340 results on '"Gerhart Drews"'
Search Results
2. Journal Club
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Jochen Graw, Rebecca Halbach, Volkmar Braun, Lennart Randau, Johannes Sander, Andreas Seiffert-Störiko, Benedikt Moissl, Martin Daus, Martina Adamek, Fabian M. Commichau, Gerhart Drews, Jeroen S. Dickschat, Roland Benz, Michael Steinert, Michael Feldbrügge, and Samuel Wagner
- Subjects
Molecular Biology ,Biotechnology - Published
- 2019
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3. Journal Club
- Author
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Beatriz Alvarez-Castelao, Susanne tom Dieck, Gerhart Drews, Andreas Reiner, Marc Erhardt, and Johannes Sander
- Subjects
Molecular Biology ,Biotechnology - Published
- 2018
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4. Forty-five years of developmental biology of photosynthetic bacteria
- Author
-
Gerhart Drews
- Published
- 1996
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5. Membranes of Phototrophic Bacteria
- Author
-
Jürgen Oelze and Gerhart Drews
- Subjects
Membrane ,biology ,Phototroph ,Chemistry ,biology.organism_classification ,Bacteria ,Microbiology - Published
- 2018
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6. Bakterien – ihre Entdeckung und Bedeutung für Natur und Mensch
- Author
-
Gerhart Drews and Gerhart Drews
- Subjects
- Bacteria, Schizomycetes
- Abstract
Von den Anfängen naturwissenschaftlichen Denkens in der Antike über das Mikroskop bis zur synthetischen Biologie.Mikroorganismen leisten einen wesentlichen Beitrag zum Kreislauf der Stoffe in der Natur. Sie haben die Voraussetzung für das Leben der höheren Organismen geschaffen und synthetisieren wichtige Wirkstoffe wie Vitamine und Antibiotika.Gerhart Drews schildert die Ideengeschichte der Mikrobiologie. Er bringt dem Leser die Welt einiger Denker, Forscher und auch wissbegieriger Laien aus vergangenen Jahrhunderten näher. Er beschreibt die wesentlichen Entdeckungen, die zur Erkennung der Mikroorganismen, ihrer Rolle in der Natur und bei der Entstehung von Krankheiten geführt haben.In der modernen Zeit schildert er die Entwicklung exemplarisch anhand einzelner Organismen oder Themenfelder unter Einbeziehung der wesentlichen Entdeckungen in Molekularbiologie und Genetik.In der 2., überarb. und aktual. Auflage sind einige Kapitel erweitert.
- Published
- 2015
7. Contributions of Theodor Wilhelm Engelmann on phototaxis, chemotaxis, and photosynthesis
- Author
-
Gerhart Drews
- Subjects
Bacteria ,Photochemistry ,Chemotaxis ,Plant physiology ,History, 19th Century ,Cell Biology ,Plant Science ,General Medicine ,History, 20th Century ,Biology ,Photosynthesis ,biology.organism_classification ,Microbiology ,Biochemistry ,Purple bacteria ,Oxygen ,Bacteriopurpurin ,Germany ,Botany ,Phototaxis ,Bacteriochlorophyll A ,Sulfur ,Muscle physiology - Abstract
Theodor Wilhelm Engelmann (1843-1909), who had a creative life in music, muscle physiology, and microbiology, developed a sensitive method for tracing the photosynthetic oxygen production of unicellular plants by means of bacterial aerotaxis (chemotaxis). He discovered the absorption spectrum of bacteriopurpurin (bacteriochlorophyll a) and the scotophobic response, photokinesis, and photosynthesis of purple bacteria.
- Published
- 2005
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8. Mikrobiologisches Praktikum für Naturwissenschaftler
- Author
-
Gerhart Drews and Gerhart Drews
- Subjects
- Life sciences
- Published
- 2013
9. Molecular Biology of Membrane-Bound Complexes in Phototrophic Bacteria
- Author
-
Gerhart Drews, Edwin A. Dawes, Gerhart Drews, and Edwin A. Dawes
- Subjects
- Photosynthetic bacteria--Congresses, Molecular microbiology--Congresses
- Published
- 2013
10. Mikrobiologisches Praktikum
- Author
-
Gerhart Drews and Gerhart Drews
- Subjects
- Microbiology
- Published
- 2013
11. Bakterien – ihre Entdeckung und Bedeutung für Natur und Mensch
- Author
-
Gerhart Drews
- Published
- 2015
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12. Systembiologie
- Author
-
Gerhart Drews
- Published
- 2015
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13. Die Einheit des Stoffwechsels und die Aufklärung von Proteinstrukturen
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
In den zwanziger Jahren des 20. Jahrhunderts wurden viele Stoffwechselleistungen bei Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren entdeckt, so die vielen Garungen, die zur Bildung von Milchsaure, Propionsaure, Buttersaure, Butanol und Athanol fuhren, und die Atmung zur Erzeugung von Energie. Albert Jan Kluyver (1888–1956), Professor in Delft – einem Ort, an dem eine lange Tradition in der Mikrobiologie bestand, die von van Leeuwenhoek, uber van Iterson und Beijerinck bis in das 20. Jahrhundert reichte –, erkannte, dass bei allen Garungen eine katalytische Wasserstoffubertragung, eine Dehydrogenierung , stattfindet. Auch bei der Atmung findet nach der Theorie von Heinrich Wieland (1913) eine Aktivierung von Wasserstoffatomen im zu oxidierenden Substrat statt. Wasserstoff galt als das Brennmaterial der Zelle. In einer umfassenden Arbeit haben Donker und Kluyver (1926) das fur alle Organismen geltende, einheitliche Prinzip von Oxidoreduktionsprozessen als katalytische Wasserstoffubertragung beschrieben. In den folgenden Jahrzehnten wurden Stoffwechselwege und Zyklen, wie der Abbau von Zucker zur Brenztraubensaure (Glykolyse), die Umsetzung der Brenztraubensaure im Zitronensaurezyklus, die Atmungskette und viele Biosynthesewege aufgeklart und erkannt, dass diese bei allen Organismen zwar in verschiedenen Variationen, aber nach den gleichen Prinzipien ablaufen. Die Einheitlichkeit des Stoffwechsel s bei allen Lebewesen war eine wesentliche Starkung der von Darwin entwickelten Theorie der Abstammungslehre und Evolution durch Variation und Selektion. Bei den Mikroorganismen sind es nur etwa 100 Reaktionen des zentralen Stoffwechsels, die die Bausteine fur die etwa 1.200 Synthesereaktionen (Anabolische Reaktionen ) bereitstellen, die notwendig sind, um alle Makromolekule einer Zelle (DNA, RNA, Proteine, Polysaccharide, Lipide) zu synthetisieren. Auch fur den Katabolismus (Abbauwege zur Energiegewinnung und Bereitstellung von Zwischenprodukten) gelten einheitliche Prinzipien.
