Streptomyces: Bakterien als Antibiotikabildner
Streptomyces wächst fädig wie ein Pilz, ist aber ein grampositives Bakterium und liefert viele wichtige Antibiotika.
Das Wichtigste in Kürze
- Streptomyces ist eine Gattung der Actinomyceten: grampositive Bakterien mit fädigem, mycelähnlichem Wuchs.
- Streptomyceten sind Prokaryoten und gehören nicht zu den Ascomycota oder Zygomycota; sie bilden keine Pilzfruchtkörper.
- Sie leben heterotroph im Boden und bilden an den Spitzen der Lufthyphen Ketten von Exosporen.
- Im Gram-Präparat erscheinen sie als violette, verzweigte Fäden, nicht als Kugeln.
- S. griseus bildet Streptomycin, S. aureofaciens Chlortetracyclin; Tetracycline stammen aus Bakterien, nicht aus Pilzen.
Worum es geht
Streptomycin, Tetracycline und Chloramphenicol stammen nicht aus Schimmelpilzen, sondern aus Bodenbakterien der Gattung Streptomyces. Wer diese Bakterien richtig einordnet, kann Antibiotika ihren Produzenten zuordnen und Bakterien sicher von Pilzen unterscheiden.
Einordnung als Bakterien
Streptomyces ist die bekannteste Gattung der Actinomyceten. Der Wortteil „-myces“ bedeutet Pilz. Trotzdem sind Streptomyceten Bakterien, also Prokaryoten ohne Zellkern (siehe Bakterienzelle). In der Gram-Färbung verhalten sie sich grampositiv.
Actinomyceten sind grampositive Bakterien, die fädige, verzweigte Zellen bilden. Ihr Wuchs erinnert an Pilzmycel, ihr Zellbau ist aber prokaryotisch.
Die Ähnlichkeit zu Pilzen bleibt rein äußerlich. Anders als Ascomycota und Zygomycota besitzen Streptomyceten keinen Zellkern. Ihre Zellwand besteht aus Murein statt aus Chitin. Pilzfruchtkörper bilden sie nicht. Typische Vertreter sind Streptomyces griseus und Streptomyces aureofaciens. S. griseus ist ein harmloser Bodenbewohner und kein Krankenhauskeim.
Dass Streptomyces-Arten wie S. griseus und S. aureofaciens grampositive Bakterien sind, wird im Examen gerne gefragt. Achte darauf, dich weder vom Namen noch vom mycelartigen Wuchs zu einer Einordnung bei den Ascomycota oder Zygomycota verleiten zu lassen.
Morphologie und Lebensweise
Streptomyceten sind nicht kugelförmig wie Kokken. Sie wachsen als lange, verzweigte Fäden, die Hyphen. Diese verflechten sich zu einem mycelähnlichen Geflecht. Ein Teil davon wächst als Substratmycel in den Nährboden. Ein anderer Teil ragt als Luftmycel nach oben.
An den Spitzen der Lufthyphen entstehen Sporen. Die Hyphe teilt sich durch Querwände in Ketten einzelner Zellen auf. Diese Sporenketten sind gerade oder spiralig gewunden. Jede freigesetzte Spore keimt wieder zu einem neuen Mycel aus.
Eine Exospore wird außen an einer Hyphenspitze abgeschnürt und dient der Verbreitung. Anders als die Endospore von Bacillus entsteht sie nicht im Inneren einer Mutterzelle und ist weniger hitzeresistent.
Streptomyceten leben meist im Boden. Sie sind heterotroph und bauen organisches Material wie abgestorbene Pflanzenreste ab. Man kann sie sich als die Kompostierer des Bodens vorstellen. Ihr Stoffwechselprodukt Geosmin verursacht den typischen Erdgeruch.
Im gramgefärbten Präparat erkennt man Streptomyces an drei Merkmalen:
- violett gefärbte, also grampositive Zellen
- dünne, verzweigte Fäden statt einzelner Kugeln oder Stäbchen
- oft perlschnurartige Sporenketten an den Fadenenden
Antibiotikabildung
Antibiotika stammen nicht nur aus Pilzen. Auch unter den Prokaryoten gibt es wichtige Antibiotikabildner, allen voran die Streptomyceten. Im Boden konkurrieren sie mit vielen anderen Mikroorganismen. Ausgeschiedene Hemmstoffe verschaffen ihnen dabei einen Vorteil.
| Antibiotikum | Stoffgruppe | Produzent |
|---|---|---|
| Streptomycin | Aminoglykosid | Streptomyces griseus |
| Chlortetracyclin | Tetracycline | Streptomyces aureofaciens |
| Chloramphenicol | Phenicole | Streptomyces venezuelae |
| Erythromycin | Makrolid | Saccharopolyspora erythraea, früher Streptomyces erythreus |
Die Zuordnung der Tetracycline und des Streptomycins zu Bakterien solltest du sicher können. Tetracycline werden also nicht von Pilzen produziert. Das bekannte Pilzantibiotikum ist dagegen Penicillin aus Penicillium (siehe pharmazeutische Ascomyceten). Streptomycin trägt seinen Produzenten sogar im Namen.
Die Abbildung zeigt, wie verschieden die Produkte gebaut sind. Streptomycin besteht aus drei verknüpften Zuckerbausteinen. Tetracycline besitzen ein Gerüst aus vier linear aneinandergereihten Sechsringen.
Quiz
Aussage 1
Im gramgefärbten Präparat zeigt Streptomyces violett gefärbte, verzweigte Fäden.
Streptomyces ist grampositiv und wächst als verzweigtes, mycelähnliches Hyphengeflecht.
Aussage 2
Streptomyces aureofaciens ist ein Schlauchpilz aus der Abteilung Ascomycota.
S. aureofaciens ist ein grampositives Bakterium aus der Gruppe der Actinomyceten. Nur der Name und der fädige Wuchs erinnern an Pilze.
Aussage 3
Tetracycline werden von Schimmelpilzen der Gattung Penicillium gebildet.
Tetracycline stammen von Bakterien der Gattung Streptomyces, etwa Chlortetracyclin aus S. aureofaciens. Penicillium liefert Penicillin.
Aussage 4
Streptomycin ist ein Aminoglykosid, das von dem grampositiven Bakterium Streptomyces griseus gebildet wird.
S. griseus ist ein grampositiver Bodenbewohner und der Produzent von Streptomycin.
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