Aufgaben 12 Die Erbinformation wird durch Nukleinsäuren weitergegeben Und wo stecken die Gene? Sie sind Stücke eines sehr langen DNA1 -Moleküles – jedes Gen ist also ein Abschnitt auf der DNA. Dies wurde erstmals an Bakterien bewiesen, als in den 1920er Jahren Frederick Griffith2 nach Impfstoffen gegen Streptococcus pneumoniae suchte. Diese Bakterien können Lungen- oder Hirnhautentzündung auslösen. Griffith arbeitete mit Mäusen und so genannten S- und R-Bakterien-Stämmen. Die S-Stämme sind infektiös, die R-Stämme nicht (kAbb. 2). Er stellte fest, dass bestimmte Eigenschaften von einem Bakterium auf das andere übergehen können (kAbb. 3). Dieses als Transformation3 bezeichnete 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. Avery4 zeigen, dass diese Eigenschaft über die DNA weitergegeben wird: In verschiedenen Proben mit abgetöteten S-Bakterien wurden jeweils andere Stoffe (DNA, Proteine etc.) zerstört. Dabei kamen sie zu folgendem Ergebnis: Eine Transformation (der nicht infektiösen Zellen) findet nicht statt, wenn die DNA der infektiösen 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 (siehe S. 14). Genetische Informationen werden über Gene weitergeben, 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 Kohlenhydraten, die sie vor dem Immunsystem schützt. glatte Kolonien (S) infektiös Abb. 2: S-Bakterien und R-Bakterien von Streptococcus pneumoniae unterscheiden sich in einem Merkmal. Streptococcus pneumoniae (Rasterelektronenmikroskop) 1 µm 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 abgetöteten S-Bakterien und lebenden R-Bakterien Experiment 1 Experiment 2 Experiment 3 Experiment 4 Bakterien werden auf Labormäuse übertragen. Eine Mischung abgetöteter, vorher infektiöser S-Bakterien und lebender, nicht infektiöser R-Bakterien 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. 1 S Wenn im Versuch von Abbildung 3 der Schritt des Abtötens entfällt, sterben die Versuchstiere, denen das Gemisch injiziert wird. Dieses Ergebnis ist wertlos. Begründe diese Tatsache. 1 DNA: deoxyribonucleic acid (engl.) = Desoxyribonukleinsäure 2 Frederick Griffith: britischer Mediziner und Pathologe, 1877–1941 3 Transformation: Unter diesem Begriff versteht man in der Genetik und Molekularbiologie die Übertragung von freier DNA zwischen Zellen. Damit können Eigenschaften zwischen Bakterien übertragen werden. 4 Oswald T. Avery: kanadischer Mediziner, 1877–1955; Er wurde 38 Mal für den Nobelpreis nominiert, aber niemals damit ausgezeichnet. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MTA2NTcyMQ==