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<title>Endospore</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Endospore</span></h1>

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<p>Als <b>Endospore</b> bezeichnet man eine <a href="Dauerstadium" title="Dauerstadium">Überdauerungsform</a>, die innerhalb eines Organismus bzw. einer Zelle gebildet wird. <a href="Spore" title="Spore">Sporen</a>, die dagegen außerhalb des Organismus gebildet werden, werden als <a href="Exospore" title="Exospore">Exosporen</a> bezeichnet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Endosporen_bei_Bakterien">Endosporen bei Bakterien</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Bildung">Bildung</h3></div>

<p>Einige <a href="Gram-positiv" class="mw-redirect" title="Gram-positiv">Gram-positive</a> <a href="Bakterien" title="Bakterien">Bakterien</a> bilden als Reaktion auf einen Hungerzustand Endosporen (<a href="Sporulation" title="Sporulation">Sporulation</a>). Ein Mangel an Guaninnukleotiden im <a href="Zytoplasma" class="mw-redirect" title="Zytoplasma">Zytoplasma</a> löst dabei eine inäquale (ungleiche) Zweiteilung des <a href="Protoplast" title="Protoplast">Protoplasten</a> innerhalb der <a href="Zellwand" title="Zellwand">Zellwand</a> und einen anschließenden <a href="Endocytose" class="mw-redirect" title="Endocytose">Endocytose</a>-ähnlichen Prozess aus, der die <a href="Spore" title="Spore">Spore</a> bildet. Im Gegensatz zu den meisten anderen Sporen handelt es sich bei Endosporen überwiegend nicht um Vermehrungsformen, da jede Zelle in der Regel nur eine Endospore bildet und bei deren Freisetzung zugrunde geht; nur in seltenen Fällen (beispielsweise <i>Anaerobacter polyendosporus</i>) werden mehrere (bis sieben) Endosporen gebildet.

</p><p>Bekannte Endosporenbildner sind viele Arten der Gattungen <i><a href="Bacillus" title="Bacillus">Bacillus</a></i> und <i><a href="Clostridium" class="mw-redirect" title="Clostridium">Clostridium</a></i>, insbesondere <i><a href="Bacillus_anthracis" title="Bacillus anthracis">Bacillus anthracis</a></i> (<a href="Milzbrand" title="Milzbrand">Milzbrand</a>), <i><a href="Clostridium_botulinum" title="Clostridium botulinum">Clostridium botulinum</a></i> (<a href="Botulismus" title="Botulismus">Botulismus</a>) und <i><a href="Clostridium_tetani" title="Clostridium tetani">Clostridium tetani</a></i> (<a href="Tetanus" title="Tetanus">Tetanus</a>). Doch auch andere Gattungen wie <i>Desulfotomaculum</i>, <i><a href="Sporolactobacillus" title="Sporolactobacillus">Sporolactobacillus</a></i>, <i><a href="Sporosarcina" title="Sporosarcina">Sporosarcina</a></i> und <i>Thermoactinomyces</i> können Endosporen bilden. Sie alle gehören dabei zur <a href="Abteilung_(Biologie)" title="Abteilung (Biologie)">Abteilung</a> <a href="Firmicutes" class="mw-redirect" title="Firmicutes">Firmicutes</a>.

</p><p>Andere Endosporenbildner-Gattungen sind:

</p>

<ul><li><i>Acetonema</i>, <i>Alkalibacillus</i>, <i>Ammoniphilus</i>, <i>Amphibacillus</i>, <i>Anaerobacter</i>, <i>Anaerospora</i>, <i><a href="Aneurinibacillus" title="Aneurinibacillus">Aneurinibacillus</a></i>, <i>Anoxybacillus</i></li>

<li><i>Brevibacillus</i></li>

<li><i>Caldanaerobacter</i>, <i>Caloramator</i>, <i>Caminicella</i>, <i>Cerasibacillus</i>, <i>Clostridiisalibacter</i>, <i>Cohnella</i></li>

