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Lexikon der Biologie: Bakterienzellwand

Bakterienzellwand, äußere dünne, elastische Hülle um den Protoplasten, welche die Bakterienzelle (Bakterien) vor osmotischer Auflösung (Lyse) schützt und die Zellform bestimmt ( vgl. Abb. ). Sie ist für zahlreiche niedermolekulare Substanzen durchlässig. In ihr sind verschiedene Proteine (Porine) eingelagert, die zur Aufnahme von komplexen Stoffen und als Rezeptoren für Bakteriophagen und Bakteriocine dienen. Die Zellwand der Eubakterien(Bacteria) enthält Murein (Peptidoglykan), an dem einige zellwandauflösende Enzyme und Antibiotika angreifen (z. B. Lysozym, Penicillin, Cephalosporin, Bacitracin). Archaebakterien und Eukaryoten können kein Murein bilden. Aufgrund der Gram-Färbung kann zwischen grampositiven (dickwandigen) und gramnegativen (dünnwandigen) Bakterien unterschieden werden. Bei den Eubakterien ist das unterschiedliche Färbeverhalten auch durch einen grundsätzlich anderen Aufbau der Bakterienzellwand und Zusammensetzung des Mureins bedingt. Die Bakterienzellwand gramnegativer Eubakterien enthält einen dünnen, aber dreidimensionalen Mureinsacculus (5–10% des Zellwand-Trockengewichts), zwischen dem sich lösliche Proteine befinden. Auf dem Mureingerüst ist noch eine äußere Hülle (äußere Membran) aufgelagert; sie enthält Lipoprotein, Phospholipide sowie Lipopolysaccharide und wird von Proteinkanälen (Porine) durchzogen. Die Bakterienzellwand grampositiver Eubakterien besitzt ein vielschichtiges Mureinnetz, das die ganze, gleichförmig aufgebaute Zellwand durchzieht (30–70% des Trockengewichts); das Mureinnetz ist mit Polyol-Phosphaten (Teichonsäure) und manchmal mit Polysacchariden verknüpft, außerdem können noch Teichuronsäuren und Lipoteichonsäuren (Teichonsäuren) sowie Proteine (z. B. Protein A und M-Protein) aufgelagert sein. Einige grampositive Bakterien, z. B. Mykobakterien, besitzen noch wachsartige Komponenten (Mykolsäuren). Die Zellwand grampositiver und gramnegativer Bakterien ist oft noch von einer Kapsel (Glykokalyx) oder von Schleim umhüllt, in denen (wie durch die röhrenförmige Hülle der Scheidenbakterien) viele Zellen nach der Teilung vereint bleiben können. Äußere Komponenten der Bakterienzellwand (Lipopolysaccharide) und der Kapsel sind für spezifische Antigeneigenschaften verantwortlich (O-Antigene, Kapsel-Antigene). Zusammensetzung des Mureins von grampositiven und gramnegativen Bakterien: Murein. Auf der Zelloberfläche von Eubakterien und Archaebakterien können auch parakristalline Proteine (S-layer) vorhanden sein. – Die Archaebakterien besitzen kein echtes Murein, sondern bilden andere Typen von Zellwänden aus, z. B. Pseudomurein-, (Glyko-)Protein- oder saure Heteropolysaccharid-Hüllen (Sacculi) mit oder ohne Sulfatgruppen sowie Protein-Scheiden. Es gibt auch Bakterien, meist parasitische Formen, ohne Zellwand (z. B. Mycoplasmen, Thermoplasma).

G.S.




Bakterienzellwand

Abb. links: Aufbau der Zellwand bei grampositiven und gramnegativen Bakterien. Abb. rechts: Modell des Aufbaus der Zellhüllen und der Anordnung der einzelnen Komponenten eines gramnegativen Bakteriums (Salmonella).
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