Merodiploid
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Loslegenvon griechisch: meros - Teil
Englisch: merodiploid
Definition
Als merodiploid bezeichnet man einen ansonsten haploiden Organismus – in der Regel ein Bakterium – der zusätzlich zu seinem vollständigen Chromosomenbestand eine zweite Kopie eines Teils seines Genoms trägt. Es liegt somit keine vollständige Diploidie vor, sondern nur eine partielle Diploidie für einen begrenzten Genomabschnitt.
Entstehung
Ein merodiploider Zustand entsteht dann, wenn exogene DNA, die bereits im Rezipienten vorhandene Gene enthält, in die Zelle gelangt und dort neben der chromosomalen Kopie erhalten bleibt. Die wichtigsten Wege sind der horizontale Gentransfer und – seltener – die chromosomale Genduplikation.
Die folgende Tabelle fasst die Entstehungswege zusammen:
| Mechanismus | Stabilität | Typisches Beispiel |
|---|---|---|
| Konjugation | instabil (transient) | Merozygote nach Hfr-Kreuzung |
| F'-Plasmid (Sexduktion) | stabil | F'lac in Escherichia coli |
| Transduktion | lokal begrenzt, oft instabil | λ-vermittelte Spezialtransduktion |
| Transformation | instabil bis stabil | natürliche Transformation bei Streptococcus pneumoniae |
Bedeutung in der Genetik
Merodiploide Zellen erlauben genetische Analysen, die im rein haploiden Zustand nicht möglich sind, da sie zwei Allele desselben Gens gleichzeitig in einer Zelle bereitstellen.
Komplementationsanalyse
Im Komplementationstest (cis-trans-Test) wird geprüft, ob ein Wildtyp-Allel einen Funktionsverlust eines anderen Allels ausgleichen kann. François Jacob und Jacques Monod nutzten F'lac-merodiploide Zellen, um die Regulation des Lac-Operons aufzuklären. Sie zeigten, dass das LacI-Gen einen beweglichen Repressor kodiert, der auch auf die zweite DNA-Kopie (trans) wirkt und dort die Synthese der β-Galaktosidase hemmt. Operatormutationen (lacOc) hingegen ließen sich in trans nicht komplementieren und beeinflussten nur Gene auf dem gleichen DNA-Molekül (cis). Dieser Befund ermöglichte die Unterscheidung von regulatorischen Genprodukten und DNA-Kontrollelementen.[1]
Genkartierung
Merodiploide Zellen dienten historisch auch der Genkartierung. Aus Kotransduktions- und Konjugationshäufigkeiten benachbarter Gene ließ sich deren relative Anordnung und Kopplung auf dem bakteriellen Chromosom ableiten.
Quelle
- ↑ Jacob F, Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. J Mol Biol. 1961;3(3):318-356.