Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Überlegungen Hier wird es anschaulicher Neuronale Verhaltenssteuerung Z3 281 Das gesamte Nervensystem der Meeresschnecke Aplysia besteht aus ca. 20 000 Zellen, die bis zu einem Millimeter groß sind. Zum Vergleich: Nervenzellen von Säugetieren sind etwa 1000-mal kleiner, und von ihnen gibt es manchmal bis zu einer Million Mal mehr im Organismus. Das Ziel ist, den Zusammenhang zwischen Genen, Nervenzellen (Neuronen) und Verhalten zu verstehen. Zur Eiablage stößt die Schnecke eine Schnur aus und führt dabei charakteristische Kopf- bewegungen durch. Anschließend formt sie aus den aneinander hängenden Eiern ein klebriges Knäuel, das an einer festen Oberfläche fixiert wird (a). Wird der Inhalt von ganz bestimmten Nervenzellen in andere Schnecken injiziert, so wird das gesamte Eiablegeverhalten aus- gelöst (b). Aus dem Zellsaft der Nervenzellen kann eine mRNA und das entsprechende Protein isoliert werden, das die Schnecke zu Teilen des Eiablegeverhaltens veranlasst. Welche Aufgabe hat die mRNA? Wie werden Proteine in Zellen hergestellt? Warum ist es leichter, ein bestimmtes Protein aus einer Zelle zu isolieren als ein bestimmtes Gen? Welche Eigenschaft der DNA kann man ausnützen, um größere Mengen von ihr zur Untersuchung zu gewinnen? Die gesamte DNA der Schnecke lässt sich mithilfe von Enzymen in ca. 1000 kleinere Abschnitte zerlegen, die ein bis zwei Gene enthalten. Diese DNA-Bruchstücke kann man planlos in die DNA von Bakterien oder Viren einbauen und über die Vermehrung dieser Lebewesen vervielfältigen. Von der isolierten mRNA lassen sich radioaktive Kopien her- stellen, die an geeignete Stellen der DNA gebunden werden können. Was ist die Aufgabe von Enzymen? Warum können RNA-Moleküle leicht vervielfältigt werden? An welchen Stellen der DNA werden sich die radioaktiven Kopien der mRNA anlagern? Welchen Vorteil bieten radioaktive Stoffteilchen? Durch Abklatschen werden Bak- terienkolonien vermehrt, die das gesuchte Gen eventuell enthalten. Durch Übergießen mit radioak- tiver RNA kann die DNA identifiziert werden. Aus den Bakterienkulturen wird DNA freigesetzt und am Filter fixiert. a) b) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv