Untersuchungen über die Bedeutung der Nucleolen im Zellkern

Zusammenfassung

• 1. Das Ziel dieser Untersuchung war, den Formwechsel und den stofflichen Aufbau der Nucleolen eines Zelltyps an einem Objekt so weit zu erfassen, wie es die Beherrschung histochemischer und färberischer Methoden bisher zuläßt, um damit einen tieferen Einblick in die Bedeutung der Nucleolen im Zellhaushalt zu erlangen.

• 2. Das Volumen der Zellkerne ausgewachsener, kurz vor dem Ablaichen stehender Eier von Rana temporaria und R. esculenta beträgt nach ungefähren Berechnungen das 50 000fache von dem ganz junger Oocyten. Dabei verändert sich die Nucleolarsubstanz im Verlauf der Oogenese. In jüngsten Oocyten ist nur ein Nucleolus vorhanden. Mit einsetzendem Oocytenwachstum entsteht vor allem durch Teilung und Zerschnürung zunächst eine Vielzahl von größeren und kleineren Nucleolen, die sich unregelmäßig im ganzen Kernraum verteilt finden. Im späteren Verhalten unterscheiden sich die beiden Rana-Arten hinsichtlich der Anordnung ihrer Nucleolen in den Oocyten. In den laichfertigen Eiern von Rana temporaria bleibt nur ein kleiner, zentral gelegener Komplex von verhältnismäßig wenigen Nucleolen übrig. Dagegen finden sich die Nucleolen in den Kernen von R. esculenta im gesamten Kernraum verteilt. Bei beiden Froscharten wird ihre Zahl in den Eikernen während der Periode der Dotterbildung in der Oocyte stark verringert.

• 3. An aus der Zelle freipräparierten Kernen wurden Lösungs- und Verdauungsversuche durchgeführt. Hinsichtlich ihrer Löslichkeit lassen sich dabei die Nucleolen aus verschiedenen Kerngrößenklassen in charakteristischer Weise unterscheiden. Die daraus ableitbare stoffliche Veränderung der Nucleolarsubstanz setzt regelmäßig mit Beginn der Dotterbildung im Eiplasma ein. Die Nucleolen aus jungen Oocyten ohne Dotterbildung blieben beispielsweise resistent gegenüber Behandlung mit destilliertem Wasser, während sie aus älteren, größeren Oocytenkernen vollkommen gelöst wurden. Ähnliche Unterschiede traten bei den Lösungsversuchen mit konzentrierter NaCl-Lösung auf.

• 4. Auf Grund der Lösungsversuche müssen die Nucleolen aus höheren Eiweißkörpern bestehen. Es wird sich wahrscheinlich um Phosphorproteide oder Phosphornucleoproteide (?) in Verbindung mit bestimmten Gerüsteiweißen handeln.

  Auch die speziellen Eiweißreaktionen, die an den Nucleolen ausgeführt wurden, deuten darauf bin, daß es sich um höhere Eiweißkörper handeln muß.

• 5. In Übereinstimmung mit früheren Ergebnissen wurde auf histochemischem Wege nachgewiesen, daß der Kern arm oder frei von Oxydasen und Peroxydasen ist. Dagegen finden sich im Zellkern, insbesondere im Kernsaft, ebenso wie im Plasma der Oocyten Glutathion bzw. Eiweißkörper mit der SH-Gruppe. Diese Substanzen nehmen offensichtlich während der Periode der Dotterbildung zu.

• 6. In den Nucleolen war niemals Thymonucleinsäure nachzuweisen.

• 7. Von anorganischen Substanzen wurde Phosphor in den Nucleolen gefunden. Die Proben auf Kalium und Eisen verliefen negativ.

• 8. Die Färbeversuche an fixierten Präparaten lassen keine eindeutigen Schlüsse über Zusammensetzung und Veränderung der stofflichen Beschaffenheit in den Nucleolen zu. Ebensowenig vermögen die allgemein gebrauchten Ausdrücke „basophil“ und „oxyphil“ eine spezifische Reaktion dieser Strukturen zu bezeichnen, denn die Nucleolen färbten sich teilweise je nach vorangegangener Fixierung sowohl mit basischen als auch mit sauren Farbstoffen, bzw. sie nahmen aus Farbstoffgemischen einmal die saure, ein andermal die basische Komponente an.

  Dagegen ergaben die Färbeversuche mit gepufferten Farblösungen, daß die Nucleolen aus den jungen Oocyten einen anderen IEP besitzen als die aus älteren Eiern. Der IEP der ersteren liegt etwa bei ph 4,4, der der anderen etwa bei ph 3,6. Somit wird auch mit dieser Methode der Unterschied zwischen den Nucleolen jüngerer Eier und denen älterer ersichtlich.

• 9. Die Nucleolen stellen offensichtlich Gebilde dar, die je nach der betreffenden Zellart einen spezifischen Stoffwechsel erfahren, und die Material für zelluläre Prozesse liefern. Man kann in diesen Strukturen nach allem nicht abgelagerte bzw. unverwertbare Substanzen erblicken.