Trennung und Charakterisierung cytoplasmatischer Partikel aus normaler und atmungsdefekter Bäckerhefe

Abstract

Um die Frage nach dem Vorliegen von Mitochondrien in der atmungsdefekten, cytoplasmatischen „petite“-Mutante von Saccharomyces cerevisiae zu klären, wurden aus schonend hergestellten Homogenaten normaler Bäckerhefe und der „petite“-Mutante die in der Zentrifuge zwischen 1500 und 26 300 g sedimentierenden cytoplasmatischen Partikel isoliert und im Saccharose-Dichtegradienten fraktioniert. Die erhaltenen Rohsedimente sowie die einzelnen Fraktionen wurden enzymatisch und elektronenmikroskopisch untersucht. Dichtegradienten-Gleichgewichtszentrifugierung des Sedimentes aus normaler Hefe ergab bei schonendem Homogenisieren zwei Banden, deren spezifisch leichtere (Dichte 1,19 g · cm -3) die Mitochondrien des Rohsedimentes in gereinigter Form enthielt. Die spezifisch schwerere Bande (Dichte 1,23 g · cm-3) bestand aus offenen oder geschlossenen Doppelmembranen, die eine sehr aktive, Mg2⊕ -stimulierte ATPase enthielten, jedoch frei von typisch mitochondralen und mikrosomalen Enzymen waren; diese Membranen sind vermutlich Trümmer des endoplasmatischen Retikulums der Hefezelle. Nach länger dauernder Homogenisierung der Zellen konnte noch eine dritte, meist sehr schwache, Bande beobachtet werden (Dichte 1,14 g · cm-3), die wahrscheinlich aus Mitochondrienfragmenten besteht. Die Auftrennung des Sedimentes der „petite“-Mutante ergab ein prinzipiell gleiches Bild. Auch bei der Mutante zeigten die Atmungsenzyme Succinatdehydrogenase und DPNH-Cytochrom-c-Reduktase eine charakteristische mitochondrale Verteilung im Gradienten (Dichte 1,19 g · cm-3); sie sind also an Mitochondrien gebunden. Von den getesteten Enzymen fehlte lediglich Cytochromoxydase. Die Menge der Mitochondrienfragmente sowie der spezifisch schwereren Membranfraktion (Dichte 1,19 g · cm -3) war meist stark vermehrt. Der Nachweis von Mitochondrien auch in der „petite“-Mutante ist mit jenen bisherigen Vorstellungen über diese erbliche Veränderung unvereinbar, die die Abwesenheit von Mitochondrien in der Mutante voraussetzen. Die bei der „petite“-Mutation ausfallenden extrachromosomalen Faktoren mit genetischer Kontinuität können also nicht mit den Mitochondrien identisch sein.