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Die Versuche von GRIFFITH

Griffith - Avery - Hershey & Chase

Lernziele

Wenn Sie diese Seite durchgearbeitet haben, sollten Sie wissen

  • warum Griffith die berühmten Versuche durchgeführt hat,
  • dass es zwei Stämme von Streptococcus pneumoniae, dem Erreger der Lungenentzündung, gibt,
  • dass sich die Bakterien des einen Stammes durch eine Schleimhülle vor dem Immunssystem ihrer Wirte schützen,
  • dass die Erbinformation, die diesen Bakterien diese Eigenschaft verleiht, auf andere Bakterien übertragen werden kann,
  • dass diese Übertragung von Erbmaterial als Transformation bezeichnet wird.

Griffith und die Lungenentzündung

Auf der Suche nach einem Impfstoff

Der englische Arzt Frederick Griffith beschäftigte sich 1928 mit den Ursachen der Lungenentzündung, die vor der Erfindung der Antibiotika viele Tausend Todesopfer im Jahr forderte. Die Lungenentzündung wird durch ein kugelförmiges Bakterium mit dem Namen Streptococcus pneumoniae hervorgerufen. Griffith wollte nun einen Impfstoff gegen die Lungenentzündung entwickeln und experimentierte daher mit Mäusen, denen er Streptococcus pneumoniae-Erreger injizierte.

Der Erreger der Lungenentzündung

Streptococcus pneumoniae
Quelle: Wikipedia, Artikel "Pneumokokken"
As a work of the U.S. federal government, the image is in the public domain.

Als er diese Bakterien kultivierte, erkannte er, dass es zwei verschieden Stämme gibt. Ein Stamm bildete auf dem Nährboden kleine glänzende Kolonien, diesen Stamm nannte er dann S-Stamm (nach engl. smooth = glatt). Der andere Stamm bildete auf dem gleichen Nährboden Kolonien, die eher rau aussahen. Griffith nannte diesen Stamm dann R-Stamm (nach engl. rough = rau).

Hier müsste noch mal näher recherchiert werden, ob diese Bezeichnungen wirklich von Griffith stammen oder ob die Existenz der zwei verschiedenen Stämme schon vor Griffith bekannt war.

Betrachtet man die Bakterien der beiden Stämme mit einem Mikroskop, so bietet sich folgendes Bild: Die  Zellen des S-Stammes bilden eine Schleimhülle aus, welche jeweils zwei Bakterienzellen wie einen Mantel umgibt. Die Bakterien des R-Stammes haben dagegen durch eine Mutation die Fähigkeit verloren, eine Schleimhülle zu bilden.

Die Experimente von Griffith

Jetzt wollte Griffith herausfinden, wie virulent (gefährlich) die beiden Typen sind. Also injizierte er Lösungen mit den beiden Bakteriensorten in Labormäuse. Die ersten drei Versuche von Griffith kann man ungefähr so beschreiben:

  • Versuch 1: Mäuse wurden mit Bakterien vom S-Typ infiziert. Bei diesem Versuch starben alle Versuchstiere an Lungenentzündung. Die Schleimhülle schützte die Bakterien vor dem Immunsystem der Mäuse, die Zellen des Immunsystems und die Antikörper konnten nicht zum eigentlichen Bakterium vordringen und dieses vernichten.

  • Versuch 2: Mäuse wurden mit Bakterien des R-Typs infiziert. Hier überlebten die meisten Versuchstiere. Die Bakterien hatten keine schützende Schleimhülle mehr, und das Immunsystem konnte die Erreger angreifen und unschädlich machen.

  • Versuch 3: Die tödlichen S-Typ-Bakterien wurden stark erhitzt und dadurch abgetötet. Als Griffith Mäusen diese toten S-Bakterien injizierte, überlebten die meisten Mäuse.

Mit diesen an sich schon interessanten Ergebnissen gab Griffith sich aber nicht zufrieden. Es ist nicht überliefert, wie er auf die geniale Idee kam, aber er machte weitere Versuche.

  • Versuch 4: Die abgetöteten S-Typ-Bakterien wurden zusammen mit lebenden R-Typ-Bakterien in Mäuse injiziert. Hier starben die meisten Mäuse an Lungenentzündung. Im Blut diese Mäuse fand man dann lebende S-Typ-Bakterien.

Griffiths Vermutung war nun die folgende: Die S-Typ-Bakterien enthalten eine Erbinformation, welche Lungenentzündung bei Mäusen auslöst (Versuch 1). Durch das Erhitzen der S-Bakterien wird die schützende Schleimhülle vernichtet, so dass die Bakterien vom Immunsystem der Mäuse vernichtet werden (Versuch 3). Die gefährliche Erbsubstanz wird durch das Erhitzen aber nicht zerstört.

Gibt man nun tote S-Bakterien mit lebenden R-Bakterien zusammen (Versuch 4), so wird die Erbinformation der S-Bakterien auf die an sich harmlosen R-Bakterien übertragen. Durch diese Übertragung von Erbinformation werden die harmlosen R-Bakterien zu tödlichen S-Bakterien. Die R-Bakterien hatten ja die Fähigkeit zur Ausbildung einer schützenden Schleimkapsel durch eine Mutation verloren. Durch die Übertragung der Erbinformation von den S-Bakterien erlangen sie diese Fähigkeit zurück. Die Umwandlung der Bakterien bezeichnete Griffith dann als Transformation.

Überprüfen Sie sich selbst

Mit Hilfe der tollen Website LearningApps.org habe ich einen Lückentext zu Griffiths Versuchen erstellt, der allerdings schon auf das nächste Thema verweist, die Versuche von Avery, der Griffiths Versuche modifizierte, um herauszubekommen, ob Proteine oder Nucleinsäuren für die von Griffith entdeckte Transformation verantwortlich sind.

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