<li><i>Dendrosporobacter</i>, <i>Desulfosporomusa</i>, <i>Desulfosporosinus</i>, <i><a href="Desulfovirgula" title="Desulfovirgula">Desulfovirgula</a></i>, <i>Desulfunispora</i>, <i>Desulfurispora</i></li>

<li><i>Filifactor</i>, <i>Filobacillus</i></li>

<li><i>Gelria</i>, <i>Geobacillus</i>, <i>Geosporobacter</i>, <i>Gracilibacillus</i></li>

<li><i>Heliobacterium</i>, <i>Heliophilum</i></li>

<li><i>Lentibacillus</i></li>

<li><i>Mahella</i>, <i>Moorella</i></li>

<li><i>Oceanobacillus</i>, <i>Ornithinibacillus</i>, <i>Oxalophagus</i>, <i>Oxobacter</i></li>

<li><i>Paenibacillus</i>, <i>Paraliobacillus</i>, <i>Pelospora</i>, <i>Pelotomaculum</i>, <i>Piscibacillus</i>, <i>Pontibacillus</i>, <i>Propionispora</i></li>

<li><i>Salinibacillus</i>, <i>Salsuginibacillus</i>, <i><a href="Sporacetigenium" class="mw-redirect" title="Sporacetigenium">Sporacetigenium</a></i>, <i>Sporoanaerobacter</i>, <i>Sporobacter</i>, <i>Sporobacterium</i>, <i>Sporohalobacter</i>, <i>Sporomusa</i>, <i>Sporotalea</i>, <i>Sporotomaculum</i>, <i>Syntrophospora</i></li>

<li><i>Tenuibacillus</i>, <i>Tepidibacter</i>, <i>Terribacillus</i>, <i>Thalassobacillus</i>, <i>Thermoacetogenium</i>, <i>Thermoalkalibacillus</i>, <i><a href="Thermoanaerobacter" title="Thermoanaerobacter">Thermoanaerobacter</a></i>, <i>Thermoanaeromonas</i>, <i>Thermobacillus</i>, <i>Thermovenabulum</i>, <i>Tuberibacillus</i></li>

<li><i>Virgibacillus</i>, <i>Vulcanobacillus</i></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h3></div>

<p>Wichtige Charakteristika der Bakterien-Endosporen sind zum einen ihre hohe Resistenz gegenüber schädlichen Umwelteinflüssen und zum anderen ihre metabolische Inaktivität (<a href="Dormanz" title="Dormanz">Dormanz</a>). Ein Stoffwechsel lässt sich nicht nachweisen (<a href="Kryptobiose" title="Kryptobiose">Kryptobiose</a>). Sie weisen eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Hitze, Kälte, Austrocknung, verschiedene Arten von <a href="Strahlung" title="Strahlung">Strahlung</a>, chemische Agentien, <a href="Lysozym" title="Lysozym">Lysozym</a> und extreme <a href="PH-Wert" title="PH-Wert">pH-Werte</a> auf.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die <a href="Resistenz" title="Resistenz">Resistenzen</a> beruhen auf den verschiedenen morphologischen Besonderheiten der Spore: der mehrschichtigen Hülle (<i>protein coat</i> und <i>peptidoglycan cortex</i>), der sehr dichten und wenig durchlässigen inneren Sporenmembran und dem geringen Wassergehalt im Sporenkern. Die <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure" title="Desoxyribonukleinsäure">DNA</a> der Endosporen wird durch SASPs (small acid soluble [spore] proteins) geschützt. Undurchlässigkeit der Sporenhülle für radiochemische Produkte und Bindung freier Radikale durch schwefelhaltige Bestandteile verleihen ihnen Resistenz gegen <a href="Radioaktivit%C3%A4t" title="Radioaktivität">ionisierende Strahlung</a>.

</p><p>Bakterien-Endosporen enthalten <a href="Dipicolins%C3%A4ure" title="Dipicolinsäure">Calciumdipicolinat</a>, ein charakteristischer Stoff, der bei vegetativen Zellen nicht vorkommt.

