Genetik von Bakterien < Biologie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 11:46 Mi 10.10.2012 | | Autor: | hippias |
| Aufgabe | Die beiden Bakterienstämme zweier Arten A und B wurden auf drei Petrischalen ausplattiert, die anschliessend dicht verschlossen wurden:
Petrischale 1: nur mit der Art A
Petrischale 2: nur mit der Art B
Petrischale 3: eine Hälfte mit der Art A, die andere Hälfte mit der Art B, die beiden Hälften sind durch einen agrarfreien Bereich getrennt.
Nach eintägiger Bebrütung konnte folgende Beobachtung gemacht werden:
Petrischale 1: dichter Bakterienrasen der Art A
Petrischale 2: kein Wachstum erkennbar
Petrischale 3: dichter Bakterienrasen der Art A, wenige Kolonien der Art B
a) Formulieren Sie eine Hypothese, die diese Beobachtungen schlüssig erklärt.
b) Erklären Sie die Bedeutung des agrarfreien Bereichs für Ihre Hypothese.
c) Beschreiben Sie ein Experiment, das ihre Hypothese stützt.
(aus Grüne Reihe: Genetik, Schroedel, S. 104, Aufgabe 3) |
a) Ich vermute für Bakterienart B liegt ein Mangelnährboden vor, der diese Art nicht wachsen läßt, während das Nährstoffangebot für Art A zum Wachstum geeignet ist. Dies könnte das Verhalten in den Schalen 1 und 2 erklären. Ich vermute eine Kunjugation in Schale 3, bei der DNA von Art A auf Art B übertragen wurde, die es einigen Bakterien der Art B ermöglichst wie A von dem Nährstoffangebot zu wachsen. Mutation kann mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.
b) Das kann ich nicht; der agrarfreie Bereich scheint sogar eher gegen meine Konjugationsvermutung zu sprechen, da ich vermute, dass dieser Bereich einen Kontakt der beiden Arten behindert, was die Konjugation erschweren oder unmöglich machen dürfte; immerhin scheint hat dieser Bereich verhindert zu haben, dass die Art A den Bereich B üeberwuchert.
c) kann ich dementsprechend auch nicht.
Wie kann ich die richtigen Antworten finden? Wo liegen meine Irrtümer?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 12:31 Mi 10.10.2012 | | Autor: | Adamantin |
Ich würde dir als Tipp sagen, dass ein agarfreier (nicht agrar...) Boden nicht heißt, dass dort eine Membran oder Trennschicht ist. Es heißt genau das, kein Agar. Agar ist ein Nährboden, mehr nicht. Warum sollen also Bakterien nicht auch auf das reine Glas gehen? Die freie Zone ist notwendig, damit sich die Agarböden nicht vermischen, denn das spräche wahrhaftig gegen deine THeorie, denn dann wären die Nährstoffe aus A auch im Agar von B. Bakterien wandern aber auch dorthin, wos keinen Agar gibt ;)
Falls ich mich wider Erwarten irren sollte: nur ein Kommentar ;)
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:21 Mi 10.10.2012 | | Autor: | hippias |
Also ich kann davon ausgehen, dass die Bakterien den AGARfreien - Dank uebrigens fuer Deine Richtigstellung, waere sonst vielleicht peinlich geworden - Bereich ueberqueren koennen, sodass einem DNA-Ausstauch zwischen Art $A$ und $B$ nichts im Wege im steht. Richtig? Und das ist auch die richtige Erklaerung dafuer, dass sich einige $B$-Kolonien in der gemischt-besiedelten Schale bilden koennten?
Trotzdem verstehe ich die Funktion dieses freien Bereiches noch nicht: Deine Mitteilung vermittelt mir den Eindruck, dass Du unterschiedliche Naehrstoffe in den beiden Haelften der Petrischale annimmst. Laut Aufgabenstellung haette ich aber vermutet, dass in allen Schalen die gleichen Naehrstoffe verhanden sind, sie jedoch fuer $B$ nicht ausreichend sind. Und wieso haben sich, wie ich meine der Beschreibung entnehmen zu koennen, dann nicht auch auf beiden Seiten Kolonien von beiden Arten ausgebildet, sondern offenbar nur auf auf den Seiten, auf denen die Art anfangs aufgetragen wurde?
