Zeitlich hats leider nicht mehr gereicht für den Fotowettbewerb drüben bei WeiterGen, aber so ein tolles Bild wollte ich euch nicht vorenthalten!
Die letzten vier Wochen habe ich das Fortgeschrittenenpraktikum “Gentechnologie bei Pflanzen” bei uns am Institut mitbetreut. Ein Versuch, den ich mit den Praktikanten in der Zeit durchgeführt habe, war die Präparation und Analyse der Meiose des pflanzlichen Modellorganismus Arabidopsis thaliana.
Die Meiose ist der Vorgang, der aus “normalen” Zellen eines Organismus Keimzellen zur Fortpflanzung macht. Das ist nötig, weil in jeder Zelle normalerweise jedes Chromosom doppelt vorkommt (der sogenannte diploide Chromosomensatz). Würden nun Vater und Mutter je eine ihrer Zellen kombinieren, hätte ihr Nachkomme einen vierfachen Chromosomensatz, und so weiter. Darum muss vor jeder sexuellen Vermehrung erst einmal der Chromosomensatz auf einen einfachen (haploiden) reduziert werden – das geschieht während der Meiose. Für uns ist die Meiose interessant, weil ein sehr wichtiger Schritt die Rekombination der Chromosomen ist. Die homologen Chromosomen von Vater und Mutter lagern sich dabei aneinander, und können Stücke untereinander austauschen. Das fördert die Unterschiede zwischen den Individuen, und dadurch die Evolution.
Um die Meiose von Arabidopsis zu untersuchen, nimmt man sich am besten die männliche Linie vor. Achtung, jetzt folgt ein wenig pflanzliche Anatomie! Im Gegensatz zu den weiblichen meiotischen Zellen, für die man im Fruchtknoten rumschnippeln muss, kommt man nämlich an die männlichen viel leichter ran. Die sogenannten Mikrosporenmutterzellen, die hier die Meiose durchlaufen, finden sich nämlich in den Pollensäcken der Staubbeutel in der Blüte. Zudem werden auch bei Arabidopsis sehr viel mehr männliche (die Pollen) als weibliche Keimzellen gebildet, die Chance diese Zellen überhaupt zu finden sind demnach größer.
Glücklicherweise muss man die meiotischen Zellen nicht aus dem Gewebe heraussammeln. Mit der richtigen Präparationsmethode kann man einen großen Teil der Blüte auf einem Objektträger präparieren, ohne die Mikrosporenmutterzellen zu beschädigen. So hat man zwar auch jede Menge somatische (normale) Zellen, man kann die meiotischen aber sehr leicht durch ihre Größe unterscheiden. Jetzt geht es nur noch darum, die DNA sichtbar zu machen. Das geht ganz einfach mit einem Fluoreszenzfarbstoff wie DAPI, der nach einer Bindung an doppelsträngige DNA blau leuchtet, wenn er mit UV-Licht angestrahlt wird [1]. Und schon kann man sich die Präparate am Mikroskop ansehen!
Im Bild oben sieht man übrigens das Stadium “Pachytän”, bei dem die homologen Chromosomen der Eltern aneinander gelagert werden und die Rekombination stattfindet. Toll ist an dem Bild, dass hier ein Stadium, das nur wenige Stunden (verglichen mit der 6-8 Wochen langen Lebenszeit von Arabidopsis) lang dauert, gleich fünfmal nebeneinander zu liegen kommt, noch dazu im Kreis. Manchmal sucht man nach nur einem Stadium Stunden…
Danke an Monika, Andy und Johannes, dass ich euer Bild zweitverwerten darf!
[1] Übrigens: Die vielen hellen Punkte in den Zellen müssen ja auch DNA sein, die von DAPI angefärbt wurde. Alles Mitochondrien!
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» von Alexander Knoll
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