Bakterien (SingularBakterie, alltagssprachlich auch Bakterium) sind eine große Gruppe einzelliger prokaryotischen Mikroorganismen.

Bakterien kommen auf der Erde vor und wachsen im Boden, in sauren heißen Quellen, in radioaktiven Abfällen sowie in organischen Stoffen und in lebenden Körpern von Pflanzen, Menschen und Tieren. In einem Gramm Boden befinden sich ungefähr 40 Millionen Bakterienzellen und in einem Milliliter Süßwasser eine Million Bakterienzellen. Bakterien sind für das Recycling von Nährstoffen unerlässlich. Die meisten Bakterien wurden jedoch nicht charakterisiert, und nur etwa die Hälfte der Bakterien kann im Labor gezüchtet werden. Die Lehre von den Bakterien ist als Bakteriologie bekannt.

Bakterien, die Krankheiten verursachen, werden als Krankheitserreger (Pathogene) bezeichnet. Tuberkulose, Cholera, Typhus, Syphilis, Diphtherie und Tetanus gehören zu den durch Bakterien verursachten Krankheiten. Einige Bakterien greifen Zellen direkt an, andere produzieren giftige Substanzen. Die natürliche Abwehr des Körpers wird durch Antikörper gewährleistet. Bestimmte Krankheiten wie Tetanus können durch Impfung verhindert werden, andere Pathogene können mit Antibiotika behandelt werden. Antibiotika können als bakterizid eingestuft werden, die Bakterien abtöten, oder bakteriostatisch, wenn sie Bakterien am Wachstum hindern. Dies kann heutzutage ein erhebliches Problem darstellen, da Antibiotika nicht nur zur Behandlung menschlicher Krankheiten, sondern auch in der Landwirtschaft zur Förderung des Tierwachstums eingesetzt werden. Dies führt zur Entwicklung einer Antibiotikaresistenz in der Bakterienpopulation.

Infektionen können auch durch antiseptische Maßnahmen verhindert werden, z. B. durch Sterilisieren von Nadeln vor den Injektionen, und von chirurgischen oder zahnmedizinischen Instrumenten oder durch Desinfektionsmittel, die Krankheitserreger auf Oberflächen abtöten, um eine Kontamination zu verhindern und das weitere Infektionsrisiko zu verringern.

Bakterien haben eine Länge von wenigen Mikrometern und eine Vielzahl von Formen wie Kugeln, Stäbchen und Spiralen.

Ein typischer Bazillus besteht aus seiner Zellmembran, die wie Ribosomen Zytoplasma und Organellen umschließt. Neben anderen tierischen Zellen weist ein Bakterium außerhalb seiner Zellmembran eine halbstarre Zellwand auf. Die Grundbestandteile eines Bakteriums umfassen:

Bakterien, die eine Krankheit verursachen können, können auf verschiedene Weise in den Körper gelangen: über die Atemwege oder den Verdauungstrakt, beim Geschlechtsverkehr oder durch Hautverletzungen. Einige Bakterien dringen in Körperzellen ein, während andere giftige Substanzen produzieren, die die Zellfunktion stören können.

Das Wachsen von Bakterien unter den kontrollierten Bedingungen des Labors wird als Kultivierung oder Bakterienkultivierung bezeichnet. Bakterien werden normalerweise gezüchtet mit:

Die meisten Labortechniken für das Wachstum von Bakterien enthalten einen hohen Nährstoffgehalt, um große Mengen an Zellen kostengünstig und schnell zu produzieren. In natürlichen Umgebungen sind die Nährstoffe jedoch begrenzt, was bedeutet, dass sich Bakterien nicht unbegrenzt weiter vermehren können.

Zur Identifizierung und Charakterisierung von Bakterien wird am häufigsten die Gram-Färbung verwendet. Die Gram-Reaktion spiegelt grundlegende Unterschiede in den biochemischen und strukturellen Eigenschaften von Bakterien wider. Zuerst muss die Bakterienprobe fixiert werden, üblicherweise durch Hitze. Anschließend wird ein Objektträger mit Bakterienzellen verschmiert, die mit Kristallviolettfärbung, einem Grundfarbstoff, behandelt wurden. Während dieses Vorgangs werden die Zellen lila. Der Objektträger wird dann mit einer Jodlösung und dann mit einem organischen Lösungsmittel (wie Alkohol oder Aceton) gespült. Grampositive Bakterien bleiben lila, da ihre einzelne dicke Zellwand vom Lösungsmittel nicht leicht zu durchdringen ist. Gramnegative Bakterien werden entfärbt, weil ihre Zellwände viel dünnere Schichten aufweisen, die es dem Lösungsmittel ermöglichen, den Farbstoff zu entfernen. In einem letzten Schritt wird eine Gegenfärbung wie Safranin hinzugefügt und die gramnegativen Zellen rot gefärbt.

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