Kategorie der abstrakten: Biologie


Wie und warum Bakterien kommunizieren

Anwendung der Enzyme


Bakterien zählen zu den ältesten, einfachsten und individuenreichsten Organismen. Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) war die erste Person, die die Erscheinung Bakterium dokumentierte.

Grob gesehen bestehen Bakterien aus kaum mehr als einer oft starren Hülle, dem Cytoplasma und der Erbmasse aus DNA. Sie haben somit keine komplexe Architektur wie bei den höheren Zellen, keine eigenen Organellen für die Stoffwechselfunktionen (wie Mitochondrien, die Energie in Form von ATP bereitstellen) und auch keinen abgegrenzten Zellkern mit Chromosomen.

Trotzdem gibt sehr raffinierte und vielfältige Methoden mit denen sie ihre Umgebung manipulieren um zum Beispiel mit höheren Organismen zu kommunizieren. Sie tauschen Signale in irgendeiner Form aus. Zum Einen kann die Wirkung sehr gering sein oder ausbleiben, anderseits können sich ganz beträchtliche Effekte erzielen lassen.


Bakterien wachsen in Kolonien. Früher nahm man an, dass es nur Anhäufungen von Einzelkämpfern sind, die sich nur um sich selbst sorgen. Heutzutage weiß man das sie mit anderen Bakterien und mitunter auch anderen Zelltypen, über Botenstoffe kommunizieren.


Beispiel 1: Licht durch Konzentration

Es gibt marine (meint: Unterwasser lebend) Leuchtbakterien die im dunkeln glimmen. Allerdings geben sie oftmals unterschiedliche Mengen an Licht ab und sind dazu auch erst ab einer bestimmten Bevölkerungsdichte bereit. Die 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 nötigen Proteinen, Enzymen und Coenzymen zu veranlassen. Der vom Bakterium produzierte Signalstoff aktiviert ein Protein (LuxR) welches das Ablesen der zur Lichtproduktion nötigen Proteingene veranlaßt.

Dieser Prozeß läuft jedoch erst bei einer höheren Konzentration des Signalstoffes an, das heißt also erst bei einer gewissen Zelldichte. Frage: Was hat so ein Haufen Bakterien davon, dass er so viel Energie aufwendet? Die Bakterien leuchten wahrscheinlich nicht weil es ihnen Spaß macht und auch nicht um in der tiefen See etwas zu erkennen (sie haben ja auch gar keine Augen). Es könnte 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 für ihn, weil von unten gesehen erscheint das leuchten der Bakterien wie das Licht des Mondes und schützt ihn somit vor Feinden. Die Bakterien bekommen im Gegenzug Nahrung und einen sicheren Unterschlupf. Wenn das Bakterium frei im Wasser schwimmt, leuchtet es nicht. Was hätte es auch davon seine ganze Energie zu verschwenden?














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