Endospore

Bei der Endosporenbildung, die auch als Sporulation bezeichnet wird, handelt es sich nicht um einen Vermehrungsmechanismus, sondern um die Einleitung eines Ruhestadiums. Es wird in der Regel pro Zelle nur eine Endospore gebildet. Die Endosporenbildung tritt bei Bakterien oftmals bei ungünstigen Lebensbedingungen auf, zum Beispiel bei Nährstoffmangel.

Zunächst wird eine assymetrische Teilung des Protoplasmas innerhalb der Zellwand eingeleitet. Die Endospore ist klein, enthält nur wenig Wasser und bildet eine mehrschichtige Hülle aus. Endosporen befinden sich in einem Ruhestadium, eine Stoffwechselaktivität ist nicht nachweisbar (Kryptobiose).

Endosporen weisen zytoarchitektonisch einen deutlich komplexeren Aufbau auf als die vegetativen Zellen. Sie bestehen aus einem Core, der von einer Sporenwand aus mehreren Proteinschichten umhüllt ist. Der genaue Aufbau der Wand unterscheidet sich zwischen verschiedenen Bakterienspezies.

Der Core enthält die bakterielle DNA, RNA, Ribosomen und eine kleine Menge Zytoplasma. Die Sporenwand ist mehrlagig. Die innerste Schicht besteht aus einer doppellagigen Membran, in die Peptidoglykane eingelagert sind. Sie wird als Sporenrinde ("cortex") bezeichnet. Ein mehrschichtiger Sporenmantel ("coat") aus verschiedenen Proteinen umhüllt die Rinde. Bei manchen Spezies, z.B. der Gattung Bacillus, ist ganz außen zusätzlich eine Lipoproteinschicht, das Exosporium, aufgelagert.

Endosporen können zentral, d.h. in der Zellmitte, oder terminal, d.h. an einem Zellpol, lokalisiert sein. Form und Lage der Endosporen lassen morphologische Rückschlüsse auf die Art des vorliegenden Bakteriums zu.

Endosporen sind sehr robust und können über sehr lange Zeit im Ruhestadium verbleiben. Bei Verbesserung der Milieubedingungen treten die Endosporen wieder in die vegetative Phase ein. Dieser Prozess wird in drei Phasen unterteilt.

1. Aktivierung: durch Induktoren aus dem Außenmileu
2. Keimung: Aufnahme von Nährstoffen durch Abbau der Sporenhülle
3. Auswachsen: Wasseraufnahme und Bildung neuer Zellbestandteile

Endosporenbildende Krankheitserreger sind z.B.:

• Bacillus anthracis
• Clostridium botulinum
• Clostridium tetani