Dictyosteliden
Die Dictyosteliden sind eine Gruppe von zellulären Schleimpilzen oder "sozialen Amöben". Sie sind sehr ungewöhnliche eukaryotische Organismen. Die meiste Zeit ihres Lebens leben sie als separate Zellen. In schweren Zeiten kommen sie dann zusammen, um sich als Fruchtkörper zu vermehren. Der Fruchtkörper produziert Sporen mit schützenden Wänden. Sie überleben und öffnen sich in besseren Zeiten. Diese Organismen sind also sowohl einzellig als auch mehrzellig.
Als separate Amöben ernähren und teilen sie sich normal. Sie fressen meist Bodenbakterien. Wenn der Nahrungsvorrat zur Neige geht, kommen sie zusammen und bilden eine Art schneckenartiges Ding. Das Geschoss hat eine bestimmte Vorder- und Rückseite. Es reagiert auf Licht und Temperaturunterschiede und hat die Fähigkeit, sich zu bewegen. Unter den richtigen Bedingungen wird das Geschoss zu einem Sporocarp (Fruchtkörper). Ein Stiel hält ein oder mehrere Sporenkügelchen hoch. Diese Sporen sind inaktive Zellen, die durch zähe Zellwände geschützt sind. Sie werden zu neuen Amöben, sobald Nahrung verfügbar ist.
Dictyostelium wurde als Modellorganismus in der Molekularbiologie und Genetik verwendet. Es wird als Beispiel für Zellkommunikation, Differenzierung und programmierten Zelltod untersucht. Die Forschung über Dictyostelium ist online bei dictyBase verfügbar.
Lebenszyklus von Dictyostelium
Eine Petrischale mit Dictyostelium
Aggregation in Dictyostelium
Die Aggregation der Amöben beruht auf einem Signalmolekül. Eine Zelle, der Gründer der Kolonie, beginnt als Reaktion auf Stress mit der Sekretion des Signals. Andere erkennen das Signal und reagieren auf zwei Arten:
- Die Amöbe bewegt sich auf das Signal zu.
- Die Amöbe sondert mehr Signal ab.
Dies hat zur Folge, dass das Signal durch die nahe gelegene Amöbenpopulation weitergeleitet wird. Die Amöben bewegen sich in das Gebiet der höchsten Signalkonzentration.
Genom
Das gesamte Genom von Dictyostelium discoideum wurde 2005 in Nature veröffentlicht. Das haploide Genom enthält etwa 12.500 Gene auf sechs Chromosomen. Zum Vergleich: Das diploide menschliche Genom hat 20.000-25.000 Gene (zweimal vertreten) auf 23 Chromosomenpaaren.
Sexuelle Fortpflanzung
Die sexuelle Entwicklung kann auftreten, wenn Amöbenzellen ihre bakterielle Nahrungsversorgung verloren haben und im Dunkeln leben.
Die Paarung beginnt mit der Gametogenese. Dabei entstehen kleine, bewegliche Keimzellen, die zu einer kleinen binukleären Zelle verschmelzen. Das Volumen der binukleären Zelle nimmt dann zu, um eine riesige binukleäre Zelle zu produzieren. Mit fortschreitendem Wachstum schwellen die Kerne an und verschmelzen dann zu einer echten diploiden Zygoten-Riesenzelle. Während dies geschieht, unterziehen sich die Amöben einer Chemotaxis in Richtung der Oberfläche der Riesenzelle. Die Zygote-Riesenzelle nimmt die sie umgebenden Amöben auf und verdaut sie. Als nächstes bildet die Zygote eine Makrozyste, die eine Zeit lang ruhend bleibt, bevor die Keimung erfolgt. Wenn die Makrozyste keimt, setzt sie viele haploide Amöbenzellen frei.
Klassifikation
Erstmals 1935 in einem Wald in North Carolina entdeckt, wurde Dictyostelium discoideum zunächst unter "niedere Pilze" und später in den Königreichen Protista und Fungi klassifiziert. In den 1990er Jahren akzeptierten die meisten Wissenschaftler die heutige Klassifizierung.
Amöben werden heute als eine eigene Klasse auf der Ebene des Königreichs betrachtet, da sie sowohl mit Tieren als auch mit Pilzen enger verwandt sind als mit Pflanzen.
Modell-Wirtsorganismus für Legionellen
Dictyostelium teilt viele molekulare Merkmale mit Makrophagen. Makrophagen sind der menschliche Wirt der Legionellen. Die Zusammensetzung des Zytoskeletts von D. discoideum ähnelt der von Säugetierzellen. Ebenso wie die von diesen Komponenten angetriebenen Prozesse, wie Phagozytose, Membrantransport, endozytärer Transit und Vesikelsortierung. Wie Leukozyten besitzt D. discoideum eine Chemotaxis. Daher ist D. discoideum ein geeignetes Modellsystem, um den Einfluss von Wirtszellfaktoren bei Legionelleninfektionen zu untersuchen.
Fragen und Antworten
F: Was sind die Dictyosteliden?
A: Die Dictyosteliden sind eine Gruppe von zellulären Schleimpilzen oder "sozialen Amöben".
F: Wie vermehren sich die Dictyosteliden?
A: In schwierigen Zeiten schließen sich die Dictyosteliden zusammen, um sich als Fruchtkörper zu vermehren, der Sporen mit Schutzwänden produziert.
F: Sind Dictyosteliden einzellige oder mehrzellige Organismen?
A: Dictyosteliden sind sowohl einzellig als auch mehrzellig. Die meiste Zeit ihres Lebens leben sie als einzelne Zellen und kommen dann zusammen, um sich als vielzelliger Fruchtkörper fortzupflanzen.
F: Was fressen Diktyosteliden?
A: Dictyosteliden ernähren sich hauptsächlich von Bodenbakterien.
F: Was passiert, wenn die Nahrungsvorräte der Dictyosteliden zur Neige gehen?
A: Wenn die Nahrung ausgeht, schließen sich die Dictyosteliden zu einer Art Schnecke zusammen, die auf Licht- und Temperaturunterschiede reagieren und sich bewegen kann.
F: Was ist ein Sporokarp?
A: Ein Sporokarp ist ein Fruchtkörper, der ein oder mehrere Sporenknäuel beherbergt. Diese Sporen sind inaktive Zellen, die durch harte Zellwände geschützt sind und zu neuen Amöben werden, wenn Nahrung verfügbar ist.
F: Wie wird Dictyostelium untersucht?
A: Dictyostelium wurde als Modellorganismus in der Molekularbiologie und Genetik verwendet, insbesondere als Beispiel für Zellkommunikation, Differenzierung und den programmierten Zelltod (Apoptose). Forschungen über Dictyostelium sind online unter dictyBase verfügbar.
