Bakterienbiologie

Bakterienbiologie umfasst die Untersuchung der Bakterien, einer Gruppe mikroskopisch kleiner, meist einzelliger Prokaryoten. Die Disziplin befasst sich mit Struktur, Lebensweisen, Fortpflanzung, Stoffwechsel, Genetik, Evolutionsbeziehungen sowie Interaktionen mit anderen Organismen und ihrer Umwelt.

Sie weisen oft eine Zellwand, eine Zellmembran und verschiedene Oberflächenstrukturen wie Geißeln oder Pili auf. Viele Bakterien leben allein, andere in Biofilmen. Ihre Stoffwechselwege reichen von aerober und anaerober Atmung, über Fermentation bis zur autotrophen CO2-Fixierung oder der Nutzung organischer Substrate. Cyanobakterien betreiben oxygenische Photosynthese; andere Bakterien gewinnen Energie aus chemischen Reaktionen (Chemotrophie).

Die Bakteriengenetik: Sie besitzen kreisförmige Chromosomen im Nukleoid und oft zusätzliche Plasmide. Vermehrung erfolgt durch einfache Zellteilung; der Austausch genetischer Information erfolgt durch Transformation, Transduktion und Konjugation. Mutationen und horizontale Genübertragung treiben Evolution. Moderne Techniken wie Sequenzierung, Genom-Analysen und molekulare Marker unterstützen Identifikation und phylogenetische Zuordnung.

Taxonomie: Bakterien gehören zur Domäne Bacteria. Systematik erfolgt anhand Genetik, Morphologie und Stoffwechselmerkmalen; gängige Gruppen umfassen Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria und Bacteroidetes. Da die Klassifikation fortlaufend aktualisiert wird, ändern sich Zuordnungen regelmäßig.

Ökologische Rolle und Anwendungen: Bakterien sind zentrale Träger von Stoffwechselkreisläufen in Ökosystemen und bilden oft komplexe Mikrobiome, etwa im Darm. Sie können Krankheitserreger sein, liefern aber auch Vorteile, etwa bei Lebensmittelproduktion, Biotechnologie, Umweltbioremediation und medizinischer Forschung. Antimikrobielle Resistenzen stellen gesundheitliche Herausforderungen dar. Die Bakterienbiologie dient auch als Modell für zentrale Prinzipien der Zellbiologie, Genetik und Molekularbiologie.