Zur Vervollstaendigung: Es sind die Petrischalen nach der Bebruetung schematisch dargestellt: Schale 1: beschriftet mit $A$ und gelb gefaerbt; Schale 2: beschriftet mit $B$ und weiss gefaerbt; Schale 3: links beschriftet mit $A$ und gelb eingefaerbt, rechts beschriftet mit $B$ mit $5$ kleinen, gelben Kreisen auf weissem Hintergrund, dazwischen ein weisser Streifen, der wohl den agarfreien Bereich darstellt.
Ich wuerde mich freuen, wenn Du mir auch dabei auf die Spruenge helfen koenntest.
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> Also ich kann davon ausgehen, dass die Bakterien den
> AGARfreien - Dank uebrigens fuer Deine Richtigstellung,
> waere sonst vielleicht peinlich geworden - Bereich
> ueberqueren koennen, sodass einem DNA-Ausstauch zwischen
> Art [mm]A[/mm] und [mm]B[/mm] nichts im Wege im steht. Richtig? Und das ist
> auch die richtige Erklaerung dafuer, dass sich einige
> [mm]B[/mm]-Kolonien in der gemischt-besiedelten Schale bilden
> koennten?
Das denke ich. Anders kann ich es mir auch nicht erklären. Habe eben das Buch neben mir liegen. So wird ja auch die Konjugation eingeführt, also siehe Seite 95. Sprich erst durch einen gemeinsamen Kontakt kann es logischerweise zu Konjugation kommen, sofern nicht z.B. die gebrauchte Substanz von einer Bakterienart abgegeben wird und die andere dies aufnehmen kann.
>
> Trotzdem verstehe ich die Funktion dieses freien Bereiches
> noch nicht: Deine Mitteilung vermittelt mir den Eindruck,
> dass Du unterschiedliche Naehrstoffe in den beiden Haelften
> der Petrischale annimmst. Laut Aufgabenstellung haette ich
> aber vermutet, dass in allen Schalen die gleichen
> Naehrstoffe verhanden sind, sie jedoch fuer [mm]B[/mm] nicht
> ausreichend sind. Und wieso haben sich, wie ich meine der
> Beschreibung entnehmen zu koennen, dann nicht auch auf
> beiden Seiten Kolonien von beiden Arten ausgebildet,
> sondern offenbar nur auf auf den Seiten, auf denen die Art
> anfangs aufgetragen wurde?
Mein Fehler, habe ich nicht genau genug gelesen. Wahrscheinlich geht es um einen Nährboden. Wahrscheinlich ist Stamm A dann gesund bzw. verfügt über keine Mangelmutation, während Stamm B für irgend eine Aminosäure negativ ist.
Also es ist wohl immer derselbe Nährboden und wir wissen, dass Stamm A prächtig gedeiht. Stamm B dagegen wächst gar nicht, kann also irgendetwas nicht herstellen bzw. den Nährstoff aus dem Agar nicht verwerten, also wohl Mangelmutation.
>
> Zur Vervollstaendigung: Es sind die Petrischalen nach der
> Bebruetung schematisch dargestellt: Schale 1: beschriftet
> mit [mm]A[/mm] und gelb gefaerbt; Schale 2: beschriftet mit [mm]B[/mm] und
> weiss gefaerbt; Schale 3: links beschriftet mit [mm]A[/mm] und gelb
> eingefaerbt, rechts beschriftet mit [mm]B[/mm] mit [mm]5[/mm] kleinen, gelben
> Kreisen auf weissem Hintergrund, dazwischen ein weisser
> Streifen, der wohl den agarfreien Bereich darstellt.
>
> Ich wuerde mich freuen, wenn Du mir auch dabei auf die
> Spruenge helfen koenntest.
