- \n
- Wikipedia-de<\/strong>: Kompetenz (Bakterien)<\/a><\/li>\n<\/ul>\n
Kompetenz<\/b> ist die F\u00e4higkeit von Zellen<\/a>, im umgebenden Medium frei vorhandene DNA<\/a> aufzunehmen; sie ist damit Voraussetzung f\u00fcr die Transformation<\/a> von Bakterien. <\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
\u00dcbertragung von isoliertem oder freigesetztem genetischem Material (Desoxiribonucleins\u00e4ure = DNA)<\/em> von einem Individuum auf ein anderes ohne jeden Zellkontakt und ohne Vektoren. Die DNA der Spenderzelle wird in das Chromosom der Empf\u00e4ngerzelle eingebaut. Letztere kann dadurch neue Eigenschaften erwerben. Die Transformationsh\u00e4ufigkeit liegt bei unter 1%.<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Nur bestimmte Bakterienarten, wie z.\u00a0B. Bacillus subtilis<\/a><\/i>, Streptococcus pneumoniae<\/a><\/i>, Haemophilus influenzae<\/a><\/i> oder Neisseria gonorrhoeae<\/a><\/i> zeigen eine nat\u00fcrliche Kompetenz. Das Genom<\/a> dieser Bakterien verf\u00fcgt \u00fcber spezifische Gene, deren Genprodukte f\u00fcr die Erkennung von DNA, deren Aufnahme in die Zelle und Integration durch Rekombination<\/a> in das Genom verantwortlich sind (die sogenannten com<\/i>-Gene).<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/finaletheorie.org\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/kompetenz.jpg\" "\\"Kompetenz\\"")
<\/p>\nNat\u00fcrliche Kompetenz wurde zuerst 1928 von Frederick Griffith<\/a> an „Pneumokokken<\/a>“ (Streptococcus pneumoniae<\/i>) entdeckt, die durch Transformation Erbinformation aus einem durch Hitzebehandlung abget\u00f6teten Stamm aufnahmen (Griffiths Experiment<\/a>).<\/p>\n
<\/sup><\/p>\n1944 nutzte Oswald Avery<\/a> die Kompetenz bei seinen ber\u00fchmten Versuchen zum Nachweis der DNA als Tr\u00e4ger der Erbinformationen. John Spizizen entdeckte 1961 die Kompetenz in B. subtilis<\/i> und beschrieb ein spezielles N\u00e4hrmedium<\/a>: Bei der Kultivierung von B. subtilis<\/i> in diesem Medium zeigt die wachsende Bakterienkultur innerhalb eines Zeitfensters von etwa 30 Minuten maximale Expression der Kompetenzgene. <\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Diese Entdeckung erleichterte die Entwicklung von Genkarten<\/a> f\u00fcr B. subtilis<\/i> und f\u00fchrte letztendlich dazu, dass B. subtilis<\/i> ein Modellorganismus<\/a> f\u00fcr die Genetik der grampositiven<\/a> Bakterien wurde.<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Jedoch ist die Kompetenz streng reguliert, ist demnach nicht konstitutiv vorhanden und kann in bestimmten Arten, z.\u00a0B. B. subtilis<\/i> \u00fcber Quorum sensing<\/a> gesteuert werden. Bei Kultivierung in Spizizens Spezialmedium zeigen die B. subtilis<\/i>-Zellen eine Heterogenit\u00e4t ihrer Kompetenzeigenschaften, zum Zeitpunkt der maximalen Kompetenz sind nur etwa 30\u00a0% der Zellen in einer Kultur tats\u00e4chlich kompetent.<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Nicht nat\u00fcrlich kompetent ist das Darmbakterium Escherichia coli<\/a><\/i>, das hei\u00dft, im Genom von E. coli<\/i> ist kein kompletter Satz Kompetenzgene vorhanden. Mit Hilfe einer Calciumchlorid<\/a>-Behandlung und anschlie\u00dfendem Hitzeschock kann jedoch durch einen im Detail noch nicht bekannten Mechanismus k\u00fcnstliche Kompetenz erreicht werden, wenn auch zu einer geringeren Rate. <\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Alternativ kann in so genannten elektrokompetenten Bakterien (z.\u00a0B. Agrobacterium tumefaciens<\/i>) DNA mittels Elektroporation<\/a> eingeschleust werden. Die so hergestellte k\u00fcnstliche Kompetenz der E. coli<\/i>-Zellen wird in der Molekularbiologie in Form der Transformationseffizienz gemessen. Sie ist definiert als die Anzahl der Bakterienkolonien die pro \u00b5g Plasmid-DNA aus der Transformation hervorgehen. Sie liegt \u00fcblicherweise zwischen 107<\/sup> und 1010<\/sup>\/\u00b5g. Als Test-DNA dienen Vektoren wie zum Beispiel pUC18 oder pBR322.<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
In der Natur dient Kompetenz im Wesentlichen der Reparatur mutierter DNA-Abschnitte und der Evolution durch Aufnahme von Fremdgenen durch Horizontalen Gentransfer<\/a>. <\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Bei pathogenen Bakterien wie S. pneumoniae<\/i> und N. gonorrhoeae<\/i> ist die Kompetenz auch f\u00fcr die \u00dcbertragung von Antibiotikaresistenzgenen<\/a> verantwortlich. E. coli<\/i> kann mit Hilfe des nicht kompletten Reservoirs der Kompetenzgene DNA als C-, N- und P-Quelle verwerten.<\/sup><\/p> <\/div>\n<\/div>\n\t <\/div>\n\t \t<\/div>\n\t\t
\n\t \t \t\n\t\t \n\nVerzeichnis<\/h3>\t\n\t