Das Bakteriengenom





Lerneinheit 4:
Vergleich der Genome aus zwei Organismen

Ribosomale RNA
1. Sehen wir uns zunächst einmal einen ganz grundlegenden Teil des Apparates in der Zelle an: das Ribosom. Ribosomen bestehen aus zwei Untereinheiten, einer kleinen oder 30S- und einer großen oder 50S-Einheit. Zusammengelagert bilden Sie die funktionsfähige 70S-Einheit. (Die Zahlen geben an, wie schnell die Ribosomenbestandteile in einer schnell laufenden Zentrifuge sedimentieren; sie waren ein nützliches Maß für die Größe, lange bevor es die ersten Elektronenmikroskope gab.)





An den Ribosomen findet der Aufbau der Proteine statt; da die Zellen darauf den größten Teil ihrer Zeit und Energie verwenden, brauchen sie zahlreiche Ribosomen. Die Schemazeichnung unten zeigt eine große Menge von Ribosomen in einer Bakterienzelle. (In Wirklichkeit machen sie etwa 25 Prozent des Zellvolumens aus.) außerdem erkennt man in der Zeichnung die DNA der Zelle, die dicht zusammengerollt sein muss, damit sie hineinpasst.


Die Ribosomen selbst bestehen aus Proteinen und ribosomaler RNA (rRNA). In der großen 50S-Untereinheit befinden sich zwei RNA-Moleküle von 5S und 23S Größe. Die kleine Einheit enthält ein Stück RNA von 16S.



Frage: Wie viele Exemplare der Gene für diese rRNAs (5S, 16S und 23S) besitzen unsere beiden Bakterien?

Beantworten Sie die Frage zunächst für den Rucksackwanderer. Betrachten Sie dazu die Liste der RNA-Gene von Mycoplasma genitalium.

Sehen Sie sich die Tabelle "ribosomale RNA" an. Jeder Eintrag (MGrrnA16S, MGrrnA23S und so weiter) entspricht einem eigenen Gen für eine der ribosomalen RNAs. Der Zusatz "16S", "23S" oder "5S" bezeichnet die Größe der RNA.

    Wie viele Exemplare des Gens für 16S-RNA sind vorhanden? ___

    Schreiben Sie die Nummern der einzelnen Gene auf.________________________________

    Wie viele Exemplare des Gens für 23S-RNA sind vorhanden? ___

    Wie viele Exemplare des Gens für 5S-RNA sind vorhanden? ___

Als nächstes beschäftigen Sie sich mit dem Kanufahrer, den RNA-Genen von Haemophilus influenzae.

Betrachten Sie wieder die Tabelle "ribosomale RNA". Wie im vorigen Beispiel entspricht jeder Eintrag (HIrrnA16S, HIrrnA23S und so weiter) einem Gen für eine ribosomale RNA der jeweiligen Größe (16S, 23S oder 5S). Gene mit der Bezeichnung HIrrnA16S, HIrrnA16S und so weiter codieren alle die gleiche 16S-RNA, liegen aber auf der DNA getrennt.

    Wie viele Exemplare des Gens für 16S-RNA sind vorhanden? ___

    Schreiben Sie die Nummern der einzelnen Gene auf. ________________________________

    Wie viele Exemplare des Gens für 23S-RNA sind vorhanden? ___

    Wie viele Exemplare des Gens für 5S-RNA sind vorhanden? ___

    Stellen Sie Vermutungen darüber an, welchen Vorteil die mehrfach vorhandenen rRNA-Gene für H. influenzae haben könnten. Angenommen, Ihnen stünde eine Mutante von H. influenzae zur Verfügung, die alle rRNA-Gene außer einem einzigen Satz verloren hat. Welche Voraussagen können Sie über die Wachstumfähigkeit dieses Organismus im Vergleich mit dem normalen H. influenzae (dem Wildtyp) machen? ______________________________________________

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