Podcasts about eukaryoten

Sie sind die Meister der Superlative: Archaeen! Manche Arten überleben bei über 100 °C, in ätzender Säure oder komplett ohne Sauerstoff. Aber was sind diese Archaeen eigentlich? Und wo stehen sie im großen Stammbaum des Lebens? Diesmal beschäftigen wir uns mit den Extremsportlern der Mikrobiologie. Archaeen wurden von der Wissenschaft lange Zeit übersehen und unterschätzt. Dabei sind sie wirklich hart im Nehmen, spielen eine wichtige Rolle in globalen Ökosystemen, haben ein sehr intimes Verhältnis zu uns Menschen und halten so einige Tricks bereit, die sich Forschung und Technologie abschauen könnten! Material zu dieser Folge Die schnellsten Lebewesen wer Welt: https://idw-online.de/de/news465303 Für die Taxonomie-Freaks: https://de.wikipedia.org/wiki/Taxonomie TED Talk über Archaeen: https://youtu.be/A2DzsgJSwcc  Archaeen: Vorfahren aller Eukaryoten? https://www.scinexx.de/news/biowissen/archaeen-als-vorfahren-aller-eukaryoten/ Social Media und Kontaktmöglichkeiten Instagram: http://instagram.com/doktopuspodcast/  Youtube: https://www.youtube.com/@doktopuspodcast E-Mail: doktopuspodcast@gmail.com  Credits Recherche, Hosting & Produktion: Dora Dzvonyar & Dominic Anders Sound-Design & Post Production: Julian Dlugosch Ansager: Marcel Gust KI-Songs: Suno KI-Visuals: Bing Image Creator Intro-Musik: Oleggio Kyrylkoww from Pixabay Intermezzo-Transition: MAXOU-YT from Pixabay

Hallihallo und herzlich willkommen hier bei uns! Hallomanu und Hallomichel begrüßen euch zu dieser neuen Folge. Und diese ist ein Novum! Eure beiden Eukaryoten aus Europa haben nämlich zum ersten Mal NULL (in Zahlen: 00000!) Notizen gemacht und labern einfach drauf los. Ob das gut geht? Ja, denn ein Thema haben sie sich natürlich trotzdem überlegt, und zwar Wahlen, Politik und Parteien bei Harry Potter und Co. Viel Spaß und Spaß, aber auch ein wenig Spaß dabei. PS: Wie immer bei uns ist alles nicht zuu ernst zu nehmen und Stereotype (hier von Parteien) werden bedient, sowie zugespitzt dargestellt.

172. Doris Kreißl – über Genuss und Gefahr in der Welt der PilzeDoris Kreißl hat sich der Welt der Pilze verschrieben. Seit frühester Jugend ist sie fasziniert von diesen großen und kleinen, schmackhaften oder auch giftigen Lebewesen (Studyfix: "Pilze (auch Fungi oder Mycobionta) sind Lebewesen mit Zellkernen — sogenannte Eukaryoten. Mit über 100.000 Arten handelt es sich um eine sehr artenreiche Gruppe"). Jahren und Jahrzehnten des (Er)Forschens unter fachmännischer Anleitung folgte letztendlich die Ausbildung zur Pilzsachverständigen. Bei der "DGfM – der Deutschen Gesellschaft für Mykologie" ist sie entsprechend gelistet.Im Podcastgespräch verrät sie Ralf Baumgarten und der Zuhörer- bzw Zuschauerschaft Grundlegendes über das Sammeln von Pilzen, über (oft tödliche) Gefahren und wie man diesen aus dem Weg gehen kann. Und last not least, warum sie öfters auch schon mal nächtens Besuch von Polizei oder Rettungsdiensten bekommt.Nebenbei ist Doris Kreißl übrigens eine begnadete Schmuck-Expertin mit (noch) eigenem Geschäft in Bad Orb (unbezahlte Werbung).Spannend, lehrreich und unterhaltsam. Wer's versäumt, hat was verpasst.Anhören, Anschauen, Teilen und Abonnieren sind Pflicht und der Lohn für den Podcaster. ;-)Kontakt Doris Kreisl:EMail: info@canape-schmuck.deWeb: https://canape-schmuck.de/DGfM - deutsche Gesellschaft für Mykologie / Web:https://www.dgfm-ev.de/service/pilzsachverstaendigeKontakt Ralf Baumgarten:Web: https://mein-blaettche.deWeb: https://walkmaen.de/LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/ralf-baumgarten-796287a1/Instagram: https://www.instagram.com/ralf_baumgarten/Sprecherin Einleitung: Christina Schmitt / TRIGA-Verlag Gelnhausen / Cover (Grundentwurf): Marek BeretaWichtig: Wenn Dir gefällt, was Du hörst, dann teile den Podcast und abonniere ihn beim Audio- oder Video-Streaming-Dienst Deiner Wahl. Toll wäre ein Feedback direkt an mich und (oder) eine Bewertung auf Apple-Podcast, YouTube oder Spotify.Bleib wach, gesund und aufmerksam, Dein Ralf Baumgarten

