Gewebekultur. Vollständige Pflanzen oder Pflanzenorgane wie Sprosse oder Wurzeln können auf einem künstlichen Medium, das Nährstoffe und Hormone

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1 Gewebekultur. Vollständige Pflanzen oder Pflanzenorgane wie Sprosse oder Wurzeln können auf einem künstlichen Medium, das Nährstoffe und Hormone enthält, aus isolierten Zellen oder Geweben gezogen werden.

2 Wildkraut, Kohlgewächse (Brasicacae) ca. 30 cm, Pflanzen / m 2 6 Wochen: Samenreife Zwittrige Blüten, Selbstbestäubung, 30 bis 50 Samen pro Blüte, mehrere pro Pflanze 5 Chromosomen (haploid) Genom = klein, wenig disperse repetitive DNA

3 Jahr 2000: Gesamtsequenz des Genoms 125 Mb DNA, kodieren für Proteine; ca. 100 Mb proteincodierend; daher pro Protein durchschnittlich 4 kb 250 Mbit = ca. 31,3 MB Information bzw. 25 MB für Proteine; ca. 1 kb für 1 Protein

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6 Chemische Methode Basenspezifische Spaltung denaturierter Einzelstrang-DNA durch Chemikalien Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese Enzymatische Methode Einbau in Bakteriophagen-Einzelstrang Hybridisierung mit einer synthetischen DNA Desoxynucleoside3P + DNA-Polymerase - Lösung Veränderte Nucleoside (Didesoxy), Synthese wird abgebrochen Gelelektrophorese

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9 Zerschneiden mit Restriktionsenzymen Auftrennen durch Gelelektrophorese gemäß der Länge der Fragmente (RFLP = Restriktionsfragmentlängen- Polymorphismus Färben Übertragen vom Gel auf Zellulose Sonden Detektion

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11 Entwicklung: Wachstum Differenzierung Morphogenese (Musterbildung) Wachstum Trockengewichtszunahme Frischgewichtszunahme Volumszunahme irreversibel

12 Wachstumsfaktoren (Vitamine etc.) Antimetabolite (p-aminobenzoesäure, Sulfonamid, Folsäure..) Sind Wachstumsfaktoren ähnlich Antibiotica (Penicillin, Streptomycin, Chloramphenicol, Tetracyclin...) Wachstumshemmer

13 Antimetabolite

14 Antibiotika

15 Wachstum Teilungswachstum Streckungswachstum Differenzierung Verschiedenwerden d. Zellen in Struktur und Funktion Morphogenese (Musterbildung) Räumliche Organisierung differenzierter Einheiten zu einem übergeordneten Ganzen.

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17 Innere Faktoren Intrazelluläre Regulation Regulation der Genexpression Regulation der Enzymaktivität Interzelluläre Regulation Phytohormone Äußere Faktoren Biotische Abiotische

18 Aktive Gene Reprimierte Gene Aktivierbare Gene Reprimierbare Gene

19 DNA-Microarrays

20 Die DNA-Chip-Technologie nutzt Techniken aus der Halbleiterfertigung, um bekannte Gene auf einem fingernagelgroßen Plastik- oder Glasplättchen, dem Microarray, zu identifizieren und deren Aktivität zu messen

21 1. DNA-Bruchstücke auf Glasplatte 2. Isolation von m-rna 3. Inverse Transskriptase Fluoreszenzfarbstoff cdna, cdna + 4. cdna + Fluoreszenzfarbstoff + Microarray 5. Gepaarte DNA (ungepaarte wird abgewaschen)

22 Regulierung der Genexpression bei Prokaryonten

23 Regulatorgen Operatorgen Strukturgen Hierarchie Strukturgen + Operatorgen = Operon

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26 Ähnliche Wirkung wie tierische Hormone Können auch am Bildungsort wirken Mengenverhältnis der Hormone Auxine Gibberelline Cytokinine Abscisinsäure Ethylen Jasmonate

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28 IAA Indol-3-yl-essiggsäure (indole acetic acid)

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31 Streckungswachstum Zellteilungen im Kambium Seitenwurzelbildungen (Stecklinge!) Zellteilungen in Gewebekulturen Apikale Dominanz Blatt- und Fruchtfall Parthenokarpie (Frucht ohne Gametenkopplung) Krümmung zum Licht

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34 GA 3 ; Gibbanskelett Mehr als 60 verschiedene sind bekannt Krankheit der verrückten Reiskeimlinge Gibberella fujikuroi = Fusarium moniliforme

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37 Zellteilung und Zellstreckung Zellteilungen im Kambium Parthenokarpie Blütenbildung (Langtag-/Kältepflanzen; Nicht Holzpflanzen) Brechen der Winterruhe Apikaldominanz (Verstärkung) Brechen der Samenruhe

38 Ähnlich den Auxinen, aber: + Phloemdifferenzierung, Ruheknospen, Samenkeimung - Adventivwurzel Förderung männlicher Blüten (IAA weibliche)

39 R N NH H N H 2 C O Kinetin N N H 2 C CH H 2 COH C CH 3 Zeatin

40 Zellstreckung & Zellteilung Brechen der Keimruhe; statt Hellrot Brechen der apikale Dominanz (Gewebekulturen, Seitenknospen) Verzögerung der Seneszenz; Sink/Retention

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42 Antagonist zu den Auxinen, Gibberellinen und Cytokininen Spaltöffnungsschluss Stresshormon Dormanz Abscission

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44 Gasförmig! H 2 C = CH 2

45 Fruchtreife Seneszenz Blatt- und Fruchtfall Manchmal: Blühinduktion

46 Das Tricolore - Modell

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48 Parasiten: Schließen sich direkt dem Stoffwechsel lebender Organismen an (ohne Vorteil für den Wirt Fakultative Parasiten Obligate Parasiten Symbiose: Zeitweiliges oder dauerndes Zusammenleben artverschiedener Organismen; wechselseitiger Nutzen

49 Mistel: Nadel- und Laubbäume; Früchte. weiße Beeren (Vögel); Rindenwurzeln; Haustorien; Hemiparasit (grün) Kleeseide (Cuscuta); schädigt Wirt letal

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53 Wurzelknöllchen Flechten Mykorrhiza Ektomykorrhiza Endomykorrhiza Ekt-Endo-Mykorrhiza

54 Höhere Pflanze und Bakterien bzw. Aktinomyceten Können den N 2 der Luft binden Haben Plasmide, die durch Wurzelabscheidungen aktiviert werden Knöllchenbildung

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56 Pilz (Mycobiont) und Alge bzw. Cyanobakterium (Photobiont) Sehr Enge Beziehung: ein gewissermaßen neuer Organismus entsteht Mycobiont: Ernährung und Stickstoff? Nutzen für Photobiont

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59 Pilzwurzel Pilz und höhere Pflanze Ektomykorrhiza: Nadel- und Laubbäume gemäßigter Breiten; interzelluläres Eindringen der Pilzhyphen in die Rinde Endomykrrhiza: Pilze wachsen intrazellulär; Orchideen Ekt-Endo-Mykorrhiza: Übergänge zwischen Ekto- und Endomykorrhiza

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