Zell- und Molekularbiologie der Pflanze at Universität Göttingen

• Pflanzen sind autotrophe und sessile Organismen, sie sind phototroph, 
• haben eine Zellwand zur Stabilität und Abwehr
• Plastiden zur Photosynthese
• und Vakuole für den Turgordruck, Speicherung und Entsorgung
•  Tiere sind heterotroph

• Sauerstoffproduktion, Co2 Fixierung, Wasserhaushalt Regulation
• Ernährungsquelle
• Medikamentenquelle
• Holz und Fasern Produktionsquelle (Rohstoff)
• können Erdöl in vielen Produkten ersetzen
• Quelle für Biokraftstoff (Biodiesel aus Raps, Algen, Sojabohnen)
• Pflanzenforschung als Informationsquelle für unsere Welt (gene silencing zuerst in Pflanzen entdeckt, Viren wurden zuerst aus Pflanzen isoliert)
• Nahrungsquelle

Phytphthora infestans (Erreger der Kartoffelsäure) und Puccinia graminis tritici (Weizenrost) sorgen für Hungersnöte

• kurzer Lebenszyklus ( 8 wochen)
•  ermöglicht schnelle genetische Analyse
• geringe Platzansprüche
• produziert viel Saatgut
• kleines Genom (28500 Gene, Genomgröße (bp) = 135*10^6) wegen geringem Anteil repetitiver DNA (60% er nuklearen DNA hat Protein-codierende Funktion)
• das ist von enormer Bedeutung für die Identifizierung und funktionale Charakterisierung von interessanten Gen(produkten) z.B bei: Mutagene, map-based clining etc
• Vielzahl von Mutanten(Asphalt, wiesen, Feldbegrenzungen

• Gesamtorganismus: genomics
• Protoplasten: proteomics
• Zellkulturen: metabolomics
• Zellbiologie

Ökotypen: Populationsteil, der durch Selektion unter bestimmten ökologischen Bedingungen eine genetische und physiologische Sonderstellung erreicht hat

• Arabidopsis-Ökotypen erlauben Analyse natürlicher Variation, Umweltadaption und Populationsgenetik unter dem zugrunde liegendem evolutionären Mechanismus

• beherbergt Transfer-DNA Sequenzen und Transfermaschinerie

T-DNA Region

• Ti=Tumor inducing plasmid
•  border sequenzen: left und right border
• Gene für Opin (Octopin/Nopalin)-Synthese -> C- und N- und Energiequelle der Agrobakterien, können von Pflanzen nicht verwertet werden
• Gene für Auxin und Cytokinin Synthese (Oncogene)

• Virulenz Region (Gene, die für den DNA-Transfer verantwortlich sind
•  Replikationsursprung
• Gene für Opinkatabolismus 

ca. 200kb Gesamtgröße (T-DNA ca 24 kb)

Zur einfachen Klonierung werden T-DNA und vir-Gene auf unterschiedlichen Plasmide kodiert

• Weil das Ti-Plasmid zu groß ist wird ein binär System entwickelt, um die Klonierung in ein kleineres Plasmid zu ermöglichen.
• Das kleinere Plasmid wird in Agrobacterium transformiert, welches ein Helfer-Plasmid mit dem vir-Genen trägt.
• binäre Vektoren trennen T-DNA und vir Gene voneinander
• Die T-DNA auf dem binären Vektor wird in manipuliertem E.coli erzeug

Um die in planta-Genexpression zu visualisieren

• GUS (procambium marker)
• LUC (Gibberellin biosynthese marker)
• GFP (pollen Entwicklung marker)

Durch Konfokalmikroskopie

• Sterole und (Glyco)Sphingolipide
• flüssige Phase: Sortierung von Proteinen für die Zellmembran im Golgiapparat, Endocytose
•  Mikrodomäne in Membranen eucharistischer Zellen
• zeichnen sich durch spezielle Lipid- und Proteinzusammensetzung aus.
• Lipid rafts bestehen zum großen Anteil aus Cholesterol und Sphingolipiden (Ceramid und Glykosphingolipiden)
•  Funktion: signaling platforms (Hohe Anteil von Signaltransduktionproteinen und membranrezeptoren);
• Interaktion mit dem cytoskelett, wodurch die morphologische Erscheinung der Zelle reguliert wird.
  
  

Membranproteine aus AS mit hydrophoben Seitenketten; aliphatische Seitenketten können assoziiert sein mit hydrophoben Kopfgruppen

• mit einfach durchspannender a-Helix-Transmembrandomäne: hydrophiles N-Ende, Rezeptorprot. in Membran
• mit mehrfach durchspannenden a-Helix-Transmembrandomänen: kann Liganden binden, bei gleicher Anzahl C und N: außen UND innen; bei ungerader Anzahl C und N: Außen ODER Innen, transmembrandomänen Proteine in Membran.
• mit mebrandurchspannender antiparalleler beta-barrel-Faltblattstruktur (insbes. Poren-bildende Proteine): kann geöffnet und geschlossen werden

allg.: werden im ER produziert und bei Synthese in Membran eingebaut