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Angriff und Verteidigung

Jedes Lebewesen ist potentiell Beute für andere Lebewesen, fressen und gefressen werden gehört zum Kreislauf des Lebens. Aber nicht immer sind es die Grösseren und Stärkeren, die gewinnen. Kleinst-Lebewesen können als Krankheitserreger und Parasiten den grösseren Lebewesen das Leben schwer machen oder sogar den Tod bringen. Doch diese haben auch wieder Schutzmechanismen gegen die kleinen Plagegeister entwickelt:

Schon Bakterien sind dem Angriff von Viren ausgesetzt. Bakterien schützen vor solchen Angriffen durch Restriktionsenzyme. Das sind DNS-spaltende Enzyme (Endonukleasen), die aufgrud unterschiedlicher Methylierungsmuster zwischen "eigener"und "fremder" DNS unterscheiden und die fremde DNS der Viren zerstören. Die moderne Gentechnologie wäre ohne die Hilfe dieser Restriktions-Endonukleasen undenkbar.

Viele Pilze und andere Mikroorganismen wehren sich gegen den Angriff und die Nahrungs-konkurrenz von Bakterien, indem sie Substanzen ausscheiden, die das Wachstum der Bakterien hemmen und die Bakterien abtöten. Penizillin ist nur ein Beispiel aus einer grossen Anzahl solcher Substanzen, die in der Medizin als Antibiotika verwendung finden. Es blockiert die Zellwand-Synthese der Bakterien und tötet diese dadurch ab.

Höhere Lebewesen enthalten spezialisierte "Fresszellen" (Phagozyten), die eindringende Mikroorganismen auffressen und verdauen.

PDB "Molecules of the Month" #08 Restrictions Enzymes, #29 Penicillin-binding Protein, #09 Lysozym, #21 Antibodies

Wikipedia: Immunsystem, Antikörper, Phagozyten, Antibiotika, Restriktionsenzyme

Wirbeltiere schliesslich haben ein lernfähiges Abwehrsystem entwickelt, das innerhalb des Verlaufs einer Erkrankung spezifische Gegenmassnamen entwickelt und so die meisten Krankheitserreger besiegt. Die Hauptkomponente dieses Abwehrsystems ist eine Gruppe von selbst-manipulierenden Genen, die aus einer beschränkten Anzahl ererbter Genfragmente Milliarden unterschiedlicher Gene für Abwehrproteine (Antikörper) erzeugt. Diese Antikörper markieren eindringende Krankheitserreger, die dann mit unterschiedlichen Mitteln zerstört werden: Proteasen, die ihre Proteine zerschneiden, Proteine, die Zellmembranen durchlöchern, Fresszellen, die die Eindringlinge auffressen und Zellen, die die Fremdkörper einschliessen und mit desinfizierenden Substanzen abtöten. An unserem Institut arbeitet die Gruppe von Prof. Andreas Plücktun daran, Methoden zu entwickeln, mit denen neue Antikörper und künstliche, aber nach dem gleichen Prinzip variierbare Proteine gegen Krankheitserreger und Tumorzellen für die Medizin produziert werden können, ohne dass zu deren Produktion Tiere eingesetzt werden müssen. Spezialisierte Killer-Zellen erkennen mit Hilfe von T-Zell-Rezeptoren von Viren befallene oder aus anderen Gründen abnormale Zellen (zB Krebszellen) und töten diese.

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Last changed by: A.Honegger, 8/7/08