172. Doris Kreißl – über Genuss und Gefahr in der Welt der Pilze Doris Kreißl hat sich der Welt der Pilze verschrieben. Seit frühester Jugend ist sie fasziniert von diesen großen und kleinen, schmackhaften oder auch giftigen Lebewesen (Studyfix: "Pilze (auch Fungi oder Mycobionta) sind Lebewesen mit Zellkernen — sogenannte Eukaryoten. Mit über 100.000 Arten handelt es sich um eine sehr artenreiche Gruppe"). Jahren und Jahrzehnten des (Er)Forschens unter fachmännischer Anleitung folgte letztendlich die Ausbildung zur Pilzsachverständigen. Bei der "DGfM – der Deutschen Gesellschaft für Mykologie" ist sie entsprechend gelistet. Im Podcastgespräch verrät sie Ralf Baumgarten und der Zuhörer- bzw Zuschauerschaft Grundlegendes über das Sammeln von Pilzen, über (oft tödliche) Gefahren und wie man diesen aus dem Weg gehen kann. Und last not least, warum sie öfters auch schon mal nächtens Besuch von Polizei oder Rettungsdiensten bekommt. Nebenbei ist Doris Kreißl übrigens eine begnadete Schmuck-Expertin mit (noch) eigenem Geschäft in Bad Orb (unbezahlte Werbung). Spannend, lehrreich und unterhaltsam. Wer's versäumt, hat was verpasst. :-) Kontakt Doris Kreisl: EMail: info@canape-schmuck.de Web: https://canape-schmuck.de/ DGfM - deutsche Gesellschaft für Mykologie / Web: https://www.dgfm-ev.de/service/pilzsachverstaendige Kontakt Ralf Baumgarten: Web: https://mein-blaettche.de Web: https://walkmaen.de/ LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/ralf-baumgarten-796287a1/ Instagram: https://www.instagram.com/ralf_baumgarten/ Sprecherin Einleitung: Christina Schmitt / TRIGA-Verlag Gelnhausen / Cover (Grundentwurf): Marek Bereta Wichtig: Wenn Dir gefällt, was Du hörst, dann teile den Podcast und abonniere ihn beim Audio- oder Video-Streaming-Dienst Deiner Wahl. Toll wäre ein Feedback direkt an mich und (oder) eine Bewertung auf Apple-Podcast, YouTube oder Spotify. Bleib wach, gesund und aufmerksam, Dein Ralf Baumgarten

Maximilian Brosewww.deutschlandfunk.de, Forschung aktuellDirekter Link zur Audiodatei

In der Zukunft des Menschen werden diese faszinierenden Wesen eine große Rolle spielen... Kathie nimmt euch mit in die unglaubliche Welt und das scheinbar grenzenlose Potential der Pilze! Die meisten wissen nur sehr wenig über diese seltsamen Lebewesen, die fast jeden Quadratzentimeter unseres Planeten bewohnen, ohne, dass wir sie sehen, denn ihr Reich befindet sich vor allem unter der Erde. Das, was wir am Straßenrand oder im Wald sehen, ist nur ein winziger Teil dessen, was der Lebensraum der Pilze wirklich ist. In unserem Ökosystem spielen sie eine riesige Rolle und sie werden auch uns Menschen in Zukunft sicherlich ein immer wertvollerer Begleiter werden. Der Fungus ist keine Pflanze und auch kein Tier, bildet aber neben ihnen das dritte große Reich eukaryotischer Lebewesen. Prof. Dr. Philipp Benz forscht seit vielen Jahren an der Technischen Universität München am Myzel und er ist Sprecher der Fachgruppe "Biologie und Biotechnologie der Pilze" der Vereinigung für allgemeine und angewandte Mikrobiologie.

Eukaryoten haben einen Zellkern, Prokaryoten dagegen nicht. Doch das ist nur einer von vielen Unterschieden. Prokaryoten fehlt nicht nur der Zellkern, sie enthalten gar keine membranumhüllten Organellen. Kein endoplasmatisches Retikulum, keine Dictyosomen, keine Chloroplasten, keine Mitochondrien und so weiter. Doch wie entwickelte sich ausgehend von einfachen Prokaryoten die komplexe Vielfalt der eukaryotischen Zellen? Mit dieser Frage beschäftigen wir uns heute im Biofunk. Und wir werden sehen, dass am Anfang dieser Entwicklung nicht der Zellkern stand. Sondern das Mitochondrium … Weitere Infos auf www.BiOfunk.net

In der dritten Folge zu Evolution geht es um Sex, oder besser gesagt um sexuelle Fortpflanzung. Wir klären warum sich diese im Laufe der Evolution entwickelt hat, welche Vorteile und auch Nachteile Sex haben kann. Am Schluss gibt es noch einen bunten Exkurs in die Welt der Geschlechtsbestimmung und erklären was den Clownfisch und das Schnabeltier so besonders machen.

