Bakterien untersucht man eingehend, weil man sie als Hilfsmittel bei Ölunfällen oder zur Entfernung des Phosphats aus dem Abwasser einsetzen möchte. Andere Arten produzieren möglicherweise Alkohol noch effizienter als Hefe, und deshalb untersucht man sie als potentielle Energielieferanten. Das Bakterium Escherichia coli Escherichia coli ist ein säurebildendes, stäbchenförmiges Bakterium, das im menschlichen und tierischen Darm vorkommt. Benannt wurde es 1919 nach seinem , ein normaler Bewohner des menschlichen Darmes, ist das bestuntersuchte Lebewesen überhaupt. Die Erforschung des genetischen Austauschs und der biologischen Mechanismen der Plasmide In manchen Bakterien sind außer dem Chromosom, welches das eigentliche Erbgut des Bakteriums darstellt, ein oder mehrere weitere DANN-Moleküle in (die Erbanlagen enthalten) und Bakteriophagen Als Bakteriophagen (oder in Kurzform Phagen vom griechischen Wort phagein = fressen) werden Viren bezeichnet, deren Wirte Bakterien sind. Während von Escherichia coli hat entscheidend zu den heutigen Kenntnissen über DNA-Verdoppelung und die Ausprägung der genetischen Information beigetragen. Aufgrund dieser Kenntnisse kann man heute DNA aus ganz anderen Lebewesen in Plasmide und Bakteriophagen von Escherichia coli einbauen. Diese DNA vermehrt sich dann in den Bakterien, und unter Umständen wird auch die in dieser DNA enthaltene genetische Information von den Bakterien ausgeprägt. So konnte man aus Bakterien lebende Fabriken für kostbare biologische Produkte machen, z. B. für menschliches Insulin, Interferon und Wachstumshormone – dieses Verfahren nennt man Gentechnik.