Magnetosom

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Magnetospirillum gryphiswaldense-Zellen, die Ketten aus intrazellulären Magnetitkristallen enthalten (oben).
Von M. gryphiswaldense gebildete Magnetitkristalle (unten).
(beides elektronenmikroskopische Aufnahmen)

Als Magnetosom bezeichnet man einen magnetischen Partikel in den Zellen von Lebewesen, der die Basis für die Orientierung in Magnetfeldern bildet (zum Beispiel im Magnetfeld der Erde).

Magnetosomen bestehen aus Kristallen von Magnetit (Fe3O4) oder Greigit (Fe3S4), die durch Biomineralisation gebildet wurden. Sie haben einen Durchmesser von etwa 40–90 nm und sind von einer Monolage aus Phospholipiden, Proteinen und Glykoproteinen umgeben, also von einer Membran, die nicht die Struktur einer sogenannten Biomembran (auch als Einheitsmembran bezeichnet) besitzt.

Die Gestalt der Magnetosomen variiert zwischen verschiedenen Spezies stark. Sie kann würfel- bis quaderförmig und auch nagel- oder tropfenförmig sein. Je Zelle sind mehrere Magnetosomen enthalten, die darin Ketten bilden.

Magnetosomen finden sich sowohl bei prokaryotischen, wie z. B. den Bakterium Magnetospirillum gryphiswaldense und Magnetospirillum magnetotacticum, als auch bei eukaryotischen Organismen, wie z. B. bei Algen der Gattung Anisonema.[1] Obwohl auch bei anderen Eukaryoten, wie z. B. bei Termiten,[2] Honigbienen (Apis mellifera)[3] Schmetterlingen, Forellen, Lachsen (Gattung Oncorhynchus),[4][5] Aalen, Delfinen, Zugvögeln,[6] Brieftauben[7] oder dem Mensch magnetische Partikel in Zellen bzw. Geweben im Zusammenhang mit Magnetotaxis/Magnetorezeption nachgewiesen wurden, ist das Vorhandensein von Magnetosomen im Sinne obiger Definition, d.h. als strukturierte membranbegrenzte Zellkompartimente, bei diesen Organismen nicht gesichert, jedoch ist der Ausdruck Magnetosom z. B. für die Magnetorgane der Lachse vorgeschlagen worden.[4]

Literatur[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Torres De Araujo, F.F.; Pires, M.A.; Fraenkel, R.B.; Bicudo, C.E.M.: Magnetite and Magnetotaxis in Algae, Biophys. J., Volume 50, S. 375–378, August 1986
  2. Maher, Barbara A.: Magnetite biomineralization in termites, Proceedings of the Royal Society, Biological Sciences, Vol. 265(1397), S. 733–73, 22. April 1998 PMC 1689035 (freier Volltext)
  3. Kuterbach, Deborah A.; Walcott, Benjamin: Iron Containing Cells in the Honey-Bee (Apis mellifera) (PDF; 3,1 MB), J. exp. Bio. 126, S. 375–387, 1986
  4. a b Mann, S.; Sparks, N. H. C.; Walker, M. M. & Kirschvink, J. L.: Ultrastructure, morphology, and organization of biogenic magnetite from sockeye salmon, Oncorhynchus nerka: implications for magnetoreception (PDF; 5,6 MB), J. exp. Biol. 140, pp. 35-49, 1988
  5. Kirschvink, J. L.; Walker, M. M.; Chang, S.-B.; Dizon, A. E. & Peterson, K. A.: Chains of single-domain magnetite particles in the chinook salmon, Oncorhynchus tshawytscha, J. comp. Physiol. 157, S. 375–38, 1985
  6. Beason, Robert C. Mechanisms of magnetic orientation in birds (PDF; 120 kB), Integr. Comp. Biol., 45:565–573, 2005
  7. Walcott, C.; Gould, J. L. & Kirschvink, J. L.: Pigeons have magnets, Science, N.Y. 205, 1027-1, 1979