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Lexikon der Biologie: nod-Gene

nod-Gene, Nodulationsgene, spezifische Gene, die für Nod-Faktoren codieren, welche für die Knöllchenbildung durch die symbiontischen Knöllchenbakterien (z.B. Gattungen Rhizobium, Bradyrhizobium) mit verantwortlich sind. Viele nod-Gene aus verschiedenen Rhizobium-Stämmen liegen auf großen Plasmiden (Sym-Plasmiden), auf denen bei einigen Arten auch die Gene für die Stickstoffixierung lokalisiert sind. Für die Aktivierung der Gene sind anfangs von den Wirts-Wurzeln ausgeschiedene Signalmoleküle, verschiedene Flavonoide (Luteolin bei der Luzerne [Schneckenklee]), verantwortlich. Dabei wird zunächst das nodD-Gen aktiviert, das einen regulatorischen Einfluß auf weitere Gene der nod-Box (z.B. nodA, nodB, nodC) ausübt. Einige nod-Gene (hsn, host-specific nodulation-Gene) kommen bei allen Rhizobien vor, andere sind an der Spezifität der Reaktion zwischen Bakterium und Wirtspflanze beteiligt. Nod-Faktoren sind auch bei der Regulation und Expression von Nodulin-Genen in Pflanzen beteiligt. So sind die nodABC-Gene für die Produktion chitinähnlicher Nod-Faktoren mit verantwortlich (z.B. 4-β-1,4-gebundene N-Acetylglucosamin-Moleküle mit einer wirtsspezifischen Fettsäure substituiert). Diese Faktoren induzieren die einleitenden Schritte zur Knöllchenbildung, z.B. die Wurzelhaarkrümmung und die Verzweigung der Haarwurzeln sowie die Bildung des Infektionsschlauchs in der Leguminosen-Wirtspflanze.

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