Das Bakteriengenom





Lerneinheit 4:
Vergleich der Genome aus zwei Organismen

Transformation
Wenn ein Organismus zusätzliche Gene besitzt, kann er "Luxuseigenschaften" annehmen, die Lebewesen mit kleinerem Genom verschlossen bleiben. Ein solcher Luxus ist die Fähigkeit zur Transformation, einer entfernt sexualitätsähnlichen Tätigkeit. Hier sollte man daran denken, welche biologische Funktion die Sexualität hat: Sie ist eine Methode, um unterschiedliche DNA-Stücke, die bei Tieren von den Samen- und Eizellen transportiert werden, neu zu kombinieren. Bakterien betreiben in diesem Sinn keine Sexualität, aber wie für alle Lebewesen ist es auch für sie von Nutzen, wenn sie sich neue DNA und neue genetische Kombinationen zu eigen machen können.

Die Transformation wurde 1928 von Fred Griffith entdeckt und war einer der entscheidenden Schritte auf dem Weg zu der Erkenntnis, dass DNA das genetische Material ist. Bei der Transformation nimmt eine Bakterienzelle aktiv DNA-Bruchstücke aus ihrer Umgebung auf, befördert sie durch ihre Zellhülle ins Cytoplasma und nimmt einen Teil davon in ihr eigenes Chromosom auf, sodass sich genetisch etwas verändert.





Transformation geschieht nicht einfach von selbst. Sie erfordert eine ganze Reihe von Proteinen (die jeweils von einem eigenen Gen codiert werden). Für die grundlegende Ebene des Zelldaseins (Wachstum und Fortpflanzung) ist sie nicht notwendig, aber sie ist eindeutig eine wünschenswerte Eigenschaft, die einer Zelle viele neue Möglichkeiten eröffnet.

Untersuchen wir nun einmal, ob die von uns untersuchten Bakterien über Gene verfügen, mit deren Hilfe sie die Transformation ausführen können, und wenn ja, wie viele Gene das sind. Dazu benutzen wir wieder unsere Tabelle zur Identifizierung von Genen.

Öffnen Sie die Internettabelle zur Identifizierung der Gene von Mycoplasma genitalium.

Blättern Sie bis zur Kategorie "Zellvorgänge". In dieser Rubrik finden Sie unter "Transformation" alle Gene, für die man eine Funktion bei der Transformation vorausgesagt hat.




     Wie viele Gene, die an der Transformation beteiligt sind, finden Sie bei unserem Rucksackwanderer M. genitalium? ____

Jetzt tun Sie das gleiche mit der Internettabelle zur Identifizierung der Gene von Haemophilus influenzae.

     Wie viele Gene für die Transformation besitzt H. influenzae? ____

     Bestätigt dieser Befund unsere Hypothese, dass ein größeres Genom dem Organismus ein breiteres Spektrum von Möglichkeiten eröffnet?________

Wir könnten noch viele andere Merkmale unserer beiden Mikroorganismen vergleichen, aber schon dieser kurze Exkurs legt die Vermutung nahe, dass mehr Gene einem Organismus eine breitere Palette von Tätigkeiten und Überlebensstrategien ermöglichen.

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