- Published
- 2015
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14. Mikroorganismen und ihre Umwelt
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Fur jede Art der Mikroorganismen gibt es in der freien Natur einen Standort, auch Habitat genannt. Es ist der Lebensraum, den ein bestimmter Organismus oder eine Population von Organismen normalerweise bewohnt. Unter einer okologischen Nische versteht man nicht einen raumlichen Bezirk, sondern die Funktion einer Art oder Population in der Lebensgemeinschaft, gewissermasen ihren Beruf, der durch die ernahrungsphysiologischen Anspruche, ihre biochemischen Fahigkeiten und alle Eigenschaften bedingt ist, in einem bestimmten Okosystem leben zu konnen. S. N. Winogradsky unterschied autochthone und allochthone Organismen. Die autochthonen gehoren zum normalen Bestand eines Okosystems: sie sind dort fast immer anzutreffen. Die allochthonen findet man nur, wenn bestimmte Nahrungsstoffe in diesem Okosystem in hoheren Konzentrationen vorkommen und den allochthonen eine Gelegenheit bieten, sich dort rasch zu vermehren. Ihre Wachstumsrate nimmt mit Anstieg der Nahrstoffkonzentration starker zu als bei den autochthonen. Sie sterben aber bei Mangel an diesen Nahrungsstoffen, wo hingegen die autochthonen an Mangelbedingungen in diesem Okosystem angepasst sind und uberleben.
- Published
- 2015
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15. Mikroorganismen im Dienste des Menschen: Biotechnologie
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Mikroorganismen wurden seit den fruhen Zeiten der Menschheit fur die Produktion von Garungsprodukten – vor allem akoholische Getranke und fermentierte Nahrungsmittel – verwendet. Die Verfahren zur Herstellung wurden rein empirisch entwickelt. Die beteiligten Mikroorganismen waren unbekannt. Da nicht mit Reinkulturen gearbeitet wurde, kam es oft zu unerwunschten Nebenwirkungen durch Fehlgarungen. Die Garorganismen und ihre Eigenschaften wurden erst im 19. und 20. Jahrhundert entdeckt. Fur die Herstellung von Wein – also die anaerobe Vergarung von Zucker zu Athylalkohol – dienten zunachst die auf den Weintrauben naturlich vorkommenden Hefen als Garorganismen.
- Published
- 2015
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16. Die vielfältigen Aktivitäten von Bakterien in der Natur
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Im 18. und 19. Jahrhundert wurden viele morphologische und physiologische Eigenschaften von Bakterien und anderen Mikroorganismen erforscht. So wurde uber Unterschiede in den Anspruchen der Bakterien an Temperatur, Sauerstoffgehalt, Nahrungsstoffe und andere Lebensbedingungen, sowie bei Symbionten oder Parasiten uber deren Wirtsspezifitat berichtet. Zunachst wurden diese unterschiedlichen Merkmale noch nicht als konstante Eigenschaften einer Art angesehen, da es Vergleichsuntersuchungen mit den Proben verschiedener Autoren noch nicht gab. Jeder beschrieb, was er beobachtet hatte. Da die Bakterien ahnlich aussahen, auch wenn sie aus verschiedenen Umweltbereichen entnommen wurden, entstanden oft widerspruchliche Befunde. Trotzdem bildete dieses Wissen eine Voraussetzung fur die weitere Erforschung der Rolle von Mikroorganismen in der Umwelt und als Erreger von Krankheiten. Ein entscheidender Fortschritt konnte erst durch die Herstellung von Reinkulturen aus den vorliegenden Mischkulturen der Organismen erreicht werden. Viele Missverstandnisse und fehlerhafte Ergebnisse waren auch darauf zuruckzufuhren, dass es keine, fur Vergleichsuntersuchungen so wichtige Stammkultursammlungen gab und jeder, der mit Mischkulturen arbeitete, uber andere Ergebnisse berichtete.
- Published
- 2015
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17. Einleitung
- Author
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Gerhart Drews
- Published
- 2015
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18. Die Verwandtschaft zwischen Bacteria, Archaea und Eukarya
- Author
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Gerhart Drews
- Abstract
Das 19. Jahrhundert brachte zwei fundamentale Erkenntnisse: die Zelle als Grundeinheit aller Organismen und die Abstammung aller Organismen von einer gemeinsamen Urform, aus der sich im Laufe der Evolution die Vielfalt der Organismen entwickelt hat. Diese Theorien entstanden fast ausschlieslich durch Untersuchungen an lebenden und versteinerten hoheren Pflanzen und Tieren. Bei den Mikroorganismen wurde ein Durchbruch in der Forschung erst erreicht, als Anreicherungskulturen und spater, unter Koch und de Bary, Reinkulturen einzelner Arten auf festen Nahrboden hergestellt werden konnten, um an ihnen die Eigenschaften des Stoffwechsels und der Pathogenitat untersuchen zu konnen. Aus zahlreichen Beobachtungen erwuchs die Erkenntnis, dass in Anpassung an einen Wirt oder ein spezielles Habitat im Laufe der Evolution viele neue Arten mit unterschiedlichen physiologischen Eigenschaften entstanden. Vergleichende biochemische Untersuchungen im 20. Jahrhundert ergaben, dass allen Organismen einheitliche Prinzipien des Stoffwechsels und der stofflichen Zusammensetzung zugrunde liegen, die somit die Evolution der unterschiedlichsten Arten aus primitiven Vorlaufern bestatigten.
- Published
- 2015
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19. Die Molekularbiologie erweitert unser Blickfenster auf das Geschehen in der Natur
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Was ist Molekularbiologie, und wie ist sie entstanden? Die molekulare Genetik erforscht den genetischen Informationsfluss und seine molekularen Details. Die Molekularbiologie im weiteren Sinne beschaftigt sich mit der Struktur, Funktion und Regulation zellularer Bestandteile und ihrer Wechselwirkungen auf der Ebene der Molekule. Ahnlich wie die Evolutionstheorie im 19. Jahrhundert, hat die Molekularbiologie in der zweiten Halfte des 20. Jahrhunderts fur die Biologie ein neues Fenster geoffnet, indem sie der klassischen Genetik und Biologie den Weg zu den Molekulen auftat. Die Molekularbiologie hat zusammen mit der Biochemie und der Biophysik in allen biologischen Disziplinen neue experimentelle und theoretische Ansatze zur Losung von Grundfragen der Biologie geschaffen (Rheinberger 2000). Die Molekularbiologie entwickelte sich nach der Entdeckung der Desoxyribonukleinsaure (DNA) als Trager der Vererbung und mit der Entwicklung von Methoden die DNA zu sequenzieren, den genetischen Code zu entziffern und mit der DNA zu experimentieren.
- Published
- 2015
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20. [Untitled]
- Author
-
Robert A. Niederman and Gerhart Drews
- Subjects
Specific protein ,Cell Biology ,Plant Science ,General Medicine ,Biology ,Photosynthesis ,Biochemistry ,Anoxygenic photosynthesis ,Cell biology ,Light-harvesting complex ,Atomic resolution ,Electron micrographs ,Membrane biogenesis ,Photosynthetic bacteria - Abstract
Following the discovery of photosynthetic bacteria in the nineteenth century, technical developments of the 1950s led to their use in membrane biogenesis studies. These investigations had their origins in the isolation of subcellular particles designated as ‘chromatophores’ by Roger Stanier and colleagues, which were shown to be photosynthetically competent by Albert Frenkel, and to originate from the intracytoplasmic membrane (ICM) continuum observed in electron micrographs. These ultrastrucutral studies by the G. Drews group, Germaine Cohen-Bazire and others also suggested that the ICM originates by invagination of the cytoplasmic membrane, as later established in the biochemical and biophysical work of the R. Niederman and Drews groups. Through a combination of genetic approaches, first introduced in the early 1980s by Barry Marrs, and the atomic resolution structures determined for light-harvesting antennae and reaction centers, a detailed understanding is emerging of mechanisms regulating their levels in the membrane and the roles played by specific protein domains and additional factors in their assembly and supramolecular organization. Prospects for additional progress during the twenty-first century include further elucidation of molecular aspects of the assembly process and the application of newer spectroscopic probes to photosynthetic unit formation.
