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Einführung in die Biotechnologie - 22 -
Reduktionsäquivalente können ebenfalls in die Atmungskette eingeschleust werden.
Dadurch ergibt sich insgesamt ein im Vergleich zur Gärung 19mal höherer Energiegewinn.
Bisher wurde immer abstrakt von Energiegewinn gesprochen. Sowohl bei Pro- als auch
bei Eukaryonten wird diese Energie meist in Form von Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert,
welches das zentrale Molekül des Energiestoffwechsels ist (Abb. 20). Bei der
Hydrolyse des ATP zum ADP (Adenosindiphosphat) wird nämlich eine große Menge an
Energie freigesetzt, die für viele Stoffwechselreaktionen genutzt werden kann. Das ADP
kann anschließend einerseits durch Prozesse der Atmungskette, anderseits aber auch durch
Reaktion mit energiereicheren Stoffwechselzwischenprodukten wieder phosphoryliert
werden. Eine Spaltung zum Adenosinmonophosphat unter Energiegewinn ist ebenfalls
möglich.
Nach diesen einführenden Absätzen zum mikrobiellen Stoffwechsel, der in anderen
Kapiteln aufgegriffen und vertieft werden wird, soll noch ein weiterer Aspekt des
Wachstums beschrieben werden, nämlich der der Zellvermehrung.
N
O
O P
O
O
H H
N
H H
HO OH
-
O
P
O -
O
P
O
O
-
-
O O CH2
Triphosphat
Adenosin = Ribose +
NH2
N
Adenin
Abb. 20: Strukturformel des Adenosintriphosphats
N
1.4.4 Zellvermehrung
Prokaryonten vermehren sich
überwiegend durch einfache
Zweiteilung, wobei erst kurz vor dem
Teilungsprozeß die DNA des
„Bakterien-Chromosoms“ dupliziert
wird (s. Kap. 1.1). Es sind also
Haplonten. Demgegenüber gibt es bei
den Eukaryonten zum Großteil
Dikaryonten mit Ausnahme der Pilze,
wo die Verhältnisse vielfältiger sind (s.
Kap. 1.3.1).
Die Zellkerne von Protozoen, Algen bis hin zu den höheren Säugetieren, die des Menschen
eingeschlossen, führen eine Teilung durch, die als Mitose bezeichnet wird und die der
Zellteilung vorausgeht. Normalerweise sind die Chromosomen eines Zellkerns nicht
voneinander zu differenzieren, erst zu Beginn der Mitose kontrahieren sie sich und werden
mikroskopisch sichtbar. Die Chromosomen, die die Form eines X annehmen, bestehen dann
aus zwei identischen Einheiten, den Chromatiden, die an einer speziellen Stelle, den
sogenannten Centromeren (oder Kinetochoren) zusammengehalten werden. Während des
Kontraktionsvorganges verschwindet die Kernmembran und die Kernteilungsspindel entsteht.
Ihren Ursprung hat sie an den sogenannten Centriolen, die sich nun, nachdem sie sich
aus einem einzigen herausgebildet haben, an den verschiedenen Polen des Kerns befinden.
Die Chromosomen ordnen sich sodann in der Äquatorebene an, die Fasern der Kernteilungsspindel
heften sich an die Centromere an und ziehen die Chromatiden an die
entgegengesetzten Enden des Kerns. Dies ist ein hochgeordneter Prozeß, jede Seite erhält
einen identischen Satz an Chromatiden. Anschließend entspiralisieren sich diese, die
Kernmembran bildet sich wieder aus und parallel dazu haben sich auch die Zellorganellen
verdoppelt. Der Zellteilungsprozeß schließt dann mit der Durchschnürung der Mutterzelle ab,
wobei die zwei Tochterzellen gebildet werden (s. Abb. 21). Bis zur nächsten Mitose muß die
DNA wieder verdoppelt werden.