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Myxococcus xanthus
Myxococcus xanthus ist ein obligat aerobes Deltaproteobakterium. Die stäbchenförmigen Zellen bilden gelbe bis gelbbraune Kolonien (xanthus = gelb) und sind gleitend beweglich. Das Genom des Bakteriums wurde vollständig sequenziert, es besitzt einen hohen GC-Gehalt von durchschnittlich 69%. M. xanthus ist ein Modellorganismus. Als Vertreter der Myxobakterien verfügt er mit 9,2 Millionen Basenpaaren und 7.500 Genen über eines der größten bisher bekannten bakteriellen Genome; es ist etwa doppelt so groß wie das des Darmbakteriums Escherichia coli und sogar größer als das einiger Pilze. Wie alle Myxobakterien besitzt M. xanthus die Fähigkeit zu kooperativem Verhalten und einen komplexen Entwicklungszyklus, der bei Verschlechterung der Umgebungsbedingungen eingeschlagen wird. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
Vegetative LebensweiseDie Zellen leben im Boden, auf sich zersetzenden organischen Stoffen oder Dung. Allerdings ernähren sie sich weniger saprotroph, also von abgestorbener organischer Materie, sondern sie leben hauptsächlich von anderen Mikroorganismen, die sie als Schwarm überwältigen: Durch toxische Verbindungen und nach außen abgegebene Enzyme werden andere Zellen abgetötet und zersetzt. Entsprechend ist M. xanthus kaum in der Lage, Kohlenhydrate, wie verschiedene Zucker als Energie- und Kohlenstoffquelle zu verwerten sondern lebt als "Fleischfresser" fast ausschließlich von Proteinen und Peptiden. Die Bakterien bewegen sich überwiegend gleitend - eine Fähigkeit, die man auch von anderen Bakterien kennt, deren Mechanismus aber noch nicht hinreichend aufgeklärt ist. Entwicklung
Erschöpft sich die Nahrungsgrundlage, beginnen die Zellen einen komplizierten Entwicklungsvorgang. Evolution kooperativen VerhaltensEs ist nicht ganz sicher, welchen Vorteil Myxobakterien aus diesem komplizierten Prozess ziehen. Andere Bakterien, zum Beispiel die der Gattung Bacillus, sporulieren als Einzelzelle, ohne sich zuvor zu Fruchtkörpern zu vereinigen. Man vermutet, dass die soziale Lebensweise der Myxobakterien ein Grund für die gemeinsame Sporenbildung ist: Gelangt ein Fruchtkörper, der tausende Sporen enthält, in ein Habitat mit günstigen Umgebungsbedingungen, so entsteht an Ort und Stelle ein neuer Schwarm. Dieser ist sofort in der Lage, Enzyme und toxische Substanzen in hoher Konzentration zu produzieren und die Jagdstrategie der Myxobakterien wieder aufzunehmen. Einzelzellen würden für die Schwarmbildung wesentlich länger benötigen, außerdem würden die abgegebenen Verbindungen in die Umgebung diffundieren und ihre Wirkung verlieren. MotilitätMyxobakterien bewegen sich normalerweise gleitend. Diese Form der Fortbewegung wird als A-Motilität bezeichnet. "A" steht für adventurous, was so viel wie "abenteuer- oder unternehmungslustig" bedeutet. Während ihrer vegetativen Phase sind sie damit in der Lage, sich aktiv über eine feste Oberfläche auf Lockstoffe zu oder von Repellentien fort zu bewegen. Dies geschieht im Wesentlichen nach den Prinzipien der Chemotaxis: In regelmäßigen Zeitabständen kehren die Zellen ihre Bewegungsrichtung um. Die Zeitabstände verändern sich jedoch, sobald sich die Bakterien in einem chemischen Gradienten befinden, also in einem Konzentrationsgefälle eines Stoffes, den sie wahrnehmen können. Über einen größeren Zeitraum betrachtet, bewegen sie sich damit länger in die Richtung, die für sie von Vorteil ist, als in die entgegengesetzte Richtung. Es wurde beobachtet, dass Myxococcus-Zellen bei ihrer gleitenden Bewegung eine Art "Schleimspur" aus Polysacchariden hinterlassen. Andere Zellen des Myxococcus-Schwarmes bewegen sich bevorzugt entlang solcher Schleimspuren, was das Gruppenverhalten begünstigt. Myxobakterien stellen ein Modell für Entwicklungs- und Differenzierungsprozesse im Reich der Bakterien dar. In mehreren Forschungslabors weltweit wird an der Aufklärung der genetischen und biochemischen Mechanismen, die für den Entwicklungsprozess notwendig sind, gearbeitet. Außerdem erwartet man, im Genom der Bakterien die Gene für die Produktion zahlreicher bakterizider Substanzen zu finden und hofft, diese als antibiotische Medikamente einsetzen zu können. Interessant ist die Lebensweise der Myxobakterien auch, weil sie der einiger Schleimpilze ähnlich ist. Schleimpilze gehören zu den Eukaryonten und nicht zu den Bakterien. Ein interessantes Beispiel konvergenter Entwicklung. Isolation und KulturMyxobakterien sind weit verbreitet und lassen sich relativ leicht isolieren. Man kann zum Beispiel kleine Bodenkrümel oder Kaninchendung auf eine Platte mit Wasseragar geben, der sonst keine Nährstoffe enthält, auf den man zuvor aber eine dichte Suspension einer Bakterienkultur (z.B. Escherichia coli) aufgetragen hat. Die Aktivität der Myxobakterien wird durch Auflösen des Bakterienrasens in der Umgebung der Bodenstückchen sichtbar. Nach mehreren Tagen entstehen die Fruchtkörper, mit deren Hilfe man die Myxobakterien isolieren und auch bestimmten Gattungen zuordnen kann. Eine Reinkultur gelingt meist nur in Nährmedien, die ausschließlich Casein oder Pepton und keine Kohlenhydrate enthalten. Sorangium cellulosum, eine verwandte Gattung, bildet allerdings eine Ausnahme. Dieses Bakterium zersetzt Cellulose und kann auf kleinen Stückchen Filterpapier kultiviert werden. |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Myxococcus_xanthus aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |