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<title>Magnetosom</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Magnetosom</span></h1>

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</div>

<p>Als <b>Magnetosom</b> bezeichnet man ein magnetisches Partikel in den Zellen von Lebewesen. Dieses <a href="Zellorganell" class="mw-redirect" title="Zellorganell">Zellorganell</a> bildet eine Basis für die Orientierung in Magnetfeldern, speziell im <a href="Erdmagnetfeld" title="Erdmagnetfeld">Magnetfeld der Erde</a>, und folglich auch für den <a href="Magnetsinn" title="Magnetsinn">Magnetsinn</a> von einigen Bakterien- und Tierarten.

</p><p>Magnetosomen bestehen aus <a href="Kristall" title="Kristall">Kristallen</a> von <a href="Magnetit" title="Magnetit">Magnetit</a> (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) oder <a href="Greigit" title="Greigit">Greigit</a> (Fe<sub>3</sub>S<sub>4</sub>), die durch <a href="Biomineralisation" title="Biomineralisation">Biomineralisation</a> entstehen. Sie haben einen Durchmesser von 40–90 nm und sind von einer <a href="Monolage" title="Monolage">Monolage</a> aus <a href="Phospholipid" class="mw-redirect" title="Phospholipid">Phospholipiden</a>, <a href="Protein" title="Protein">Proteinen</a> und <a href="Glykoprotein" class="mw-redirect" title="Glykoprotein">Glykoproteinen</a> umgeben. Diese einfache Hüllstruktur unterscheidet sich von der sogenannten <a href="Biomembran" title="Biomembran">Biomembran</a>, der eine <a href="Doppellipidschicht" title="Doppellipidschicht">Doppellipidschicht</a> zugrunde liegt.

</p><p>Die Gestalt der Magnetosomen variiert zwischen biologischen Arten stark. Sie kann würfel- bis quaderförmig und auch nagel- oder tropfenförmig sein. Je Zelle sind mehrere Magnetosomen enthalten, die darin Ketten bilden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Vorkommen">Vorkommen</h2></div>

<p>Magnetosomen finden sich sowohl bei prokaryotischen als auch bei eukaryotischen Organismen. Beispiele für <a href="Prokaryoten" title="Prokaryoten">Prokaryoten</a> sind die <a href="Bakterien" title="Bakterien">Bakterien</a> <i><a href="Magnetospirillum_gryphiswaldense" title="Magnetospirillum gryphiswaldense">Magnetospirillum gryphiswaldense</a></i> und <i><a href="Magnetospirillum_magnetotacticum" title="Magnetospirillum magnetotacticum">Magnetospirillum magnetotacticum</a></i>.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Jeder winzige Kristall im Magnetosom ist ein schwacher Dauermagnet, der alleine die Zelle nicht auszurichten vermag. Deswegen reiht das <a href="Zytoskelett" class="mw-redirect" title="Zytoskelett">Zytoskelett</a> 15 bis 30 Partikel linear in der Zellmitte an. Das Zytoskelett besorgt auch die Gleichverteilung und den Transport bei der Zellteilung.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Beispiele für Magnetosomen in <a href="Eukaryoten" title="Eukaryoten">Eukaryoten</a> finden sich bei <a href="Algen" class="mw-redirect" title="Algen">Algen</a> der Gattung <i>Anisonema</i>.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Auch bei anderen Eukaryoten wurden magnetische Partikel in Zellen bzw. Geweben im Zusammenhang mit <a href="Magnetotaxis" title="Magnetotaxis">Magnetotaxis</a>/Magnetorezeption nachgewiesen, wie z. B. bei <a href="Termiten" title="Termiten">Termiten</a>,<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> <a href="Honigbienen" title="Honigbienen">Honigbienen</a> (<i>Apis mellifera</i>)<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> <a href="Schmetterlinge" title="Schmetterlinge">Schmetterlingen</a>, <a href="Forelle" title="Forelle">Forellen</a>, <a href="Lachse" title="Lachse">Lachsen</a> (Gattung <i>Oncorhynchus</i>),<sup id="cite_ref-oncorhynchus_6-0" class="reference"><a href="#cite_note-oncorhynchus-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> <a href="Aalen" title="Aalen">Aalen</a>, <a href="Delfine" title="Delfine">Delfinen</a>, Zugvögeln,<sup id="cite_ref-8" class="reference"><a href="#cite_note-8"><span class="cite-bracket">[</span>8<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> <a href="Brieftaube" title="Brieftaube">Brieftauben</a>.<sup id="cite_ref-9" class="reference"><a href="#cite_note-9"><span class="cite-bracket">[</span>9<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

