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Zelluläre Mikrobiologie
Die zelluläre Mikrobiologie ist ein Teilgebiet der Biologie. Sie verbindet und überbrückt die Gebiete der Zellbiologie und der Mikrobiologie.
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Gegenstand und Zielsetzung
Die zelluläre Mikrobiologie ist ein Teilgebiet der Biologie an der Schnittstelle von Zellbiologie und Mikrobiologie. Sie untersucht die Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen und den Zellen ihrer Wirte. Dabei verfolgt sie zwei Richtungen: Pathogene Mikroorganismen, also krankheitserregende Mikroorganismen, dienen als Forschungswerkzeuge für die Zellbiologie. Umgekehrt helfen zellbiologische Methoden dabei, die Pathogenität von Mikroorganismen zu verstehen. Pathogenität bezeichnet ihre Fähigkeit, Krankheiten hervorzurufen.
Wichtig ist nicht nur, gereinigte Toxine auf Zellen anzuwenden. Toxine sind Stoffe, mit denen Mikroorganismen Zellvorgänge beeinflussen können; Virulenzfaktoren sind allgemein Merkmale oder Stoffe, die eine Infektion fördern. Für das Verständnis einer Infektion müssen auch die Rolle solcher Stoffe für den Mikroorganismus, ihre Herstellung und ihre Koevolution mit Faktoren der Wirtszelle berücksichtigt werden.
Einfluss auf das Zytoskelett
Ein Hauptthema ist das Zytoskelett, besonders das Aktin-Netzwerk. Das Zytoskelett ist ein Netzwerk in der Zelle, das unter anderem ihre Form und Bewegungen mitbestimmt. Viele Mikroorganismen verändern dessen Aufbau und Abbau.
Intrazelluläre Bakterien wie Shigella und Salmonella lösen in Wirtszellen die Aktinpolymerisierung aus. Dabei werden Aktin-Bausteine zu Strukturen zusammengefügt. Auch Nicht-Phagozyten, also Zellen, die normalerweise keine Bakterien aufnehmen, bilden dadurch Ansätze, welche die Bakterien schließlich einhüllen. Yersinia-Bakterien wirken entgegengesetzt: Sie hemmen die Aktinpolymerisierung in Phagozyten und vermeiden so die Phagozytose. Phagozytose ist die Aufnahme von Partikeln oder Mikroorganismen durch spezialisierte Zellen. Die zelluläre Mikrobiologie untersucht, wie solche Verfahren eine Infektion fördern.
Weitere untersuchte Zellprozesse
Mikroorganismen beeinflussen weitere eukaryontische Zellprozesse und können zu deren Erforschung beitragen. Dazu gehören die Signaltransduktion, also die Weitergabe von Signalen innerhalb einer Zelle, der Stoffwechsel, der Vesikeltransport, der Zellzyklus und die transkriptionelle Regulation. Unter transkriptioneller Regulation versteht man die Steuerung, ob und in welchem Maß genetische Information in RNA umgeschrieben wird.