- Published
- 2002
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21. The roots of microbiology and the influence of Ferdinand Cohn on microbiology of the 19th century
- Author
-
Gerhart Drews
- Subjects
Bacteria ,History, 19th Century ,Biological evolution ,Biology ,Bacterial Physiological Phenomena ,History, 18th Century ,LOWER PLANTS ,Biological Evolution ,Microbiology ,Solid medium ,History, 17th Century ,Infectious Diseases ,Infectious disease (medical specialty) ,Poland ,Experimental methods - Abstract
The beginning of modern microbiology can be traced back to the 1870s, and it was based on the development of new concepts that originated during the two preceding centuries on the role of microorganisms, new experimental methods, and discoveries in chemistry, physics, and evolutionary cell biology. The crucial progress was the isolation and growth on solid media of clone cultures arising from single cells and the demonstration that these pure cultures have specific, inheritable characteristics and metabolic capacities. The doctrine of the spontaneous generation of microorganisms, which stimulated research for a century, lost its role as an important concept. Microorganisms were discovered to be causative agents of infectious diseases and of specific metabolic processes. Microscopy techniques advanced studies on microorganisms. The discovery of sexuality and development in microorganisms and Darwin's theory of evolution contributed to the founding of microbiology as a science. Ferdinand Cohn (1828-1898), a pioneer in the developmental biology of lower plants, considerably promoted the taxonomy and physiology of bacteria, discovered the heat-resistant endospores of bacilli, and was active in applied microbiology.
- Published
- 2000
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22. The LHIα and LHIIα Complexes in Association with Phospholipids Are Able to Be Inserted in Heavy Membranes of Rhodobacter capsulatus B10
- Author
-
Gerhart Drews, Eleni Katsiou, Monier H. Tadros, Augusto F. García, Emilio A. Rivas, Norma L. Kerber, and Norma L. Pucheu
- Subjects
Phosphatidylethanolamine ,Rhodobacter ,biology ,Photosynthetic Reaction Center Complex Proteins ,Size-exclusion chromatography ,Light-Harvesting Protein Complexes ,Phospholipid ,General Medicine ,biology.organism_classification ,Applied Microbiology and Biotechnology ,Microbiology ,Rhodobacter capsulatus ,Transmembrane protein ,chemistry.chemical_compound ,Membrane ,Bacterial Proteins ,Biochemistry ,chemistry ,Photosynthesis ,Rhodospirillales ,Rhodospirillaceae ,Phospholipids - Abstract
We show in this paper that a complex constituted by phospholipids and LHI and LHII alpha polypeptides was inserted in a heavy membrane fraction in a nonextractable form, indicating a transmembrane localization. The best accepting membranes originated from aerobically grown cells. Addition of ATP during the insertion inhibited this reaction 25 to 30% in heavy membranes isolated from aerobically grown cells (HMaer) and a higher inhibition (60 to 65%) was detected when using heavy membranes isolated from photosynthetically grown cells (HMpho). Purification by gel filtration of a crude Na2CO3 extract yielded three phosphate-labeled fractions. Two of them contained protein and phospholipids in a stable association. However, only fractions containing phosphatidylethanolamine were shown to be reconstituted. The third radioactive fraction contained labeled ATP and protein, but no phospholipids and could not be reassociated to the heavy membranes of any origin. A model for the insertion of the LH polypeptides is presented in which the recently synthesized polypeptides are phosphorylated and become associated to anionic phospholipids. The interaction of this complex to the membrane spontaneously leads to stable insertion.
- Published
- 1999
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23. Literaturkarussell. Biologie
- Author
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Wolfgang Wieser, Heine Penzlin, Ulrich Welsch, Bruno P. Kremer, Gerhart Drews, Erwin Beck, and Peter Pachaly
- Subjects
General Chemistry - Published
- 1998
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24. Protein and Gene Structure of the NADH-Binding Fragment of Rhodobacter Capsulatus NADH: Ubiquinone Oxidoreductase
- Author
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Stefan Michael Herter, Gerhart Drews, and Emile Schiltz
- Subjects
NADH binding ,Protein subunit ,Molecular Sequence Data ,Restriction Mapping ,Biochemistry ,Rhodobacter capsulatus ,Cofactor ,Oxidoreductase ,Animals ,NADH, NADPH Oxidoreductases ,Amino Acid Sequence ,chemistry.chemical_classification ,Binding Sites ,Electron Transport Complex I ,Rhodobacter ,biology ,NADH dehydrogenase ,NAD ,biology.organism_classification ,Peptide Fragments ,Amino acid ,Kinetics ,chemistry ,biology.protein ,Cattle ,Paracoccus denitrificans - Abstract
Membranes of aerobically grown Rhodobacter capsulatus contain only one type of NADH:ubiquinone oxidoreductase which is homologous to the proton-translocating complex I. The K(m) value of the enzyme for NADH was determined to be 8 microM. After solubilization of the membranes with an alkylglucoside detergent, two fragments of complex I with molecular masses of 110 kDa and 140 kDa were isolated by chromatographic steps in the presence of detergent. Both fragments contain at least two polypeptides with apparent molecular masses of 46 kDa and 42 kDa. FMN was identified as cofactor in the preparations. Degenerative oligonucleotide primers were used to amplify a part of the sequence coding for the NADH-binding subunit of complex I by PCR. With the PCR product as probe, a genomic fragment was cloned and sequenced containing the genes encoding the two purified polypeptides and additional reading frames. The two genes are named nuoE and nuoF and are homologous to nqo2 and nqo1 of Paracoccus denitrificans. However, NuoE contains a C-terminal extension of 149 amino acids compared with Nqo2. NuoE and NuoF have molecular masses of 41259 Da and 47133 Da and contain the NADH-, FMN- and FeS-cluster-binding motifs.
