Die DNA der Chloroplasten in Algen
Bild 1: Fadenalgen in der Fluoreszenz bei 400-facher Vergrößerung - bis es soweit ist, ist aber einiges zu tun ...Thilo Bauer, vom 06.05.2016
Was dem Besitzer von Aquarien und Teichen lästig erscheint, ist der Natur nützlich: Algen. Das Früh- jahr ist die Zeit in der Algenwatten Teiche, Pfützen und andere Kleingewässer durchziehen. Unter dem Mikroskop erkennt man, dass die Algenfäden aus aneinander gereihten, ein- zelnen Zellen bestehen. In den Zellen gut erkennbar sind meist grün oder bräunlich erscheinende Pakete in den Zellen - die grünen Chloroplasten. Die Chloroplasten sind Organellen, oder Organe der Zelle, wenn man so will, in denen die Photosynthese stattfindet. Mit Hilfe dier Chloroplasten stellt die Pflanze aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) verwertbaren Zucker als Energielieferant und Sauerstoff (O2) als Abfallstoff her. Vor einiger Zeit entdeckte man bereits, dass Chloroplasten, wie Mitochondrien auch, eine eigene DNA (Erbsubstanz) besitzen. Von beiden Organellen ist ebenfalls bekannt, dass sie sogar die Fähigkeit zur Teilung besitzen. So ist heute in der Biologie die These vertreten, dass es sich bei beiden Arten der Organellen, den Mitochondrien und Chloroplasten, um ehemalige Symbionten handelt, die sich in die Zellen eingeschmuggelt haben und in ihr leben (Endosymbionten-Theorie).
Bild 2: Fadenalgen im Hellfeld
Abbildung 2: Algenfäden unter dem Mikroskop. Bereits mit schwacher Vergrößerung erkennt man die grün gefärbten Chloroplasten, die als kleine Pakete in den Zellen eingelagert sind. Der Farbstoff Chlorophyll absorbiert einen Teil des weißen Lichts, so dass die Farbe anschließend grün erscheint. Das absorbierte Licht entspricht dem Energiebeitrag, der in den Organellen genutzt wird, um aus CO2 und Wasser pflanzliche Zuckerstoffe herzustellen. Objektiv: Plan-Neofluar 40x/0,75.
Bild 3: Fadenalgen mit Fluorochrom im Fluoreszenzkontrast
Abbildung 3: Mit speziellen Fluoreszenz-Farbstoffen kann man in lebenden Zellen gezielt die DNA anfärben. Um gute Färberesultate zu erzielen, werden im mikroskopischen Präparat zusätzliche Hilfsstoffe beigegeben, die die umhüllenden Membranen der Zelle und ihrer inneren Organellen durchlässiger machen. Hier wurde Hoechst 33342 und ein Detergens verwendet, um eine gute Färbung zu erzielen. Das im Labor verwendete Detergens hat ähnliche Eigenschaften, wie handelsübliches Spülmittel, welches auch für solche Experimente versucht werden kann. Neben der roten Eigen-Fluoreszenz des Farbstoffs Chlorophyll ist ebenfalls die vom Fluoreszenz-Marker gefärbte DNA in den Chloroplasten gut zu erkennen. Der große gefärbte Bereich in den jeweiligen Zellen ist der Zellkern, in dem sich größere Mengen der zelleigenen DNA enthalten ist. Objektiv: Plan-Neofluar 100x/1.25 mit Ölimmersion, UV Anregung 385 nm.
Die Abbildungen wurden mit einem Zeiss AxioLab.A1 FL-LED Epi-Fluoreszenzmikroskop erstellt.
Die Abbildungen wurden mit einem Zeiss AxioLab.A1 FL-LED Epi-Fluoreszenzmikroskop erstellt.
Literatur
[1] Fluorescence Microscopy
From Principles to Biological Application
Buchbesprechung zum Buch von Ulrich Kubitschek
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Buchbesprechung zum Buch von Ulrich Kubitschek
Bildquellen
