Allgemeine Mikrobiologie

42 2DieProkaryontaunddieprokaryontischeZelle
dasfädigeMoleküleinebesondereArchitektur–inFormdesNukleoids–
einnimmt(s.Abb.2.3undKap.5.2).
EinVergleicheinerReihevonentschlüsseltenGenomenausProkaryontenmitdenenvonEukaryontenzeigt,dassMikroorganismenzwarrelativ
kleineGenomebesitzen,ihreGrößejedochinnerhalbderOrganismenerheblichvariiert(Abb.2.15).DarüberhinaussindeinigeBakterienbekannt,
dieübermehrereChromosomenverfügen(Kap.5.2).
Abb.2.15 GenomgrößenvonViren,prokaryontischen
und eukaryontischen Organismen im Vergleich.
Ribonukleinsäure
RibonukleinsäurenbestehengrundsätzlichausdengleichenBausteinen
wieDNA,nämlichPyrimidin-oderPurinbasen,C 5 -ZuckerundPhosphat.
Allerdings kommt bei der RNA nur Uracil anstelle von Thymin vor
(Abb.2.13a),unddieDesoxyriboseistdurchRiboseersetzt.WeiterhinbildenRibonukleinsäuren,mitAusnahmeeinigerViren-RNAs,keineDoppelhelixaus,sondernliegenalsEinzelstrangvor.Siekönnenjedochdurch
komplementäreBasenpaarungeninnerhalbdesMolekülseineSekundärstrukturaufweisen(Abb.2.16).
DieRNA-MolekülederZellelassensichindreiGruppenunterteilen:
ribosomaleRNA(rRNA),messenger(Boten)-RNA(mRNA)undtransfer-
RNA(tRNA)(Abb.2.16).DerRNA-AnteilanderZelltrockenmassekann
biszu20%ausmachen(Kap.8.2).Davonentfallenca.80%aufdierRNA,
die in Prokaryonten in den Größen 23S, 16S und 5S vorkommt und
durch ausgeprägte Sekundärstrukturen mit konstanten und variablen
Sequenzbereichengekennzeichnetist(Abb.2.17).
Bakterienenthaltenetwa60verschiedenetRNAs,diemeistnurzwischen70und93Nukleotidelangsind.SiehabendieFunktion,jeweils
eineAminosäurezuaktivierenundandenOrtderProteinsyntheseheranzuführen.InnerhalbdieserMolekülegibtessowohlkonstantealsauch
variable Regionen. Außerdem kommen einige seltene Basen vor, die
durchchemischeModifikationderStandardbasenentstehen.DieMolekülebesitzenausgeprägteSekundärstrukturen.Am3’-EndeistdiejeweiligeAminosäuredurchEsterbindunganeinAdeninnukleotidgebunden,
währendsichindersogenanntenAnticodon-SchleifedieErkennungsstelle
für das der Aminosäure entsprechendeCodon auf der mRNA befindet
(Abb.2.16).Ca.15%derRNAeinerZellesindtRNAs.
mRNAsentstehenbeiderTranskriptioncodierenderDNA-Abschnitte
unddienenalsMatrizebeiderProteinsyntheseandenRibosomen.Da
ihreLebensdauernurwenigeMinutenbeträgt,entsprichtderkonstant
messbareAnteilinderZelleca.4%.
Polysaccharide
Abb. 2.16 Struktur einer transfer-RNA. Dargestellt
ist das Kleeblatt-Modell der aus 76 Nukleotiden
bestehenden phenylalaninübertragenden
tRNAderHefe.A,Adenosin,C,Cytidin,G,Guanosin,U,Uridin,P,Phosphat.SelteneNukleotidesind
hU (Dihydrouridin), Gm (Methyl- bzw. Dimethylguanosin),T(Ribothymidin)und
C(Pseudouridin).
Die Nukleotide des Anticodons sind rot hervorgehoben.
KohlenhydratederallgemeinenStrukturC n (H 2 O) m kommeninderZelle
hauptsächlich in FormeinigerZuckerund ihrerPolymerverbindungen,
denOligo-undPolysacchariden,vor.InsbesonderevonBedeutungsind
Zucker mit vier bis sieben Kohlenstoffatomen. Pentosen (C 5 -Zucker),
wieRiboseundDesoxyribose,sindBestandteilevonRNAundDNA,währendGlucose,eineHexose(C
6 -Zucker)einwichtigesSubstratzurGewinnungvonZellenergiedarstellt.DerivatederGlucose,wiedieAminozucker
N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure, sind die GrundbausteinederbakteriellenZellwand(Kap.8.7.5und10.3.5).
WerdenZuckermiteinander verknüpft,so kann dies durch a- oder
b-glykosidischeBindungenerfolgen.AlsSpeicherstoffegenutztePolysaccharide,wiez.B.StärkeoderGlykogen,enthalten
a-glykosidischeBin-
Aus Fuchs, G. : Allgemeine Mikrobiologie (ISBN 978-313-444608-1) © Georg Thieme Verlag KG 2007
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