Aufgabe 3: a) Im Allgemeinen verhält es sich so, dass bei dem

Aufgabe 3:
a)
Im Allgemeinen verhält es sich so, dass bei dem „Kopiervorgang“ der DNA zur Vermehrung
der E.-coli-Stämme, wie auch bei anderen Zellen, ganz wenige Fehler gemacht werden, d.h.
dass die DNA nicht richtig abgeschrieben wird. Im Normalfall bedeutet das die
Unbrauchbarkeit des neu produzierten Proteins, aber bei 109 Bakterien kommt es wohl vor
das durch Zufall der Fehler der verhindert, dass die Bakterien Lactose verwerten könnten,
wieder „aufgehoben“ wird. Das in dem Fall fehlerhaft abgeschriebene Gen entspricht dann
wieder dem eigentlichen Gen und funktioniert ordnungsgemäß.
b)
Bromuracil gehört zu den Basenanaloga, weshalb es an Stelle der normalen Basen in die DNA
eingebaut werden kann. Es stimmt in seiner Form fast genau mit Thymin überein, was aber
schon ausreicht um es in seiner Wirkung zu ersetzen. In seiner Ketoform paart Bromuracil mit
Adenin. Wenn es in die Enolform wechselt paart es mit Guanin.
Auf das Experiment übertragen heißt das, Bromuracil wird an zufälligen Stellen in die DNA
der E.-coli-Stämme eingebaut. Bei Stamm 1 ist die Wahrscheinlichkeit, wie man anbetracht
der 597 Kolonien sieht, sehr hoch, dass so der essentielle Argininrest wieder an die richtige
Stelle gesetzt wird. Die Gegenseite des ACG ist TGC und wird im Experiment durch das
Bromuracil bei einigen Bakterien wieder in TCC umgeändert, welches wieder mit der richtige
Kombination (AGG) für das Arginin paart. Die Stämme können wieder Lactose verwerten.
Bei Stamm 2 ist es schon erheblich unwahrscheinlicher, dass Bromuracil wieder zu einer
Veränderung der Basen führt, die der Ausgangkombination entspricht, wie an den lediglich 3
Kolonien zu sehen ist, die durch die natürliche Punktmutation entstanden sind.
Ethidiumbromid ist eine Substanz welche sich zwischen zwei Basenpaare schiebt, sie
interkaliert zwischen ihnen.
Im vorliegenden Experiment findet dieser Vorgang statt, das Ethidiumbromid schiebt sich an
zufälligen Stellen in die DNA ein. Auf diese Weise kommt es durch Zufall vor, dass
wiederum bei wenigen Bakterien die Ausgangskombination der Basen hergestellt wird,
wodurch es ihnen wieder möglich ist Lactose zu verwerten.
c)
In Anbetracht der natürlichen Punktmutation wie ich sie im Aufgabenteil a) erklärt habe,
kommt der Unterschied zwischen Kontrollpetrischale 1 und 2 daher zustande, dass die
Wahrscheinlichkeit der Mutation in die Ausgangskombination der Basen bei Stamm 1 viel
wahrscheinlicher als bei Stamm 2 ist. Bei Stamm 1 wurden die Basen nur durch eine
Punktmutation durcheinander gebracht, welche schon durch das einmalige Austauschen genau
dieser ausgetauschten Base wieder rückgängig zu machen ist. Bei der Rastermutation wie bei
Stamm 2 müssen viel mehr Basen falsch abgeschrieben werden, sodass die
Ausgangskombination wieder hergestellt wird, was natürlich nicht so wahrscheinlich ist, wie
es die Kolonienanzahl von Stamm 2 zu Stamm 1 der Kontrollpetrischalen zeigt.
d)
frage ob es was mit den 25 Kolonien in PS 3 Stamm 1 zu tun hat. Muss ja nur eine Base
ausgetauscht werden
Die normale Mutationsrate (Häufigkeit, mit der sich ein Gen verändert) bei höheren
Organismen liegt bei 10 − 5 – 10 − 9 pro Gen und Generation.
bei den menschen10-7
Bei E. coli findet man im Hungerzustand 1 DNA-Molekül, im gut ernährten Zustand dagegen
4. 3 RNA-Unterarten. Die Zeit, die benötigt wird, um die Anzahl der Bakterien zu
verdoppeln, wird Generationszeit genannt. Bei E. colibeträgt sie bei 37°C 60-90 Minuten bei
Glucose. Im vorgefertigten Vollmedium nur 20-25 Minuten