- Published
- 1997
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25. The role of pigments in the assembly of photosynthetic complexes inRhodobacter capsulatus
- Author
-
Matthias Brand and Gerhart Drews
- Subjects
Photosynthetic reaction centre ,Phytoene desaturase ,Methionine ,Rhodobacter ,Protoporphyrin IX ,Strain (chemistry) ,Stereochemistry ,Mutant ,General Medicine ,Biology ,biology.organism_classification ,Applied Microbiology and Biotechnology ,Oxygen tension ,chemistry.chemical_compound ,Biochemistry ,chemistry - Abstract
Mutants of Rhodobacter capsulatus, blocked at different steps of bacteriochlorophyll a (BChl) synthesis between protoporphyrin IX and 2-hydroxyethyl bacteriochlorophyllide a, were induced to synthesize the photosynthetic apparatus by lowering of oxygen tension in dark cultures. The cells were pulse-labeled with [35S]methionine and the radioactivity chased after dilution of [35S]. The specific radioactivity in the pigment-binding proteins of light-harvesting and reaction center proteins of the wild-type strain was not lowered during the chase period of three hours but in the BChl-free mutants the label disappeared within five to thirty minutes. The polypeptides were inserted into the membrane but did not remain stably incorporated. In the mutant strain NK9 the synthesis of the carotenoid spheroidenone/spheroidene was inhibited by insertion of Tn5 in the crtI gene (phytoene desaturase), which blocked completely the formation of the light-harvesting (LH) complex II (B800–850) but not of the LHI (B870) complex. In this mutant the polypeptides of the LH complexes were synthesized in a lower amount than in the wild-type cells and were inserted into the membrane. The LHIIα poly-peptide disappeared after 60 min of chase while the LHIIβ was more stable. It was concluded that the pigments are not only necessary for absorption of photons and efficient transfer of excitation energy but have a structural role by stabilizing the oligomeric LH complexes. This is in accordance with the crystal structure data of LHII complexes.
- Published
- 1997
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26. de Bary, Heinrich Anton
- Author
-
Gerhart Drews
- Subjects
German ,Natural selection ,Symbiosis ,Ecology ,Heterospory ,language ,Asexual reproduction ,Biology ,Subspecies ,Lichen ,language.human_language ,Genealogy ,Phylogenetic nomenclature - Abstract
Heinrich Anton de Bary (1831–1888), Professor of Botany at the German universities in Freiburg i.Br., Halle a.S. and Strassbourg (now in France), discovered sexual and asexual propagation of fungi by microscopically observing the different stages of development. His experimental approach and concept, based on Darwin's theory of evolution, were the starting points for a phylogenetic taxonomy, which, however, could not realise before present time. He defined several species and subspecies and their delimitation experimentally. de Bary also exactly described the entire process of infection of plants by fungi. The terms parasitism, symbiosis, heterospory and heteroecy were coined or redefined based on his experimental studies. His numerous studies on algae, lichens, ferns and higher plants enriched the knowledge of the time. As a teacher, de Bary was very modern – not authoritarian and promoted self-reliance, observation skills, self-control and a critical evaluation of one's own results and conclusions. He was internationally acknowledged, and many scientists worldwide came to visit his modern-equipped laboratory. Key Concepts: The great achievements of biological research in the nineteenth century were the setting up of cell biology, disproof of spontaneous generation and Charles Darwin's proposal of the formation of species by natural selection. Anton de Bary founded the developmental biology of fungi, that is, he identified the sequence of sexual and asexual stages and their fructification organs. Different rust fungi are heteroecic, that is, the different developmental stages are dependent on different host plants. de Bary proposed that the classification of fungi should be based on their evolution instead of on pure morphological criteria. de Bary is the one who first defined the term symbiosis as a closed spatial coexistence of different species. de Bary mastered his life as Professor of Botany, Director of Botanical Gardens, successful researcher and teacher of students through a high degree of self-discipline and a sense of duty. Keywords: de Bary; evolutionary biology; fungal development
- Published
- 2013
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27. The intracytoplasmic membranes of purple bacteria--assembly of energy-transducing complexes
- Author
-
Gerhart Drews
- Subjects
Physiology ,Light-Harvesting Protein Complexes ,Photosynthesis ,Applied Microbiology and Biotechnology ,Biochemistry ,Microbiology ,Purple bacteria ,Light-harvesting complex ,Electron Transport ,Electron transfer ,Oxygen Consumption ,Proteobacteria ,biology ,Chemistry ,Cell Biology ,Intracytoplasmic membranes ,Intracellular Membranes ,biology.organism_classification ,Light intensity ,Membrane ,Cytoplasm ,Biophysics ,Cytochromes ,Biotechnology - Abstract
The growth of purple bacteria is supported either by a photosynthetic, light-dependent electron transfer system or by a respiratory electron transfer system. Both systems are localized in both a cytoplasmic and an intracytoplasmic membrane system. Formation of the functional complexes is regulated by the oxygen partial pressure and light intensity. The organization and the multistep process of assembly of their components will be described in this review. Most details about the assembly of the respiratory complexes are known.
- Published
- 2013
28. Promoter analysis of the catalase-peroxidase gene (cpeA) fromRhodobacter capsulatus
- Author
-
Monier H. Tadros, Gerhart Drews, and Hubert Forkl
- Subjects
DNA, Bacterial ,Recombinant Fusion Proteins ,Molecular Sequence Data ,lac operon ,Microbiology ,Rhodobacter capsulatus ,Primer extension ,Bacterial Proteins ,Start codon ,Transcription (biology) ,Gene expression ,Escherichia coli ,Genetics ,Amino Acid Sequence ,Cloning, Molecular ,Promoter Regions, Genetic ,Molecular Biology ,Gene ,Sequence Deletion ,Regulation of gene expression ,Rhodobacter ,Base Sequence ,biology ,Chromosome Mapping ,Gene Expression Regulation, Bacterial ,Hydrogen Peroxide ,biology.organism_classification ,Molecular biology ,Lac Operon ,Peroxidases ,Genes, Bacterial - Abstract
The expression of the Rhodobacter capsulatus catalase-peroxidase gene (cpeA) was studied by in-frame fusions of the upstream region of the cpeA gene to a promoter-less lacZ gene. The transcription of the cpeA gene is about 20-50-fold higher under aerobic-dark than under anaerobic-light conditions. The promoter was localized within a 69-bp upstream DNA region. The transcription start site, determined by primer extension, is 28 bases upstream from the initiation codon, confirming the postulated promoter localized by deletion analysis. Deletion of the part of the upstream region specifically responsible for oxygen regulation resulted in constitutive expression of the cpeA gene.
- Published
- 1996
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29. Bioenergetic factors controlling in vitro phosphorylation of LHIα (B870) polypeptides in membranes isolated from Rhodobacter capsulatus
- Author
-
Matthias Brand, Gerhart Drews, Patricia Pardo, Augusto F. García, Norma L. Kerber, and Norma L. Pucheu
- Subjects
inorganic chemicals ,Photosynthetic reaction centre ,Rhodobacter ,biology ,Nigericin ,General Medicine ,biology.organism_classification ,Biochemistry ,Microbiology ,Redox ,Electron transport chain ,chemistry.chemical_compound ,Valinomycin ,Membrane ,chemistry ,Genetics ,Phosphorylation ,Molecular Biology - Abstract
Membranes of Rhodobacter capsulatus strain U43 (pTX35) showed qualitatively very similar phosphorylation patterns under in vitro and in vivo conditions. In vitro, it was irrelevant whether the phosphate source was orthophosphate or ATP. Inhibitors of electron transport did not inhibit light-harvesting complex I (LHIα) (B870) polypeptide phosphorylation, except for o-phenanthroline, which was strongly inhibitory. Redox conditions regulated the amount of protein phosphorylated; external redox potentials between +200 and +300 mV promoted the reaction. Phosphorylation was inhibited by uncouplers such as carbonyl cyanide m-chlorophenyl hydrazone and nigericin plus valinomycin plus potassium ions. Inhibitors of the H+-ATPase were also inhibitory when the phosphate source was [32P]Pi or [γ-32P]ATP. From these results, it was concluded that an operative reaction center, a coupled membrane, and external redox potentials higher than +200 mV are required for optimum LHIα phosphorylation. We also demonstrated that phosphorylation of LHIα polypeptide occurs before insertion into the membrane and that phosphate is preferentially incorporated into specific domains within the cytoplasmic membrane. Intracytoplasmic membranes, identified here as light membranes, were found to contain a dephosphorylated LHIα polypeptide.
