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Lexikon der Biologie: Ultrazentrifuge

Ultrazentrifuge w, Abk. UZ, von T. Svedberg entwickelte Zentrifuge, die aufgrund besonders hoher Umdrehungszahlen (heute bis 70.000 Umdrehungen/min) ermöglicht, Fliehkräfte bis zum 500.000fachen der natürlichen Schwerkraft zu erzeugen und dadurch Moleküle mit relativen Molekülmassen um 10.000 und darüber zu sedimentieren (Sedimentation). Die enorme Vervielfachung des Gewichts durch die in der Ultrazentrifuge herrschende Fliehkraft (Materie der Masse 1 g übt im 500.000fachen Schwerefeld eine „Gewichtskraft“ von 500 kg aus) zwingt höhermolekulare Teilchen zur Sedimentation, da die so erreichbaren Sedimentationsgeschwindigkeiten nicht durch Diffusion (Brownsche Molekularbewegung) kompensiert werden können, wie es bei normaler Schwerkraft der Fall wäre ( vgl. Abb. ). Die Zentrifugation in der Ultrazentrifuge (Ultrazentrifugation) ist in der Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie ein wichtiges Hilfsmittel zur Zellfraktionierung (Zellaufschluß). Dichtegradientenzentrifugation, differentielle Zentrifugation, fraktionierte Zentrifugation, Gleichgewichtszentrifugation, Homogenat, Zentrifugation.



Ultrazentrifuge

Übersicht über die Svedberg-Einheiten (Sedimentation) verschiedener biologischer Strukturen.
Zellen, Zellbestandteile („Fraktionen“) und Makromoleküle lassen sich mittels Ultrazentrifugation voneinander trennen, da ihre Sedimentationsgeschwindigkeiten während der Ultrazentrifugation von Größe, Form, Dichte und ihrer relativen Molekülmasse („Molekulargewicht“) abhängen. Bei einer Sedimentationsgeschwindigkeitsanalyse werden mittels Ultrazentrifugation die Sedimentationskoeffizienten oder S-Werte zellulärer Bestandteile ermittelt. Bei Ribosomen lassen sich auf diese Weise die 70S- und 80S-Formen und ihre Untereinheiten voneinander unterscheiden. Die Ultrazentrifuge kann aber auch z.B. für eine Dichtegradienten-Zentrifugation eingesetzt werden. DNA läßt sich z.B. in einem Cäsiumchlorid-Dichtegradienten analysieren, wobei Banden an bestimmten Stellen im Gradienten entstehen, an denen die Schwebedichten der DNA mit der des Gradienten übereinstimmen. Durch Ultrazentrifugation kann DNA (Desoxyribonucleinsäuren) somit nicht nur von Proteinen und RNA (Ribonucleinsäuren) abgetrennt werden, sondern es ist auch möglich, z.B. Plasmide von genomischer DNA zu trennen.

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