Unser Kurs auf der Webseite: https://www.selbstorientiert.org/shop/Genregulation-I-Kurs-mit-Karteikarten-&-Texten-p429173265 Unser Kurs auf Amazon: Unser YouTube-Video: https://www.youtube.com/watch?v=bvZMjijl_ag --- Send in a voice message: https://anchor.fm/selbstorientiert/message

Mit dieser Folge beginnt die dritte Staffel des Podcasts. Den Link zum Skript findest du bald an dieser Stelle (falls er bist September 2021 nicht hier auftaucht, schreib an biologopodcast@gmail.com). Du erfährst, worin sich Pro- und Eukaryoten unterscheiden und welche Unterteilung es bei den Eukaryoten gibt. IG: biologopodcast

Von Prokaryoten und Eukaryoten über Walflossen und Pfauenschwänze bis zu Marx und Hitler. Ach, hat die Evolution eigentlich einen Hintern? --- Send in a voice message: https://anchor.fm/kai-schmidt-wussow/message

Kreationisten nehmen die Schöpfungsgeschichte wörtlich, und halten die Synthetische Evolutionstheorie für Quatsch. In diese Folge werden 1.) kreationistische Argumente aufgeführt und 2) wissenschaftliche Forschungsergebnisse beleuchtet. PS: Übrigens ist die Synthetische Evolutionstheorie von der katholischen Kirche anerkannt. Fachbegriffe: Mikroevolution, Makroevolution, Grundtypen, Intelligent Design, Miller-Experiment, Nukleotide, Kohlenhydrate, RNA, DNA, Proteine, genetischer Code, Ribozyme, Atavismen, Rudimente, Homologie, Fossilien, biogenetische Grundregel, Mosaikformen, Endosymbiontentheorie, Prokaryoten, Eukaryoten, aerob, anaerob, Fotosynthese, DNA-Sequenzanalyse, Mythos, Logos... PPS: In der Folge spreche ich von Vitamin D ... es ist Vitamin B12. Macht für den Inhalt aber keinen Unterschied :) Danke für deine Bewertung bei iTunes und schau super gern in das Skript des Podcasts, wo du relevante Inhalte zusammengefasst findest!

Schnappt euch einen Stock und gebt der Geburtstagspinata Dschihad ihr sahnigen Waldschrate. Das Kek Versteck wird ein Jahr alt! Nichts ist besser geworden. Die Überleitungen nicht. Die Manieren nicht. Die Folgentexte sowieso nicht. Und trotzdem liebt ihr sie. Und sie lieben euch auch. Deswegen bekommt ihr hier 1 Stunde und 8 Minuten pandemischstes Kek-Risotto. Mit selbstgesammelten Pilzlein aus dem Wald. Onkel Justus liebt es sehr, die kleinen Eukaryoten in sein Körbchen zu legen. Nicos Klopapierverzehr droht derweil wieder ins Vulgäre zu kippen. Und Ilkan? Der fängt mit 29 Jahren nochmal an zu kiffen und hängt mahony mit Cops ab. Sonderfrage: Was sind eure 5 Tipps um sexy durch die Pandemie zu kommen liebe Frauen und Frauinnen? Ach warum geben wir uns hier eigentlich noch Mühe: Hört einfach unsere beste Folge: #4 - Opferflucht.

Hallo, wie schön, dass wir gemeinsam in die Genetik einsteigen können. Heute werden wir uns die Genregulation bei Eukaryoten anschauen. Dazu werden wir zunächst wichtige Begriffe klären. Anschließend erkläre ich Dir die Transkription und darauf folgend die Translation. Da dieses Thema ziemlich komplex ist, werde ich es öfter wiederholen, damit du es wirklich nachvollziehen kannst! :) Übrigens haben wir jetzt auch eine eigene Website, schaue doch gerne mal auf: https://www.9thwear.com vorbei. :) Dein Name als Unterstützer am Anfang jeder Podcast-Folge? Ich werde Dich am Anfang der nächsten Podcast-Folge namentlich aufführen. Wenn Dir der Podcast zu einem besseren Gefühl oder einer besseren Note verholfen hat, dann freue ich mich über Deine Unterstützung, damit können wir sicherstellen, dass wir weiterhin für Dich tolle Lerninhalte präsentieren können. Mit Paypal kannst Du uns mit folgendem Link unterstützen: https://www.paypal.me/abiturcrashkurs Auch mit einer Bewertung bei Apple Podcasts oder einer lieben Nachricht von Dir kannst Du uns gern unterstützen ❤ Audiovisuelle Direktion & Produktion: Christian Horn

Folge 039 - Proteinbiosynthese bei Prokaryoten und Eukaryoten | Genetik Teil 11 Show Notes: Bitte unterstützt den Biologie Passion Podcast finanziell ➤ paypal.me/biologiepassionpdcst Hier gehts zum zugehörigen Blogartikel auf meiner Webseite. Wenn dir die Podcastfolge gefallen hat, würde mich eine kurze Bewertung auf iTunes freuen. Trag dich in meinen Newsletter ein, wenn du über neue Podcastfolgen informiert werden willst. Vielen Dank fürs Zuhören!

