Mikroorganismen 4
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Das Problem des Artkonzeptes Das Problem des Artkonzeptes Eine Art ist eine vermehrungsfähige Gemeinschaft von Populationen, ! die eine spezifische Nische einnimmt. Individuen einer Population betrachtet man als Art, wenn sie ein hohes Maß an phänotypischen Gemeinsamkeiten aufweisen und gleichzeitig verschieden sind von anderen Gruppen vergleichbarer Organismen. (Stanier et al. 1986) Taxonomie und Phylogenie bei Bakterien Taxonomie Phylogenie Identifizierung, Nomenklatur, Klassifizierung Phänotyp Genotyp Klassisch Molekular Konventionell Natürlich Künstlich Klassische Bakterientaxonomie Beispiel Escherichia coli Reinkultur eines Bakteriums aus einem Warmblütlerdarm Gram-Färbung negativ Stäbchen fakultativ aerob Lactose ! Säuren+Gas Indol, Methylrot + Citrat, Voges-Proskauer - positiv nicht stäbchenförmig obligat aerob Keine Lactosevergärung Escherichia coli Phylogenetische Bakterientaxonomie Escherichia coli 16-S-RNA, DNA/DNA Hybdrisierung, etc. Domäne Bacteria Archaea Eukarya Stamm Proteobacteria Cyanobacteria Firmicutes (Gram+) Klasse γ-Gruppe α−ε-Gruppen Ordnung Enterobacteriales Familie Enterobacteriaceae Gattung Escherichia Art Escherichia coli Stamm Escherichia coli K12 u.v.a. Enterobacter, Yersinia, Shigella, Vibrio, Salmonella u.v.a. phylogenetische Artdefinition! ! Individuen einer Population betrachtet man als Art, wenn sie mindestens 70 % DNA Hybridisierung aufweisen, wenn sich die Schmelzpunkte ihrer DNA-Duplexe weniger als 5 % unterscheiden, wenn die 16S-rRNA-Identität >97 % ist. Zentrales Dogma der molekularen Evolution Im Rahmen der Evolution kommt es zu zufälligen Mutationen mit einer stochastisch konstanten Rate Molekulare Uhr: ! - muss sich wie eine molekulare Uhr verhalten! - die Mutationsrate muss der Distanz die man auflösen möchte entsprechen! - die Größe des Zielmoleküls muss angemessen sein! - muss universell vorkommen! - kein lateraler Gentransfer für das Uhrmolekül Zentrales Dogma der molekularen Evolution Im Rahmen der Evolution kommt es zu zufälligen Mutationen mit einer stochastisch konstanten Rate Molekulare Uhr: ! - muss sich wie eine molekulare Uhr verhalten! - die Mutationsrate muss der Distanz die man auflösen möchte entsprechen! - die Größe des Zielmoleküls muss angemessen sein! - muss universell vorkommen! - kein lateraler Gentransfer für das Uhrmolekül Beispiele: Elongationsfaktor der Proteinbiosynthese EF-TU β-Untereinheit der F1F0-ATPase RecA-Protein: SOS-Reparatur, DNA-Rekombination Hitzeschockproteine Cytochrom c 16S-rRNA-Analyse Bakterielles Ribosom Proteine: ~50 50 S RNA Ribosom 23 S 5S Proteine: 21 30 S RNA: 16 S Stärkeverwertung