</p><p>Bakterien-Endosporen als Ruhestadien können lange Zeit überdauern; so wurden lebensfähige Sporen im Magen einer in <a href="Bernstein" title="Bernstein">Bernstein</a> konservierten Biene gefunden, welche über 25 Millionen Jahre alt sind.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Allerdings wird diskutiert, ob das untersuchte Material mit rezenten Endosporen verunreinigt war. Fest steht jedoch, dass Endosporen sehr lange Zeit überdauern können.

</p><p>Bakterien-Endosporen sind im Phasenkontrast-Mikroskop als stark lichtbrechende, helle Strukturen erkennbar. Wegen der Undurchlässigkeit der Hüllen für sehr viele Stoffe, die ihnen Resistenz gegen diese Stoffe verleiht, nehmen sie bei üblichen Färbeverfahren keinen Farbstoff auf, sie können aber durch ein spezielles Färbeverfahren (<a href="Endosporenf%C3%A4rbung" title="Endosporenfärbung">Endosporenfärbung</a>) angefärbt werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Keimung">Keimung</h3></div>

<p>Aus Endosporen können unter bestimmten Milieubedingungen wieder aktive („vegetative“) Entwicklungsstadien der Bakterien hervorgehen. Aus einer Endospore entwickelt sich dabei ein einzelliges Bakterium. Man unterscheidet drei Phasen: Zunächst muss in den meisten Fällen die Endospore aktiviert werden. Die <i>Aktivierung</i> besteht wahrscheinlich im Wesentlichen in einer Erhöhung der <a href="Permeabilit%C3%A4t_(Materie)" title="Permeabilität (Materie)">Permeabilität</a> der Sporenhülle, so dass stoffliche Induktoren (Signalstoffe) der Sporenkeimung von außen eindringen können. Dies kann durch Alterung geschehen (gefördert durch hohe Temperaturen) oder durch mechanische Schädigung. Wenn nach dieser Phase der Aktivierung bestimmte, artspezifische Induktoren im Außenmilieu vorhanden sind, wird die <i>Keimung</i> im engeren Sinn (englisch <i>germination</i>) eingeleitet. Als Keimungsinduktoren wirken solche Stoffe, die in natürlicher Umgebung in der Regel bei Bedingungen vorhanden sind, die für das Wachstum des Bakteriums günstig sind. Beispiele dafür sind durch das Bakterium nutzbare Energiequellen (beispielsweise <a href="Glucose" title="Glucose">Glucose</a>) und Nährstoffe (beispielsweise <a href="Adenosin" title="Adenosin">Adenosin</a> und <a href="Alanin" title="Alanin">L-Alanin</a>). Bei der Keimung wird die Sporenhülle durch teilweisen Abbau geschwächt. Beim <i>Auswachsen</i> (englisch <i>outgrowth</i>) nimmt die Zelle durch Wasseraufnahme und Wachstum (Bildung von neuen Zellbestandteilen) an Volumen zu, sprengt die Sporenhülle und bildet eine neue <a href="Zellwand" title="Zellwand">Zellwand</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Belege">Belege</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Peter Setlow: <cite style="font-style:italic">Spore Resistance Properties</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Microbiology Spectrum</cite>. American Society for Microbiology Press, 2014.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Endospore&rft.atitle=Spore+Resistance+Properties&rft.au=Peter+Setlow&rft.btitle=Microbiology+Spectrum&rft.date=2014&rft.genre=book&rft.pub=American+Society+for+Microbiology+Press" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"> R. J. Cano, M. K. Borucki: <i>Revival and identification of bacterial spores in 25- to 40-million-year-old Dominican amber</i>. In: Science. Bd. 268, Nr. 5213, 1995, S. 1060–1064. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1126/science.7538699">10.1126/science.7538699</a></span></span>

</li>

</ol>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><div class="noresize noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Commons"></span></span></div><b><span class=""><a class="external text" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/Endospore?uselang=de"><span lang="en">Commons</span>: Endospore</a></span></b> – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien</div>

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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4353233-0">4353233-0</a></span> </div>

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