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Folge 037 - DNA Replikation | Terminationsphase | Genetik Teil 9 Show Notes: Bitte unterstützt den Biologie Passion Podcast finanziell ➤ paypal.me/biologiepassionpdcst Hier gehts zum zugehörigen Blogartikel auf meiner Webseite. Wenn dir die Podcastfolge gefallen hat, würde mich eine kurze Bewertung auf iTunes freuen. Trag dich in meinen Newsletter ein, wenn du über neue Podcastfolgen informiert werden willst. Vielen Dank fürs Zuhören!

Folge 019 - Prokaryotische und Eukaryotische Zellen im Vergleich Show Notes: Bitte unterstützt den Biologie Passion Podcast finanziell ➤ paypal.me/biologiepassionpdcst Hier gehts zum zugehörigen Blogartikel auf meiner Webseite. Wenn dir die Podcastfolge gefallen hat, würde mich eine kurze Bewertung auf iTunes freuen. Trag dich in meinen Newsletter ein, wenn du über neue Podcastfolgen informiert werden willst. Vielen Dank fürs Zuhören!

Folge 018 - Wodurch zeichnen sich Bakterien aus? Show Notes: Bitte unterstützt den Biologie Passion Podcast finanziell ➤ paypal.me/biologiepassionpdcst Hier gehts zum zugehörigen Blogartikel auf meiner Webseite. Wenn dir die Podcastfolge gefallen hat, würde mich eine kurze Bewertung auf iTunes freuen. Trag dich in meinen Newsletter ein, wenn du über neue Podcastfolgen informiert werden willst. Vielen Dank fürs Zuhören!

Desoxyribonuklerinsäure (DNA), die Erbinformation, definiert die Struktur und Funktion jeder Zelle. In Eukaryoten ist sie um Oktamere aus den Histonen H2A, H2B, H3 und H4 gewunden. Sie bilden mit der DNA höhere Strukturen, das sog. Chromatin. Die Struktur des Chromatins beeinflusst direkt die Aktivität der gebundenen DNA. Eukaryoten besitzen daher viele molekulare Mechanismen zu ihrer Veränderung, z.B. posttranslationale Modifizierungen (PTMs) von Histonproteinen oder den Austausch von kanonischen Histonen mit Histonvarianten (z.B. H3.1, H3.2, H3.3, u.a.). Für einige Varianten sind ihnen eigene, charakteristische PTMs beschrieben, z.B. die Phosphorylierung des Serins 31 der Variante H3.3 (H3.3S31ph). Die Histone Code Hypothesis postuliert, dass PTMs von Histonen in festen Mustern vorliegen können. Die Switch Hypothesis beschreibt die Regulation von Bindemolekülen an Histone durch benachbarte PTMs. Auf ihrer Grundlage wurde die These der Doppelmodifizierung einer bekannten Trimethylierung der Aminosäure (AS) Lysin 79 mit einer mutmaßlichen Phosphorylierung der AS Threonin 80 auf Histon H3 aufgestellt (H3K79me3T80ph). Neben der Etablierung eines einfachen Systems zur Identifizierung bisher unbeschriebener Phosphorylierungen bestand ein zweites Ziel dieser Arbeit im Nachweis der Phosphorylierung von H3 Threonin 80 in vivo. Eine weitere Zielsetzung lag in der genaueren Charakterisierung der bereits beschriebenen Varianten-spezifischen PTM H3.3S31ph, deren Expression zwar eng umschrieben ist, über deren spezifische Funktionen, Kinase und mögliche Effektorproteine aber wenig bekannt ist. Um einen Überblick über Phosphorylierungen verschiedener Histonroteine zu gewinnen, wurden unterschiedliche Polyacrylamidgel-Elektrophoresen Verfahren (PAGE) etabliert. Zum Einsatz kamen A/U-, T/A/U- und 2D-T/A/U-PAGE Verfahren. Sie ermöglichten in Übereinstimmung mit der Literatur die Auftrennung bekannter PTM und stehen nun für weiterführende Studien zur Verfügung. Der massenspektrometrische Nachweis der putativen PTM H3K79me3T80ph in vivo gelang nicht. Trotz optimierter Versuchsbedingungen konnte die Phosphorylierung weder in der MALDI-ToF, noch in der Orbitrap MS/MS nachgewiesen werden. Initiale Antikörperdaten wurde aufgrund einer aufgedeckten Kreuzreaktivität in Frage gestellt. Obgleich nicht mit letzter Sicherheit gesagt werden kann, dass H3K79me3T80ph in vivo nicht existiert, wurde die These letztlich verworfen. Die molekularbiologische Untersuchung der Varianten-spezifischen PTM H3.3S31ph ergab bei verifizierter Überexpression und Chromatin-Integration punktmutierter Histone übereinstimmend Hinweise auf einen Effekt der PTM auf die Zellteilung. Es konnte gezeigt werden, dass Serin 31 bzw. ihre PTM H3.3S31ph sowohl Zellzyklus, als auch Wachstums- und Proliferationsgeschwindigkeiten von HeLa Zellen beeinflusst. Dies argumentiert für eine aktivierende Funktion von H3.3S31ph in der Mitose. Weiter konnten mithilfe eines ELISAs fünf potentielle Proteinkinasen für H3.3S31ph identifiziert werden. Vorrangig kommt dabei die nukleäre Kinase PIM1 in Betracht. Zur weiteren Untersuchung potentieller Effektorproteine wurde in vitro ein molekularbiologisches Modellsystem etabliert. Es steht nun für weiterführende Studien zur Verfügung. Erste Vorarbeiten konnten bereits zeigen, dass hier evtl. Interaktionen mit dem Linkerhiston H1 eine wichtige Rolle spielen.

Die Existenz eines Zytoskeletts galt lange als charakteristisches Merkmal eukaryotischer Zellen. Obwohl sich mit der Entdeckung der eubakteriellen Zytoskelettproteine MreB, ParM, FtsZ und CreS ein Paradigmenwechsel vollzog, lagen bislang keine Erkenntnisse über das Vorkommen von Zytoskelettproteinen in Archaeae vor. Der erste Teil der Arbeit beschreibt die strukturelle und biochemische Charakterisierung des Aktinhomologen Ta0583 aus dem Archaeon Thermoplasma acidophilum. Die Kristallstruktur von Ta0583 wurde mit der Methode der SAD-Phasierung bei einer Auflösung von 2,1 Å gelöst. Ta0583 gehört zur Aktin/Hsp70 Superfamilie und besteht aus zwei Domänen, die jeweils das Aktin/Hsp70 Kernelement enthalten. Obwohl Aktin und das archaeale Ta0583 kaum Sequenzidentität aufweisen, besteht eine deutliche strukturelle Homologie. Die Struktur von Ta0583 kombiniert strukturelle Eigenheiten sowohl von Aktin, als auch von den eubakteriellen Aktinhomologen MreB und ParM. So konnte beispielsweise die strukturelle Ähnlichkeit der Nukleotidbindungsstellen von Ta0583 und MreB in vitro durch den Effekt des MreB-Inhibitors S-(3,4-Dichlorobenzyl)-isothioharnstoff (A22) nachgewiesen werden, der die ATPase Aktivität von Ta0583 kompetitiv hemmt. Im Kristallgitter sind die Ta0583 Monomere in Filament-ähnlichen Reihen angeordnet, in denen ähnliche longitudinale Gitterabstände wie in den Protofilamenten von MreB, Aktin und ParM vorliegen. In vitro bildet Ta0583 kristalline Schichten, die ähnliche Gitterabstände wie die quasi-Filamente im Kristall aufweisen. Die Bereitwilligkeit von Ta0583 zur Kristallisation und zur Bildung kristalliner Schichten könnte eine intrinsische Neigung des Proteins zur Bildung von filamentartigen Strukturen andeuten. Das Vorkommen eines Aktin-Homologen im Archaeon T. acidophilum gibt erste Hinweise auf das Vorkommen möglicher Zytoskelettstrukturen neben Eukaryoten und Eubakterien auch in der dritten Domäne des Lebens, den Archaeae. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der strukturellen und biochemischen Charakterisierung des in S. cerevisiae essentiellen Stoffwechselenzyms Ugp1p, der UDP-Glukose Pyrophosphorylase (UGPase). Die UGPase katalysiert die Synthese von UDP-Glukose, einem zentralen Glykosyldonor im Stoffwechsel aller Organismen. In S. cerevisiae ist die UGPase ein Oktamer aus identischen Untereinheiten. Obwohl oktamere UGPasen schon in den 1960iger Jahren erstmals charakterisiert wurden, blieb die strukturelle Basis für die Assoziation der Monomere im Komplex bis heute unaufgeklärt. In dieser Arbeit wurde die Struktur von Ugp1p durch Molecular Replacement mit der Struktur einer monomeren UGPase aus A. thaliana bei einer Auflösung von 3,1 Å gelöst. Das Ugp1p Monomer besteht aus drei Domänen, einer N-terminalen Domäne, einer katalytischen SGC-Kerndomäne und einer C-terminalen Oligomerisierungsdomäne mit -Helix Motiv. Anhand der Struktur von Ugp1p konnten mehrere Aminosäurereste identifiziert werden, die die Wechselwirkungen zwischen den Untereinheiten im Oktamer vermitteln. Diese vorwiegend hydrophoben Reste sind in den UGPasen von Tieren und Pilzen konserviert, in den UGPasen der Pflanzen jedoch durch polare und geladene Reste ersetzt. Aufgrund der Konservierung der Reste im Bereich der Oligomerisierungs-Schnittstelle ist davon auszugehen, dass alle UGPasen aus Metazoen und Pilzen Ugp1p-ähnliche Oktamere bilden, pflanzliche UGPasen dagegen anders aufgebaut sind. Während die Aktivität pflanzlicher UGPasen über Assoziation und Dissoziation reguliert zu sein scheint (Martz et al., 2002), sind UGPasen aus Metazoen und Pilzen nicht über Oligomerisierung reguliert. So bildet Ugp1p ausschliesslich stabile Oktamere. In Ugp1p scheint vielmehr das flexible N-terminale Segment, das auch an Ser11 phosphoryliert gefunden wurde (Rutter et al., 2002), die Regulation der Enzymaktivität zu vermitteln. Die Struktur von Ugp1p bildet die Grundlage für gezielte Mutagenesestudien an allen UGPasen aus Metazoen und Pilzen.

Zu Beginn dieser Arbeit wurde DJ-1 erstmals mit der PK in Zusammenhang gebracht. Die ersten Studien zeigten, dass L166P, eine Punktmutation im C-Terminus des DJ-1-Proteins, und eine Deletion von Exon 1-5 zu den Mutationen gehören, die zu den motorischen Fehlfunktionen, den Kardinalsymptomen, im Parkinsonpatienten führen. Diese Arbeit konnte dazu beitragen die Funktion von DJ-1 besser zu verstehen bzw. die Auswirkungen des Fehlens von DJ-1 aufzudecken. Es stellte sich heraus, dass die Expression von L166P im Vergleich zu [wt]DJ-1 sowohl in Eukaryoten als auch in Prokaryoten stark reduziert war. Die stark verminderte Proteinexpression kann entweder durch eine erhöhte Instabilität der RNA, durch eine Störung in der Proteinsynthese oder einen beschleunigten Abbau hervorgerufen werden. Durch semiquantitative RT-PCR- und quantitative RT-PCR-Experimente konnten Instabilitäten der RNA ausgeschlossen werden. Eine ineffektive Translation konnte durch „Pulse-Chase“-Experimente und CHX-Inhibitorstudien ebenso entkräftet werden. Allerdings scheint ein gesteigerter Abbau von [L166P]DJ-1 verantwortlich für dessen reduzierte Expression zu sein. Die Art des beschleunigten Abbaus konnte zwar nicht zweifelsfrei geklärt werden, aber es zeigte sich, dass ein Zusammenhang zwischen der Stabilität und der Struktur von DJ-1 besteht. Dabei spielt die C-terminale Domäne eine große Rolle, die nur im DJ-1-Protein als signifikante Helix-Knick-Helix Struktur vorhanden ist, nicht aber unter seinen Strukturhomologen. In einer Mutagenesestudie konnte gezeigt werden, dass im Helix-Knick-Helix Motiv nicht nur die PK-assoziierte Mutante L166P, sondern auch die Helix-brechende Mutante V169P in derselben Helix (G-Helix) und eine Deletion am Knick des Motivs (deltaN173/G174) eine Destabilisierung von DJ-1 bewirken konnte. Helix-brechende Mutationen in der H-Helix zeigten keine verminderte Proteinexpression im Vergleich zu [wt]DJ-1. Die G-Helix-brechenden Mutanten scheinen das Protein konformationell so zu verändern, dass keine Dimerisierung mehr möglich ist, was aus Co-IP Studien hervorging. Das Helix-Knick-Helix Motiv, welches einen Großteil der Dimerberührungsfläche ausmacht, scheint bei der Dimerisierung eine entscheidende Rolle einzunehmen. Weiterhin konnte ein direkter Zusammenhang der Stabilität und Integrität von DJ-1 und seiner Funktion herausgearbeitet werden. Dabei sind die G-Helix-brechenden Mutanten unter oxidativem Stress weniger zytoprotektiv und können in (anti)-apoptotischen Signalwegen eine Expression von apoptotischen Genen nicht verhindern. Diese Prozesse sind abhängig vom oxidativen Stress und von der Fähigkeit von redox-sensitivem DJ-1 als Intermediator in apoptotischen Signalwegen antioxidative Gene zu aktivieren. Diese Erkenntnis ist vor allen Dingen in reaktiven Astrozyten von Wichtigkeit, die Neurone, in Parkinsonpatienten besonders die dopaminergen Neurone, vor oxidativem Stress schützen können. In reaktiven Astrozyten ist DJ-1 in großen Mengen lokalisiert und scheint die Aktivierung von Verteidigungssystemen wie GSH zu beeinflussen. Somit ist DJ-1 ein wichtiger Marker für erhöhten oxidativen Stress, nicht nur in der PK, sondern auch bei Schlaganfallpatienten. Eine erhöhte Produktion von DJ-1 würde einen größeren Schutz vor neuronalem Sterben bewirken, so dass dies auch therapeutische Möglichkeiten eröffnen könnte.

MIPs (major intrinsic proteins) sind eine Gruppe von Transport-Proteinen, die ubiquitär in Archaea, Pro- und Eukaryoten zu finden sind. Neben spezifischen Wasserkanalproteinen (Aquaporine) sind einige Mitglieder dieser Familie permeabel für andere kleine und ungeladene Moleküle, wie z.B. Glycerin. Als Grundlage zur Funktionsaufklärung der 38 MIP-Mitglieder in A. thaliana wurden ihre transkriptionellen Reaktionen untersucht. Dazu wurde ein DNA-Array mit Sonden aus dem 3´-untranslatierten Bereich dieser Gene entwickelt, der die Unterscheidung der oft hoch homologen Mitglieder auf Transkript-Ebene zuließ, wozu längere cDNA-Sonden nicht geeignet sind. Eine TIP1;2 cDNA-Sonde, die Teile der kodierenden Sequenzen enthielt, zeigte in einem Hybridisierungsexperiment eine 40 %-ige Kreuzhybridisierung mit dem homologen TIP1;1. Die Spezifität der Sonden wurde in Zusammenarbeit mit dem Munich Information Center for Protein Sequences bioinformatisch überprüft. Das stringente Auswahlkriterium dieser Analysen, woraufhin eine Sonde bis zu einer 70 %-igen Homologie über 70 bp nicht kreuzhybridisiert, konnte auch experimentell gestützt werden. Der Vergleich der Signalintensitäten einer 172 bp langen, spezifischen Sonde mit einer 774 bp langen cDNA-Sonde ließ zudem darauf schließen, dass die Spezifität der verwendeten 3´-UTR-Sonden die Sensitivität nicht beeinträchtigte. Eine Organ-spezifische Expressions-Analyse zeigte, dass MIPs in allen untersuchten Organen (Wurzeln, Blätter, Stängeln, Blüten und Schoten) exprimiert werden. Die meisten MIPs (24 von 38) und die höchsten Expressionsniveaus wurden in der Wurzel detektiert. In Blättern konnten hingegen nur 11 von 38 MIP-Mitgliedern nachgewiesen werden. Die geringsten Expressionen zeigten die Mitglieder aus der NIP- und SIP-Subfamilie. Zu den am höchsten und in der Pflanze ubiquitär exprimierten MIPs zählten die PIP-Mitglieder PIP1;1, PIP1;2 und PIP2;1 sowie die TIP-Mitglieder TIP1;1 und TIP2;1, von denen bekannt ist, dass sie als Wasserkanal-Proteine fungieren. Die Möglichkeit, die Wasserpermeabilität von Membranen regulieren zu können, dürfte somit von zentraler Bedeutung in der ganzen Pflanze sein. Neben ubiquitär exprimierten MIPs sind einige nur ausschließlich oder bevorzugt in bestimmten Organen zu finden, z.B. PIP1;4, PIP2;6 und PIP2;7 in der Blüte und NIPs hauptsächlich in der Wurzel. Deren Funktion könnte neben einem Organ- oder Zell-spezifischen Wassertransport auch die Permeation anderer ungeladener Moleküle beinhalten, da die Transporteigenschaften dieser Mitglieder nicht geklärt sind. Das Expressionsprofil der MIP-Genfamilie in verschiedenen Organen sowie die unterschiedliche Reaktion auf Wasserstress (s.u.) lassen auf differenzielle Funktionen der einzelnen MIP-Mitglieder schließen. Lediglich TIP1;1 und TIP1;2 konnten nach diesen Kriterien nicht eindeutig unterschieden werden. Durch Zugabe von 100 mM NaCl und 200 mM Sorbiotol zu hydroponisch angezogenen A. thaliana-Pflanzen wurde über einen Zeitraum von 48 Stunden die transkriptionelle Reaktion der MIP-Familie auf diese Wasserstressbedingungen verfolgt. In Wurzeln wurde festgestellt, dass innerhalb der ersten 24 Stunden bei beiden Stressoren die hoch exprimierten PIP-Aquaporine PIP1;1 und PIP2;2 sowie PIP1;3 reprimiert, TIPAquaporine wie TIP1;1 und TIP2;1 zu diesem Zeitpunkt jedoch unbeeinflusst sind. Die Pflanze verringert demnach bei Wasserstress zuerst die Wasserpermeabilität der Plasmamembran, sofern sich die transkriptionelle Suppression auf Proteinebene widerspiegelt. Interessanterweise zeigte sich im Blatt eine frühe Repression der hoch exprimierten TIPAquaporine TIP1;1 und TIP2;1. Die in der Wurzel reagierenden Aquaporine aus der PIPSubfamilie zeigen im Blatt jedoch keine transkriptionellen Änderungen. Zusammenfassung 95 Diese frühen Repressionen von TIP1;1 und TIP2;1 lassen vermuten, dass es in Blättern wichtig ist, möglichst rasch unter Wasserstress die Wasserpermeabilität des Tonoplasten zu senken. Dies könnte der Stabilisierung des Zell-Turgors dienen und/oder mit einem verringerten Blattwachstum einhergehen. Die ähnlichen Transkriptionsantworten und Kinetiken der MIPs bei NaCl- und Sorbitolstress lassen zudem vermuten, dass MIPs auch unter NaCl-Stress primär auf die osmotische Veränderung in der Nährlösung reagieren bzw. über ähnliche Signalwege reguliert werden. Die parallele Untersuchung transkriptioneller Änderungen von bekannten Stress-Markergenen und Genen des Sekundärmetabolismus unter NaCl- und Sorbitolstress ergab zusätzliche Hinweise auf überlappende und Stressor-spezifische Reaktionen in Wurzeln und Blättern. Eine bekannte Reaktion auf Salz- und osmotischen Stress ist die Bildung von reaktiven Sauerstoff-Spezies, die sowohl als Signalmoleküle fungieren als auch Schädigungen verursachen können. Die Induktionen der beiden Peroxidasen GPX1 und PRXCB in Blättern und Wurzeln deuten auf eine Beteiligung bei Entgiftungsreaktionen von H2O2 unter Wasserstress hin. Einzelne Mitglieder aus der Familie der UDP-Glycosyltransferasen und Cytochrom P450-Monooxygenasen, wie UGT74F2 und CYP81D1, zeigten bei Salz- und Sorbitolstress überlappende Reaktionen, was darauf hindeutet, dass spezifische Teile des Sekundärstoffmetabolismus ähnlich beeinflusst werden. Daneben zeigten andere Mitglieder aus diesen Gen-Familien spezifische Reaktionen auf die beiden Stressoren. So waren in der Wurzel nach 48 Stunden Sorbitolstress viele CYPs und UGTs reprimiert. Die Pflanze scheint also exklusiv bei Sorbitolstress spezifische, in ihrer genauen Funktion noch unbekannte Teile des Sekundärmetabolismus zu supprimieren. Die unterschiedlichen Reaktionen einer Reihe weiterer Gene auf Salz oder Sorbitol in Blättern und Wurzeln identifizierten zudem differenzielle Stress-Antworten innerhalb der Pflanze. Es wurden zwei Insertionsmutanten in den MIP-Genen PIP2;1 und PIP1;4 isoliert. Transkript-Untersuchungen dieser Mutanten zeigten, dass durch das Ausschalten dieser PIPs alle anderen MIP-Mitglieder, sowohl bei ungestressten als auch unter NaCl-Stress- Bedingungen, keine Änderungen in ihrer Transkriptionsantwort im Vergleich zum Wildtyp zeigen. Möglicherweise besitzen die untersuchten PIP-Mitglieder eine spezifische Funktion, die andere MIPs nicht kompensieren können, oder möglicherweise kommt es in der Pflanze zu veränderten Reaktionen, die anhand der vorliegenden Untersuchungen nicht erkennbar waren.