Doch bei diesen <a href="Organismus" title="Organismus">Organismen</a> ist das Vorhandensein von Magnetosomen nach obiger Definition, d. h. als strukturierte membranbegrenzte Zellkompartimente, nicht gesichert.<sup id="cite_ref-10" class="reference"><a href="#cite_note-10"><span class="cite-bracket">[</span>10<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Allerdings ist der Ausdruck Magnetosom z. B. für die Magnetorgane der Lachse vorgeschlagen worden.<sup id="cite_ref-oncorhynchus_6-1" class="reference"><a href="#cite_note-oncorhynchus-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Genetik">Genetik</h2></div>

<p>Magnetosomen sind komplexe Organelle, für deren Biosynthese und Organisation mehr als 30 Gene zuständig sind. Diese sind im Genom von <i>M. gryphiswaldense</i> in einer „Magnetosomeninsel“ angeordnet. Durch gentechnische Vervielfachung der Gengruppe gelang es, einen Überschuss an Magnetosomen auszulösen.<sup id="cite_ref-11" class="reference"><a href="#cite_note-11"><span class="cite-bracket">[</span>11<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>R. Blakemore: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/190/4212/377"><i>Magnetotactic bacteria.</i></a> In: <i><a href="Science" title="Science">Science</a>.</i> Band 190, Nr. 4212, S. 377–379, 24. Oktober 1975.</li>

<li>D.L. Balkwill, D. Maratea, R.P. Blakemore: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://jb.asm.org/cgi/reprint/141/3/1399.pdf"><i>Ultrastructure of a Magnetotactic Spirillum.</i></a> (PDF; 3,1 MB). In: <i>Journal Of Bacteriology.</i> Band 141, Nr. 3, März 1980, S. 1399–1408.</li>

<li>J. L. Kirschvink, A. Kobayashi-Kirschvink, B. J. Woodford: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.pnas.org/content/89/16/7683.abstract?ck=nck"><i>Magnetite biomineralization in the human brain.</i></a> In: <i><a href="Proceedings_of_the_National_Academy_of_Sciences_of_the_United_States_of_America" title="Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America">PNAS</a>.</i> Band 89, 1992, S. 7683–7687<br> Deutsche Übersetzung veröffentlicht in <i>Blick durch die Wissenschaft</i> am 6. Oktober 1992</li>

