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Lexikon der Biologie: Chlamydomonas

Chlamydomonas w [von *chlamydo –, griech. monas = Einheit], Gruppe von phototaktisch aktiven (Phototaxis), begeißelten Grünalgen der Familie Chlamydomonadaceae (in der zoologischen Systematik zu den Phytomonadea gezählt). Chlamydomonaden besitzen, wie u. a. auch Euglena ("Augentierchen"; Euglenophyceae), einen zum Zellinnern einseitig abgeschirmten Augenfleck, der eine Optik, ein photoaktives Pigment und ein System der Signaltransduktion an die Geißeln aufweist ( vgl. Abb. ). Somit ist eine primitive Form der Lichtquellenlokalisation möglich, mit deren Hilfe die günstigsten Bedingungen für die Photosynthese sowie Sexualpartner (Befruchtungsstoffe) gesucht werden können. Die Optik besteht aus einem Interferenzreflektor, bei dem mehrere Schichten mit jeweils niedrigem und hohem Brechungsindex abwechseln. An ihren Trennflächen wird ein Teil des Lichtes reflektiert. Die Überlagerung der Reflexe kann zu ihrer Verstärkung oder Aufhebung führen. Da sie vom Einfallswinkel des Lichtes abhängig ist, können Richtungen unterschieden werden. Das Sehpigment von Chlamydomonas ist vom Typ eines Rhodopsins mit einem aus der all-trans-Isomerie heraus reagierenden Retinalchromophor (Retinal). Das "Opsin" ist jedoch völlig anders aufgebaut als bei Tieren: die als Chlamyopsin bezeichnete Proteinkomponente ist wesentlich kleiner und besteht aus nur 4 schraubenförmig gewundenen Ketten. Die Verarbeitung des Lichtsignals erfolgt durch Änderung des Membranpotentials an der Augenfleckmembran. Im Gegensatz zur visuellen Signaltransduktion Höherer Tiere wird die Änderung des Membranpotentials, also das Öffnen einer Pore des Kanalproteins, direkt durch das Photorezeptormolekül (Photorezeption) hervorgerufen. Vermutlich ist Chlamyopsin selbst Teil dieses Kanalproteins, was bedeuten würde, daß der Ionenkanal lichtgesteuert und damit einzigartig wäre. Dafür spricht, daß Chlamydomonas auf einen Lichtblitz bereits nach weniger als 50 Mikrosekunden mit einem elektrischen Impuls reagiert: die Ionenkanäle öffnen sich, und Calcium-Ionen strömen hindurch bis zu den Geißeln. Über die molekularen Mechanismen dieser direkten Wechselwirkung zwischen Rezeptor und Kanal ist allerdings noch wenig bekannt. Eine zwischengeschaltete Enzymkaskade zur Signalverstärkung ist offensichtlich aufgrund der geringen Größe der Zelle nicht notwendig. Algen, Kryoflora, Kryokonitlöcher, Plastom; Algen I .

R.B./A.Se.




Chlamydomonas

Chlamydomonas angulosa
Au Augenfleck (Stigma), Ch Chloroplast, Ge Geißel, kV kontraktile Vakuole, Py Pyrenoid, Zk Zellkern

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