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Lexikon der Biologie: Amphibienoocyte

Amphibienoocyte w, Eizelle der Amphibien; zellbiologisch interessant vor allem wegen ihrer Fähigkeit, eine sehr hohe Anzahl von Ribosomen zu synthetisieren. Diese sowie mRNAs werden "auf Vorrat" produziert, um dann bei der durch die Befruchtung des Eies eingeleiteten Keimesentwicklung zur Verfügung zu stehen. Besonders eingehend wurde die Synthese ribosomaler Nucleinsäuren (rRNAs) für die Oogenese des Krallenfrosches Xenopus (Krallenfrösche) untersucht. Der Kern junger Oocyten enthält neben der chromosomalen DNA auch größere Mengen ribosomaler DNA (rDNA). Diese rDNA ist für die Bildung der zahlreichen (bis 2000) Nucleolen (Nucleolus) und damit aller Ribosomen im Oocyten-Plasma verantwortlich ( vgl. Abb. ). Sie stellt eine enorme Anhäufung ribosomaler Gene dar und steuert die Synthese der 28S- und 18S-rRNA (neben zahlreichen Proteinen sind 3 verschiedene rRNA-Spezies am Ribosomenaufbau beteiligt: 28S-, 18S-, 5S-rRNA). Auch in normalen Körperzellen liegen diese rRNA-Gene redundant (etwa 1000fach) vor. In der Amphibienoocyte findet aber eine massive weitere Vermehrung durch Genamplifikation statt: So enthält die Xenopus-Oocyte 2 Millionen Kopien der rRNA-Gene. Die Gene für die 5S-rRNA und die tRNAs werden nicht amplifiziert. Bei maximaler Syntheserate entstehen etwa 1,8 · 107 Ribosomen pro Minute. Die reife Oocyte besitzt dann 1012 Ribosomen (somatische Zelle: 3 · 106), die innerhalb von ca. 1 Woche entstehen. Diese immense Anzahl wird dann während der Furchung auf etwa 30 000 Zellen der Gastrula verteilt. Bis zu diesem Stadium enthält der Keim nur mütterliche Ribosomen. Ohne Genamplifikation wären zur Synthese der erforderlichen 1012 Ribosomen einer reifen Amphibienoocyte 15 Jahre nötig. – In der molekularen Zellbiologie und Molekularbiologie ist die Amphibienoocyte von Xenopus ein beliebtes Untersuchungsobjekt. Mittels Mikroinjektion können Proteine oder Nucleinsäuren in die Zelle eingeschleust werden, um deren zeitliche und räumliche Verteilung bzw. ihre Expression zu untersuchen. Keimbläschen, Keimzelldeterminierung, Lokalisierung von mRNA, Nucleoplasmin, Xenopus-Oocyten-Expressionssystem.

B.L./U.M.




Amphibienoocyte

Zellkern einer Amphibienoocyte (Xenopus) in einer mikroskopischen Aufnahme. Die spezielle Anfärbung macht die zahlreichen, durch Amplifikation der rRNA-Gene entstehenden Nucleoli sichtbar.

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