Bakterien und Viren

Das Bakterium Escherichia coli wird sehr haeufig in der Gentechnik eingesetzt (elektronenmikroskopische Aufnahme). Bild: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH/Wikimedia Commons

Bakterien und Viren sind wichtige Werkzeuge der Gentechnik.

Bakterien

Bakterien sind sehr kleine Lebewesen. Sie sind zehnmal kleiner als Menschenzellen. Aber sie sind überall: Im Bad, in der Küche, im Garten und auch auf unserer Haut.

Im Gegensatz zu Menschen, Tieren und Pflanzen bestehen Bakterien nur aus einer einzigen Zelle. Sie haben auch keinen Zellkern und nur einen Gen-Faden (Chromosom). Die wichtigen Bestandteile von Bakterien sind:

  • Gen-Faden: Dieser ist wie ein Ring in sich geschlossen und liegt als Knäuel frei im Zellinneren vor.
  • Gen-Ring: Viele Bakterien besitzen nebst dem Gen-Faden noch kleine Gen-Ringe, die man Plasmide nennt. Auf diesen Plasmiden können sich zum Beispiel "Schutz-Gene" befinden. Mit der Hilfe eines solchen Gens produziert das Bakterium Eiweisse, mit denen es sich vor Giftstoffen schützen kann (mehr dazu im Kapitel "Methoden der Gentechnik").
  • Eiweiss-Fabriken: Genauso wie in Menschen-, Tier- und Pflanzenzellen gibt es auch in Bakterien Eiweiss-Fabriken, die Ribosomen.
  • Pili: Die Oberfläche mancher Bakterien ist von einer grossen Anzahl langer, feiner Haare (Pili) besetzt. Mit diesen kann sich das Bakterium an Oberflächen festhalten.

Bakterien vermehren sich, indem sie ihren Gen-Faden verdoppeln und sich dann zweiteilen. Bei den meisten Bakterien geht das sehr schnell. Das Bakterium E. coli, eines der am meisten genutzten Bakterien im Labor, teilt sich unter günstigen Bedingungen alle 20 Minuten.

Viren

Viren können sich nicht selbstständig vermehren und gelten deshalb nicht als Lebewesen. Sie brauchen für ihre Vermehrung immer eine lebende Zelle als Wirt. Je nach Virus ist das ein Bakterium, eine Pflanzen-, Menschen- oder Tierzelle.

Viren sind noch zehnmal kleiner als Bakterien, also hundertmal kleiner als deine Zellen. Es gibt sehr viele verschiedene Viren mit unterschiedlichen Formen. Im Prinzip sind sie aber alle sehr ähnlich aufgebaut:

  • Gen-Faden: Auch Viren haben einen Gen-Faden. Dieser besteht je nach Virus entweder aus DNS oder RNS. Allerdings besitzen Viren nur wenige Gene – zu wenige, um sich selbstständig vermehren zu können.
  • Capsid: Der Gen-Faden wird von einer Hülle aus Eiweissen, dem Capsid, umgeben.
  • Schwanz-Fasern: Mit diesen "Füsschen" dockt das Virus an die Oberfläche einer Wirtszelle an. Das kann es nur, weil sich in der in der Zellwand bzw. Zellmembran der Wirtszelle Rezeptoren befinden, in die die "Füsschen" passen wie ein Schlüssel in ein Schloss. Das Virus nutzt diese Verbindung, um sein Genmaterial in die Wirtszelle einzuspritzen.

 

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Dieser Inhalt stammt von der ehemaligen Website gene-abc.ch, die im Jahr 2016 in die Website SimplyScience.ch integriert wurde. Das Gene ABC war eine Initiative des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF) und wird seit 2016 von der SimplyScience Stiftung weitergeführt.