Lehrbuch der Mikrobiologie

1 Einleitung: Entwicklung und Bedeutung der Mikrobiologie 1.1 Mikrobiologie als Wissenschaftsdisziplin 1.2 Historische Entwicklung 1.3 Bedeutung der Mikrobiologie 1.4 Wesen der Mikroorganismen (Pro- und Eukaryoten, Kleine Zelldimensionen, große Leistungen, Anpassungsfähigkeit, Vielfalt biochemischer Leistungen) TEIL I: STRUKTUR UND FUNKTION DER PROKARYOTISCHEN UND EUKARYOTISCHEN MIKROBENZELLE 2 Struktur und Funktion der prokaryotischen Zelle 2.1 Aufbau und Zusammensetzung 2.2 Bakterienchromosom und Plasmide - Träger der genetischen Information 2.3 Cytoplasma und Ribosomen 2.4 Zellmembran 2.5 Die äußere Zellbegrenzung 2.6 Zelloberflächenstrukturen, Geißeln und Zelleinschlüsse 3 Struktur und Funktion der eukaryotischen Mikrobenzelle 3.1 Wesen der Pilze 3.2 Bau der Pilzzelle 3.3 Zellkern sowie Kern- und Zellteilung 3.4 Cytoplasma, intrazelluläre Membranen und Mitochondrien 3.5 Zellmembran 3.6 Zellwand TEIL II: WACHSTUM, ZELLZYKLUS, DIFFERENZIERUNG 4. Wachstum, Zellzyklus und Differenzierung 4.1 Wachstum von Bakterienpopulationen 4.2 Kontinuierliche Kultur 4.3 Zellteilung der Bakterien 4.4 Differenzierung und Zellzyklus bei Bakterien 4.5 Wachstum und Differenzierung der Pilze 4.6 Wachstum in Biofilmen 5. Einfluss von Umweltfaktoren auf das Wachstum, Stress- und Adaptationsphänomene 5.1 Temperatur (Hitze- und Kälteschock) 5.2. Wasseraktivität und osmotischer Stress 5.3 Wasserstoffionen-Konzentration (pH) 5.4 Strahlungen 5.5 Sterilisation, Konservierungs- und Desinfektionsmittel TEIL III: PHYSIOLOGIE UND BIOCHEMIE: STOFFWECHSELAKTIVITÄTEN 6. Grundlagen: Transport, Katabolismus und Anabolismus 6.1 Katabolismus und Anabolismus 6.2 Energetische Aspekte 6.3 Elektronentransport, protonenmotorische Kraft und ATP-Bildung 6.4 Transportvorgänge an Zellmembranen 6.5 Haupttypen des mikrobiellen Stoffwechsels 7. Katabole Prozesse 7.1 Stoffaufnahme, PTS und Nicht-PTS Zucker-Aufnahmesysteme 7.2 Aerobe Atmung 7.3 Anaerobe Atmung 7.4 Gärungen 7.5 Abbau von Natur- und Fremdstoffen 8 Phototrophie und Chemolithotrophie 8.1 Bakterielle Photosynthese (auch Halobakterien) 8.2 Chemolithotrophie 9. Anabole Prozesse 9.1 Glyoxylsäure-Zyklus und Gluconeogenese 9.2 Anaplerotische Reaktionen und Aminosäuresynthese 9.3 Biosynthese von Makromolekülen 10. Stickstoff-Fixierung 10.1 Stickstoffbindung der frei lebenden Bakterien 10.2 Symbiotische Stickstoffbindung der Rhizobien 10.3 Mykorrhiza und Actinorhiza TEIL IV: ZELLULÄRE KONTROLLMECHANISMEN 11. Kontrolle der Genexpression und Stoffwechselregulation 11.1 Kontrolle der Transkriptionsinitiation 11.2 Beispiele für die Transkription katabolischer und anabolischer Operons 11.3 Kontrolle der Genexpression durch alternative Sigmafaktoren 11.4 Attenuierung 11.5 Hierarchie der Kontrollsysteme: Operon, Regulon, Stimulon 11.6 Posttranskriptionale Kontrollmechanismen 12. Komplexe zelluläre Kontrollsysteme 12.1 Signaltransduktion und Zweikomponentensysteme 12.2 Interzelluläre Kommunikation und Quorum sensing 12.3 Chemotaxis TEIL V: BAKTERIENGENETIK UND GENOMEVOLUTION 17 Mutationen und DNA-Reparatur 17.1 Mutationen und Mutationstypen 17.2 Entstehung von Mutationen 17.3 Komplexe Reparatursysteme von DNA-Schäden 18 Rekombination und laterale DNA-Transfersysteme 18.1 Homologe Rekombina