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Archaeen (frühere Bezeichnung: Archaebakterien)
Halophile Thermoacidophile Methanogene
Thermoacidophile
Nanoarchaeota
Hyperthermophile zweigen tief ab im Stammbaum (gilt sowohl für Archaeen als auch für Bakterien) Æ ursprünglich
Gram-positive Bakterien: Beispiele wichtiger Gattungen: Gram-positive mit niedrigem GC-Gehalt: Firmicutes Mycoplasma, Ureaplasma (keine Zellwand) Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus (Milchsäurebakterien) Staphylococcus, Listeria, Ruminococcus Bacillus (aerobe (Endo)Sporenbildner) Clostridium, Desulfotomaculum (anaerobe Sporenbildner)
Gram-positive mit hohem GC-Gehalt: Actinobacteria Corynebacterium, Mycobacterium (Zellwand mit Mycolsäuren) Propionibacterium, Eubacterium Bifidobacterium Streptomyces (Exosporenbildner, Antibiotika) Actinomyces
Spirochaeten
• Gram-negativ • charakteristische Zellmorphologie (spiralig gewunden)
• bekannte Krankheitserreger z.B. Treponema (T. pallidum Æ Syphillis) Leptospira ( Æ Leptospirose) Borrelia ( Æ Borreliose, Lyme disease)
Proteobakterien • Gram-negativ • große physiologische und metabolische Vielfalt • 5 phylogenetische Gruppen (α-, β-, γ-, δ-, ε-) • große medizinische, ökologische und ökonomische α-Proteobakterien: Rhizobium, Agrobacterium, Nitrobacter, Acetobacter, Zymomonas, Mitochondrien β-Proteobakterien: Nitrosomonas, Thiobacillus, Neisseria, Wautersia γ-Proteobakterien: Enterobakterien (Escherichia, Enterobacter, Salmonella, Shigella, Serratia, Klebsiella, Yersinia, Proteus, Citrobacter), Legionella, Vibrio, Haemophilus, Pseudomonas, Azotobacter δ-Proteobakterien: Bdellovibrio, Desulfovibrio, Desulfuromonas, Myxococcus, Geobacter ε-Proteobakterien: Helicobacter, Campylobacter
Cyanobakterien („Blaualgen“, „Blaubakterien“) Oxygene Photosynthese Einzeller mit binärer Teilung:
Gloeothece Gloeobacter Synechocystis Prochlorococcus Synechococcus Einzeller mit multipler Teilung: Dermocarpa Filamentöse Formen ohne Heterocysten:Oscillatoria Lyngbya Filamentöse Formen mit Heterocysten: Anabaena Nostoc Verzweigte Formen: Fischerella
Diverse symbiontische Assoziationen: • Endosymbiose mit euk. Zellen Æ Chloroplasten der Pflanzen • Symbiosen mit Lebermoosen, Farnen, Cycadeen • Symbiose Anabeana - Azolla: Æ wesentliche Quelle von N in Reisfeldern (N2-Fixierung) • phototrophe Komponente in Flechten
Eukaryotische Mikroorganismen • Acrasiales (zelluläre Schleimpilze), amöbenartig, Dictyostelium Trichomonadida Apikomplexa (keine Mitochondrien aber Hydrogenosomen) • membranumhüllte Kompartimente (Zellkern, ER) Trichomonas Sporozoa (Sporentierchen) tenax, T. vaginalis (ÆVaginalentzündung) • Myxomycota (azelluläre Schleimpilze), vielkernig, mycelartig, Physarum • Kern-DNA als Chromosomen mit Histonen z.B. Plasmodium Æ Malaria Euglenida (Augentierchen) • Oomycota (Oomyceten, Algenpilze, früher zu Fungi gerechnet) • Organelle Chloroplasten) Euglena viridis (~65 µm, im(Mitochondrien, Süßwasser) • Amoebida (Amöben, Wechseltierchen) z.B. Phytophtora infestans Æ Kartoffel-Pathogen) z.B. Amoeba•proteus (Wasser), Entamoeba coliso(Darm des Körper) Menschen), • Kinetoplastida (Kinetoplast, Mitochondrium fast lang wie Mikrofilamentsysteme f.Zellwand Zellbewegungen Bacillariophyta (Kieselalgen, Diatomeen; aus SiO 2) u. -teilung Entamoeba histolytica Æ Amöbenruhr Æ Schlafkrankheit; T. brucei Æ Nagana-Seuche • Trypanosoma Phaeophyta (Braunalgen) • gambiense Cilien und Flagellen mit (9x2 + 2) Mikrotubuli • Leishmania Foraminifera (Kammerlinge, Lochschalentiere), kalkige Gehäuse z.B. Laminaria
• Radiolaria Ciliata (Wimpertierchen) (Strahlentierchen,• im Meeresplankton, oft komplexes Innenskelett), Mikrosporidien (intrazelluläre Parasiten, •• Eumycota (Echte Pilze) Paramecium aurelia (Pantoffeltierchen) keine Mitochondrien) Heliozoa (Sonnentierchen, Süßwasser)
Eumycota Chytridiomycetes (Flagellatenpilze): Allomyces Zygomycetes (Jochpilze): Gametangiogamie, Zygospore Mucor, Rhizopus, Phycomyces Säureproduzenten in Biotech, Biotransformationen (Cortison) Rhizopus auf Früchten (Pfirsich, Trauben...)
Rhizopus Sporangium
Zygomycetes:
asexuell
Lebenszyklus
sexuell
Gametangiogamie: Befruchtung ganzer Gametangien (vgl. Oomycetes)
Joch
Zygospore (diploid)
Eumycota
Spitzenkörper
Ascomycetes (Schlauchpilze) [+Deuteromycetes] Hefe-Ascus: Tetrade Schlauch-Ascus: septierte Hyphen, „Spitzenkörper“; asexuelle Sporen: Konidien Octade Hemiascomycetes: sexuell: nackte Asci (keine Fruchtkörper): v.a. Hefen (z.B. Saccharomyces cerevisiae, S. pombe) Penicillium Konidien Euascomycetes: sexuell: Asci innerhalb komplexer Fruchtkörper Aspergillus (Gießkannenschimmel) Penicillium (Pinselschimmel) Neurospora crassa, Claviceps purpurea (Mutterkorn); Peziza (Becherling), Morchel (Morchella), Trüffel (Tuber) div. Dermatophyten: Trichophyton (häufiger Fußpilz) Deuteromyceten = Fungi imperfecti: kein sexueller Zyklus bekannt, sind häufig Euascomyceten (z.T. 2 Namen (asex. vs. Sex. Fruchtform) Aspergillus (Emericella) nidulans, Penicillium (Talaromyces)
Loculoascomycetes Venturia inequalis (Apfelschorf); viele Flechten-Pilze
Yeast Life Cycle
Eumycota Schnallenbildung
Basidiomycetes (Ständerpilze): Basidie (nach aussen abgeschnürt), dikaryotisches Myzel, Schnallenbildung Eubasidiomycetes (Makropilze): große Fruchtkörper (Basidiokarp) mit fleischiger Schicht (Hymenium) für Basidie Coprinus, Agaricus, Ektomykorrhiza-Pilze: Boletus Teliomycetes: zahlreiche Parasiten, Basidie aus Spore (Teliospore=Teleutospore) Brandpilze: Ustilago maydis (Maisbrand) ; Rostpilze (Uredinales): Puccinia graminis (Getreiderost)
Eukaryontische Mikroorganismen • membranumhüllte Kompartimente (Zellkern, ER) • Kern-DNA als Chromosomen mit Histonen • Organelle (Mitochondrien, Chloroplasten) • Mikrofilamentsysteme f. Zellbewegungen u. -teilung • Cilien und Flagellen mit (9x2 + 2) Mikrotubuli
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Trichomonadida Trichomonas tenax, T. vaginalis keine Mitochondrien, aber Hydrogenosomen Euglenida (Augentierchen) Euglena viridis (~65 µm, im Süßwasser) Kinetoplastida (Kinetoplast, Mitochondrium fast so lang wie Körper) Trypanosoma gambiense Æ Schlafkrankheit; T. brucei Æ Nagana-Seuche Leishmania Ciliata (Wimpertierchen) Paramecium aurelia (Pantoffeltierchen)
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Apikomplexa Sporozoa (Sporentierchen) z.B. Plasmodium Æ Malaria Amoebida (Amöben, Wechseltierchen) z.B. Amoeba proteus (Wasser), Entamoeba coli (Darm des Menschen), Entamoeba histolytica Æ Amöbenruhr Foraminifera (Kammerlinge, Lochschalentiere), kalkige Gehäuse Radiolaria (Strahlentierchen, im Meeresplankton, oft komplexes Innenskelett), Heliozoa (Sonnentierchen, Süßwasser) Acrasiales (zelluläre Schleimpilze), amöbenartig, z.B. Dictyostelium Myxomycota (azelluläre Schleimpilze), vielkernig, mycelartig, z.B. Physarum Oomycota (Oomyceten, Algenpilze, früher zu Fungi gerechnet) Phytophtora infestans (Kartoffel-Pathogen) Bacillariophyta (Kieselalgen, Diatomeen; Zellwand aus SiO2) Phaeophyta (Braunalgen) z.B. Laminaria Eumycota (Echte Pilze)
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Mikrosporidien (intrazelluläre Parasiten, keine Mitochondrien)
Eumycota Chytridiomycetes (Flagellatenpilze): Allomyces Zygomycetes (Jochpilze): Gametangiogamie, Zygospore, Mucor, Rhizopus, Phycomyces Säureproduzenten in Biotech, Biotransformationen (Cortison) Ascomycetes (Schlauchpilze) [+Deuteromycetes] septierte Hyphen, Spitzenkörper Hemiascomycetes: sexuell: nackte Asci (keine Fruchtkörper): v.a. Hefen (z.B. Saccharomyces cerevisiae, S. pombe) Euascomycetes: sexuell: Asci innerhalb komplexer Fruchtkörper Aspergillus (Gießkannenschimmel) Penicillium (Pinselschimmel) Neurospora crassa, Claviceps purpurea (Mutterkorn); Peziza (Becherling), Morchel (Morchella), Trüffel (Tuber) div. Dermatophyten: Trichophyton (häufiger Fußpilz) Deuteromyceten = Fungi imperfecti: kein sexueller Zyklus bekannt, sind häufig Euascomycetes (z.T. 2 Namen (asex. vs. Sex. Fruchtform) Aspergillus (Emericella) nidulans, Penicillium (Talaromyces) Loculoascomycetes (viele Flechten-Pilze) Basidiomycetes (Ständerpilze): Basidie, dikaryotisches Myzel, Schnallenbildung, Dolipore Eubasidiomycetes (Makropilze): große Fruchtkörper (Basidiokarp) mit fleischiger Schicht Coprinus, Agaricus, Ektomykorrhiza-Pilze: Boletus Teliomycetes: zahlreiche Parasiten, Basidie aus Spore (Teliospore=Teleutospore) Brandpilze: Ustilago maydis (Maisbrand) ; Rostpilze (Uredinales): Puccinia graminis (Getreiderost)
DNA-Übertragung bei Bakterien Konjugation
DNA-Übertragung bei Bakterien Generelle Transduktion
Spezielle Transduktion
Agrobacterium tumefaciens DNA-Transfer zwischen Bakterium und Pflanze