- Published
- 1996
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30. Wissenschaft
- Author
-
Barbara Schröder, Bruno P. Kremer, Wolfgang Klemmstein, Axel Brennicke, Gerhart Drews, Inge Kronberg, Wolfgang Hachtel, and L. Jaenicke
- Subjects
General Agricultural and Biological Sciences - Published
- 1995
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31. Aerobe, Bacteriochlorophyll-haltige Bakterien
- Author
-
Gerhart Drews
- Subjects
General Agricultural and Biological Sciences - Abstract
Chemotrophe Bakterien, die unter Verwendung von Sauerstoff organische Substrate abbauen und Bacteriochlorophyll a synthetisieren, sind an marinen und Suswasserstandorten weit verbreitet. Sie gehoren phylogenetisch verschiedenen Gruppen der Proteobakterien an und bilden einen Photosyntheseapparat aus, der in seiner Organisation dem der Purpurbakterien entspricht, physiologisch aber keine Bedeutung zu haben scheint. Er ist unter der obligat aeroben chemotrophen Lebensweise der Bakterien praktisch funktionslos. Diese Bakterien konnen nicht wie die roten und grunen photosynthetischen Bakterien anaerob photoheterotroph oder photoautotroph im Licht wachsen. Im folgenden wird die monophyletische Evolution des Photosyntheseapparates und seine spezielle Funktion und Entwicklung bei diesen obligat aeroben Bakterien diskutiert.
- Published
- 1995
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32. Phosphorylation of the α and β polypeptides of the light-harvesting complex I (B870) ofRhodobacter capsulatusin an in vitro translation system
- Author
-
Matthias Brand, Gerhart Drews, Anja Meryandini, Augusto F. Garcia, and Monier H. Tadros
- Subjects
inorganic chemicals ,chemistry.chemical_classification ,Rhodobacter ,biology ,macromolecular substances ,biology.organism_classification ,environment and public health ,Microbiology ,enzymes and coenzymes (carbohydrates) ,Enzyme ,Membrane ,Biochemistry ,chemistry ,Membrane protein ,Genetics ,bacteria ,Phosphorylation ,Protein phosphorylation ,Protein kinase A ,Molecular Biology ,Rhodospirillaceae - Abstract
Synthesis and phosphorylation of the proteins α and β of the light-harvesting (LH) complex I (B870) were investigated in a cell-free translation system of Rhodobacter capsulatus. Both proteins were incorporated into the membrane fraction; LHIβ was inserted in the absence of LHIα was phosphorylated in the presence of [γ-32P]ATP only when membranes were present. Phosphorylated LHIβ was found only in the absence of membranes. The phosphate group bound to LHIβ was not transferred to LHIα during insertion. The results indicate that a membrane-bound and a soluble protein kinase are involved. Strong light reduced the amount of phosphorylated LHIα. The results are discussed with respect to the assembly and function of LHI.
- Published
- 1994
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33. Light-Harvesting Complexes of Aerobic Bacteriochlorophyll-Containing Bacteria Roseococcus thiosulfatophilus, RB3 and Erythromicrobium ramosum, E5 and the Transfer of Excitation Energy from Carotenoids to Bacteriochlorophyll
- Author
-
Gerhart Drews, Alexander Angerhofer, Nasser Gad'on, and Vladimir Yurkov
- Subjects
Light-harvesting complex ,Absorption (pharmacology) ,Photosynthetic reaction centre ,chemistry.chemical_classification ,chemistry.chemical_compound ,Membrane ,chemistry ,Bacteriochlorophyll ,Singlet state ,Photochemistry ,Fluorescence ,Carotenoid ,General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology - Abstract
The spectral analysis of membrane fractions and a fraction enriched in light-harvesting (LH) complex I + reaction center (RC) of Roseococcus thiosulfatophilus, RB3 and of the membrane fraction and of the isolated LH II and LH I + RC complexes of Erythromicrobium ramosum, E5 is reported. Quantum yields of singlet energy transfer between carotenoids and bacteriochlorophyll (light-harvesting function) were calculated from comparison of absorption and fluorescence excitation spectra of the respective preparations. The results indicate that the excess of carotenoids in the membrane does not contribute to the lightharvesting function of the LH complexes.
- Published
- 1994
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34. The Evolution of Cyanobacteria and Photosynthesis
- Author
-
Gerhart Drews
- Subjects
Photosynthetic reaction centre ,Cyanobacteria ,Isotope fractionation ,Phototroph ,Botany ,Biology ,Photosynthesis ,biology.organism_classification ,Anoxygenic photosynthesis ,Bacteria ,Photosystem - Abstract
Oxygenic photosynthesis, i.e. the biosynthesis of carbohydrate from CO2 supported by light-dependent ATP formation and production of O2, evolved very early, presumably about 2,300 million years before present (Ma) when the oxygen content in the atmosphere increased greatly owing to the activity of cyanobacteria. Cyanobacteria were present at least 2,700 Ma in the Archean and Proterozoic eons as evidenced by microfossils, biomarkers such as 2-methylhopanoids, and 13C/12C isotope fractionation. Molecular phylogenetic analyses have shown that the history of the photosystems and reaction centers differ from that of the pigment-synthesizing enzymes. The photosynthetic apparatus of cyanobacteria has a modular structure. It has been postulated that photosystems I and II evolved from an ancestral reaction center 1 in anoxygenic procyanobacteria by gene duplication under the evolutionary pressure of changing redox conditions in the environment. The reaction centers 1 and 2 of anoxygenic phototrophic bacteria may have derived from the ancient reaction center 1 by horizontal gene transfer and the selective pressure of the environment.
- Published
- 2011
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35. Time-resolved spectroscopy of the primary photosynthetic processes of membrane-bound reaction centers from an antenna-deficient mutant of Rhodobacter capsulatus
- Author
-
Christoph Lauterwasser, Peter Hamm, Ulrich Finkele, T. Arlt, Gerhart Drews, Stefan Schmidt, and Wolfgang Zinth
- Subjects
Photosynthetic reaction centre ,Rhodobacter ,biology ,Chemistry ,Biophysics ,Cell Biology ,biology.organism_classification ,Photochemistry ,Photosynthesis ,Biochemistry ,Membrane ,Ultrafast laser spectroscopy ,Rhodospirillales ,Time-resolved spectroscopy ,Rhodospirillaceae - Abstract
The primary photosynthetic reactions in whole membranes of the antenna-deficient mutant strain U43 (pTXA6–10) of Rhodobacter capsulatus are studied by transient absorption and emission spectroscopy with subpicosecond time resolution. Extensive similarities between the transient absorption data on whole membranes and on isolated reaction centers support the idea that the primary processes in isolated reaction centers are not modified by the isolation procedure.
