Was wäre ein interessantes Thema in Biologie?
Hallo.
Ich bin auf der Suche nach einem Thema für meine Maturaarbeit (Abiturarbeit) im Bereich Biologie. Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand Vorschläge machen könnte.
Danke im Voraus.
2 Antworten
Hi,
Agrobacterium tumefaciens als Genfähre in der Gentechnik
http://www.pflanzenforschung.de/biosicherheit/basisinfo/294.bodenbakterium-gen-faehre.html
bei Pflanzen ist es, im Vergleich zu Bakterien, nicht so leicht, fremde Gene oder ein Plasmid, welches fremde Gene enthält, in die Pflanzenzelle funktionsfähig hineinzubringen und dafür zu sorgen, dass es auch in das Genom integriert und ausgeführt würde. Da Pflanzen eine Zellwand haben und das genetische Material zudem im Zellkern liegt. Da muss man erst mal hinkommen.
Während man Bakterien leicht transformieren kann, indem man ihnen ein Plasmid "unterjubelt", z.B. durch "Elektroporation", kommt man bei Pflanzenzellen so nicht zum Ziel.
Die DNA muss in die Pflanzenzelle hinein und dort in den Kern gelangen, um letztlich in die DNA im Kern integriert und abgelesen zu werden. Das hat unsere Gentechnik-Pioniere vor unlösbare Aufgaben gestellt.
Bis sie gesehen haben, dass es Bakterien gibt, die Pflanzenzellen infizieren können und sog. Infektionstumore an diesen Pflanzen auslösen. Indem sie genau das machen, ein Plasmid in die (verletzte) Pflanzenzelle hinein schleusen und dort einen Kernimport des genetischen Materials veranlassen, um die DNA erfolgreich in das Wirtstzellgenom der Pflanze zu integrieren. Ausgestattet mit den für Pflanzen passenden Startsequenzen ("Promotoren") zum Ablesen der Gene, die Bakterien eigentlich gar nicht selbst verwenden, ist das ein absolutes Meisterstück. Logischerweise fällt einem als "Gentechnik-Pionier" da erst mal, gelinde gesagt, der Kiefer runter, weil man sich eingestehen musste, das diese kleine Bazille einem technologisch um Lichtjahre voraus ist. Es hatte bereits ein funktionsfähiges System etabliert, wonach die Menschen noch ziemlich lange gesucht hätten, daher hat sich alles auf dieses Bakterium gestürzt, was Pflanzen gentechnisch verändern (transformieren) wollte, um seine "Technologie" anzuwenden.
Man hat das Ti-Plasmid des Bakteriums dazu "geplündert" und Gene, die z.B. das Tumorwachstum der Pflanze auslösen, ausgeschaltet, aber das Konstrukt (Plamsid) für eigene Zwecke verwendet.
Während der normalen Infektion, schleust das Bakterium mit dem Plasmid Informationen über die Produktion pflanzlicher Wachstumshormone in die Pflanzenzelle ein, d.h. das pflanzliche Gewebe wird plötzlich in der Produktion der pflanzeneigenen Hormone eigenständig, da das Bakterium die genetische Information einbringt, nun selbst Hormone zu produzieren, wodurch, Dank der Hormonwirkung, das Tumorwachstum einsetzt. Das schafft den Bakterien Lebensraum in der Pflanze.
Außerdem enthält das Ti-Plasmid noch Informationen über die Synthese seltener Aminosäuren, sog. Opine, mit der die Pflanze nichts anfangen kann, wohl aber das Bakterium als Bausteine und Energiequelle nutzen kann. Die Pflanze produziert also plötzlich Stoffe, die sie selbst weder kennt noch haben will. Das wäre so ähnlich, als würde man in eine Käsefabrik eindringen und zunächst mal dafür sorgt, dass die Fabrik vergrößert wird (Tumorwachstum), um mehr Kapazität zu schaffen und dann auf Wurstproduktion umstellt, welche man sich dann selbst schmecken lässt :D womit die Käseabnehmer aber nichts anfangen können...
Das Ti-Plasmid an sich ist somit eine ideale "Genfähre", in die man diverse eigene Sequenzen einbringen kann, "Fremd-DNA", die dann in einem "rekombinanten Ti-Plasmid" eingebaut wird und wenn man diese "gentechnisch modifizierten" Plasmide in die Bakterien zurück transformiert und die Pflanze dann mit Agrobacterium tumefaciens infiziert, bewerkstelligt das Bakterium das Einschleusen des rekombinanten Ti-Plasmids in die Pflanzenzellen und dort die Integration eines Teils des Plasmids, der "T-DNA" mit den gewünschten Genen in das pflanzliche Genom des Zellkerns. Etwas was die Gentechnik-Pioniere nie hinbekommen hätten, weil viel zu ahnungslos und ohne geeignete Technologie.
Man hat damit, Dank der Technologie eines Bakteriums, das Ziel erreicht, eine Pflanze gentechnisch zu verändert. Da die im Kern eingebaute DNA stabil integriert bleibt und auch über pflanzliche Zellteilungen weitergegeben wird, auch ohne Bakterium. Wenn man beispielsweise hitzetolerante Wirtspflanzen nimmt und auf 47°C erhitzt, stirbt Agrobacterium tumefaciens, es entstehen also praktisch "bakterienfreie" Tumore, die aber trotzdem desorganisiert weiter wachsen. Weil dieses Gewebe durch die Bakterien gentechnisch verändert worden ist.
Das ist im Prinzip ein Meilenstein der Gentechnik, der einer Arbeit würdig wäre. Du beschreibst erst die normale Lebensweise von Agrobacterium tumefaciens, mit seinen erstaunlichen Fähigkeiten. Dann gehst du darauf ein, wie man sich das in der Gentechnik zunutze gemacht hat. Gruß, Cliff
Die Antwort kommt jetzt sicherlich zu spät aber vielleicht hilft es ja späteren Nutzern :) Ich hatte eine Facharbeit über Fließgewässer gemacht. Wir haben Proben aus 3 Bächen entnommen und auf pH, Leitfähigkeit, Nitart,Nitrit,Phosphat und etliche viele weitere Parameter und Lebewesen untersucht. Auf molekularer Ebene eher nicht so spannend aber das Arbeiten von Ort war lustig. Ist auch nicht schwer, falls jemand eher Probleme in Biologie hat.
Eine andere Idee, wenn die wie ich eher medizinisch interessiert bist, könntest du dich mit der Lichtkrankheit XP beschäftigen. Du kennst ja bestimmt den Film "Midnight Sun" :) Genau die hat ja dadurch nochmal Aufmerksamkeit bekommen.
Sonst kannst du auch einfach mal "Biologie Facharbeiten" googlen, da gibt es besonders auf e-hausaufgaben viele und die sind ja schon fertig, dann kann man sich auch daran orientieren. :D