Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wo kommt der Zellkern her?

01.04.2016

Veröffentlichung zur Evolutionsbiologie

In der Natur existieren zwei Typen von Zellen: die ursprünglichen Prokaryoten und die komplexen Eukaryoten, aus denen alle höhere Lebewesen bestehen. Doch wie hat sich die komplexe innere Struktur der Eukaryoten mit ihrer Menge an Kompartimenten entwickelt? Düsseldorfer Evolutionsbiologen sehen in den Mitochondrien die Lösung für dieses Rätsel. In der Fachzeitschrift Trends in Microbiology veröffentlichen sie ihre neue Theorie.


Eukaryotische Zelle

Sven Gould / Trends in Microbiology

Die Urzellen sind noch einfach aufgebaut. Diese sogenannten Prokaryoten besitzen kaum innere Strukturen. Ihre funktionalen Bestandteile, inklusive der Erbanlagen, schwimmen alle gemeinsam im Zellinneren, dem Zytosol. Noch heute existieren diese Zellen in großer Zahl, in Form von Bakterien und Archaeen.

Alle höheren Lebewesen wie Pflanzen und Tiere bestehen dagegen aus eukaryotischen Zellen. In ihrem Inneren gibt es durch Zellmembranen separierte Untereinheiten, so genannte Kompartimente. Die Kompartimente tauschen untereinander Materialien durch kleine membranumhüllte Bläschen, den so genannten Vesikeln, aus. Das wohl prominenteste Kompartiment ist der Zellkern, der das Erbmolekül DNA birgt. Ebenfalls elementar für das Überleben der Zellen ist das Mitochondrium, das „Kraftwerk“ unserer Zellen.

Ein Kompartiment aller tierischer und pflanzlicher Zellen, das Mitochondrium selbst, ist durch „Endosymbiose“ entstanden: Vor fast 2 Milliarden Jahren wurde ein Bakterium in einem anderen Prokaryoten (einem Archaeon) aufgenommen. Aus dieser Integration einer Zelle in eine andere entstanden nicht nur die Mitochondrien, die in keiner eukaryotischen Zelle fehlen, sondern die Eukaryoten selbst.

PD Dr. Sven Gould, Sriram Garg und Prof. Dr. William Martin vom Institut für Molekulare Evolution der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf fragten sich, wie während der Evolution die anderen Kompartimente entstanden, d.h. wie sich das innere Membransystem bildete und was für diese Entwicklung der „Startschuss“ war. Ihr neues Modell publizieren sie in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Trends in Microbiology.

Demnach stand das Mitochondrium am Anfang von allem. Nachdem es in die Wirtszelle durch Endosymbiose integriert wurde, produzierte es Vesikel, die miteinander verschmolzen und so innere Kompartimente bildeten. Diese haben dann auch die DNA umhüllt und so den Zellkern gebildet. Auf Basis ihres Modells beschreiben die Düsseldorfer Evolutionsbiologen die sukzessive Entstehung aller weiteren Kompartimente, in einer so nie dagewesenen Reihenfolge.

Originalpublikation
Sven B. Gould, Sriram G. Garg, William F. Martin, „Bacterial Vesicle Secretion and the Evolutionary Origin of the Eukaryotic Endomem-brane System“, Trends in Microbiology, 31.03.2016
DOI: 10.1016/j.tim.2016.03.005

Kontakt
PD Dr. Sven Gould
Institut für Molekulare Evolution
Tel.: 0211 81-13983
Email: gould@hhu.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-duesseldorf.de/home/startseite/news-detailansicht/article/wo-komm...

Dr.rer.nat. Arne Claussen | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften