Bakterielle Genetik und Evolution

F+ und F- Zelle

• über Pilus verbunden

• F-Plasmid wird in einen Strang gespalten

• Übertraguung eines Stranged von F+ zu F-, deiser wird in F+ gleichzeitig repliziert

• Synthese des komplementärstranges beginnt in F-

• Vollendung von DNA-Transfer und DNA-SYnthese, zellen trennen sich

• Gene aus Introns und Exons als alternierende subgenetische Abschnitte

• Exons beinhalten genetische Informationen für Protein

• Introns sind nicht codierend & werden durch splicing aus RNA entfernt

• splicing der mRNA: entfernen Introns&Anhängen poly-A-Schwanz-> reife mRNA

• monocistronische mRNA=codiert für ein enziges Protein

• transkription im zellkern, translation im cytoplsama

• keine Unterteilung der Gene->kolinearität der Gene & Proteine

• keine reifung der RNA, sofort Translation

• procaryotiche mRNA können polycistronisch sein -> mehrere, oft zu einer strukturellen Einheit gehörende Gene (Operons) in mRNA zusammengefasst

• keine trennung von Transkription und Translation-> schon während Transkription beginnen ribosomen an unfertiger RNA mit Transaltion

• 
  

1. lacZ: kodiert β-Galactosidase, die Lactose in Glucose und Galactose spaltet.

2. lacY: Permease, die durch Porenbildung den Transport von Lactose über die Zellmembran in die Zelle erleichtert.

3. lacA: Transacetylase, dessen genaue Funktion nicht vollständig geklärt ist, markiert aber nicht-verwertbare Zucker mit Acetylrest

Die Aktivität des lac-Operons wird durch zwei primäre Faktoren gesteuert: die Verfügbarkeit von Glucose und die Verfügbarkeit von Lactose.

• Wenn Glucose vorhanden ist, wird das lac-Operon in der Regel ausgeschaltet, da Glucose das bevorzugte Energie-Substrat für E. coli ist. Bei Anwesenheit von Glucose wird der Catabolitrepressorprotein (CRP)-cAMP-Komplex herunterreguliert, was die Aktivierung des lac-Operon-Promotors verhindert.

• Wenn Lactose vorhanden ist, wird sie in die Zelle transportiert und in Allolactose umgewandelt, die den Lac-Repressor bindet und inaktiviert. Dies ermöglicht die Transkription des lac-Operons und somit den Abbau von Lactose.

• prokaryotische genome sehr dynamisch-> schnelle Anpassung an Umwelt

  1. kurze Generationszeit

  2. hohe Mutationsraten

  3. mobile gen. Elemente

  4. Extrachromosomale elemente

  5. laterale (Horizontale) Gentransfer

eukaryotische Zelle= Produkt der Endosymbiose zwischen Archea (Wirtszelle) und Bakterium (Symbiont)

weisen Mermale von Archea& bak. auf:

• euk. Transkription&Translation->Archea

• Memmbranen&Stoffwechsel->ähnlicher zu Bakt.

• MItochondiren & Chloroplasten enthalten Ribosomen von prokaryotischer Größe (70s)

• antibiotika hemmen RIbosomenfunktion bei frei lebenden Bakt. genauso wie von Organellen

• Mitochondrien &Chloroplasten enthalten DNA

• euk. Zellkern ernhält Gene (U.A. ringförmige Gene) von bakt. stammend

• mehrere molekulare Untersuchungsmethoden unterstützen These, dass Mitochondrien&Chloroplasten aus Domäne der Bakt.hervorgingen

• Photosynthese von Eukaryonten mehrfach akquiriert

• Grünalgen und Rotalgen (Chloroplasten mit 2 Membranen)->prim. Endosymbionten

• Algen aus der Gruppe der Chroptophyten (Chloroplasten mit 3 Membranen)-> sek. Endosymbionten