Untersuchung des Bakteriengenoms
Lerneinheit 4:
Vergleich der Genome aus zwei Organismen
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Beantworten Sie die folgenden Fragen::
1. Wie viele Exemplare der Gene für diese rRNAs (5S, 16S und 23S) besitzen unsere beiden Bakterien?
Beantworten Sie die Frage zunächst für den Rucksackwanderer. Betrachten Sie dazu die Internetsliste der RNA-Gene von Mycoplasma genitalium.
Sehen Sie sich die Tabelle "ribosomale RNA" an. Jeder Eintrag (MGrrnA16S, MGrrnA23S und so weiter) entspricht einem eigenen Gen für eine der ribosomalen RNAs. Der Zusatz "16S", "23S" oder "5S" bezeichnet die Größe der RNA.
 Wie viele Exemplare des Gens für 16S-RNA sind vorhanden? ___
Schreiben Sie die Nummern der einzelnen Gene auf. _____________________________
Wie viele Exemplare des Gens für 23S-RNA sind vorhanden? ___
Wie viele Exemplare des Gens für 5S-RNA sind vorhanden? ___
Als nächstes beschäftigen Sie sich mit dem Kanufahrer, den RNA-Genen von Haemophilus influenzae.
Betrachten Sie wieder die Tabelle "ribosomale RNA". Wie im vorigen Beispiel entspricht jeder Eintrag (HIrrnA16S, HIrrnA23S und so weiter) einem Gen für eine ribosomale RNA der jeweiligen Größe (16S, 23S oder 5S). Gene mit der Bezeichnung HIrrnA16S, HIrrnA16S und so weiter codieren alle die gleiche 16S-RNA, liegen aber auf der DNA getrennt.
Wie viele Exemplare des Gens für 16S-RNA sind vorhanden? ___
Schreiben Sie die Nummern der einzelnen Gene auf. ______________________________
Wie viele Exemplare des Gens für 23S-RNA sind vorhanden? ___
Wie viele Exemplare des Gens für 5S-RNA sind vorhanden? ___
Stellen Sie Vermutungen darüber an, welchen Vorteil die mehrfach vorhandenen rRNA-Gene für H. influenzae haben könnten.____________________________________________________
Angenommen, Ihnen stünde eine Mutante von H. influenzae zur Verfügung, die alle rRNA-Gene außer einem einzigen Satz verloren hat. Welche Voraussagen können Sie über die Wachstumfähigkeit dieses Organismus im Vergleich mit dem normalen H. influenzae (dem Wildtyp) machen? ____________________________________________________
2. Wie viele Gene für die Aminosäuresynthese gibt es in unseren beiden Bakterien?
Betrachten wir einmal die Internettabelle zur Identifizierung von Genen im Genom von Haemophilus influenzae. Schon die allererste Kategorie von Genen ist das, was wir suchen: Gene für die Biosynthese von Aminosäuren. Man sollte sich merken, dass die Aminosäuren in Familien eingeteilt werden: aromatische Säuren, solche mit verzweigten Ketten, und so weiter. Sehen Sie sich die einzelnen Kategorien genauer an (oder klicken Sie auf "Aminosäure-Biosynthese", dann erhalten Sie eine vollständige Liste) und zählen Sie, wie viele Gene (d. h. Enzyme) für die Aminosäuresynthese erforderlich sind. Es sind eine ganze Menge.
Aromatische Aminosäuren ___
Asparaginsäure-Familie ___
Aminosäuren mit verzweigten Ketten ___
Glutaminsäure-Familie ___
Pyruvat-Familie___
Serin-Familie ___
Histidin-Familie___
Jetzt nehmen Sie die gleiche Analyse mit der Internettabelle zur Identifizierung von Genen im Genom von Mycoplasma genitalium vor. Wie Sie schnell bemerken werden, gibt es hier keine Kategorie mit der Überschrift "Biosynthese von Aminosäuren". Das hat einen sehr einfachen Grund: Dieser Organismus besitzt kein erkennbares Gen, dessen Funktion die Synthese von Aminosäuren wäre. (Als die Tabelle zum erstenmal veröffentlicht wurde, enthielt sie ein solches Gen, aber bei der weiteren Auswertung der Daten stellte sich heraus, dass man sich geirrt hatte.)
Was können Sie daraus über die Wachstumsvoraussetzungen von H. influenzae schließen?___________________
Und was über die Wachstumsvoraussetzungen von M. genitalium? _____________
Welcher der beiden Organismen ist im Hinblick auf die Umwelt, in der er wachsen kann, vielseitiger? ______________
Warum?_____________________________
Beschreiben Sie ein Umfeld, in dem man M. genitalium finden könnte. ___________________________________
3. Öffnen Sie die Tabelle zur Identifizierung der Gene von Mycoplasma genitalium. Blättern Sie bis zur Kategorie "Zellvorgänge". In dieser Rubrik finden Sie unter "Transformation" alle Gene, für die man eine Funktion bei der Transformation vorausgesagt hat.
Wie viele Gene, die an der Transformation beteiligt sind, finden Sie bei unserem Rucksackwanderer M. genitalium? ____
Jetzt tun Sie das gleiche mit der Tabelle zur Identifizierung der Gene von Haemophilus influenzae.
Wie viele Gene für die Transformation besitzt H. influenzae? ____
Bestätigt dieser Befund unsere Hypothese, daß ein größeres Genom dem Organismus ein breiteres Spektrum von Möglichkeiten eröffnet?________
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