Stigonematales & Die Evolution Der Oxygenen Photosynthese In

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Platzhalter für Bild, Bild auf Titelfolie hinter das Logo einsetzen Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden Lana-Sophie Kreth, 24.Juni 2015 Gliederung Cyanobakterien §  Stigonematales Analysen §  Genom Sequenzierung §  Evolution der Photosysteme §  Vorläufer der Plastiden Zusammenfassung Quellen 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 2 Cyanobakterien §  §  §  §  Subsektion I (Prochlorales und Chroococcales) Subsektion III (Oscillatoriales) Subsektion IV (Nostocales) Subsektion V (Stigonematales àStigonema, Fischerella, Chlorogloeopsis, Hapalosiphon, Geitleria und Mastigocladus) Stigonema Fischerella Chlorogloeopsis 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 3 Stigonematales Lebensräume: §  Saure Moorgewässer Stigonema ocellatum (z.B.:Stigonema ocellatum à Hochmoor auf Torf- und Heideboden) §  Feuchte Silicat- und Kalksteine (z.B.: Stigonema mamillosum à an Felsen und Mauern) Stigonema mamillosum §  Thermen/Thermalwasser (z.B.: Fischerella) Wachstum: §  Rasenartig oder in filzigen schwammigen Lagern Fischerella sp. 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 4 Stigonematales Formen: §  Deutlich differenziert §  Bilden gekrümmte, feine, echt verzweigte Fäden aus §  Hormogonien (Vermehrung) §  Heterocysten (N2-Fixierung) §  Akineten (Dauerzellen) Anabaena sp.: Heterocysten (rechts, durchsichtig) und Akineten (links, oval, Dauerzellen) 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 5 Genom Sequenzierung §  §  §  §  Sequenzierung der 16S rRNA Sammlung verschiedener Sequenzen aus Datenbanken Berechnung der Abstammung und Erstellung eines phylogenetischen Baumes 324 Gene bilden das Rückrad der Cyanobakterien 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 6 Genom Sequnzierung Vertikaler und lateraler Gene im Cyanobakterien Genom 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 7 Evolution der Photosysteme §  Entwicklung von unterschiedlichen Photosystemen in verschiedenen Bakterien §  Anoxygene Photosynthese vor oxygenen Photosynthese entwickelt §  Frühzeit: Erdoberfläche reich an H2S §  Reduktion von NADP+ mit H2S (Elektronendonator) benötigt nur ein Photosystem (phototrophe Bakterien) §  Hypothese: mithilfe des lateralen Gentransfers kamen zwei Photosysteme (PS I und PS II) in einem Organismus zusammen §  66% der Proteinfamilien innerhalb der Cyanobakterien durch lateralen Gentransfer verbreitet §  Oxygene Photosysnthese entstand §  Reduktion von NADP+ mit Wasser à größere Differenz des Redoxpotentials à verläuft zweistufig in zwei hintereinandergeschalteten verschiedenen Photosystemen 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 8 Vorläufer der Plastiden §  Entstanden vor 1,5 Mrd. Jahren aus Cyanobakterien §  Spendet ein Teil seiner Gene an den Wirt §  Plastiden haben heute noch 5-10% ihrer Gene Gene gingen §  Pflanzen haben von den Plastiden 16-20% der Gene verloren bekommen §  Triosephosphat-Translokator (Membranprotein) à entscheidender Schritt für die Endosymbiose §  Einführung der Wirts Kontrolle à Austausch der Protein in der Membran §  Pflanzen-Vorläufer profitierte von der Kohlenstofffixierung §  Phylogentisch näher an Frischwasser Cyanobakterien als an Marinen Cyanobakterien §  Sie stammen von der Subsektion IV (Nostocales) oder V (Stigonematales) ab 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 9 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 10 Vertikaler und lateraler Gene im Cyanobakterien Genom 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 11 Zusammenfassung §  Entwicklung von unterschiedlichen Photosystemen in verschiedenen Bakterien §  Phototrophe Bakterien besaßen nur ein Photosystem und benutzen als Elektronendonator H2S §  Hypothese: mithilfe des lateralen Gentransfers kamen zwei Photosysteme (PS I und PS II) in einem Organismus zusammen §  Vorläufer von Plastiden hatte zwei Photosysteme und nutzen Wasser als Elektronendonator §  Vorläufer der Plastiden sind phylogentisch näher mit Frischwasser Cyanobakterien verwandt als an Marinen Cyanobakterien §  Sie stammen von der Subsektion IV (Nostocales) oder V (Stigonematales) ab 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 12 Quellen §  §  §  §  §  §  §  §  §  §  §  §  §  Dagan et all (2012) „Genomes of Stigonematalean Cyanobacteria (subsection V) an the Evolution of Oxygenic Photosynthesis from Prokaryotes to Plastids”, Genome Biol. Evol. 5(1): 31-44 http://www.spektrum.de/lexikon/biologie/stigonematales/63926 http://enfo.agt.bme.hu/drupal/sites/default/files/Fischerella_0.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Stigonema.jpg http://www.spektrum.de/lexikon/biologie/fischerella/24614 http://www.aquamax.de/Bilder/Anabaena_sp_1000.jpg http://www.taxateca.com/images/dominiobacteria/reinooxyphotobacteria/ filocyanobacteria/clasenostocophyceae/cladograma.jpg http://www.spektrum.de/lexikon/biologie/cyanobakterien/16137 http://galerie.sinicearasy.cz/thumbnail/200x200/var/files/galerie/cyanobacteria/ stigonematales/stigonema/stigonema-mamillosum/stigonema-mamillosum2bjerkereimselva-river-norway.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/Stigonema https://de.wikipedia.org/wiki/Cyanobakterien http://ijs.sgmjournals.org/content/54/2/349.long http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/Kennkarten%20Procaryota/Image/Stigonemaocellatum241-2.jpg 24. Juni 2015 | Lana-Sophie Kreth | Stigonematales & die Evolution der oxygenen Photosynthese in Plastiden | Seite 13