Die Struktur des funktionsgestörten Nukleolus

Summary

In cells treated with antimetabolites to inhibite RNA- and protein synthesis, electron microscopic studies reveal structural alterations of the nucleolus. The morphological appearance of the nucleolus differs depending of the inhibitor used. If transscription is prevented, segregation of nucleolar components is observed. Inhibition of processing of newly synthesized RNA results in a degranulation and an increase in the amount of nucleolar fibrils. A disturbance of the release of nucleolar ribonucleoproteins into the cytoplasm leads to an enlargement and a hypergranulation of the nucleolus. On the other hand interruption of translation of mRNAs has no immediate effect on the appearance of the nucleolar structure. Only after longer treatment of the cells with the translation inhibitor the nucleolus shrinks and becomes degranulated.

The use of inhibitors with clearly defined mechanisms of action in a morphological study should make it possible to interpret similar nucleolar alterations seen in cancer cells and virus-infected cells on a molecular biological basis.

Zusammenfassung

Wenn man mit Antimetaboliten die RNS- und Proteinsynthese unterbindet, verändert der Nukleolus sein Aussehen. Dabei treten bei der elektronenmikroskopischen Betrachtung ganz unterschiedliche Nukleolusalterationen auf, je nachdem, wo die Synthesekette unterbrochen worden ist. Wenn die Transkription an der DNS gestört ist, kommt es zu einer Trennung der einzelnen Nukleoluskomponenten, zur Segregation. Bei Transformations- (Reifungs-)störungen nehmen die Fibrillen des Nukleolus stark an Zahl zu, die Granula verschwinden dagegen nahezu völlig. Der umgekehrte Vorgang ist zu beobachten, wenn die nukleoläre Stoffabgabe blockiert ist (=Transmissionsstörung): der Nukleolus besteht hier fast nur noch aus Granula und ist stark vergrößert. Translationsstörungen haben keinen unmittelbaren Einfluß auf das Aussehen des Nukleolus. Erst wenn die Bildung der mRNS längere Zeit unterbunden ist, schrumpft der Nukleolus und verarmt an Granula.

Die Kenntnis der morphologischen Nukleolusbefunde nach Gabe von Inhibitoren der RNS-Synthese mit klar definiertem Wirkmechanismus sollte es gestatten, ähnliche Nukleolusveränderungen — etwa bei Krebs- und Virus-infizierten Zellen — auf molekularbiologischer Basis zu deuten.