|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
||||
|
|
|
Lerneinheit 4: Vergleich der Genome aus zwei Organismen
Bisher haben wir uns ausschließlich mit dem Genom von Mycoplasma genitalium befasst. Dieses Bakterium dürfte von allen Lebewesen das kleinste Genom sitzen, und wir haben einige seiner Gene mit ihren Funktionen kennengelernt. Haemophilus influenzae, das zweite Lebewesen, dessen Genom vollständig sequenziert wurde, besitzt den Voraussagen zufolge 1727 Gene, über 3,5-mal so viele wie M. genitalium. Welche zusätzlichen Eigenschaften hat H. influenzae aufgrund dieses deutlich größeren Genoms? Man würde vielleicht damit rechnen, dass es im Vergleich zu seinem einfachen Vetter ein kräftigerer, mit vollständigeren Merkmalen ausgestatteteter Mikroorganismus ist, ähnlich wie ein Ford Escort im Vergleich zum Ford-Modell T. (Den Thunderbird heben wir uns für den Vergleich mit E. coli auf, das berühmte Darmbakterium, das mit seinen rund 4000 Genen erheblich komplexer ist als diese beiden Bakterien, dessen Genom aber noch nicht vollständig sequenziert wurde.) In den nun folgenden Lerneinheiten werden wir einige Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen M. genitalium und H. influenzae kennenlernen. Dazu befassen wir uns mit Daten, die im Internet bei der TIGR-Datenbank zur Verfügung stehen. |
|
|
|
|
|
Vorbereitung: Drucken Sie sich das Arbeitsblatt der Lerneinheit 4 aus. Schreiben Sie in das gedruckte Exemplar die Antworten auf die Fragen, auf die Sie beim Durchlesen der Lerneinheit stoßen. Sie werden auch eine gewisse Zeit brauchen, um sich mit verschiedenen Teilen der TIGR-Datenbank vertraut zu machen, sie zu erkunden und Daten zu sammeln.
|
|
|
|
|
|
Grundlagen Sind Sie schon einmal verreist, so dass Sie mit den Kleidungsstücken und Gegenständen auskommen mussten, die Sie in einem Koffer oder Rucksack mitführen konnten? Dann waren Ihre Möglichkeiten eindeutig eingeschränkt! Wer schon einmal eine Rucksackwanderung gemacht hat, weiß sehr gut, wie genau man sich überlegen muss, was man mitnimmt, und in der Regel trägt man immer die Hälfte der Besitztümer am Leibe. Vielleicht sind Sie auch schon einmal Kanu gefahren: Dabei kann man wesentlich mehr Gepäck mitnehmen und ein relativ bequem es Leben führen, denn man muss die Last - abgesehen von kurzen Strecken, auf denen man das Kanu trägt - nicht auf die eigenen Schultern nehmen. Unsere beiden Bakteriengenome haben eine gewisse Ähnlichkeit mit diesen beiden Arten des Reisens. M. genitalium muß wie der Rucksackwanderer mit sehr wenig Ausrüstung in einem kleinen Behälter auskommen. Wie wir in Lerneinheit 2 gesehen haben, stehen dieser Zelle für alle ihre Tätigkeiten nur 470 Gene zur Verfügung; damit muss sie sich Nahrung verschaffen, alle notwendigen Moleküle herstellen, sich vermehren und in ihrer Umwelt zurechtkommen. Dass ihr viele Möglichkeiten offenstehen, ist nicht zu erwarten. H. influenzae dagegen ist eher mit dem Kanufahrer zu vergleichen. Sein Genom ist immer noch eingeschränkt, aber bei weitem nicht so stark wie bei M. genitalium. Da ihm mehr Platz für zusätzliche Gene zur Verfügung steht, dürfte es in seiner Lebensweise auch mehr Möglichkeiten haben.
Wir wollen einige Vergleiche zwischen diesen beiden Organismen anstellen, und dazu benutzen wir Ressourcen, die im Internet zur Verfügung stehen. Während Sie die folgenden Übungen durcharbeiten, sollten Sie sich immer wieder Fragen stellen wie: "Welche zusätzlichen Merkmale kann man sich verschaffen, wenn man ein fast viermal so großes Genom besitzt?"
|
|
