AG Botanik - Fachbereich 5 Biologie - Universität Osnabrück

Literaturauswahl
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Kontakt
Prof. Dr. Jürgen Heinisch
Telefon+49 (0)541 969 2291
(Sekretariat Frau Schmieding)
E-Mail: heinisch@biologie.uniosnabrueck.de
Internet: http://www.uniosnabrueck.de
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Genetik
AG Genetik
Genetik pro- und eukaryotischer Modellorganismen
Die Ge ne tik be fasst sich mit den Grund la gen der Ver er bung von Ei gen schaf ten, wie etwa
die der mensch li chen Blut grup pen oder auch von Erb krank hei ten. Die mo der ne Mo le ku -
lar ge ne tik um fasst da rü ber hi naus Be rei che wie die Klo nie rung ein zel ner Ge ne, die etwa
für die bio tech no lo gi sche Her stel lung wich ti ger Pro te i ne wie In su lin, In ter fe ron oder
Wachs tums hor mo nen in Bak te ri en und Pil zen ver wen det wer den kön nen. Als »klas si sche«
Pro duk ti ons stät ten die nen da bei meist ent we der das Darm bak te ri um E. coli oder die Wein-,
Bier- und Bä cker he fe Saccharomyces cerevisiae. Zur Vi ta min ge win nung wird auch der Fa -
den pilz Ashbya gossypii ein ge setzt. Die AG Ge ne tik ver wen det al le drei Mo dell or ga nis men,
um ei ner seits zu er for schen, wie sich Zel len tei len und da bei ihre Erb in for ma ti on feh ler -
frei wei ter ge ben. An de rer seits un ter su chen wir, wie Zel len ihre Um ge bung wahr neh men
und ihren Stoff wech sel den An for de run gen an pas sen. Da bei ste hen so ge nann te Sig nal -
ket ten im Mit tel punkt, die z. B. in He fe zel len ganz ähn lich ab lau fen wie beim Men schen.
Feh ler (durch Mu ta ti o nen) in ei nem sol chen In for ma ti ons fluss füh ren da bei häu fig zur
Krebs ent ste hung. Durch ein ge nau es Ver ständ nis der zu grun de lie gen den Me cha nis men
kom men wir der Ent wick lung von wir kungs vol len Me di ka men ten ei nen Schritt nä her. Da -
rü ber hinaus un ter su chen wir den Auf bau der Zell wand von He fen als mög li chen An griffs -
punkt zur Be kämp fung von Pilz krank hei ten, wie z.B. Candida-In fek ti o nen. Schließ lich er -
ge ben sich aus un se ren Ar bei ten mit den ver schie den sten He fe ar ten auch di rek te An wen -
dun gen für die Ver wen dung als Nah rungs- und Fut ter mit tel, so wie den Ein satz in der Weinbe
rei tung und der Bio e tha nol pro duk ti on.
So wie sich die klas si sche Ver er bungs leh re auf
die von Gre gor Men del an Erb sen er forsch te
Wei ter ga be von Ge nen auf die Nach kom men
grün det, fußt die mo de rne Ge ne tik auf der Klo -
nie rung (Iso lie rung) sol cher Ge ne auf klei nen
DNA-Frag men ten. Dies ge lang zu erst mit Hil fe
klei ner, ring för mi ger DNA-Mo le kü le, den Plas -
mi den, so wie den zu ge hö ri gen Werk zeu gen,
den Re strik ti ons en zy men und DNA-Li ga sen, im
Darm bak te ri um Esche ri chia coli. Bak te ri en zel -
len (Pro ka ry on ten) sind deut lich ein fa cher or -
ga ni siert als etwa un se re mensch li chen Zel len,
wo fast das ge sam te Erb ma te ri al in Form von
Chro mo so men in ei nem Zell kern ein ge schlos -
sen ist (Eu ka ry on ten).
Wie bei den Bak te ri en han delt es sich auch
bei der He fe Saccha ro my ces ce re vi si ae um ei -
nen ein zel li gen Or ga nis mus. Al ler dings ver -
mehrt er sich nicht durch Zwei tei lung, son dern
durch Knos pung und ge hört zu den Eu ka ry on -
ten, mit im Zell kern ein ge schlos se nen Chro mo -
so men. Ei ne wei te re Ähn lich keit zwi schen He -
fe und Mensch ist die Fä hig keit zur se xu el len
Ver meh rung. La bor stäm me von S. ce re vi si ae
ha ben Zel len mit zwei Paa rungs ty pen (»Mann«
und »Frau«). Die se kann man kreu zen, wo raus
je vier ha plo i de Nach kom men her vor ge hen. Ei -
ne so ge nann te Te tra den a na ly se zeigt die Ver -
er bung von Ei gen schaf ten nach den Men -
del'schen Re geln, wie sie auch von der Erb se
bis zum Men schen gel ten.
In den letz ten zwei Jahr zehn ten hat sich die
He fe S. ce re vi si ae zu ei nem zwei ten Stand bein
der Mo le ku lar ge ne tik (ne ben E. coli) ent wi ckelt:
Abbildung 1 Der Lebenszyklus der Wein-, Bier- und Bäckerhefe S. cerevisiae mit den verschiedenen Knospungsstadien
(links), sowie das Ergebnis einer Tetradenanalyse (rechts).