- Published
- 1993
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36. Molecular cloning, sequence analysis and expression of the gene for catalase-peroxidase (cpeA) from the photosynthetic bacterium Rhodobacter capsulatus B10
- Author
-
Hubert Forkl, Monier H. Tadros, Gerhart Drews, and Joël Vandekerckhove
- Subjects
Sequence analysis ,Molecular Sequence Data ,Gene Expression ,Sequence alignment ,Biology ,Biochemistry ,Rhodobacter capsulatus ,Bacterial Proteins ,Amino Acid Sequence ,Amino Acids ,Cloning, Molecular ,Promoter Regions, Genetic ,Peptide sequence ,Gene ,Chromatography, High Pressure Liquid ,chemistry.chemical_classification ,Rhodobacter ,Base Sequence ,Nucleic acid sequence ,Catalase ,biology.organism_classification ,Molecular biology ,Amino acid ,Open reading frame ,Peroxidases ,chemistry ,Genes, Bacterial ,bacteria ,Sequence Analysis - Abstract
The gene encoding catalase-peroxidase was cloned from chromosomal DNA of Rhodobacter capsulatus B10. The nucleotide sequence of a 3.7-kb SacI-HindIII fragment, containing the catalase-peroxidase gene (cpeA) and its flanking regions were determined. A 1728-bp open reading frame, coding for 576 amino acid residues (molecular mass 61516 Da) of the enzyme, was observed. A Shine-Dalgarno sequence was found 5 bp upstream from the translational start site. The deduced amino acid sequence coincides with that of the amino terminus and of four peptides derived from trypsin digestion of the purified catalase-peroxidase of R. capsulatus B10. The amino acid sequence of R. capsulatus catalase-peroxidase shows interesting similarities to the amino acid sequences of the hydroperoxidases of Escherichia coli (42.7%) and Salmonella typhimurium (39.9%), the peroxidase of Bacillus stearothermophilus (32.1%) and the catalase-peroxidase of Mycobacterium intracellulare (42.2%). As shown by a cpeA::lacZ fusion in trans in R. capsulatus, the expression of the catalase-peroxidase gene is regulated by oxygen. The promoter of the cpeA gene was localized within 320 bp upstream of the ATG start codon.
- Published
- 1993
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37. Excitation transfer and charge separation kinetics in purple bacteria. (1) Picosecond fluorescence of chromatophores from Rhodobacter capsulatus wild type
- Author
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Gerhart Drews, Marc Muller, and Alfred R. Holzwarth
- Subjects
Photosynthetic reaction centre ,biology ,Chemistry ,Exciton ,Biophysics ,Fluorescence spectrometry ,Analytical chemistry ,Cell Biology ,biology.organism_classification ,Kinetic energy ,Biochemistry ,Purple bacteria ,Molecular physics ,Electron transfer ,Reaction rate constant ,Picosecond - Abstract
The fluorescence kinetics of chromatophores from Rhodobacter capsulatus wild type have been measured with picosecond time resolution over the wavelength range from 850 to 940 nm. The data have been analyzed both by global lifetime analysis yielding lifetimes and decay-associated spectra (DAS) and by global target analysis techniques yielding rate constants and species-associated spectra (SAS). In the global lifetime analysis five lifetime components were necessary for a good fit. The lifetimes are: τ1 = 9 ps showing a DAS with positive and negative amplitudes; τ2 = 40 ps with a DAS maximum at ≈ 890 nm; τ3 = 95 ps with a DAS maximum at ≈ 895 nm; τ4 = 260 ps with a DAS similar to that of lifetime component τ3; a fifth lifetime component of 940 ps has nearly negligible amplitude. In the global target analysis several kinetic models were tested. A homogeneous model with sequential energy transfer LHC II ↔ LHC I harr; RC does formally fit the data only if the detailed charge separation and charge recombination processes at the reaction center (RC) are taken into account explicitly. However, despite the good fit, such a model must be excluded as a valid description both on the basis of simple thermodynamic considerations as well as due to the fact that it predicts unreasonable RC rate constants. Instead a heterogeneous model, assuming a mixture of chromatophores with open and closed RCs describes the situation both formally and physically quite well. For such a model the rate constants of the RC electron transfer processes and their free energy values as well as the energy transfer rate constants and SAS of the antenna pools were obtained. The extrapolated RC kinetics for open RCs agrees well with that known from isolated purple bacterial RCs. The rate constants for energy transfer processes among antenna pools and from antenna to RCs indicate that at room temperature the exciton kinetics of the entire antenna system is limited and determined by the RC charge separation, i.e., the exciton decay is trap limited. Our data are compared with the corresponding data for Rb. sphaeroides.
- Published
- 1993
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38. 107th Conference of the Gesellschaft für Biologische Chemie. International Workshop on Structure-Function of Ion-Translocating Complexes
- Author
-
Gerhart Drews
- Subjects
Stereochemistry ,Chemistry ,Structure function ,Biochemistry ,Ion - Published
- 1993
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39. Die Entdeckung der Viren und anderer suborganismischer infektiöser Agenzien
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts, als standig neue Erreger von Infektionskrankheiten entdeckt wurden, versuchte A. Mayer (1843–1942) in Wageningen herauszufinden, ob die Tabakmosaikkrankheit, die zur Ausbildung von hellen, mosaikartig angeordneten Flecken auf Tabakblattern fuhrt, durch einen Erreger verursacht wird. Es gelang ihm, die Krankheitssymptome durch Verreiben des Saftes befallener Blatter auf gesundes Blattgewebe zu ubertragen. D. Iwanowski in St. Petersburg filtrierte den Presssaft aus den Pflanzen durch ein Chamberlandfilter aus unglasiertem Porzellan, das Bakterien zuruckhalt. Mit diesem Filtrat konnte die Krankheit durch Einreiben mit Karborund, einem scharfkantigen Material, auf neue Blatter ubertragen werden. Iwanowski vermutete, dass entweder sehr kleine Bakterien, die durch die Poren des Filters hindurchtreten, oder Toxine von Bakterien die Krankheit auslosen. Beijerinck ist diesem interessanten Phanomen nachgegangen. Er beobachtete das Ausbleichen des Chlorophylls und das Absterben der Zellen in den befallenen Bereichen sowie die Ausbreitung der Infektionsherde im Blatt von Zelle zu Zelle. Er wiederholte die Versuche von Mayer und konnte ausschliesen, dass das Agens ein Toxin ist, weil durch Verdunnung die Infektiositat und Pathogenitat nicht aufgehoben werden konnte. Das Agens konnte durch Agarschichten diffundieren, mit Alkohol gefallt und getrocknet werden. Es war hitzestabil und wurde Contagium vivum fluidum genannt (Beijerinck 1898). Beijerinck konnte ausschliesen, dass es sich um einen pilzlichen oder bakteriellen Erreger handelt, denn weder sah er mit dem Mikroskop Mikroorganismen in dem erkrankten Gewebe, noch konnte er daraus Organismen isolieren und kultivieren. Der durch Porzellanfilter gepresste Saft war im bakteriologischen Sinne steril, da kein Wachstum auf kunstlichen Nahrboden unter aeroben oder anaeroben Bedingungen beobachtet werden konnte. Die Infektiositat des Presssaftes blieb uber Monate erhalten und konnte nur durch Kochen aufgehoben werden. Beijerinck beobachtete, dass sich das infektiose Agens in der Pflanze langsam von Zelle zu Zelle ausbreitet und nur wachsendes, meristematisches Gewebe befallt. Die Vermehrung des infektiosen Agens fand nur in den Zellen des lebenden Pflanzengewebes statt und nicht auserhalb der Pflanze. Durch die sorgfaltigen und kausalanalytischen Versuche hat Beijerinck beim Stand des Wissens seiner Zeit wichtige Eigenschaften von Viren beschrieben.
