Kursinhalte und Kursziele

Die grossartigsten und vielfältigsten biologischen Leistungen auf Erden werden von den Mikroorganismen, vorallem von den prokaryotischen Bakterien und Archae, vollbracht. Deren physiologische Vielfalt ist das Spiegelbild von Stoffwechselentwicklungen, die die biologische Evolution im Verlaufe von fast 4 Milliarden Jahren hervorgebracht hat. Im Rahmen der Biochemie I (3. Semester) haben Sie einige Grundstoffwechselwege und bioenergetische Prinzipien von Eukaryoten kennen gelernt; in diesem Kurs sollen Sie mit der enormen metabolischen Diversität bei den Prokaryoten vertraut gemacht werden. Sie sollen nicht überwältigt sein von der Vielfalt, sondern daraus grundlegende Prinzipen herausfinden, die vielen Stoffwechselwegen und Energieumwandlungsmechanismen gemeinsam sind. Aufbauend auf den biochemischen Prozessen in Chloroplasten, in Mitochondrien und im Cytoplasma, möchten wir die vielfältigen Abwandlungen von Photosynthese, Atmung und Grundstoffwechsel bei anaeroben und aeroben Prokaryoten kennen lernen. Mit der phototrophen vergleichen wir die chemotrophe Fixierung von Kohlendioxid; der Atmung mit Sauerstoff stellen wir diejenige mit Sulfat, Nitrat, Ferri-Eisen, Fumarat und anderen Elektronenakzeptoren gegenüber, und mit der primär durch chemiosmotische Energie angetriebenen ATP-Synthese in atmenden Zellen vergleichen wir diejenige aus energiereichen chemischen Bindungen in Stoffwechselzwischenprodukten bei fermentativ lebenden Mikroorganismen. Dadurch, dass schon eine ganze Reihe prokaryotischer Genome vollständig sequenziert worden sind, ist es in der Mikrobiologie möglich geworden, funktionelle Genomik zu betreiben.