Gut ich habe eben den Fehler in meiner Argumentation gefunden. Würden Bakterien von A nach B wechseln und es wäre derselbe Agar, würden sich die Bakterien, die aus A stammen, ja wunderbar auch bei B vermehren und dadurch würden beide Seiten dicht besiedelt. Damit scheidet ein wandern der Bakterien aus....mist.
Also wir haben eigentlich nur zwei Möglichkeiten: Transduktion mittels Phagen und Konjugation. Transduktion scheidet aus, weil es dafür keinerlei Anhaltspunkte gibt. Also bleibt nur Konjugation, denn die Bakterien auf B müssen ja irgendwie ihre mangelnde Fähigkeit, Agar zu verwerten, aufgehoben haben. Zudem entstehen nur vereinzelt Kolonien, was für einen lokalen, stochastischen Prozess spricht (also nicht Mutation, eher Konjugation). Allerdings weiß ich gerade auch nicht, wie die Konjugation zustande kommen soll....und dass als letzte Möglichkeit Nährstoffe von A irgendwie nach B kommen, erscheint mir auch unsinnig. Also ich hänge ebenfalls an der Stelle.
Sonst wäre alles klar: Der agarfreie Bereich dient quasi als Filter oder Membran, der die Bakterien bzw. Nährstoffe trennt, sonst würden die Bakterien von A ja sofort nach B wandern und dort alles mit Kolonien belegen. Eventuell ist es doch so, dass nur sagen wir 1 von einer Million Bakterien aus A den Weg über die freie Fäche von B schafft. Nur ist dann das Problem: es würde sich ja dort vermehren, egal ob Konjugation stattfindet. Daher fand ich meine Lösung mit zwei Nährböden so gut, da haben wir das Problem nicht. Schafft es ein Bakterium von A über den freien Bereich nach B, kann es dort nicht wachsen. B aber auch nicht. Trotzdem wachsen sie, weil A und B konjugieren.
Mit einem Nährboden...stehe ich auch auf der Leitung.
EDIT: Eben nochmal mein Biobuch gewälzt. Es gibt noch eine dritte Möglichkeit: die Transformation. Dabei nehmen Bakterien aus der Lösung DNA-Fragmente auf. Dies scheint sogar deutlich häufiger zu geschehen, als man denkt. Damit ließe sich alles erklären, auch wenn nicht klar ist, wie diese DNA-Fragmente den Boden überqueren. Aber vielleicht heißt agar-frei nicht wasserfrei. Oder es kann durch die Luft segeln ^^. Jedenfalls passt Konjugation nicht, denn dann müsste A zu B und auf der Seite B würde auch A wachsen und man würde nix sehen. Daher bleibt Transformation als letzte plausible Möglichkeit.
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(Frage) überfällig | | Datum: | 08:47 Do 11.10.2012 | | Autor: | hippias |
Vielen Dank fuer Deine Muehe. Dieser Versuch ist nicht nicht einfach zu interpretieren! Mittlerweile glaube ich, dass man davon ausgehen kann, dass $A$ in der dritten Petrischale sehr wohl ueberall gewachsen ist, man aber vielleicht darauf verzichtet hat dies extra in der Skizze zu verdeutlichen, denn verlaesst man sich alleine auf den Aufgabentext, so spricht nichts gegen diese Annahme. Jedoch bliebe mir noch die Bedeutung des agarfreien Bereiches unklar!
Andererseits, falls nicht, dann gibt es ja auch noch die Transformation zur Genübertragung, dass also freie DNA von $B$ aufgenommen und ins Genom eingebaut wird. Vielleicht so: $B$ kann den nährstofffreien Bereich nicht passieren; diese Sorte ueberlegt ja schon den nährstoffreichen Agar nicht. Auch $A$ kann wegen des Nährstoffmangels diesen Bereich nicht passieren und geht wie $B$ dort ein. Die toten Bakterien setzen ihre DNA frei, welche in der Petrischale herumdiffundiert und gelegentlich von $B$ aufgenommen wird.
Ist das realistisch?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 09:20 Sa 13.10.2012 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 12:20 Fr 12.10.2012 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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