Quelltext der Seite Sarcina (Bakterium)

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{{Taxobox
| Taxon_WissName   = Sarcina
| Taxon_Rang       = Gattung
| Taxon_Autor      = [[John Goodsir|Goodsir]] 1842
| Taxon2_WissName  = Clostridiaceae
| Taxon2_Rang      = Familie
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| Subtaxa          = *''[[Sarcina maxima]]'' {{Person|[[Paul Lindner (Mikrobiologe)|Lindner]] 1888}}
* ''[[Sarcina ventriculi]]'' {{Person|Goodsir 1842}}
}}

'''''Sarcina''''' ist der Name einer Gattung obligat [[Anaerobie|anaerober]], [[Gramfärbung|grampositiver]], [[kokkoid]]er (kugelförmiger), säuretoleranter [[Bakterien]] aus der Familie der [[Clostridiaceae]].

== Merkmale ==
[[Datei:Cocci arrangement.png|mini|rechts|290px|Verschiedene Anordnungen von [[Kokken]]: (a) Streptokokken, (b) Diplokokken, (c) Tetraden, (d) Paketkokken oder Sarcinen (Zellteilung erfolgt in allen drei Ebenen), (e) Staphylokokken.]]

Während es sich bei vielen [[Gattung (Biologie)|Gattungen]] aus der Familie der [[Clostridiaceae]] um [[Bakterien#Gestalt und Größe|stäbchenförmige Bakterien]] handelt, ist die Zellform von Sarcina rund, es handelt sich um [[Kokken]]. Typisch ist ihr Erscheinungsbild im Mikroskop, das durch ein besonderes Muster der Zellteilung zustande kommt: Die Zellen trennen sich nicht nach jeder Teilung vollständig. Die Teilung selbst erfolgt jedoch in alternierenden Ebenen, jeweils senkrecht zur Ebene der vorangegangenen Teilung. So entstehen würfelförmige Pakete aus acht oder mehr zusammenhängenden Kokken, so genannte ''Paketkokken'' oder ''Sarcinen''<ref name="schlegel">Hans G. Schlegel: ''Allgemeine Mikrobiologie.'' 7. Auflage. Thieme Verlag, Stuttgart / New York 1992, ISBN 3-13-444607-3.</ref> (siehe Abbildung).

Bei der Gattung ''Sarcina ventricula'' erfolgt außerdem die Produktion einer [[Cellulose]]schicht um die [[Zellwand]] herum, die ähnlich einem Klebstoff die sich gerade geteilten Zellen zusammenhält, so dass man Pakete von bis zu 64 Kokken aneinander geheftet beobachten kann. Weiterhin auffällig ist die Zellgröße dieser Gattung, die Kokken besitzen einen Durchmesser von 4&nbsp;µm.<ref name="schlegel" /> Der Gattungsname lässt sich auf diese besonderen Zellverbände (Aggregate) zurückführen (''sarcina'' aus dem [[Latein]]ischen bedeutet „Bündel“).<ref name="MO_Unterricht">Horst Bayrhuber, Eckhard R. Lucius (Hrsg.): ''Mikroorganismen im Unterricht.'' (= ''Handbuch der praktischen Mikrobiologie und Biotechnik.'' Band 3). 1. Auflage. Metzler-Schulbuchverlag, Hannover 1992, ISBN 3-8156-3351-6.</ref>

Als typische Vertreter der [[Clostridiaceae]] wachsen ''Sarcinen'' obligat [[anaerob]], wobei sich ''Sarcina ventricula'' auch mikroaerotolerant kultivieren lässt. Sie sind damit [[Katalase]]-negativ und [[Oxidase-Test|Oxidase]]-negativ. Die Zellen sind unbeweglich und in der Lage, unter ungünstigen Umweltbedingungen [[Endospore]]n zu bilden.<ref name="schlegel" /> In der Bakterien-[[DNA]] ist der niedrige [[GC-Gehalt]] auffällig, er liegt bei 28–31 Mol-Prozent. Hervorzuheben ist außerdem die [[Acidophilie (Ökologie)|Säuretoleranz]] dieser Bakteriengattung. Für das Wachstum von ''Sarcina'' müssen Zucker vorhanden sein, die das Bakterium unter anaeroben Bedingungen vergärt, um daraus Energie zu gewinnen.<ref name="brock" />

