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Lexikon der Biologie: Sedimentation

Sedimentation w [von latein. sedimentum = Bodensatz; Verb sedimentieren], das Absetzen spezifisch schwererer (dichter), fein verteilter Stoffe in einer Flüssigkeit unter der Wirkung der Schwerkraft, z.B. bei der Bildung der Sedimentschichten (Sediment) von Meeresböden (Ablagerung; Meeresablagerungen) oder bei der Zentrifugation zellulärer Partikel. Die Geschwindigkeit der Sedimentation ist eine Funktion der Partikelgröße (große Partikel sedimentieren rascher als kleinere), der Partikeldichte (Partikel mit hoher Dichte sedimentieren rascher als solche mit niedriger), der Viskosität der Flüssigkeit (je visköser, desto langsamer die Sedimentation) und der Schwerkraft. In modernen Ultrazentrifugen können Trägheitskräfte bis zum 500.000fachen der natürlichen Schwerkraft erreicht werden, wodurch die Sedimentation zellulärer Komponenten (besonders Nucleinsäuren, Proteine und Ribonucleoproteine, wie Ribosomen, aber auch von Membranen und membranumschlossenen Organellen) erheblich beschleunigt wird. Die Sedimentation durch Dichtegradienten-Zentrifugation bzw. differentielle Zentrifugation ist daher eine der wichtigsten Methoden zur Zellfraktionierung. Als Maß für die Geschwindigkeit der Sedimentation wird die für jedes Partikel charakteristische Sedimentationskonstante K, auch Sedimentationskoeffizient genannt, der Quotient aus Sedimentationsgeschwindigkeit (v) und Zentrifugalbeschleunigung (ω2 · r; ω = Winkelgeschwindigkeit, r = Radius bzw. Entfernung vom Rotationsmittelpunkt), verwendet: K = v/(ω2 · r); sie wird in Svedberg-Einheiten (Abk. S; 1 S = 10–13 s) ausgedrückt. Z.B. zeigen bakterielle Ribosomen und ihre Untereinheiten Sedimentationskonstanten von 70S, 50S und 30S. Die Sedimentationskonstanten der meisten Proteine und Nucleinsäuren liegen zwischen 4S und 40S. Erdgeschichte, fraktionierte Zentrifugation, Stratum, Verlandung.

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