Subscribe to get Updates
  • Login
MedMix
  • NEWS
  • MEDIZIN
  • PHARMAZIE
  • CAM
  • LEBENSART
  • POLITIK
  • E-Pub
No Result
View All Result
  • NEWS
  • MEDIZIN
  • PHARMAZIE
  • CAM
  • LEBENSART
  • POLITIK
  • E-Pub
No Result
View All Result
MedMix
No Result
View All Result
Home PHARMAZIE Gentechnik und Molekularbiologie

Gentransfer zwischen Bakterien

MEDMIX Newsroom by MEDMIX Newsroom
2. November 2016
in Gentechnik und Molekularbiologie
Gentransfer zwischen Bakterien

Bakterien können Erbgut untereinander austauschen. Der horizontale Gentransfer stellt ein großes Problem bei Resistenzentwicklung bei Bakterien dar.

Obwohl Bakterien sich asexuell fortpflanzen, können sie auch Erbgut untereinander austauschen. Der sogenannte horizontale Gentransfer stellt ein großes Problem bei Resistenzentwicklung bei Bakterien dar. Mit ihm können resistente Bakterien ihre Fähigkeit, Antibiotika zu überleben, an andere Bakterien weitergeben. Kölner Forschern ist es gelungen, einen Teil des Mechanismus aufzuklären, der den Gen-Transfer zwischen Bakterien erst möglich macht. Sie entdeckten einen molekularen Motor, der wie eine Ratsche funktioniert und erstaunlich hohe Kräfte entwickelt.

Die Forschungen wurden von Christof Hepp, einem Doktoranden der Forschergruppe von Professorin Dr. Berenike Maier vom Institut für Theoretische Physik, geleitet. Der Aufsatz „Kinetics of DNA uptake during transformation provide evidence for a translocation ratchet mechanism” ist nun in der renommierten Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) erschienen.

Bei höheren Organismen wie Pflanzen und Tieren entsteht genetische Vielfalt durch sexuelle Reproduktion. Ganze Bereiche des Erbguts können so neu kombiniert werden und zur Anpassung an geänderte Umweltbedingungen beitragen. Aber insbesondere Bakterien sind Meister der Anpassung an neue Lebensumstände, wie Mediziner feststellen müssen, die gegen Antibiotika-resistente Keime in Krankenhäusern kämpfen. Obwohl sie sich nur durch Zellteilung vermehren und keine sexuelle Reproduktion betreiben, haben Bakterien einen Weg gefunden ihr Erbgut zu vermischen, den sogenannten horizontalen Gentransfer.

Die einfachste Art des horizontalen Gentransfers ist die Transformation. Dabei nehmen Bakterien DNA aus ihrer Umgebung auf und integrieren sie ganz oder teilweise in ihr eigenes Erbgut. So kann beispielsweise ein Gen, das Resistenz gegen ein Antibiotikum vermittelt, auf ein Bakterium übertragen und von diesem genutzt werden.

Der erste Schritt dieses Gentransfers ist der Transport der DNA durch die Zellhülle des Bakteriums. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass Biomoleküle passiv durch Poren ins Zellinnere gelangen. Dieser Prozess wird durch die thermische Bewegung ermöglicht, einer Bewegung, die durch ungeordnete Stöße von Molekülen in der Umgebung der DNA erzeugt wird. Allerdings handelt es sich bei der aufgenommenen DNA um ein sehr langes Molekül, das die Länge des Bakteriums um ein Vielfaches übertreffen kann. Ein zufälliger Prozess wie die thermische Bewegung würde dazu führen, dass sich die DNA in der Pore hin und her bewegt, ohne voranzukommen. Um den Transport dennoch zu ermöglichen, benötigt das Bakterium einen Motor.