== Stoffwechsel ==
Die Verwertung von [[Kohlenhydrate]]n erfolgt in einer [[Fermentation]]. Dabei erfolgt zunächst der schrittweise Abbau von [[Monosaccharide]]n (Einfachzuckern) wie z.&nbsp;B. <small>D</small>-[[Glucose]] (Traubenzucker) in der [[Glykolyse]] zu [[Pyruvat]]. Unter anaeroben Bedingungen muss das dabei verbrauchte [[Nicotinamidadenindinukleotid|NAD<sup>+</sup>]] (Nicotinamidadenindinukleotid) wieder regeneriert werden, dies erfolgt durch die [[alkoholische Gärung]]. Von jedem Molekül Pyruvat wird dabei ein Molekül [[Kohlenstoffdioxid]] durch das Enzym [[Pyruvatdecarboxylase]] ({{EC|4.1.1.1}}) abgespalten. Das in diesem Schritt entstehende [[Acetaldehyd]] ist für den Organismus sehr giftig und wird im folgenden Schritt sofort weiter umgesetzt. Das [[Biokatalysator|katalysierende]] Enzym [[Alkoholdehydrogenase]] ({{EC|1.1.1.1}}) reduziert Acetaldehyd zu [[Ethanol]], dabei wird das NAD<sup>+</sup> regeneriert.<ref name="brock" /> Dieser Stoffwechselweg ist bei Hefen (wie ''[[Saccharomyces cerevisiae]]'') geläufig, bei Bakterien aber eigentlich ungewöhnlich, wurde jedoch bei ''Sarcina ventricula'' vorgefunden.<ref name="schlegel" /> ''[[Zymomonas]]'' ist eine weitere Bakteriengattung, die Ethanol produziert, allerdings erfolgt hier der Abbau der Monosaccharide nach dem [[Entner-Doudoroff-Weg]].<ref name="brock" /> Andere ''Sarcina''-Arten führen Gärungen ähnlich der [[Buttersäuregärung]] der ''[[Clostridien]]'' durch, neben [[Buttersäure]] sind [[Kohlendioxid]] und elementarer [[Wasserstoff]] (H<sub>2</sub>) hier die Hauptprodukte der Gärung.

== Vorkommen ==
Die Bakterien sind im Boden weit verbreitet und lassen sich außerdem noch aus Schlamm, Kot und dem [[Magen]] isolieren. Das Bakterium kann [[pH-Wert]]e bis 2 tolerieren, so dass ein Überleben im sauren Milieu des Magens möglich ist, hier wurde ''S. ventriculi'' im Jahre 1842 erstmals gefunden. Bei Menschen mit bestimmten Krankheiten des [[Verdauungstrakt]]s (z.&nbsp;B. [[Pylorus|Pförtnergeschwüren]]) ist mitunter verstärktes Wachstum der Bakterien feststellbar.<ref name="brock">Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: ''Brock Mikrobiologie.'' Deutsche Übersetzung herausgegeben von Werner Goebel, 1. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg/Berlin 2000, ISBN 3-8274-0566-1.</ref> ''Sarcina''  gilt jedoch nicht als pathogen.<ref name="dsmz" />

== Nachweise ==
''Sarcina'' ist gut in einem [[Nährmedium]] kultivierbar, das [[Pepton]], Hefeextrakt und [[Glucose]] enthält und einen leicht sauren [[pH-Wert]] von 6,0 aufweist. Die Inkubation erfolgt anaerob bei einer Temperatur von 37&nbsp;°C.<ref name="dsmz">{{Internetquelle | url=https://www.dsmz.de/de/kataloge/katalog-mikroorganismen.html | titel=''Katalog Mikroorganismen'' auf der Webseite des Leibniz Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH | zugriff=2013-02-25}}</ref> Zur selektiven Anreicherung kann der pH-Wert weiter gesenkt werden. In flüssigen Medien ist ein Sedimentwachstum (bei klarem Überstand) zu beobachten, was sich auf das anaerobe Wachstum zurückführen lässt. Durch anaeroben Stoffwechsel bilden Sarcinen in glucosehaltigen Medien vor allem [[Ethanol]] und [[Kohlendioxid]].

Zur Differenzierung der beiden ''Sarcina''-Arten ''S. ventriculi''  und ''S. maxima'' werden folgende Merkmale verwendet: Der [[Cellulose]]nachweis bei ''S. ventriculi'' ist positiv, bei ''S. maxima'' negativ. ''S. ventriculi'' bildet [[Ethanol]] und [[Acetoin]], ''S. maxima'' [[Buttersäure]].

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Clostridiaceae (Familie)]]
[[Kategorie:Clostridiaceae]]