Kompartimentierung und Membranbau von Herzmuskel-Mitochondrien in Darstellungen durch die Gefrierätztechnik

Zusammenfassung An Herzmuskelmitochondrien wird bei Präparation mit der Gefrierätztechnik — im Gegensatz zum Zellkern — die Außenfläche der inneren Membran nicht freigelegt. Es werden zu der äußeren Membran parallel verlaufende Brüche und Querbrüche zu der Innenmembran gezeigt. Die entstehenden Flächen werden mit solchen in Öl- und Lecithinemulsionen verglichen. Übereinstimmung ergibt sich an Querbrüchen in der Dicke bimolekularer Lipoidschichten des Lecithinmodells und der nativen Membranen sowie in einem Dekorationseffekt an deren hydrophilen Außenkanten. Die Lecithinschichten zeigen einen höheren Grad der Ordnung als die Lipoidkomponente der nativen Membranen. Erhebliche Unterschiede zeigen Bruchflächen in den Ebenen der Schichtungen von Lecithin und von Mitochondrienmembranen.Es wird vermutet, daß eine hohe Enzymkonzentration im äußeren Mitochondrienkompartiment zur Bildung eines Gels führt, während andere Zellkompartimente flüssige Sole enthalten.

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Compartments and membrane structure in freeze-etched heart muscle mitochondria

Summary Freeze-etched heart muscle mitochondria — in contrast to cell nuclei — do not expose the outer surface of the inner membrane. Fractured faces parallel to the outer membrane and across the inner membrane are compared with fractures through oil- and lecithin emulsions. The thickness and a decoration effect along the hydrophilic interface of bimolecular leaflets of lecithin correspond with those of the lipid component in membrane layers. Lecithin layers, however, show a higher degree of order than the lipid component of native membranes. It is suggested that a high concentration of enzymes in the outer compartment gives rise to the formation of a semi-solid gel in contrast to the liquid sols of other cell compartments.

     

Uneinheitlicher Phänotyp bei Partialtrisomie 4q

Zusammenfassung Es wird über die klinischen und cytogenetischen Befunde bei 3 nichtverwandten Patienten mit Partialtrisomie 4q berichtet. In 2 Fällen ist die Chromosomen-aberration durch eine balancierte elterliche Translokation entstanden (t(3p+;4q-) und t(4q-;18q+)) während im 3. Fall eine spontane invertierte Insertion von 4q22q34 in 4q34 angenommen wird.Ein Vergleich der Symptomatik dieser Patienten mit 7 Fällen aus der Literatur läßt keinen einheitlichen Phänotyp erkennen.

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Phenotypic variation in partial trisomy 4q

Summary The clinical and cytogenetic data of 3 non-related patients who have a partial trisomy 4q in common are reported. The chromosome aberration originated from a parental balanced translocation in 2 cases (t(3p+;4-) and t(4q-;18q+)); in the 3rd case an inverted insertion of 4q22q34 into 4q34 occured spontaneously.A comparison of the symptoms exhibited by these probands and 7 cases from the literature gives no indication of an uniform phaenotype of this aberration.

     

Photoregeneration und Bereichseinstellung der Empfindlichkeit beim UV-Rezeptor

Zusammenfassung Der Verlauf der Dunkeladaptation bei den UV-Rezeptoren vonAscalaphus macaronius nach UV-Helladaptation ist stark abhängig von der Beleuchtungsstärke und der Beleuchtungsdauer (Abb. 1–3). Geringe Beleuchtungsstärken und kurze Belichtungszeiten, die die P 345-Konzentration nur gering herabsetzen, bedingen eine Erhöhung der Empfindlichkeit. Höhere Beleuchtungsstärken und längere Beliohtungszeiten, die die P 345-Konzentration stärker herabsetzen, erniedrigen die Empfindlichkeit der Rezeptoren. Dann ist Blaustrahlung notwendig um die Empfindlichkeit wieder anzuheben.Nach gleichzeitiger Belichtung mit UV- und Blau-Strahlung (Abb. 4–7) steigt die Empfindlichkeit auf Werte an, die abhängig sind vom Verhältnis der IntensitätJ _blue/J _uv.

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Photoregeneration and sensitivity control in UV-photoreceptors

Summary The frontal eye of the NeuropteranAscalaphus macaronius is sensitive to uv-light only. The time course of dark adaptation depends on intensity and duration of the uv-adapting light (Figs. 1–3). Low intensity or short strong uv-illumination, which reduce the amount of P 345 only a little, causes an increase in sensitivity. Reducing the P 345-concentration by higher light intensities or by long illumination results in a decrease of sensitivity. This decrease is restored by blue light only.After illumination with mixtures of uv- and blue light the sensitivity increase to values depending on the ratio of the intensitiesJ _blue/J _uv Illumination withJ _blue/J _uv-ratios, comparable with the spectral light composition of the sky, provokes an increase in sensitivity to maximal values.These results demonstrate, that the light of the sky keeps the receptors maximally uv-sensitive.

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Mit Unterstützung durch die DFG, Schwerpunktsprogramm Rezeptorphysiologie und SFB 114.

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Mit Unterstützung durch den jugoslawischen SBK-Fond.     

Response of membrane-bound ATPase ofMicrococcus luteus to heat and ultraviolet light

Summary It is shown that the properties of ATPase (EC 3.6.1.3) ofMicrococcus luteus depend only to some extent on the state of the membrane to which it is attached. Its interaction with the membrane appears to be largely controlled by polar forces. It is shown, however, that the UV-sensitivity of the membrane-bound ATPase is also significantly influenced by the state of membrane lipids.

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Zusammenfassung Es wird gezeigt, daß das Verhalten der membrangebundenen ATPase (EC 3.6.1.3) inMicrococcus luteus im allgemeinen wenig vom Zustand der Membran abhängt. Ihre Wechselwirkung mit der Membran wird offenbar weitgehend durch polare Kräfte bestimmt. Jedooh zeigt die UV-Inaktivierung der membrangebundenen ATPase, daß ihre UV-Empfindlichkeit und damit ihr Zustand nicht völlig unabhängig von der Struktur der Membran-Lipide beurteilt werden darf.

     

Zur funktionellen Bedeutung der osmiophilen Granula in Herzorganen niederer Vertebraten

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Herzen niederer Vertebraten (Frosch, Forelle, Goldfisch) und am Lymphherzen des Frosches zeigen, daß osmiophile intrazelluläre Granula (800–1300 Å) als Ausdruck sekretorischer Funktionen der Herzmuskelzellen bei verschiedenen poikilothermen Vertebraten vorkommen. — Innerhalb der Granulaansammlungen in Muskelzellen des Froschventrikels werden neben Dictyosomen, Vesikeln und Multivesikulärkörpern besondere Multivesikulärkörper mit Dichtekern gefunden. Übereinstimmende vesikuläre Substruktur dieses Dichtekerns und der spezifischen Granula sowie der Übergangsformen ergeben eine morphogenetische Reihe: Golgiapparat Multivesikulärkörper Multivesikulärkörper mit Dichtekern spezifisches Granulum. — Zwischen den Muskelzellen des Rana-Herzens wird wie bei Cyclostomen ein Zelltyp mit osmiophilen Granula gefunden, die in Größe und Struktur auch den Granula in den terminalen adrenergen Nervenfasern des Froschherzens entsprechen.Vieltägige Isolation des Froschherzens unter physiologischen Bedingungen sowie Inkubierung oder längere Behandlung isolierter Forschherzen mit Reserpin führt zum Abbau der spezifischen Granula. Oxypertin und Acetylcholin haben nur geringen Einfluß auf deren Größe, Struktur und Zahl. L-Dopa und Adrenalin wirken einer isolationsbedingten Reduktion der Granula entgegen. — Fluoreszenzmikroskopisch kann am Rana-Herzen intramuskulär eine auf Catecholamine hindeutende punktartige Gelbgrün-Fluoreszenz nachgewiesen werden. Nach Rückgang des Granulagehaltes durch Reserpin zeigt das isolierte Froschherz eine Sensibilisierung für Acetylcholin und Adrenalin.Es ist wahrscheinlich, daß die spezifischen Granula in den Herzorganen der untersuchten Arten (wie die entsprechenden Strukturen im Cyclostomenherzen) Catecholamine speichern, die für eine gleichbleibende Erregbarkeit der Muskelfasern von Bedeutung sein könnten.

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Function of the osmiophilic granules in the heart-organs of lower vertebratesA comparative electron microscopic and pharmacological study on the isolated heart of frog and other poikilothermic vertebrates

Summary Electron microscopic studies of the hearts of lower vertebrates (frog, trout, goldfish) and of the lymph-heart (frog) show that osmiophilic intracellular granules probably are related to secretory functions of cardiac muscle cells in poikilothermic vertebrates. — Beside dictyosomes, vesicles, and usual multivesicular bodies, a special type of multivesicular body with a dense core is found among the granules in the muscle cells of the frog's ventricle. The vesicular substructure of this dense core, and the specific granules as well as the intermediate forms suggest the following morphogenetic process: Golgisystem multivesicular body multivesicular body with a dense core specific granule. Between the muscle cells of the heart of Rana, as well as with Cyclostomata, a cell type with osmiophilic granules can be found corresponding in size and structure to the adrenergic terminals of the frog's heart.Many days' isolation of the frog's heart under physiological conditions, as well as incubation, or longer treatment of isolated hearts of frogs with reserpine leads to the dissolution of the specific granules. Oxypertin and acetylcholine have only little influence on the size, structure, and number of granules. L-Dopa and adrenalin appose a reduction of granules caused by isolation. Fluorescence microscopic results show a point-like yellow-green fluorescence in the heart of Rana, pointing to an accumulation of catecholamines intramuscularly.— After reduction of the content of granules by reserpine, the isolated frog's heart shows a higher sensitivity to acetylcholine and adrenalin.It is, therefore, probable that the specific granules store catecholamines in the heart organs of the investigated species in the same way as corresponding structures do in the hearts of Cyclostomata. These catecholamines are possibly important for a continual irritability of the cardiac muscle fibres in poikilothermic vertebrates.

Frau A. Beyerle-v. Wehren sei für ihre wertvolle technische Unterstützung gedankt.     

Strukturelle Grundlagen des Parasitismus beiOrobanche

Zusammenfassung Innerhalb des Haustoriums vonOrobanche werden zur Assimilatleitung besondere Zellen ausgebildet. Diese zeigen viele Merkmale der typischen Siebelement-Differenzierung: Tonoplastenverlust, Kernverlust, Veränderung der Plastiden und Mitochondrien. Während der Entwicklung der haustorialen Siebröhren bleiben die Ribosomen jedoch in großer Dichte vorübergehend erhalten. Dieses Zwischenstadium der Siebelemententwicklung wird von uns als Übergangssiebelement bezeichnet. Erst mit der Desintegration der Ribosomen treten die typischen Plasmafilamente angiospermer Siebröhren auf, die Plasmodesmen werden zu Siebporen erweitert. Charakteristisch für die haustorialen Siebelemente ist ein glattes zisternales, wandständiges ER, das um so stärker ausgebildet ist, je näher die Parasitenzelle an der Wirtssiebröhre liegt.Ein direkter Anschluß dieser umdifferenzierten Zellen an die Wirtssiebröhren wird jedoch nicht beobachtet. Stets ist zwischen den Leitelementen beider Organismen mindestens eine Kontaktzelle ausgebildet, die einen normalen, wenngleich besonders dicht strukturierten Protoplasten zeigt. Es werden keine plasmatischen Verbindungen zwischenOrobanche und ihrem Wirt gefunden.Die Befunde anOrobanche werden mit denjenigen an anderen parasitischen Pflanzen verglichen.

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Structural features of parasitism ofOrobanche II. The differentiation of assimilate conducting elements within the haustorium

Summary Within the haustorium ofOrobanche special assimilate conducting cells are developed. These cells show many typical features of sieve element differentiation: disintegration of tonoplast and nucleus, structural changes of plastids and mitochondria. The ribosomes however persist in high quantity in the developing sieve element. We call this intermediate stage of sieve element differentiation transition-sieve element. Only after disappearance of ribosomes the typical plasmatic filaments of angiosperm sieve tubes appear and plasmodesmata dilate to sieve pores. A smooth surfaced ER adjacent to the wall, is specific for haustorial sieve elements. The closer the parasitic cell lies to the host sieve tube, the better ER is developed. However a direct contact of this specialized cell to the host sieve tube was not observed. There is always a particular contact cell, showing a normal protoplast of high density. No plasmatic connections betweenOrobanche and its host are detected. These findings onOrobanche are compared with those on other parasitic plants.

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Wir danken FrauChristl Glockmann für ihre verantwortungsvolle Mitarbeit. Die Untersuchungen wurden durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.     

A systems theoretical approach to biological membranes

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die Eindeutigkeit der Beschreibung erregbarer Membranen mit Hilfe von Ersatzschaltungen untersucht. Bei Voraussetzung der Existenz verschiedener Membrankanäle für den Ionentransport läßt sich unter Berücksichtigung nichtlinearer Eigenschaften eine weitgehend eindeutige Ersatzschaltung für einen Kanal angeben. Als wesentliches Kriterium erweist sich dabei das Vorhandensein eines konstanten Gleichgewichts-potentials für jeden Kanal. Der lonentransport durch die Membran wird durch ein einfaches Elektrodiffusionsmodell beschrieben. Hierin ist der Potentialverlauf in der Membran durch physiko-chemische Eigenschaften der Membran und nicht durch die transportierten Ionen bestimmt. Die Leitfähigkeit eines bestimmten Kanals verändert eine Steuervariable, deren Wert sich mit Hilfe einer algebraischen Beziehung aus den Zustandsvariablen eines linearen Differentialgleichungssystems ergibt (dessen Koeffizienten vom Potential über der Zellmembran abhängen). Die Zusammenfassung mehrerer Kanäle (passives Transportsystem) und die Einführung von Stromgeneratoren für den aktiven Transport (deren Effektivität von der chemischen Zusammensetzung der an die Membran angrenzenden Lösungen abhängt) führt zu einer allgemeinen Ersatzschaltung für die erregbare Membran. Die so gewonnene Beschreibung ist hinreichend allgemeingültig, um als Grundlage für die Analyse von Problemen der Informationsverarbeitung im Nervensystem bzw. für die weitere Aufklärung der in der erregbaren Membran ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse zu dienen.

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Presented in part at the IV. Intern. Biophysics Congress, Moscow, August 1972.     

Factors influencing the infestation of a bean field by Aphis fabae Scop

The infestation pattern in a bean field is related to the effects of shelter on the activity of the migrants and developing apterous colonies.

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Zusammemfassung Frühlingsmigranten von Aphis fabae, die ein Bohnenfeld befielen, waren hauptsächlich auf die Bestandsränder beschränkt, wo die von ihnen begründeten Kolonien Randbefall bildeten. Der Initialbefall nahm in der auf die primäre Migration folgenden Zeit an Dichte und Ausmaß zu, wobei die Befallsverteilung im wesentlichen die gleiche blieb wie die von den primären Zufliegern erzeugte. Der Innenteil des Feldes wurde allgemeiner befallen, als ein kleiner Teil der im Felde herangewachsenen Geflügelten in den Bestand eindrang und diesen Teil des Feldes besiedelte; jedoch faßte der Befall nicht Fuß.Auf der geschützten Leeseite des Feldes entwickelte sich ein viel schwererer Befall, obwohl die Anzahl der hier festgestellten Migranten nicht größer war als an jeder anderen Seite des Feldes. Es wird daraus geschlossen, daß die verhältnismäßig ruhigen Bedingungen auf dieser geschützten Seite eine größere Flugaktivität der einfallenden Frühjahrszuwanderer gestattete und daher jeder von ihnen eine größere Anzahl von Pflanzen infizierte als die Migranten in anderen Teilen des Feldes. Es wird angenommen, daß physikalische Wirkungen des Windschutzes, z.B. höhere Temperaturen, Ursache dafür waren, daß an dieser Seite größere Kolonien beobachtet wurden.

     

Studies in diurnal rhythms ix the water-relations of some nocturnal tropical arthropods

The rate of water-loss from tropical African centipedes (Rbysida nuda and Ethmostigmus trigonopodus) and millipedes (Oxydesmus platycercus and Ophistreptus sp.) is proportional to the saturation deficiency of the atmosphere. These animals therefore resemble forms from temperate and desert regions in this aspect of their physiology. Their nocturnal habits are probably related to their high rate of transpiration. The endogenous 24-hour rhythm shows a slight retardation in constant light and an acceleration in darkness. The probable function of this is to synchronize it with diurnal environmental changes. The West African scorpion, Pandinus imperator, has a critical temperature considerably lower than those of desert species and comparable with that of the Italian Euscorpius germanus.

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Zusammenfassung Bie den tropischen afrikanischen Hundertfüßlern Rhysida nuda und Ethmostigmus trigonopodus, den Tausendfüßlern Oxydesmus platycercus und Ophistreptus sp. sowie bei dem Skorpion Pandinus imperator wurden die Wasserverlustraten durch Wägen der Individuen bestimmt, die über Phosphorpentoxyd in konischen Flaschen aufgehängt wurden, die in ein Wasserbad tauchten. Die Tiere wurden jeder Temperatur 20 Minuten lang ausgesetzt, bevor der durch Evaporation bedingte Betrag des Wasserverlustes bestimmt wurde. Es wird gezeigt, daß diese Methode wertvolle Vergleiche zwischen den verschiedenen Arten zu ziehen gestattet. Sowohl bei Hundertfüßlern wie auch bei Tausendfüßlern erwies sich die Transpiration als proportional zum Sättigungsdefizit der Luft. Diese Tiere ähneln deshalb in diesem Punkte ihrer Physiologie Arten aus gemäßigten und Wüsten-Gebieten.Ihre nächtliche Lebensweise, die mittels Aktographen festgestellt wurde, steht wahrscheinlich in Beziehung zu der vergleichsweise hohen Wasserverlustrate. Der endogene diurnale Rhythmus ziegt eine leichte Verzögerung bei Dauerbelechtung und eine Beschleunigung bei Dunkelheit. Auf diese Weise wird wahrscheinlich die Periodizität dieser Tiere mit dem 24-Stunden-Rhythmus der Umgebung synchronisiert.Die kritsche Temperatur des westafrikanischen Skorpions Pandinus imperator liegt beträchtlich niedriger als die der Wüsten-Arten und ähnelt der des italienischen Euscorpius germanus. Es wird vermutet, daß in diesem Falle die nächtliche Lebensweise in Beziehung steht zu der Gefährdung des großen, langsamen Tieres durch räuberische Wirbeltiere.Es wird geschlossen, daß im allgemeinen die Transpirationsrate in Beziehung zum Habitat steht und bei Wüstenbewohnern am niedrigsten ist.

     

The mutation ofEscherichia coli to resistance to bacteriophages Tl and Tls

Summary The number of phage-resistant mutants in unirradiated and in ultraviolet-irradiated cultures ofE. coli strains B and B/r is usually greater when the selecting agent is Tls. It is shown that this cannot be explained by a) completely independent gene changes, b) the presence of host range phage mutants or c) new mutations due to prolonged survival of wild type bacteria in the prescence of phage. Evidence is presented which indicates that the difference in selection by Tl and Tls may be explained satisfactorily by the presence of incompletely expressed bacterial mutants in the cultures before plating. This constitutes indirect evidence for a phenotypic lag. It is shown further that the development of resistance to Tls probably precedes the development of full resistance to both phages.The appearance of new ultraviolet-induced mutations, selected by Tls, is found to fulfill expectations based on the existence of such a phenotypic lag.

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Zusammenfassung Die Anzahl der phagenresistenten Mutanten in unbestrahlten und UV-bestrahlten Kulturen derE. coli Stämme B und B/r ist im allgemeinen größer, wenn die Selektion mit Tls durchgeführt wird. Dieses kann nicht erklärt werden durch a) vollständig unabhängige Genveränderungen, b) die Gegenwart von hostrange Phagenmutanten, oder c) neue Mutationen bedingt durch längeres Überleben von Wildtypus-Bakterien in der Gegenwart von Phagen. Es wird gezeigt, daß der Unterschied in der Selektion von Tl und Tls ausreichend erklärt werden kann durch die Gegenwart von unvollständig manifestierten Bakterienmutanten, die vor dem plating in den Kulturen vorhanden sind. Dieses bildet indirekten Beweis für eine phänotypische Lagphase. Es wird weiterhin gezeigt, daß die Entwicklung der Resistenz gegenüber Tls wahrscheinlich der Entwicklung von Vollresistenz gegenüber beiden Phagen vorangeht.Das Auftreten von neuen UV-induzierten, durch Tls selektierten Mutanten stimmt mit dem Vorhandensein einer derartigen phänotypischen Lagphase überein.

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With 6 Figures in the text.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Innenversilberung der Sehnenfibrillen

Zusammenfassung 1. Die Behandlung der nativen und formolfixierten Sehnenfibrillen mit einer ammoniakalischen Silberlösung führt immer zu einer Einlagerung von Silberpartikeln in den D-Teilen der Fibrillen.2. Bei den nativen Fibrillen liegen die Silberkörner in einem, zwei oder drei Streifen im D-Teil.3. In den formolfixierten Fibrillen ist das Silber nur in einem Streifen vorhanden.4. Die Behandlung der nativen und formolfixierten Sehnenfibrillen mit anderen Silbersalzen führt zu keiner Versilberung der Fibrillen.5. Die Behandlung der nativen Sehnenfibrillen mit neutraler Kochsalzlösung oder Trypsin und anschließender Versilberung führt zu keiner wesentlichen Änderung des Silberbildes.6. Hyaluronidase-, Citratpuffer- und Perjodateinwirkung auf native Sehnenfibrillen mit anschließender Versilberung führt zu keiner Innenversilberung der D-Teile.7. Acetylierung und Behandlung mit Bisulfit der nativen Fibrillen und anschließender Versilberung mit ammoniakalischer Silberlösung verhindert eine Innenversilberung der D-Teile.8. Die formolfixierten Fibrillen zeigen eine Innenversilberung der D-Teile nach einer Vorbehandlung mit einer neutralen Kochsalzlösung, Citratpuffer, Hyaluronidase, Trypsin und Perjodat. Nur die Acetylierung und die Behandlung mit Bisulfit verhindert eine Innenversilberung.9. Die Innenversilberung der Sehnenfibrillen durch eine ammoniakalische Silberlösung wird weder durch Licht noch durch Chloride oder lichtempfindliche Silbereiweißverbindungen hervorgerufen.10. Die Versilberung in den D-Teilen wird durch Stoffe in den Fibrillen bewirkt, die Silber aus einer ammoniakalischen Silberlösung ausfällen können.11. Die reduzierenden Stoffe haben enge Beziehungen zur citratlöslichen Fraktion und sind perjodat- und hyaluronidaseempfindlich. Formalinfixierung beeinflußt diesen Versilberungsmodus durch ein vermehrtes Auftreten von Querbindungen.12. Die Sonderstellung der ammoniakalischen Silberlösung für die Innenversilberung wird diskutiert. Sie kann stereochemische Gründe haben oder durch die große Beständigkeitskonstante erklärt werden.13. Das Ausfallen von metallischem Silber in den D-Teilen der Sehnenfibrillen kann nicht mit dem photographischen Prozeß in Verbindung gebracht werden. Das gilt auch für die Bindegewebsversilberung nachGömöri.14. Die Silberorte in den D-Teilen lassen sich nur teilweise mit den bekannten Querstreifungsbildern nach Osmium- oder Phosphorwolframsäurefixierung in Beziehung setzen.

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Summary 1. After treatment of native or formalin-fixed tendon fibrils with an ammoniacal silver solution, silver particles are deposited in the D-bands of the fibrils. In the native fibrils these are arranged in one, two or three striae per band, but after formalin fixation they lie in one stria only.2. No external reducing agent is necessary for the production of the particles.3. Pretreatment of native fibrils with neutral salt solution or with trypsin has no effect on subsequent silvering. On the other hand, silvering is abolished by treatment with hyaluronidase, citrate buffer or periodate and also by acetylation and bisulphite.4. Formalin-fixed fibrils show the silvering effect after all these procedures except acetylation or bisulphite treatment.5. It is postulated that silvering of the D-bands is due to reducing substances which can precipitate silver from ammonical solutions and that formalin influences the process by the production of cross linkages.

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Mit 6 Textabbildungen

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Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Verlagerungsfähigkeit des Zellinhaltes der Zwiebelschuppen von Allium cepa durch Zentrifugierung

Die Behandlung lebender Zellen mit der Zentrifuge veranlaßt in ihnen eine Verlagerung der toten und lebenden Bestandteile, wofern diese verschiedenes spezifisches Gewicht haben. Eine Verlagerung wird mit um so geringeren Zentrifugalkräften zu erreichen sein, je größer der Unterschied im spezifischen Gewicht benachbarter Teile ist, und je geringer diejenigen Kräfte sind, welche einer Bewegung der Teilchen entgegenwirken. Ihre Bewegung wird durch hohe Viskosität, andererseits durch Adhäsion an anderen Teilen, z. B. an der Membran, beeinflußt.Im folgenden soll von den durch Zentrifugenbehandlung erreichbaren Verlagerungen der Bestandteile lebender Zellen die Rede sein, sowie von den inneren und äußeren Faktoren, welche auf die Verlagerung Einfluß gewinnen können.Alle meine Untersuchungen wurden an den Geweben der Zwiebelschuppen (Allium cepa) ausgeführt. Ich ließ die Zentrifuge zunächst auf dünne, mit einer scharfen Rasierklinge abgeschnittene Epidermislamellen wirken und verfuhr dabei derart, daß ich die Schnitte mit einem Wattebausch in halb mit Wasser oder Lösungen gefüllten Köhren in einem Abstand von ca. 15 cm vom Zentrum in fixe Lage brachte. Weiterhin wurden aus den Zwiebelschuppen Gewebeprismen herausgeschnitten und zentrifugiert. Schließlich wurden auch ganze, intakte Zwiebeln geschleudert und die Zentrifugenwirkung an den aus ihnen angefertigten Epidermisschnitten geprüft.Neben frischen turgeszenten Epidermiszellen wurden in weiteren Versuchsserien Epidermisschnitte, die vorher mit verschiedenen Plasmolyticis behandelt worden waren, der Zentrifugenbehandlung ausgesetzt.Die Zentrifugenschnelligkeit schwankte zwischen 1200 und 3000 Umdrehungen in der Minute, entsprechend einer Fliehkraft von 375 bis 1500 g. Die Wirkungsunterschiede sind innerhalb dieser Grenzen bedeutungslos wie mehrere Versuche gezeigt haben; meistens habe ich mich mit einer Schnelligkeit von 1500 Umdrehungen begnügt.

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Seinem Leiter, Herrn Professor Dr. Küster, möchte ich hiermit meinen herzlichsten Dank für sein stetes Entgegenkommen aussprechen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den Tentakeln vonLanice conchilega (Polychaeta,Sedentaria)

Zusammenfassung 1. Die glatten Tentakel vonLanice conchilega Pallas wurden in bezug auf ihre Feinstruktur untersucht.2. Den äußeren Abschluß des Tentakels bildet eine Kutikula, die eine deutliche Zonierung aufweist. Der Kutikula liegt eine Schicht osmiophiler Granula auf.3. An die Kutikula schließt sich eine einschichtige Epidermis an. Diese enthält Sekret- und Sinneszellen.4. Die Sekretzellen treten gehäuft in der Tentakelspitze und weniger oft in dem übrigen Tentakel auf. Je nach Lage der Sekretzellen wird ein unterschiedliches Freiwerden der Sekrete beobachtet.5. Von der Tentakelspitze bis zum Mund verläuft eine Flimmerrinne. Eingehend wird der Feinbau der Kinocilien und ihrer Cilienwurzeln behandelt.6. Es werden drei Typen von Sinneszellen beschrieben, von denen wahrscheinlich zwei chemorezeptorische und eine mechanorezeptorische Funktionen wahrnehmen.7. Auf die Epidermis folgt ein Hautmuskelschlauch. Dieser besteht aus einer schwach ausgebildeten Ringmuskulatur und einer wesentlich stärkeren Längsmuskulatur.8. Den Abschluß zum Tentakelhohlraum bildet ein Coelothel mit vereinzelt auftretenden Coelothelwimpern.9. Die Coelomflüssigkeit enthält Coelomocyten, die dem Typ der Lymphocyten zugeordnet werden können.

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Electron microscope studies on the tentacles ofLanice conchilega (Polychaeta, Sedentaria)

The structure of the smooth tentacles inLanice conchilega Pallas was studied employing an electron microscope. The monolayered tentacle epithelium is covered by a zonated cuticle which bears a granular border. Specialized cells of the epithelium comprise secretory cells and three types of sensory cell (one mechanoreceptor and two chemoreceptors). The kinocilia of the ciliated grooves possess two types of rootlets, one of which connects the basal bodies of neighbouring cilia. Below the epithelium are located layers of circular and longitudinal muscles. The wall of the tentacle cavity is composed of a coelothelium which bears only few cilia. The coelomic fluid contains coelomocytes (lymphocytes).

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

The encoder mechanism of receptor neurons

Zusammenfassung Ausgehend von den elektrischen Vorgängen an der erregbaren Membran wird der Kodierungsprozeß untersucht. Eine Leitwert-Potential-Beziehung als Bedingung für die Impulsauslösung gestattet eine detaillierte Analyse bei verschiedenen Eingangssignalen. Bei der Ansteuerung mit einem Leitwert erfolgt die Sättigung der Umsetzungskennlinie des Kodierers erheblich früher als bei Stromeingang. Auch das Phänomen des over-stretch wird vom Modell erklärt. Zur Kleinsignalanalyse wird die Theorie der Systeme mit zeitvariablen Parametern angewendet. Die Übertragungsfunktion des Kodierers setzt sich in vielen Fällen additiv aus denen mehrerer Leckstrom-Integratoren mit unterschiedlichen Zeitkonstanten zusammen. Auch die teilweise beobachtete Abhängigkeit der Parameter von der Trägerfrequenz wird modellmäßig erfaßt. Die Adaptationsvorgänge im Kodierer beruhen auf einer intracellulären Anhäufung von Natriumionen während der Impulsabgabe. Die Aktivierung der Ionenpumpe bewirkt einen zusätzlichen Stromfluß, wodurch sich die abgegebene Impulsfrequenz verringert. Bei größeren Ansteuerungen trägt die durch langsame Kalium- und Natriuminaktivierung auftretende Verschiebung der Impulsauslösecharakteristik ebenfalls zur Adaptation bei. Die Betrachtungen, obwohl allgemeingültig für den biologischen Mechanismus der Impulsentstehung und Kodierung, wurden im Rahmen der Arbeit nur auf experimentelle Befunde an Receptorneuronen begrenzt. Für das Motoneuron und Neuronen in verarbeitenden Schichten müssen zusätzlich die Summation synaptischer Vorgänge und statistische Verknüpfungen zwischen Eingangs- und Ausgangssignal berücksichtigt werden.

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Presented at the IV. Internat. Biophysics Congress, Moscow, August 7–14, 1972.     

Eine halbautomatische Chromosomenmeßmethode mit dem Koordinatenmeßtisch “Pencil Follower”

Zusammenfassung Es wird eine halbautomatische Chromosomenmeßmethode mit Hilfe eines Koordinatenmeßtisches beschrieben. Die Struktur der Chromosomen wird mit einem Impulsgeber (Pencil) abgefahren und dabei werden X,Y-Koordinaten automatisch auf einem Informationsträger erfaßt. Die PF 10-Meßmethode ist im Vergleich zu den üblichen manuellen Chromosomenmeßmethoden genauer und erlaubt die Auswertung von wesentlich mehr Chromosomenpräparaten.

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Semiautomated method to measure chromosomes with the coordinate-digitizer Pencil Follower

Summary A semiautomated method to measure chromosomes with the aid of a coordinatetable was discribed. The X,Y coordinates of every chromosome were recorded on paper tape by the PF 10 Pencil Follower. In comparison to the hand measurements the PF 10 method is more accurate and faster.

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Die Untersuchungen wurden finanziert mit Hilfe von Forschungsmitteln des Landes Niedersachsen, der NATO und der Stiftung Volkswagenwerk.     

The effect of multiplicity of infection on recombination values in bacteriophageT 4 D

Zusammenfassung In Massenlysaten und Einzelwürfen vonT 4-Kreuzungen steigt der Prozentsatz der Rekombinanten mit steigender Infektionsmultiplizität an, und zwar sowohl zwischen gekoppelten als auch zwischen ungekoppelten Genen. Dieser Befund stimmt mitTrautners (1960) Ergebnissen beiT 1-Kreuzungen überein. Der scheinbarte Widerspruch zuEpsteins (1958) früheren Resultaten beiT 4-Kreuzungen läßt sich erklären, da verschiedene Wirtsbakterien verwendet wurden.Es wird diskutiert, ob dieser Effekt durch die Annahme erklärt werden kann, daß die infizierenden Phagegenome bei der Rekombination brechen und daß die Bruchstellen zufallsgemäß über die Genome einer Phagenpopulation verteilt sind. Die beschriebenen Versuche schließen jedochTrautners Interpretation nicht aus, daß in der infizierten Bakterienzelle eine Topographie existiert, d. h., daß die verschiedenen Genotypen während der Vermehrung nach Einzelinfektion nicht so vollständig durchmischt werden wie nach Mehrfachinfektion.

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With 2 Figures in the Text     

Über die eigenartige Beziehung des elastischen Gerüstes zur glatten Muskulatur im extrapulmonalen Abschnitt der Lungenarterie des Menschen

Zusammenfassung An Hand von Flachschnitten durch die Gefäßwand wird gez eigt, daß das elastische Gerüst der Media der Lungenarterie und ihrer beiden Hauptäste durch eigenartige elastische Sternmembranen gebildet wird. Die Fortsätze dieser Membranen laufen nach allen Seiten in ein elastisches Faserwerk aus, das die einzelnen Sternmembranen miteinander verbindet und die radiär zur Membran gelagerten Muskelzellbündel einschließt. Die eigenartige Struktur der Arterienwand steht offenbar mit der besonderen Beanspruchung der Lungenschlagader im Zusammenhang und berechtigt ihre Sonderstellung unter den anderen Arterien.     

Beschleunigung der „Dunkeladaptation“ eines UV-Rezeptors durch sichtbare Strahlung

Zusammenfassung Elektrophysiologische Untersuchungen über das adaptive Verhalten der UV-Rezeptoren von Ascalaphus im Frontalauge zeigten, daß die Empfindlichkeit nach UV-Helladaptation durch Strahlung des sichtbaren Bereichs zwischen 420 und 550 nm erheblich beschleunigt wird. Die Wellenlänge 589 erwies sich als nahezu unwirksam, Strahlung im Bereich zwischen 460 und 480 nm war am wirksamsten. Die spektrale Empfindlichkeit für die regenerative Wirkung der sichtbaren Strahlung ist identisch mit der spektralen Absorptionswahrscheinlichkeit des thermostabilen Folgefarbstoffes B. Aus der spektralen Verteilung des Himmelslichtes und der spektralen Absorptionswahrscheinlichkeit für den UV-Sehfarbstoff und seinem Folgefarbstoff wird abgeleitet, daß der UV-Rezeptor ohne jede chemische Resynthese des Sehpigments, allein durch Quantenabsorption, seine Empfindlichkeit zu steuern vermag. Wie beim Tintenfischrezeptor (Eledone) wird das Rezeptorpotential nur durch Treffer am Ausgangsfarbstoff ausgelöst, nicht durch Treffer am Folgefarbstoff B.

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Acceleration of dark-adaptation by visible light in UV-receptors

Summary The adaptation of the ultra-violet (UV) receptors in the frontaleye of the insect Ascalaphus (Neuroptera) was studied by electrophysiological techniques. The measurements showed that the sensitivity increase after illumination by an UV adapting light is considerably accelerated by exposure to visible light with wavelengths between 420 and 550 nm (Figs. 1, 2). Most effective are the wavelengths between 460 and 480 nm (Table 1). The wavelength 589 nm has almost no effect. The spectral efficiency of the regenerative effect is identical to the probability that light quanta will be absorbed by the thermostable secondary pigment. The results suggest that the sensitivity of the UV receptor is determined solely by the absorption of light quanta, without any chemical resynthesis of visual pigment. As in cuttle-fish, a receptor potential is elicited only when light is absorbed by the primary pigment. Light absorption by the secondary pigment is ineffective.

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Mit Unterstützung durch die DFG, SFB Bionach.

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Mit Unterstützung durch die jugoslawischen SBK- und SFNR-Fonds.     

Hemmung glykogenbildender Enzyme durch 2,4-Dichlorphenoxyazetat (2,4-D)

Zusammenfassung An Schnitten vom Skelettmuskel der Ratte wird histochemisch die Hemmung glykogenbildender Enzyme durch 2,4-D in vitro nachgewiesen. Phosphorylase (Glucose-1-phosphatAmylose-Transglucosidase) und Transglucosidase (Amylo-1,6-Glucosidase, Branching Enzyme) werden durch Konzentrationen von 1 mM//l 2,4-D in der Inkubationslösung eben sichtbar gehemmt; bei 15 mM/l ist die Hemmung komplett und irreversibel. Weniger konstant ist die Wirkung von 2,4-D auf die UDPG-Glykogen-Synthetase. Die Hemmungskonzentrationen liegen hier etwa zwischen 8 und 30 mM/l 2,4-D. Es wird gezeigt, daß histochemisch die Hemmung der Phosphorylase und Transglucosidase weder kompetitiv zu G-1-p erfolgt, noch durch A-5-MP, Insulin-, Pyridoxal-5-Phosphatoder Cystein-Zusatz aufgehoben werden kann. Der mutmaßliche Mechanismus der Wirkung von 2,4-D auf die glykogenbildenden Enzyme und auf den Stoffwechsel mit dem Übergang zum Pentose-Phosphat-Zyclus bei der Pflanze und dem Anstieg der Glykolyse-Metabolite beim Warmblüter werden erörtert.

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Summary Inhibition of glycogen-forming enzymes by 2,4-D in vitro is histochemically established in sections of rat skeletal muscle. Phosphorylase (Glucose-1-phosphate amylosetransglucosidase) and transglucosidase (branching enzyme) are evenly inhibited at concentrations of 1 mM/l 2,4-D in the respective incubation media. Inhibition is complete and irreversible with 15 mM/l. Less constant results are obtained with UDPG-glycogen-synthetase. Respective concentrations vary between 8 and some 30 or more mM/l 2,4-D. Inhibition of phosphorylase and transglucosidase is histochemically shown neither being competitive to glucose-1-phosphate nor being antagonized by A-5-MP, insulin, pyridoxal-5-phosphate or cystein. The presumptive mode of action of 2,4-D on these enzymes and on metabolism, viz. on the metabolic shift to the pentose-phosphate-cycle in plants and on the increase of glycolytic metabolites in animals, are discussed.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.