Zyklisches 3’:5’-Adenosinmonophosphat (cAMP) ist sowohl als extrazellulärer Lockstoff als auch als intrazelluläres Signalmolekül von entscheidender Bedeutung in der Entwicklung von Dictyostelium discoideum. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass dieser sekundäre Botenstoff auch eine zentrale Rolle in der hyperosmotischen Stressantwort von D. discoideum spielt. Wildtypzellen reagieren auf hyperosmotischen Stress mit einem transienten Anstieg der intrazellulären cAMP-Konzentration, der von dem Hybridhistidinkinase-Homolog DokA abhängig ist. DokA ist essentiell für das Überleben von D. discoideum-Zellen unter hyperosmotischen Bedingungen. Die Osmosensitivität von dokA--Zellen beruht auf dem gestörten cAMPMetabolismus und kann durch die transiente Zugabe eines membrangängigen cAMP-Analogs weitgehend aufgehoben werden. Der Einfluss von DokA auf den intrazellulären cAMP-Spiegel zeigt sich auch in ungeschockten Zellen: Während die basale cAMP-Konzentration in dokA-- Zellen reduziert ist, weisen Zellen, die die Regulator-Domäne von DokA überexprimieren, einen erhöhten cAMP-Spiegel auf. Basierend auf diesen Daten wurde ein Modell der Regulation des intrazellulären cAMP-Spiegels durch DokA entwickelt. Die Regulator-Domäne von DokA wirkt hierbei als Phosphatase des Histidin-Phosphotransferproteins RdeA, welches durch Phosphorylierung die Phosphodiesterase RegA aktiviert. Durch die Phosphatase-Aktivität von DokA wird somit der über den RdeA/RegAPhosphorelay gesteuerte intrazelluläre cAMP-Abbau inhibiert. Die in vitro-Dephosphorylierung von RdeA durch die Regulator-Domäne von DokA konnte ebenso nachgewiesen werden wie die verringerte Phosphodiesterase-Aktivität bei homologer Überexpression des DokA-Regulators. Die Effekte dieser Überexpression auf cAMP-Haushalt und Entwicklung sind DokA-spezifisch und von dem konservierten Aspartylrest D1567 der Regulator-Domäne abhängig. Bei Untersuchungen zu den Effektoren der hyperosmotischen Stressantwort in D. discoideum wurden Veränderungen in Aufbau und Zusammensetzung von Membran und Cytoskelett beobachtet. Dabei konnten sieben Proteine identifiziert werden, die eine deutliche Translokation bei hyperosmotischem Stress erfahren. Eine Übersicht stellt die osmoregulatorischen Signalwege in D. discoideum dar und vergleicht die Rolle von 2-Komponenten-Systemen in der Osmoregulation bei Eukaryoten.