Wie funktioniert dieser Antrieb? Christof Hepp, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Professorin Berenike Maier kann den Mechanismus des Motors nun erklären. Mittels Methoden der Nanotechnologie gelang es, die Aufnahme einzelner DNA-Moleküle in Abhängigkeit von einer angelegten Gegenkraft zu beobachten. Das Ergebnis dieser Messungen stimmt erstaunlich gut mit dem schon seit langem theoretisch vorhergesagten Mechanismus einer sogenannten Translokationsratsche überein: Die bereits beschriebene thermische Bewegung der DNA erfolgt hauptsächlich in eine Richtung, nämlich in die Zelle hinein. Auf der Innenseite binden nun Proteine, die die Bewegung der DNA aus der Zelle heraus blockieren. So wird die Hin- und Her-Bewegung der DNA in ihrer Pore umgewandelt in eine stetige Vorwärtsbewegung, ähnlich wie bei der Ratsche eines Spanngurts. Die Forscher zeigten, dass der DNA-Aufnahme-Motor erstaunlich hohe Kräfte erzeugt und liefern somit erstmals einen sehr klaren experimentellen Hinweis für die Existenz dieses Mechanismus im molekularen Maßstab.

Nach diesem ersten Transportschritt der DNA muss in vielen Bakterien noch ein weiterer erfolgen, da sie über eine zweite Zellmembran verfügen, die von der DNA ebenfalls überwunden werden muss. Der Vergleich mit früheren Arbeiten weist darauf hin, dass ein noch stärkerer Motor für diesen zweiten Schritt verantwortlich ist. Der Mechanismus dieses zweiten Motors wird Gegenstand zukünftiger Forschung sein.

Quelle und Literatur:

http://www.pnas.org/content/early/2016/10/12/1608110113.full

http://www.portal.uni-koeln.de/presse.html

Tags: AntibiotikaBakterienDNAErbgut
ShareTweetSend
MEDMIX Newsroom

MEDMIX Newsroom

Aktueller Dienst der MEDMIX Redaktion

Related Posts

Progerie ist der Fachbegriff für eine Erkrankung, die Kinder zehnmal schneller altern lässt. © PRF
Kinder und Jugendmedizin

Ursachen für Progerie – frühzeitige Alterung – aufgeklärt

18. Juli 2022
Modell zu B-Zellen, Insulin und Proteine (secretagogin) bei Diabetes. © UGREEN 3S-| shutterstock.com
Diabetes und Stoffwechsel

Capsaicin in Chili und Paprika wirkt positiv bei Diabetes

13. März 2022
Für die aktuelle Studie schleusten DZNE-Forscher den Bauplan der menschlichen Variante von Alpha-Synuclein in die Nervenzellen – siehe gestrichelte Linie – von Mäusen. © DZNE / M. Helwig
Neurologie

Alpha-Synuclein und seine Rolle bei Parkinson

13. März 2022
Vitamin A, das in Lebensmitteln wie Karotten, Brokkoli oder Fisch enthalten ist, reguliert die Blutstammzellen. © Iris Joval / DKFZ
Orthomolekulare Medizin

Mangel an Vitamin-A-Mangel führt zum Verlust der Blutstammzellen

28. Dezember 2021
Dickdarmgewebe aus schlanken (links) und übergewichtigen (rechts) Mäusen der Studie. Bei den übergewichtigen Tieren ist ein verstärktes Tumorwachstum mit erhöhter Immunzellanzahl (blau) zu sehen. © Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung
Diabetes und Stoffwechsel

Übergewicht als Risikofaktor für Darmkrebs entschlüsselt

29. November 2021
Vitamin E (Alpha-Tocopherol) © SBG2017 / shutterstock.com
Orthomolekulare Medizin

Neue Erkenntnisse zu Vitamin E, dem Alpha-Tocopherol

9. November 2021
Load More

Populär

Die DASH-Diät soll bei Gicht und vorbeugend effektiv sein: mit reichlich Obst und Gemüse sowie fettarmen Milchprodukten sowie wenig Fett und Fleisch. © Antonina Vlasova / shutterstock.com

Ernährung bei Gicht: Was man essen darf, und was nicht

10. Juli 2022
Rasche Hilfe ist wichtig, wenn Fingerschmerzen auftreten. Damit lassen ich meistens langfrisitige Beschwerden verhindern. © PVStocker / shutterstock.com

Wenn die Finger schmerzen – Ursachen frühzeitig abklären

24. Mai 2022
Schwindelgefühl im Kopf kann als Symptom unterschiedlicher Krankheiten auftreten. © Liya Graphics / shutterstock.com

