Summary
Chloroplasts in growing enucleated cell fragments ofAcetabularia mediterranea andAcetabularia (Polyphysa) cliftonii multiply (obviously by division) and their number increases within 2–3 weeks up to 132%. However, there is no division of chloroplasts in non growing enucleated parts of the basal region of the cell.
Capacity for growth can be induced in segments of the basal region which normally will not grow by dark treatment in presence of the nucleus. After removing the nucleus and transfering to light the enucleated parts grow and their number of chloroplasts increases.
It is also possible to induce an increase of the number of chloroplasts by centrifugation of non growing enucleated cell fragments and thereby reducing the number of chloroplasts originally present.
These results suggest that the increase in the number of chloroplasts very probably by division depends upon a certain ratio chloroplastic protein/cytoplasmic protein. Any disturbances of this ratio in favour of the cytoplasmic protein obviously leads to division of chloroplasts. It seems possible that the observed correlation between growth and the multiplication of chloroplast depends upon a similar mechanism.
Zusammenfassung
In kernlosen, wachsenden Zellfragmenten („Vorderstücke“) vonAcetabularia mediterranea undAcetabularia (Polyphysa) cliftonii vermehren sich die Chloroplasten. Die Zunahme innerhalb von 2–3 Wochen betrug bis zu maximal 132%. Im Gegensatz dazu bleibt in nichtwachsenden, kernlosen Teilstücken aus der Basalregion der Zelle („Hinterstücke“) die Chloroplastenzahl unverändert.
Durch Verdunkelung in Gegenwart des Zellkernes (mit Rhizoid) läßt sich in „Hinterstücken“ die Potenz für Wachstum induzieren, die nach Entfernung des Rhizoids im Licht realisiert werden kann. Gleichzeitig erhalten die „Hinterstücke“ dabei die Fähigkeit zur Chloroplastenvermehrung.
Wird in „Hinterstücken“ die Chloroplastenzahl herabgesetzt (auf etwa ein Viertel des Normalwertes), so wird dadurch ebenfalls eine Vermehrung der Chloroplasten ausgelöst.
Die Versuche sprechen dafür, daß die Vermehrung der Chloroplasten offenbar vom Verhältnis Chloroplastenprotein/Cytoplasmaprotein abhängig ist und eine Störung dieser Relation durch Abzentrifugieren der Chloroplasten bei diesen Teilungen auslöst. Die Korrelation zwischen Wachstum und Chloroplastenvermehrung dürfte auf ähnliche Weise zu erklären sein.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
Literatur
Berger, S., 1967: RNA-synthesis inAcetabularia, II. RNA-synthesis in isolated chloroplasts. Protoplasma64, 13–25.
Clauss, H., 1959: Über quantitative Veränderungen der Chloroplasten und cytoplasmatischen Proteine in kernlosen Teilen vonAcetabularia mediterranea. Planta52, 334–350.
—, 1962: Über die Intensität der Proteinsynthese vonAcetabularia vor und nach der Hutbildung. Z. Naturforsch.17 b, 342–344.
Gibor, A., andM. Izawa, 1963: The DNA content of the chloroplasts ofAcetabularia. Proc. nat. Ac. Sci. (Wash.)50, 1164–1169.
Goffeau, A., 1969: Incorporation of amino acids into the soluble membrane-bound proteins of chloroplasts isolated from anucleatedAcetabularia. Biochim. Biophys. Acta174, 340–350.
— andJ. Brachet, 1965: Desoxyribonucleic acid-dependent incorporation of amino acids into the proteins of chloroplasts isolated from anucleatedAcetabularia fragments. Biochim. Biophys. Acta95, 302–313.
Goldstein, A., 1964: Biostatistics. New York: Macmillan Comp.
Hämmerling, J., 1934: Über formbildende Substanzen beiAcetabularia mediterranea, ihre räumliche und zeitliche Verteilung und ihre Herkunft. Arch. Entw.-Median.131, 1–81.
—, 1963: Nucleo-cytoplasmic interactions inAcetabularia and other cells. Ann. Rev. Physiol.14, 65–92.
— andCh. Hämmerling, 1959: Kernaktivität bei aufgehobener Photosynthese. Planta52, 516–527.
Heitz, E., 1922: Untersuchungen über die Teilung der Chloroplasten. Nebst Beobachtungen über Zellgröße und Chromatophorengröße. Straßburg: J. H. Ed.Heitz, 1922.
Parthier, B., undR. Wollgiehn, 1966: Nucleinsäuren und Proteinsynthese in Plastiden. In: Probleme der biologischen Reduplikation. 3. Wiss. Konf. Ges. Dtsch. Naturforsch. u. Ärzte 1965, 244–270. Berlin-Heidelberg-New York: Springer-Verlag.
Schweiger, H. G., W. L. Dillard, A. Gibor, andS. Berger, 1967: RNA-synthesis inAcetabularia. I. RNA-synthesis in anucleated cells. Protoplasma64, 1–12.
—,R. W. P. Master, andG. Werz, 1967: Nuclear control of a cytoplasmic enzyme inAcetabularia. Nature216, 554–557.
Shephard, D. C., 1965: Chloroplast multiplication and growth in the unicellular algaAcetabularia mediterranea. Exp. Cell Res.37, 93–110.
Weber, E., 1956: Grundriß der biologischen Statistik, 2. Aufl. Jena: VEB Gustav Fischer-Verlag.
Werz, G., undG. Kellner, 1968 a: Isolierung und elektronen-mikroskopische Charakterisierung von Desoxyribonucleinsäure aus Chloroplasten kernloserAcetabularia-Zellen. Z. Naturforsch.23 b, 1018.
— —, 1968 b: Molecular characteristics of chloroplast DNA ofAcetabularia cells. J. Ultrastruct. Res.24, 109–115.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Clauss, H., Lüttke, A., Hellmann, F. et al. Chloroplastenvermehrung in kernlosen Teilstücken vonAcetabularia mediterranea undAcetabularia cliftonii und ihre Abhängigkeit von inneren Faktoren. Protoplasma 69, 313–329 (1970). https://doi.org/10.1007/BF01320297
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01320297