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BFÖ 82: Henzler, T: Die Funktion von Wasserkanälen in pflanzlichen Zellmembranen und ihre Bedeutung für den Wassertransport in Wurzeln (15.5 Euro)
Henzler, T (2001)
Wasserkanalproteine (Aquaporine) sind in einer Vielzahl tierischer und pflanzlicher Gewebe entdeckt worden. Die meisten Untersuchungen beschränken sich jedoch auf chemische Charakterisierungen dieser Makromoleküle (Standardtechniken der Molekularbiologie). Zu wenig ist bekannt, welche Funktion Wasserkanäle bei Transportvorgängen auf der Ebene von Pflanzenmembranen haben und welche Rolle sie beim Transport durch ganze Gewebe (beispielsweise Wurzeln) spielen. Ferner fehlen physikalische und physiologische Untersuchungen der Wasserkanäle in den intakten Zellen und Geweben (molekulare Physiologie).
Die vorliegende Arbeit will dazu beitragen, diese Lücke zu schließen. Mit Hilfe von Wasser- und Stoffflussmessungen (Zell- und Wurzeldruckmesssonden, Drucktöpfe) konnten Transportparameter einzelner Zellen sowie ganzer Wurzelsegmente gemessen werden (hydraulische Leitfähigkeit, Permeabilitäts- und Reflexionskoeffizienten). Spezifische und reversible Inhibierung der Wasser- und Stoffflüsse ermöglichte eine detaillierte Abschätzung des Beitrags von Wasserkanälen zu den Transporteigenschaften ganzer Zellmembranen und Wurzeln. Dabei wurden unter anderem folgende Erkenntnisse gewonnen:
- Wasserkanäle vermitteln bis zu 93 % der Wasserleitfähigkeit von Membranen,
- Wasserstoffperoxid benutzt Wasserkanäle, um durch Membranen zu permeieren,
- Hydroxylradikale hemmen die Aktivität von Wasserkanälen reversibel,
- in Wurzeln wurde eine Korrelation der diurnalen Rhythmen der hydraulischen Leitfähigkeit und des Gehalts von mRNA von Wasserkanalproteinen gefunden.
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