am Puls Biologie 8, Schulbuch

12 Die Erbinformation wird durch Nukleinsäuren weitergegeben Und wo stecken die Gene? Sie sind Stücke eines sehr langen DNA 1 -Moleküles – jedes Gen ist also ein Abschnitt auf der DNA. Dies wurde erstmals an Bakterien bewiesen, als in den 1920er Jahren Frederick Griffith 2 nach Impfstoffen gegen Strep­ tococcus pneumoniae suchte. Diese Bakterien können Lungen- oder Hirnhautentzündung aus- lösen. Griffith arbeitete mit Mäusen und so genannten S- und R-Bakterien-Stämmen. Die S-Stämme sind infektiös, die R-Stämme nicht ( k Abb. 2). Er stellte fest, dass bestimmte Eigenschaften von einem Bakterium auf das andere übergehen können ( k Abb. 3). Dieses als Transformation 3 bezeichne- te Phänomen lässt sich im Gefäß zeigen. Auch abgetötete S-Bakterien können die Eigenschaft weitergeben. Erst etwa 20 Jahre später konnte ein Team um Oswald T. Avery 4 zeigen, dass diese Eigenschaft über die DNA weitergegeben wird: In verschiede- nen Proben mit abgetöteten S-Bakterien wurden jeweils andere Stoffe (DNA, Proteine, etc.) zer- stört. Dabei kamen sie zu folgendem Ergebnis: Eine Transformation (der nicht infektiösen Zel- len) findet nicht statt, wenn die DNA der infek- tiösen Stämme zerstört wurde. Folglich muss die Eigenschaft „infektiös“ durch die DNA vermittelt und übertragen werden. Spätere Experimente bestätigten dieses Ergebnis, die Struktur der DNA blieb aber weiterhin ein Rätsel, bis sie 1953 aufgeklärt wurde (S. 14). Genetische Infor- mationen werden über Gene weiter- geben, die aus DNA bestehen R-Bakterien (r für engl. rough) können vom Immunsystem erkannt und vernichtet werden, weil ihnen die Kapsel fehlt. raue Kolonien (R) nicht infektiös S-Bakterien (s für engl. smooth) tragen eine Kapsel aus Kohlen- hydraten, die sie vor dem Im- munsystem schützt. glatte Kolonien (S) infektiös Abb. 2: S-Bakterien und R-Bakterien von Streptococcus pneumoniae unterscheiden sich in einem Merkmal. Streptococcus pneumoniae (REM) lebende S-Bakterien Tod durch lebende S-Bakterien keine Erkrankung durch lebende R-Bakterien keine Erkrankung durch tote S-Bakterien Tod durch lebende S-Bakterien lebende R-Bakterien durch Erhitzen abgetötete S-Bakterien Gemisch aus abgetöte- ten S-Bakterien und lebenden R-Bakterien Experiment 1 Experiment 2 Experiment 3 Experiment 4 Bakterien werden auf Labormäuse übertragen. Eine Mischung abgetöteter, vor- her infektiöser S-Bakterien und lebender, nicht infektiöser R-Bak- terien führt bei Mäusen zum Tod. Abb. 3: Transformation. Die Fähigkeit zur Infektion kann von S-Bakterien auf R-Bakterien übergehen und macht sie dann infektiös. Glossar 1 DNA , vom Englischen deoxyribonucleic acid für Desoxyribonukleinsäure. 2 Frederick Griffith (1877 bis 1941), britischer Mediziner und Pathologe. 3 Transformation: Unter diesem Begriff ver- steht man in der Genetik und Molekularbio- logie die Übertragung von freier DNA zwi- schen Zellen. Damit können Eigenschaften zwischen Bakterien übertragen werden. 4 Oswald T. Avery (1877 bis 1955), kanadischer Mediziner. Er wurde 38 Mal für den Nobel- preis nominiert, aber niemals damit ausge- zeichnet. Aufgabe E 1 Versuch von Griffith: Wenn im Ver- such von Abb. 3 der Schritt des Abtötens ent- fällt, sterben die Versuchstiere, denen das Ge- misch injiziert wird. Dieses Ergebnis ist wertlos. Begründe diese Tatsache. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv