...e Lichtemission beruht auf einer chem. Reaktion mit einem Enzym als Katalysator, der Luciferase . Steuerung der Reaktion Die Bakterien geben einen Signalstoff ab um die Synthese von Luciferase und anderen ntigen Proteinen, Enzymen und Coenzymen zu veranlassen. Der vom Bakterium produzierte Signalstoff aktiviert ein Protein LuxR elches das Ablesen der zur Lichtproduktion ntigen Proteingene veranlat. Dieser Proze luft jedoch erst bei einer hheren Konzentration des Signalstoffes an, das heit also erst bei einer geissen Zelldichte. Frage as hat so ein Haufen Bakterien davon, dass er so viel Energie aufendet Die Bakterien leuchten ahrscheinlich nicht eil es ihnen Spa macht und auch nicht um in der tiefen See etas zu erkennen sie haben ja auch gar keine Augen. Es knnte also sein, dass sie in Symbiose mit anderen Lebensformen auch davon profitieren zu leuchten. Der nachtaktive Tintenfisch Euprymna scolopes beherbergt eine ganze Menge in seinem Leuchtorgan, das bedeutet Schutz fr ihn, eil von unten gesehen erscheint das leuchten der Bakterien ie das Licht des Mondes und schtzt ihn somit vor Feinden. Die Bakterien bekommen im Gegenzug Nahrung und einen sicheren Unterschlupf. enn das Bakterium frei im asser schimmt, leuchtet es nicht. as htte es auch davon seine ganze Energie zu verschenden Beispiel 2 Arbeitsgemeinschaft Fruchtkrperbildung Im 1. Beispiel beirkte der Signalaustausch keine Vernderungen im Verhalten oder in der ueren Form der Bakterien. Bei den Myxobakterien ist dies ganz anders. Normalereise leben sie berall auf der elt als beegliche Stbchen die ganz fr sich im Boden leben. enn asser oder Nhrstoffe knapp erden schlieen sich jedoch zu Tausenden zusammen und bilden aufrechte Fruchtkrper, die schon mit bloem Auge auf verrottendem Pflanzenmaterial als leuchtend gelbe, rote oder grne Sprenkel zu er erkennen sind. Sie dienen dazu idrige Zeiten zu berstehen. Einige der zuvor aktiven Bakterien erden nun zu iderstandsfhigen Sporen, die sich in dem Paket leicht durch ind, asser oder Tiere an andere Orte transportieren lassen knnen um neu auszukeimen. Interessant ist ie dies von statten geht. Die Bakterien schlieen sich nicht einfach zu einem Fruchtkrper zusammen. An diesem Proze sind mehrere Botenstoffe beteiligt. enn eine Zelle hungert produziert sie den sogenannten Faktor A. Insgesamt ist die Konzentration an Faktor A noch recht niedrig. enn jedoch viele Bakterien hungrig sind, dann steigt die Konzentration des Stoffes und in ungefhr vier Stunden sammeln sich die Bakterien zu kleinen Haufen mit jeeils 100.000 Mitgliedern zusammen. Nach eta 20 Stunden andeln sich ein Teil der Bakterien zu Sporen, und nach eta 24 Stunden ist das Grundgerst des Fruchtkrpers fertig. Der Faktor C, ein kleines Protein, irkt erst spter, enn sich die Haufen schon gebildet haben. Dieser Botenstoff ird jedoch an der Oberflche verankert. Er veranlat, dass sich die Bakterien sehr dicht scharen um die grtmglichen berlebens-Chancen zu haben. Erst bei einer geissen Bakteriendichte ird er Genapparat fr die Sporenbildung aktiviert. irklich interessant ist das sich bis zu diesem Punkt, viele der Bakterien geopfert haben, damit einige in diesem Pseudoorganismus eine besondere berlebens-Chance haben. Die Anendbarkeit von Proteinen ist somit nicht nur auf Enzyme, Transportproteine, Gene und dergleichen eingeschrnkt. Man kann sie auch als Botenstoff benutzen, und dies sogar zischen verschiedenen Zelltypen und Organismen. Bei den Knllchenbakterien, die sich an den urzeln von Hlsenfruchtpflanzen ansiedeln, ist der Proze der Ansiedlung auch nur dann mglich enn die urzel und die Bakterien miteinander kommunizieren. Den die Pflanze mu sich erst verndern sie bildet kleine Knllchen damit die Bakterien eindringen knnen. Die Bakterien haben dann einen Lebensraum und die Pflanze profitiert von dem Stickstoff den die Bakterien fixiert haben. Es ist sehr viel Energie notendig um die Bindung des molekularen Luftstickstoffes zu brechen, und den Stickstoff in die Zellsubstanz einzubauen. Auerdem bentigt man eine ganz speziellen Ausstattung an Enzymen. Darber verfgen nur spezialisierte Bakterien ie die Knllchenbakterien. Ohne diese Bakterien die unter Gebrauch ihrer speziellen Enzyme den essentiellen Baustoff Stickstoff immer neu fixieren, ie man sagt, ren die Lebensprozesse in der Evolution ohl schon frh zum Erliegen gekommen. Exkurs Enzyme, Coenzyme, Zyklen Enzyme sind Eieistoffe, die fr alle Stoffechselreaktionen als Biokatalysatoren von Bedeutung sind. Sie erhhen die Reaktionsgeschindigkeit, durch Senkung der Aktivierungenergie. Deshalb knnen Reaktionen schon bei Zimmertemperatur erfolgen, da Enzyme den Betrag der aufzuendenden Energie senken. Diese komplex gefalteten Eieiketten haben ein aktives Zentrum, eine taschenartige Vertiefung in der die Reaktionen, in einer lockeren Verbindung zischen Enzym und Substrat, stattfinden. Diese Vertiefung im Enzym garantiert eine sichere Erkennung des Substrates. Schlssel-Schlo Deshalb knnen die meisten Enzyme auch nur eine Reaktion an einem ganz bestimmten Substrat beschleunigen. Enzyme knnen nicht nur Bindungen spalten, sondern auch Bindungen knpfen. Enzyme sind empfindlich gegen Hitze und pH-ert-nderungen, es gibt daher ein Temperaturoptimum und pH-Optimum fr jedes Enzym. ird das Temperaturoptimum Unterschritten, dann fllt der Energiegeinn niedriger aus. ird es berschritten dann sinkt der Energiegeinn ebenfalls, mglichereise ird das Enzym bei zu groer Hitze sogar zerstrt. Starke Suren knnen Enzyme ebenfalls schdigen. Ein groer Teil der Enzyme ird durch das Anhngen von -ase an den Substratnamen benannt. Amylase ist somit das passende Enzym zum Amylum. Es ist ebenfalls mglich Enzyme zu hemmen, also ihren katalytischen Effekt zu blockieren. Zum einen durch die kompetitive Hemmung, obei ein dem Substrat hnelndes Molekl, das aktive Zentrum blockiert. Gesteuert ird diese Hemmung allein durch die Konzentration des Hemmstoffes und der des Substrates. Durch Erhhung der Substratkonzentration kann man die kompetitive Hemmung ieder rckgngig machen. Bei einer nichtkompetitiven Hemmung greift der Inhibitor Hemmstoff an einer anderen Bindungsstelle an und die Umsetzung des Substrates ird ebenfalls unmglich. Die Erhhung der Substratkonzentration hat in diesem Falle keine besondere irkung. Coenzyme sind Bestandteil eines Enzyms und zar Teil des aktiven Zentrums. eil sie bei der Reaktion chemisch verndert erden, nennt man sie auch Cosubstrate. In einer spteren Reaktion knnen die Coenzyme jedoch regeneriert erden. Man unterscheidet asserstoffbertragende und energiebertragende Coenzyme. Ein groes Aufgabengebiet der Enzyme, Coenzyme und deren Zyklen ist die Verertung von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen. Diese vielfltigen Prozesse sind ntig, da der Mensch in seiner Nahrungsaufnahme sehr unbeschrnkt ist Allesfresser, er mu also die unterschiedlichsten Nhrstoffe vererten. Das ist Bedingung fr einen geregelten Stoffechsel. Im Einzelnen... Kohlenhydratabbau Die Atmungskette erklrt arum der ...
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