Biologie Aufgabe Klasse 11?
Hallo liebe Community,
mich verstehe die Aufgabe leider nicht ganz, kann mir jemand dabei vielleicht helfen?
1 Antwort
Hi,
es scheint eine Stoffwechselstörung wegen Mutation vorzuliegen. Die Mutanten wurden näher untersucht und die Störungen liegen jeweils im Bereich der Augenpigmentsynthese ("Ommochrom"). Diese ist vermutlich in der hier nicht zu sehenden "Abb. 3" in deinem Buch dargestellt. Es wäre also sinnvoll gewesen, die Abb. 3 hier mit zu posten. Wie aus der Abb. 3 wahrscheinlich hervorgehen wird, sollte die Pigmentsynthese vom Tryptophan ausgehen und über mehrere Zwischenschritte, zu dem Augenpigment Ommochrom führen.
Wie für Stoffwechselwege typisch, sind für jeden ihrer Schritte, bestimmte Enzyme notwendig. Diese Enzyme werden von Genen codiert. Kommt in eines der Gene zu einer Mutation und deswegen zum Ausfall des Genprodukts (des Enzyms), kann der Stoffwechselschritt nicht mehr erfolgen. Damit ist der gesamte Stoffwechselweg betroffen und ggf. die Synthese des Endprodukts nicht möglich.
Das fehlende Endprodukt (Ommochrom), als auch die Anhäufung von Zwischenprodukten "3-Hydroxy-kynurenin" sprechen dafür, dass hier eine genetisch bedingte Stoffwechselstörung, durch Ausfall eines Enzyms vorliegt.
Eine weitere Eingrenzung kann anhand der Ergebnisse versucht werden. Die Mutante "cn" bildet normale Augen aus, wenn ein Zwischenprodukt der Ommochromsynthese künstlich verabreicht wird. Das spricht dafür, dass das Enzym betroffen ist, welches dieses Zwischenprodukt (3-Hydroxy-kynurenin) herstellt. Das künstliche Verabreichen dieses Stoffes, gleicht den Gen- bzw. Enzymdefekt aus und die klinischen Symptome verschwinden (normale Augenfarbe). Ich bin jetzt kein Experte für den Tryptophanstoffwechsel und die Ommochromsynthese und schau, mangels der Abb. 3, jetzt einfach mal auf der flybase nach, welches Enzym von "cn" betroffen ist
https://flybase.org/reports/FBgn0000337
"protein coding gene": Kynurenine 3-monooxygenase
Volltreffer :-)
"cn codiert das Enzym, welches 3-Hydroxy-kynurenin herstellt, als Teil des Kynurenin-Stoffwechselweges, aus Tryptophan. 3-HK ist ein Zwischenprodukt der Herstellung von Ommochrom. Enzymdefekt führt zu veränderter Augenfarbe."
cinnabar ( cn) encodes the enzyme that synthesizes 3-hydroxykynurenine (3-HK) as part of the kynurenine pathway of tryptophan degradation. 3-HK is an intermediate product in the formation of ommochromes, the brown pigments in the fly eye, and thus cn loss of function mutant flies exhibit altered eye color
https://flybase.org/reports/FBgn0000337
so das hätten wir gelöst...
bei der "st" Mutante reichert sich 3-HK an. Das spricht dafür, dass der st-Defekt in der Ommochrom-Synthese hinter dem Stoffwechselschritt der Kynurenine 3-monooxygenase ("cn"), also irgendwo weiter stromabwärts, auf dem Weg vom 3-HK zum Ommochrom zu liegen scheint. Das Enzym konnte ich nicht ausfindig machen.
Das dritte Ergebnis die "vermillion" (v) Mutante reichert Tryptophan an und das zugehörige Enzym, welches defekt ist
protein coding gene: Tryptophan 2,3-dioxygenase
https://flybase.org/reports/FBgn0003965
Das ist einer der initialen Schritte vom Tryptophan zum Kynurenin, welcher durch den Enzymdefekt ausfällt, so dass der Stoffwechselweg zum Ommochrom von Beginn an unterbrochen ist.
Eine Hypothese auf der Grundlage der Versuchsergebnisse wäre also, dass diese Mutationen zu drei distinkten Enzymblocks ("X") im Stoffwechselweg der Ommochromsynthese führen:
Tryptophan ---> (v) X ---> Kynurenin ---> (cn) X ---> 3-Hydroxy-kynurenin ---> (st) X ---> Ommochrom
LG