Nicht ignorieren: Schwindelgefühl im Kopf soll man ernst nehmen

12. Juli 2022
Geruchs- und Geschmacksverlust gehören zu den typische Symptomen der Corona-Erkrankung Covid-19, die sich durch die Coronavirus SARS-Cov-2-Infektion entwickeln kann. © SamaraHeisz5 / shutterstock.com

Corona: Wie lange Geruchsverlust und Geschmacksverlust bei COVID-19-Patienten anhält

18. November 2021
Vor allem auch wenn man Sport betreibt, ist es durch beschleunigten Stoffwechsel wichtig, dass der Körper ausreichend Magnesium bekommt, um Muskelverspannungen und Krämpfen entgegenzuwirken. © vgstudio / shutterstock.com

Magnesiumoxid, Magnesiumcitrat: Magnesium bringt viele positive Wirkungen

27. Juli 2022
ADVERTISEMENT

Schnellsuche

No Result
View All Result

Aktuelle Beiträge

Schmerzpatienten, bei denen schmerzmedizinische Frühinterventionen eine Schmerzchronifizierung verhindern können, sollen identifiziert werden.

Wirksame Schmerztherapie für Menschen mit chronischen Schmerzen

5. August 2022
Sport unterstützt die Gesundheit in vielerlei Hinsicht. © lzf / shutterstock.com

Sport wie Walken und Joggen hilft bei Migräne und Kopfschmerzen

2. August 2022
Bislang gibt es keinen wirklichen medizinischen Beweis, dass es einen kausalen Zusammenhang zwischen Wetter, Wetterfühligkeit und Kopfschmerzen gibt. © Triff / shutterstock.com

Zusammenhang zwischen Wetterfühligkeit und Kopfschmerzen

2. August 2022
Rückenschmerzen-Ursachen sollten durch eine gründliche Untersuchung abgeklärt werden. Sehr oft liegt eine Axiale Spondyloarthritis, eine chronische Wirbelsäulenerkrankung, vor. © Dima Sidelnikov / shutterstock.com

Bei Axialer Spondyloarthritis ist Depression ein häufiges Symptom

2. August 2022
Rosenhonig – altbewährt bei Migräne. © biDaala_studio / shutterstock.com

Rosenhonig als ergänzende Migräneprophylaxe

27. Juli 2022

MEDMIX Inside

Übersicht
MEDMIX-Mediadaten
MEDMIX-Autoren
Impressum
AGBs
Datenschutz

Recent News

Bisphosphonate werden Millionen Frauen mit postmenopausalen Osteoporose verschrieben, deren Knochen altersbedingt an Substanz verlieren. © videodoktor / shutterstock.com

Bisphosphonate in der Therapie der postmenopausalen Osteoporose

10. August 2022
Die pflanzlichen Senföle in Kapuzinerkresse und Meerettich entfalten zahlreiche gesunde Wirkungen. © Magdanatka / shutterstock.com

Pflanzliche Senföle aus Kapuzinerkresse und Meerrettich beeinflussen Stoffwechsel

9. August 2022

NEWS Archiv-Kalender

August 2022
M D M D F S S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  
« Jul    

Tags

Adipositas Alzheimer Antibiotika Arthrose Asthma Bluthochdruck Brustkrebs Cannabis COPD Corona Coronavirus Covid-19 Demenz Depression Depressionen Diabetes Ernährung Fettleibigkeit Gehirn Herz-Kreislauf Herzinfarkt Herzinsuffizienz Hypertonie Immunsystem Immuntherapie Kinder Krebs Lungenkrebs migräne Osteoporose Parkinson Praxis Psychotherapie Rheuma Rückenschmerzen Schlafstörungen Schlaganfall Schmerzen Schwangerschaft Sport Stress Typ-2 Diabetes Ultraschall Vitamin D Übergewicht

© AFCOM – Alexander Fauland Communication I Verlag und Medienproduktionen I MEDMIX Medieninhaber und Herausgeber

No Result
View All Result
  • NEWS
  • MEDIZIN
  • PHARMAZIE
  • CAM
  • LEBENSART
  • POLITIK
  • E-Pub

© AFCOM – Alexander Fauland Communication I Verlag und Medienproduktionen I MEDMIX Medieninhaber und Herausgeber

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms below to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In