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Lexikon der Biologie: Induktion

Induktion w [von *indukt- ], 1) Deduktion und Induktion, induktive Methodik, künstliche Intelligenz. 2) Enzyminduktion, die vermehrte Neusynthese von Enzymen in der Zelle durch Aktivierung bzw. Derepression entsprechender Gene oder Gengruppen in Anwesenheit bestimmter Substanzen (Induktoren), die Repressoren bzw. Aktivatoren der Genregulation (Farbtafel) allosterisch verändern können (z.B. Substrat eines der betreffenden Enzyme, Hormone oder cAMP). Allosterie, adaptive Enzyme. 3) Zygotische Induktion, die Lyse einer nicht lysogenen Bakterienzelle als Folge der Übertragung eines Prophagen im Verlauf einer Konjugation. 4) Induktion von Prophagen, das Herausschneiden eines Prophagen aus dem Wirtsgenom und der darauffolgende Beginn des lytischen Zyklus (Bakteriophagen). 5) die spontane Auslösung der Synthese von Colicinen in solchen Colibakterien (Escherichia coli), die colicinogene Faktoren (Plasmide) tragen. 6) in der Ontogenese (Embryonalentwicklung) die Auslösung von neuen Entwicklungsvorgängen durch ein Signal von außerhalb der induzierten Zellpopulation. Auf das jeweilige Induktionssignal reagieren nur kompetente Zellen (Kompetenz), und zwar jeweils nur im Rahmen ihrer Reaktionsnorm. Die tierische Ontogenese läßt sich als Kette oder Kaskade aufeinanderfolgender und aufeinander aufbauender Induktionsvorgänge auffassen ( vgl. Abb. 1 ). Induktion kann einen engen Kontakt von Signalgeber (Induktor) und reagierendem Gewebe voraussetzen (embryonale Induktion, z.B. Induktion des Zentralnervensystems bei Wirbeltieren) oder auf weitreichenden chemischen Signalen beruhen (hormonelle Induktion). Zellen verschiedener Kompetenz reagieren auf gleiche Signale verschieden. So veranlaßt z.B. derselbe Induktor in embryonaler Unken-Epidermis die Bildung von Unkenmund-Strukturen, in der Molch-Epidermis dagegen die Bildung von Molchmund-Strukturen. Bei der Kaulquappe löst ein einziges Hormon (Thyroxin) – mit verschiedenen Konzentrationen – im Schwanz Abbauvorgänge, in der Beinknospe Aufbauvorgänge und im Auge Umbauvorgänge aus (Metamorphose). – Das Phänomen der Induktion wurde 1924 von H. Spemann und H. Mangold an Molch-Embryonen entdeckt (Entwicklungsbiologie, Geschichte der). Transplantation von Gewebe der dorsalen Urmundlippe („Spemann-Organisator“, bildet später die Chorda dorsalis) in eine Region, welche normalerweise Bauchhaut gebildet hätte, induziert dort die Entwicklung einer zweiten embryonalen Achse mit Neuralrohr und Somiten (gebildet vom induzierten Wirtsgewebe) und der vom Transplantat gebildeten Chorda. Mitbeteiligt bei der Induktion sind vom Spemann-Organisator sezernierte Stoffe wie Noggin und Chordin ( vgl. Abb. 2 ). Sie inaktivieren in benachbarten Ektodermzellen den sezernierten Faktor BMP-4 (löst die Bildung von epidermalem Ektoderm aus; BMP) und ermöglicht so die Bildung von neuralem Ektoderm (dorsoventrale Musterbildung). Die Bildung des Spemann-Organisators selbst wurde zuvor vom Nieuwkoop-Zentrum induziert (Embryonalentwicklung, Abb. Frühentwicklung bei Xenopus). Evokation, Induktionsstoffe, morphogenetisches Signal, Musterbildung, Organisator. Induktion .



Induktion

Abb. 1:
Induktionskette in der Embryogenese der Urodelen (Schwanzlurche), nach Spemann und Nieuwkoop. Offene Pfeile: Induktionsreize, dünne Pfeile: Entwicklungsschritte



Induktion

Abb. 2:
Zusammenwirken von 2 Induktionsstoffen als musterbildendes Prinzip beim Molch (nach Tiedemann, Saxen, Toivonen). Oben induzierte Strukturen, unten Induktoren. Die „Intensität“ der Pfeile symbolisiert das Mischungsverhältnis der beiden Induktionsstoffe.

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