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Natürlicher Gentransfer – Transformation, Konjugation, Transduktion

Bitte überprüfe die Passagen des Textes noch einmal, um mögliche grammatikalische Fehler zu korrigieren und den Text für Schülerinnen und Schüler in Deutschland verständlich zu machen. Schau dir an, wie diese Prozesse ablaufen und welchen Einfluss sie auf die Umwelt haben. Bist du neugierig geworden? Dann findest du diese und viele weitere Informationen im folgenden Text!

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Teste dein Wissen zum Thema Natürlicher Gentransfer – Transformation, Konjugation, Transduktion

Was beschreibt die Transformation in der Biologie?

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Die Autor*innen
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Maja O.
Natürlicher Gentransfer – Transformation, Konjugation, Transduktion
lernst du in der 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Natürlicher Gentransfer – Transformation, Konjugation, Transduktion Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Natürlicher Gentransfer – Transformation, Konjugation, Transduktion kannst du es wiederholen und üben.
  • Tipps

    Bakterien gehören zu den Prokaryoten.

    Beim Gentransfer kommt es zur Übertragung von DNA.

    Lösung

    Unter natürlichem Gentransfer versteht man die Übertragung von einem oder mehreren Genen auf einen Organismus. Er kommt in der Natur bei Prokaryoten vor. Zu den Prokaryoten zählen die Bakterien.

    Durch diesen Transfer von DNA wird eine neue Zusammenstellung der DNA, eine Rekombination, möglich. Außerdem erhöht der Gentransfer die genetische Variabilität. Dies führt zu einer gesicherten Anpassungsfähigkeit der Prokaryoten.

  • Tipps

    Phagen sind Viren, die Bakterien als Wirtszellen verwenden.

    Bei der Konjugation erfolgt die Übertragung über eine Plasmabrücke, die auch als Sexpilus bezeichnet wird.

    Lösung
    • Als Transformation bezeichnet man die Aufnahme von fremder, freier DNA in Bakterien oder andere Zellen. Dabei erkennt ein spezielles Protein die fremde DNA und schleust sie in die Zelle ein.
    • Bei der Konjugation werden Plasmide von einer Bakterienzelle auf eine andere übertragen. Hierzu wird der Kontakt über einen Sexpilus hergestellt. Schließlich entsteht eine Plasmabrücke, über die die DNA ausgetauscht wird.
    • Die Transduktion beschreibt den Vorgang des Einschleusens von fremder DNA mithilfe von Phagen.
  • Tipps

    Die Zellwand gibt der Zelle Halt und Struktur.

    Geißeln sind Zellfortsätze, die die Bakterien zur Fortbewegung nutzen.

    Lösung

    Die Bakterienzelle wird begrenzt von der Zellwand, die sie umgibt. Am Kopf der Bakterienzelle befinden sich die Pili. Hiermit bilden die Bakterien bei einer Transformation Plasmabrücken aus.

    Am hinteren Ende der Zelle tragen manche Bakterien Geißeln, die zur Fortbewegung dienen.

    Im Zellinneren befinden sich das Bakterienchromosom und kleinere, in sich geschlossene DNA-Ringe, die Plasmide.

  • Tipps

    Agrobacterium tumefaciens führt bei Pflanzen eigentlich zur Tumorbildung. Die Gene, die für die Tumorbildung verantwortlich sind, können jedoch ausgeschaltet werden.

    Transgene Pflanzen ist die Bezeichnung für genetisch veränderte Pflanzen.

    Lösung

    Agrobacterium tumefaciens schleust Teile seines Erbmaterials in die Pflanzenzellen ein. Durch verletzte Pflanzenteile gelangen diese Bakterien in die Pflanze und bauen einen Teil ihrer DNA in das Pflanzengenom ein. Durch den Einbau der Agrobakterium-DNA kommt es bei den Pflanzen zu Tumoren. Diesen Vorgang kann man sich in der Gentechnik zunutze machen. Die Gene, die für die Ausbildung der Tumore verantwortlich sind, werden ausgeschaltet. Stattdessen werden andere Informationen in das Agrobakterien-Genom integriert. Überträgt Agrobacterium tumefaciens sein Plasmid dann auf die Pflanzenzelle, so kann diese DNA in das Pflanzengenom eingebaut werden. Dies führt dazu, dass die Pflanze diese Informationen weiter verarbeitet und so z.B. Stoffe zum eigenen Schutz produzieren kann.

  • Tipps

    Beim Gentransfer wird DNA von einem Organismus auf einen anderen Organismus übertragen.

    Bei welcher Form des natürlichen Gentransfers bilden die Bakterien eine Plasmabrücke?

    Lösung

    Dargestellt sind die Transformation, die Transduktion und die Konjugation.

    • Die Tranformation beschreibt die Aufnahme und den Einbau fremder, freier DNA in eine andere Zelle.
    • Die Transduktion ist die Einschleusung fremder DNA in eine Zelle mithilfe von Phagen.
    • Bei der Konjugation findet DNA-Übertragung von einer Bakterienzelle auf eine andere mittels einer Plasmabrücke statt.
    In Bild 2 ist die Mitose, also die Zellteilung, dargestellt. Hierbei handelt es sich also um keinen Gentransfer.

  • Tipps

    Der Phage muss die Bakterie zunächst infizieren, um sich dann in ihr vermehren zu können.

    Überlege, welche Bedingungen erfüllt sein müssen, damit die Bakteriophage ihre DNA in die Bakterie einschleusen kann.

    Lösung
    • Als Bakteriophagen bezeichnet man Viren, die Bakterien als Wirtszellen benutzen. Während des lytischen Vermehrungszyklus bindet der Phage zunächst an die Bakterie. Dies geschieht nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip.
    • Anschließend wird die Viren-DNA über den Schwanzstift des Phagen eingeschleust.
    • In der sich anschließenden Latenzphase werden alle Stoffwechselprozesse des Bakteriums auf die Ansprüche des Virus umgestellt.
    • Sind alle notwendigen Bestandteile für neue Phagen von der Bakterienzelle produziert worden, werden die Phagen zusammengesetzt.
    • Ein Enzym des Phagen löst schließlich die Zellwand des Bakteriums auf, zerstört dieses somit und lässt die neu gebildeten Phagen frei.
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