VIELFALT DER PROKARYOTEN

VIELFALT
BEISPIELE
DER
AUS DEM
PROKARYOTEN
MIMIKRY-SPIEL
Prokaryoten haben trotz (oder gerade wegen)
ihrer einfachen Bauweise die unterschiedlichsten Lebensräume besiedelt.
4 LACTOBACILLUS BULGARICUS
Eigenschaften von Prokaryoten werden von
den Menschen häufig genutzt. So ernähren
sich gewisse Bakterien von Milchzucker und
bauen ihn zu Milchsäure ab. Die Milch wird
dabei fest und säuerlich: Yoghurt (Abb. 4).
Eine kurze Einführung in die Welt der Prokaryoten finden Sie im LINDER23 auf S. 45.
1 RHIZOBIUM-BAKTERIEN
Nur einige Prokaryoten wie die Rhizobia sind
in der Lage, Luftstickstoff (N2), der 80% unserer Luft ausmacht, so zu fixieren (NH3), dass er
für den Bau von Proteinen gebraucht werden
kann. Dazu leben die Rhizobia symbiotisch in
den Wurzeln von Klee und anderen Fabacea
(Abb. 1). So können der Klee und alle weiteren
Lebewesen in der Nahrungskette von diesem
Stickstoff profitieren und eigene Proteine damit aufbauen.
Da diese Bakterien keine Toxine herstellen,
gibt man sie absichtlich in die Milch, auf dass
sie sich vermehren, gefährliche Bakterien verdrängen und die Milch so sauer machen, dass
andere Bakterien darin nur schlecht überleben.
Abb. 2: Hochlandrind mit einem Darm voller methanogener Prokaryoten
Abb. 1: Wurzelknöllchen der Rhizobium-Bakterien
2 METHANOGENE ARCHAE
Andere Prokaryoten wie die methanogenen
Archae stellen ihr ATP nicht mit Hilfe der Zellatmung bereit. Sie nutzen stattdessen energiereiches Wasserstoffgas, das in den Därmen
von Wiederkäuern beim Abbau von PflanzenZellwänden entsteht:
H2 + CO2 = CH4 + H2O
Das Methan, das dabei entweicht, ist ein starkes Treibhausgas (Abb. 2).
6 AGROBACTERIUM TUMEFACIENS
3 NEISSERIA GHONNORHEA
Die Ghonnorhöe ist eine Infektionskrankheit,
welche durch Bakterien ausgelöst wird. Die
Bakterien können sexuell übertragen werden
und haften sich an die Schleimhäute des Urogenitaltrakts, wo sie auch durch Endocytose in
die Wirtszellen aufgenommen werden können
(Abb. 3). Die Krankheit wird auch Tripper genannt, weil der Urin durch Entzündungen der
Harnwege nur noch tröpfchenweise unter
Schmerzen ausgeschieden werden kann. Da
die Bakterien auch den Genitaltrakt befallen,
kann die Krankheit auch zu Unfruchtbarkeit
führen.
Abb. 3: Ghonnorhöe Bakterien, eingefärbtes Foto eines
Rasterelektronenmikroskops
Abb. 5: Geysir
Abb. 4: Yoghurt, eine Bakterienkultur in saurem Milieu
5 THERMOPHILUS AQUATICUS
Andere Bakterien haben sich darauf spezialisiert, im kochend heissen Wasser von Geysiren zu leben (Abb. 5). Die meisten Lebewesen
könnten das nicht, da ihre Proteine schon bei
viel tieferen Temperaturen zerstört würden.
Für menschliche Proteine kann schon hohes
Fieber zu viel sein. Gereinigte Proteine von T.
aquaticus werden in der Molekularbiologie bei
Techniken eingesetzt, bei denen hohe Temperaturen herrschen. Zum Beispiel beim Vervielfältigen von DNA in Reagenzgläsern.
Einige Bakterien befallen Pflanzenzellen. A.
tumefaciens sendet dabei einen kleinen ExtraDNA-Ring in den Zellkern der Pflanzenzelle,
wo diese Extra-DNA sich in das Genom der
Pflanze einbaut und die Zelle dabei so umprogrammiert, dass sie beginnt Tumore zu bilden
(Abb. 6). Molekularbiologen machen sich diese
Eigenschaft zu nutze. Sie fügen ein Gen, das
sie in der Pflanze haben wollen in einen solchen DNA-Ring ein und lassen ihn durch das
Bakterium in die Pflanze bringen. So wird das
ausgesuchte Gen ins Genom der Wirtspflanze
eingebaut. Solche Pflanzen nennt man transgene Pflanzen.
Abb. 6: Wurzelhalsgalle, ausgelöst durch das Agrobacterium tumefaciens
BIO 1 – MIKROBIOLOGIE
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