- Published
- 2010
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40. Die Systembiologie untersucht Regulationsnetzwerke und phylogenetische Beziehungen
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Die Fulle an vorhandenen und noch zu bestimmenden Genomsequenzen sowie physiologische und biochemische Daten von zahlreichen Bakterienarten und Metagenomen bieten, zusammen mit neu entwickelten molekulargenetischen und mathematischen Verfahren, die Moglichkeit, neue Erkenntnisse uber die Vernetzung von Stoffwechselwegen und deren Regulation sowie uber Interaktionen zwischen Organismen in einer Population zu gewinnen, und damit einen Einblick in die Dynamik des Stoffwechselgeschehens in einem Habitat zu erhalten. Auf der Ebene der Zellen hat man begonnen, die Kinetik der Transkription (Transkriptom ) und der Translation (Proteom) zu untersuchen, um das komplexe Regulationsnetzwerk einer Zelle kennen zu lernen. Sowohl in der Einzelzelle als auch in Populationen von Bakterien bestehen Netzwerke des Stoffwechsels, die aus verschiedenen Modulen, Bauelementen, zusammengesetzt sind. Ein Modul im biologischen Netzwerk besteht aus einem Satz von Elementen (Proteine, enzymatische Reaktionen, Stoffwechselwege), die ein koharentes strukturelles Subsystem mit bestimmten Funktionen bilden. Die Modularitat eines Stoffwechselnetzwerks wird durch seine Grose, Umweltfaktoren, welche die Zusammensetzung eines Habitats beeinflussen, und den horizontalen Gentransfer (das ist die Ubertragung von genetischem Material zwischen einzelnen Individuen, auch uber Artgrenzen hinweg) gepragt (Kreimer et al. 2008). Die Interaktionen zwischen Bakterien in einem Habitat und dessen Veranderungen im Laufe der Zeit fuhren zum Entstehen neuer Arten oder Subspezies. Wahrend der Evolution in einem bestimmten okologischen Bereich konnen Module ausgetauscht und verandert werden. Die Ausbreitung und Adaptation von Bakteriengruppen in neuen Habitaten hangt auch von der Flexibilitat und Heterogenetitat ihrer Genpools ab. Mit den genannten Verfahren konnte eine sympatrische Differenzierung innerhalb verwandter Arten, das heist, das Entstehen neuer Arten oder Subspezies, und die Koexistenz dieser neuen Arten innerhalb eines Habitats, durch Anpassung an spezifische Nahrungsquellen oder Nahrstoffe beobachtet werden (Hunt et al. 2008). Aus dem Vergleich vieler genomischer Sequenzen beginnt man die Phylogenie, die Abstammung der einzelnen Arten und ihre Evolution zu verstehen.
- Published
- 2010
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41. Anmerkungen zur Evolution der Lebewesen
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Gerhart Drews
- Abstract
Charles Darwin (1809–1882) konnte durch seine Thesen erklaren, warum alle Lebewesen durch gemeinsame Grundprinzipien der zellularen Organisation und des Stoffwechsels miteinander verwandt sind und einen gemeinsamen Ursprung haben. Seine Abstammungslehre hat Mechanismen aufgezeigt, durch die neue Arten entstehen und sich in Biotopen neue Populationen mit einer bestimmten Artenzusammensetzung entwickeln (Darwin 1859). Seine Theorie beruhte auf eigenen Beobachtungen wahrend seiner Reise auf dem Schiff „Beagle“ und Experimenten mit Pflanzen und Tieren, die er nach seiner Ruckkehr in seinem Haus anstellte, und den Forschungsergebnissen der Geologen, die in den Sedimentschichten aus verschiedenen Erdperioden Reste von Tieren und Pflanzen entdeckt hatten, die grose Unterschiede aufwiesen und das Verschwinden und Entstehen neuer Arten dokumentierten. Heute stehen der Geologie neue und verfeinerte Methoden der Palaontologie zur Verfugung, die mit mikroskopischen Methoden an Gesteinsdunnschliffen feinste Strukturen von versteinerten Lebewesen und mit chemischen Methoden spezifische Stoffe nachweisen konnen, die Indikatoren fur bestimmte Organismengruppen darstellen. Durch Isotopenmessungen gelang es, Zeitbestimmungen vorzunehmen, und damit das Vorkommen von Organismen einem bestimmten Erdzeitalter zuzuordnen. Mit diesen Methoden wurde nachgewiesen, dass schon vor mehr als 2.700 Ma Bakterien und Archaebakterien vorhanden waren und der von Cyanobakterien gebildete Sauerstoff seit etwa 2.300 Ma in die Erdatmosphare entlassen wurde. Die Entwicklung des Photosyntheseapparates in einer fruhen erdgeschichtlichen Periode war eine grose Triebfeder fur die Evolution . Hohere, vielzellige Organismen erschienen auf der Erde aber erst vor 500 Ma (Tab. 17.1 ).
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- 2010
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42. Was sind Mikroorganismen und wie sind sie entstanden
- Author
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Gerhart Drews
- Abstract
Das Wort Mikroorganismen ist kein wissenschaftlicher Begriff, der eine bestimmte Gruppe von Lebewesen definiert. Unter Mikroorganismen (wortlich: kleine Lebewesen) fasst man einzellige Organismen zusammen, die nur mit dem Mikroskop sichtbar gemacht werden konnen (1–20 μm; 1 μm = 10−6 m = 1/1.000.000 m), also vor allem Bakterien und mikroskopisch kleine Pilze, Algen und Protozoen (tierische Einzeller). Bis weit in das 19. Jahrhundert gab es keine Zunft der Mikrobiologen, die sich diesen Organismen hauptamtlich widmete. Neugier und das Bedurfnis das klassische, uberkommene Wissen der Antike zu hinterfragen, wirkten oft als Triebfeder des Suchens und Forschens. Technische Fortschritte, wie die Entdeckung von Fernrohr und Mikroskop erlaubten den Zugang zur Welt der Unsichtbaren. Sorgfaltige Beobachtungen und scharfsinnige Uberlegungen, die in kleinen Schritten die Basis fur unser heutiges Wissen vorbereiteten, wurden von Handwerkern, Geistlichen, Arzten, Apothekern, Chemikern, Naturforschern und vielen an der Natur interessierten Laien zusammengetragen und seit der Entwicklung der Buchdruckkunst in gedruckter Form oder in Briefen einem breiteren Publikum vermittelt.
