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 Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten