methoden der Zellbio

- Lichtmikroskopische Methoden

- Elektronenmikroskopische Methoden

- Isolierung von Zellorganellen durch Zentrifugation

- Spezifischer Nachweis von Proteinen durch Antikörper

- Elektrophoretische Methoden zur Auftrennung komplexer

Proteingemische

- Molekularbiologische / genetische Methoden

- Biochemische und biophysikalische Methoden

 1590 Johannes und Zacharias JANSSEN: Erfindung des Mikroskops?

 1667 HOOKE prägt den Begriff ZELLE.

 um 1680 van LEEUWENHOEK entdeckt Einzeller, Spermatozoen und Bakterien.

 1838/39 SCHLEIDEN (Pflanzen) / SCHWANN (Tiere) Alle Lebewesen sind aus Zellen und ihren Produkten aufgebaut: ZELLTHEORIE.

 1857 KÖLLIKER beschreibt Mitochondrien in Muskelzellen.

 1882 KOCH benutzt Anilinfarbstoffe zum Anfärben von Bakterien und identifiziert die Erreger von Tuberkolose und Cholera.

 1898 GOLGI beschreibt den Golgiapparat.

 1941 COONS benutzt Fluoreszenzfarbstoffe um subzelluläre Strukturen zu markieren.

 1994 CHALIFE und Mitarbeiter führen das green fluorescent protein (GFP) als Marker in der Lichtmikroskopie ein.

 Alle Organismen bestehen aus einer oder mehreren Zellen

 Die Zelle ist die grundlegende Struktureinheit aller Organismen

Virchow:

 "Omnis cellula e cellula": Alle Zellen entstehen aus Zellen

200 nm

Proben für die Lichtmikroskopie sind oft fixiert,

dehydriert, geschnitten und gefärbt —> die Zellen sind tot

durch Phasenkontrast und Nomarski-Interferenz-

kontrast sichtbar machen

Green Fluorescent Protein (GFP) grün fluoreszierendes Protein

ca. 30 kDa

Bei Anregung mit blauem Licht (395 nm) zeigt das GFP eine grüne (510 nm) Fluoreszenz.

Wurde aus der Qualle Aequorea victoria isoliert.

„Taggen“ von Proteinen mit GFP:

- Das GFP Gen wird mit dem Gen eines Proteins gekoppelt.

- Diese rekombinante DNA wird in Zellen transformiert.

- Die Zellen synthetisieren nun ein chimäres Protein, welches sich in der Regel

wie das wildtypische Protein verhält und fluoreszenzmikroskopisch lokalisiert

werden kann.

STED-Mikroskopie (Stimulated Emission Depletion-Mikroskopie)

 1931 RUSKA baut das erste Transmissions-Elektronenmikroskop.

 1935 VON ARDENNE baut das erste Rasterelektronenmikroskop

 1939 SIEMENS & HALSKE produzieren das erste kommerzielle Transmissions- Elektronenmikroskop, das sog. Übermikroskop.

 1952 PALADE, PORTER und SJÖSTRAND u. A. entwickeln Methoden (chemische Fixierung, Ultradünnschnitt-Technik) mit deren Hilfe viele intrazelluläre Strukturen visualisiert werden können.

 1959 SINGER benutzt an Ferritin gekoppelte Antikörper um elektronenmikroskopisch spezifische Moleküle innerhalb von Zellen zu detektieren.

 1965 CAMBRIDGE INSTRUMENTS produziert das erste kommerzielle Rasterelektronenmikroskop.

 1968 DE ROSIER und KLUG entwickeln Techniken für die Rekonstruktion dreidimensionaler Strukturen aus elektronenmikroskopischen Aufnahmen.

 1997 CROWTHER, FULLER, FRANK bestimmen die Struktur von Viren und Ribosomen durch single-particle reconstruction.

 Entwicklung der Elektronen-Tomographie (versch. Arbeitsgruppen).

0,1 - 0,2 nm

(Auflösung ca. 100 - 200 x besser als im Lichtmikroskop!)

Negativkontrastierung

Mit Hilfe der Immunogold-Elektronenmikroskopie

können Proteine in Zellen mit sehr hoher Auflösung

lokalisiert werden.

Röntgenstrahl-Kristallographie

single-particle Kryoelektronen- mikroskopie (Suspensionen von Partikeln werden auf dem EM-Netzchen eingefroren und im gefrorenen Zustand im sog. Kryo-Transmissionselektronenmikroskop analysiert.)