Molekulare Mechanismen der Anpassung an die Umwelt

Ein Lebewesen ist nur dann konkurrenzfähig und überlebt, wenn es ihm gelingt, in seinen Zellen trotz wechselnder Umgebungsbedingungen eine funktionelle Ordnung aufrechtzuerhalten und nach Störung wieder herzustellen. Hierzu werden laufend zelluläre Größen gemessen und Signale aus der Umwelt wahrgenommen, über Signalübertragungsketten verarbeitet und für biochemische und genetische Anpassungsreaktionen genutzt. Wichtig sind beispielsweise der Säuregrad und die Konzentrationen verschiedener Ionen und Stoffwechselprodukte. Ein ebenso entscheidender Parameter ist das Redoxmilieu, eine Eigenschaft in Zusammenhang mit der Reduktion (Elektronenaufnahme) und Oxidation (Elektronenabgabe) chemischer Verbindungen.

Das Redoxmilieu definiert eine lebenswichtige, aber komplexe Eigenschaft jeder Zelle. Im Spannungsfeld zwischen der hohen Sauerstoffkonzentration der Luft und den notwendigen reduktiven und oxidativen Stoffwechselprozessen der Zellen sind reduktive Bedingungen die Regel, aber oxidative Prozesse nicht vermeidbar. Eine präzise Redoxregulation ist insbesondere in photosynthetischen Zellen wichtig, in denen Lichtenergie in Reduktionskraft umgewandelt wird. Hohe Reduktionskraft aktiviert den Sauerstoff, der damit in Form von Superoxidanionenradikalen, Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikalen zu starken Oxidationmitteln wird und die Zellen durch oxidativen Stress zerstören kann. Nicht nur photosynthetische, sondern alle Organismen müssen das Redoxgleichgewicht einstellen und oxidativen Stress vermeiden. So ähneln sich die grundsätzlichen Redox-Mechanismen im Zellstoffwechsel der Bakterien, Pflanzen, Tiere und Menschen. Andere Prozesse wie Verwundung, Pathogenese und Photosynthese beschreiben Besonderheiten der jeweiligen Gruppe, erlauben aber Rückschlüsse auf Mechanismen in den jeweils anderen Systemen.

Im Zentrum für interdisziplinäre Forschung (ZiF) der Universität Bielefeld findet jetzt vom 17. bis zum 19. Juli eine Tagung statt, die Aspekte der Verarbeitung und Wirkung von Redoxreaktionen in verschiedenen Lebewesen und bei unterschiedlichen Umweltsituationen diskutieren und Untersuchungen zur Redoxkontrolle vorstellen wird. Geleitet wird die Tagung, an der u.a. Mikrobiologen, Biochemiker und Physikalische Chemiker aus Europa, USA und Japan teilnehmen, von Prof. Dr. Karl-Josef Dietz von der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Karl-Josef Dietz, Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld, Telefon 0521/106 5589. Tagungsbüro des ZiF: 0521/106 2768.

Pressemitteilung Nr.105/2002
Universität Bielefeld
Informations- und Pressestelle
Leiter: Dr. Gerhard Trott
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