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- 2010
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43. Die synthetische Biologie konstruiert Organismen mit bestimmten Eigenschaften
- Author
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Gerhart Drews
- Abstract
Japanische Biotechnologen entdeckten 1957 das Bodenbakterium Corynebacterium glutamicum, welches Glutaminsaure in das Medium ausscheidet. Da fur Aminosauren ein groser Bedarf in der Nahrungsmittel- und pharmazeutischen Industrie bestand, wurde in vielen Landern versucht, Stamme zu isolieren, die diese und andere Aminosauren sowie Vitamine in grosen Mengen produzieren. Durch Mutation und Selektion, spater auch durch genetische Modifizierung, gelang es, Hochleistungsstamme herzustellen, die im industriellen Masstab diese Produkte bilden. Eine Voraussetzung fur den Erfolg war es, die Permeabilitat der Zellgrenzflachen so zu beeinflussen, dass die Produkte ausgeschieden werden.
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- 2010
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44. Mikrobiologie
- Author
-
Gerhart Drews
- Published
- 2010
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45. Regulation von Stoffwechsel und Zelldifferenzierung
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Das Kultivieren von Bakterien im Labor auf Nahrboden, die Nahrungsstoffe im Uberfluss enthalten, entspricht ja nicht den naturlichen Bedingungen. In der Regel herrscht in den meisten Okosystemen ein extremer Nahrstoffmangel. Auserdem andern sich standig die Standortbedingungen fur die einzelne Bakterienzelle. Die verfugbaren Nahrungsstoffe, also vor allem die Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen, aber auch die benotigten Spurenelemente wie Calcium, Magnesium, Eisen, Kupfer, Selen, Molybdan und einige Vitamine, sind an den verschiedenen Standorten in sehr unterschiedlichen Konzentrationen vorhanden und konnen sich standig andern. Der Sauregrad (pH-Wert), die Konzentrationen von Sauerstoff und gelosten Stoffen sowie die Temperatur am Standort beeinflussen sehr stark die Zusammensetzung und Stoffwechselaktivitaten der Mikroorganismenpopulationen.
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- 2010
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46. Anfänge naturwissenschaftlichen Denkens
- Author
-
Gerhart Drews
- Abstract
Unser heutiges Wissen uber Mikroorganismen beruht auf unzahligen Einzelbeobachtungen, ausgeklugelten Experimenten und scharfsinnigen Schlussfolgerungen, die vor allem durch die Entwicklung wissenschaftlichen Denkens und Arbeitens im Laufe der kulturellen Evolution gefordert wurden. Sie haben es ermoglicht, gesichertes, das heist, nachprufbares Wissen zu erzeugen. Die reflektierende Beobachtung der Natur und das Bemuhen, ihre Gesetzlichkeiten und Zusammenhange zu erkunden, sind sicher sehr alte Verhaltensweisen in der Menschheitsgeschichte. Sie begegnen uns schon in den fruhesten uns uberlieferten Aufzeichnungen. Beginnen wir unseren Spaziergang durch die Geschichte mit einem Vertreter der Medizin aus der griechisch-romischen Antike, der fur viele Jahrhunderte die Lehrmeinung in der Medizin pragte (Shapin 1996).
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- 2010
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47. Die Fortschritte der Naturwissenschaften im 17. und 18. Jahrhundert
- Author
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Gerhart Drews
- Abstract
Im 17. und 18. Jahrhundert wurden wichtige Voraussetzungen fur die Entwicklung der Biologie zu einer exakten Naturwissenschaft im 19. Jahrhundert geschaffen. Die Natur wurde neu entdeckt und ihre Bestandteile genauer untersucht. Durch Reisen in fremde Lander und Kontinente wurde eine grose Vielfalt neuer Pflanzen und Tiere entdeckt und beschrieben. Die Anatomie des Menschen, aber auch die von Tieren und Pflanzen, wurde neu untersucht. Technik und Ingenieurswesen wurden entwickelt. Die Einfuhrung von Methoden des Beobachtens, Experimentierens und Sammelns von Fakten als Grundlage fur Aussagen uber die Natur, und das kritische Hinterfragen uberkommenen Wissens brachte entscheidende Fortschritte gegenuber der Scholastik und den alten klassischen Autoritaten. Fur Galileo Galilei (1564–1642) und seine Zeitgenossen war die Natur ein nach Gesetzen der Mechanik ablaufendes System bewegter Materie. Rene Descartes (1596–1650), der von 1628 bis 1649 in Leiden lebte, gehorte, wie Francis Bacon (1561–1625), Isaac Newton (1643–1727), G. Willhelm Leibniz (1646–1716) und viele andere Denker und Forscher, zu dem Kreis der Gelehrten, die rationales Denken und Forschen entwickelten und zur Verselbststandigung des naturwissenschaftlichen Empirismus beitrugen. Francis Bacon hatte in seinem Buch „Neues Organ der Wissenschaften“ 1620 angeregt, sich von den Sagen und Fabeln der scholastischen Betrachtungsweise zu trennen und sich nur auf objektivierbare, also uberprufbare Beobachtungen zu verlassen. Er empfahl die induktive Methode, d. h. durch Messen und Beobachten zu objektiven Schlussfolgerungen zu gelangen. Die mechanistische Betrachtungsweise, die das Wirken physikalischer Krafte als Ursache biologischer Prozesse in der belebten Natur sah, hatte zunachst einen positiven Einfluss auf den Erkenntniszuwachs. Die Beschrankung auf rein physikalische Begriffe, Methoden und Denkweisen in der biologischen Forschung wirkte sich aber letztlich genau so hemmend auf den Fortschritt aus wie der Ruckgriff auf ubernaturliche Krafte.
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- 2010
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48. Die Einheit des Stoffwechsels und die Aufklärung der Proteinstruktur
- Author
-
Gerhart Drews
- Published
- 2010
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49. Einleitung
- Author
-
Gerhart Drews
- Published
- 2010
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50. Redox-controlled, in vivo and in vitro phosphorylation of the ? subunit of the light-harvesting complex I in Rhodobacter capsulatus
- Author
-
Emil Schiltz, Augusto F. García, Nasser Gad'on, Monier H. Tadros, Néstor Cortez, and Gerhart Drews
- Subjects
inorganic chemicals ,Rhodobacter ,Protein subunit ,Mutant ,Photophosphorylation ,macromolecular substances ,General Medicine ,Biology ,biology.organism_classification ,environment and public health ,Biochemistry ,Microbiology ,enzymes and coenzymes (carbohydrates) ,Genetics ,bacteria ,Phosphorylation ,Protein phosphorylation ,Kinase activity ,Protein kinase A ,Molecular Biology - Abstract
Labelling of Rhodobacter capsulatus cells with (32P)Pi in a phototrophic culture results in phosphorylation of a membrane-bound polypeptide identified as the α subunit of the LHI antenna complex of the photosynthetic apparatus. Phosphorylation of the same polypeptide was also observed by incubation of chromatophores with (32P)ATP or under conditions of photophosphorylation with ADP and (32P)Pi. The identity of the phosphorylated LHI-α subunit was demonstrated by N-terminal protein sequencing of the phosphorylated polypeptide and by failure of labelling in LHI-defective mutants. Pre-aeration of the samples or addition of the oxidant potassium ferrcyanide stimulated the kinase activity whereas the presence of soluble cytoplasmic proteins impaired phosphorylation in an in vitro assay. No effect resulted from addition of reductants to the assay medium. The results indicate the presence of a membrane-bound protein kinase in R. capsulatus that phosphorylates the α subunit of the LHI antenna complex under redox control.
- Published
- 1992
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