<li>Heng Zhang, Nicolas Menguy, Fuxian Wang, Karim Benzerara, Eric Leroy, Peiyu Liu, Wenqi Liu, Chunli Wang, Yongxin Pa, Zhibao Chen, Jinhua Li: Magnetotactic Coccus Strain SHHC-1 Affiliated to <i>Alphaproteobacteria</i> Forms Octahedral Magnetite Magnetosomes. In: Frontiers in Microbiology, Section Microbiological Chemistry and Geomicrobiology, Band 1, Nr. 8, 30. Mai 2017; <a href="https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00969" class="extiw external" title="doi:10.3389/fmicb.2017.00969">doi:10.3389/fmicb.2017.00969</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.researchgate.net/publication/317233000_Citation_Magnetotactic_Coccus_Strain_SHHC-1_Affiliated_to_Alphaproteobacteria_Forms_Octahedral_Magnetite_Magnetosomes">ResearchGate</a>, Epub März 2017</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><i>Magnetospirillum</i> ist die <a href="Mikrobe_des_Jahres" title="Mikrobe des Jahres">Mikrobe des Jahres</a> 2019.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Dirk Schüler, René Uebe: <i>Nanokristalle für die Magnetfeldorientierung: Biogenese von Magnetosomen.</i> In: <i>BIOspektrum.</i> 25, 2019: 22–25.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">F.F. Torres De Araujo, M.A. Pires, R.B. Fraenkel, C.E.M. Bicudo: <cite style="font-style:italic">Magnetite and Magnetotaxis in Algae</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Biophys. J.</cite> <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>50</span>, 1986, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>375–378</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/S0006-3495%2886%2983471-3">10.1016/S0006-3495(86)83471-3</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Magnetosom&rft.atitle=Magnetite+and+Magnetotaxis+in+Algae&rft.au=F.F.+Torres+De+Araujo%2C+M.A.+Pires%2C+R.B.+Fraenkel%2C+...&rft.btitle=Biophys.+J.&rft.date=1986&rft.doi=10.1016%2FS0006-3495%2886%2983471-3&rft.genre=book&rft.pages=375-378&rft.volume=50" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Barbara A. Maher: <i>Magnetite biomineralization in termites.</i> In: <i>Proceedings of the Royal Society, Biological Sciences.</i> Vol. 265(1397), S. 733–773, 22. April 1998 <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1689035/">PMC 1689035</a> (freier Volltext)</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">Deborah A. Kuterbach, Benjamin Walcott: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/126/1/375.pdf">Iron Containing Cells in the Honey-Bee (<i>Apis mellifera</i>)</a> (PDF; 3,1 MB). In: <i>J. exp. Bio.</i> 126, 1986, S. 375–387.</span>

</li>

<li id="cite_note-oncorhynchus-6"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-oncorhynchus_6-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-oncorhynchus_6-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text">S. Mann, N. H. C. Sparks, M. M. Walker, J. L. Kirschvink: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/140/1/35.pdf"><i>Ultrastructure, morphology, and organization of biogenic magnetite from sockeye salmon, Oncorhynchus nerka: implications for magnetoreception</i>.</a> (PDF; 5,6 MB). In: <i>J. exp. Bio.</i> 140, 1988, S. 35–49.</span>

</li>

<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text">J. L. Kirschvink, M. M. Walker, S.-B.Chang, A. E. Dizon, K. A. Peterson: <i>Chains of single-domain magnetite particles in the chinook salmon, Oncorhynchus tshawytscha.</i> In: <i>J. comp. Physiol.</i> 157, 1985, S. 375–38.</span>

</li>

<li id="cite_note-8"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-8">↑</a></span> <span class="reference-text">Robert C. Beason: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://icb.oxfordjournals.org/cgi/reprint/45/3/565.pdf"><i>Mechanisms of magnetic orientation in birds</i>.</a> (PDF; 120 kB). In: <i>Integr. Comp. Biol.</i> 45, 2005, S. 565–573.</span>

</li>

<li id="cite_note-9"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-9">↑</a></span> <span class="reference-text">C. Walcott, J. L. Gould J. L. Kirschvink: <i>Pigeons have magnets.</i> In: <i><a href="Science" title="Science">Science</a>.</i> Band 205, 1979, S. 1027–1031.</span>

</li>

<li id="cite_note-10"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-10">↑</a></span> <span class="reference-text">Gregory C Nordmann, Tobias Hochstoeger, David A Keays: <i>Magnetoreception: A sense without a receptor.</i> In: <i>PloS Biol.</i> 15,10, 2017, S. e2003234, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5695626/">PMC 5695626</a> (freier Volltext)</span>

</li>

<li id="cite_note-11"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-11">↑</a></span> <span class="reference-text">Anna Lohße, Isabel Kolinko, Oliver Raschdorf, René Uebe, Sarah Borg, Andreas Brachmann, Jürgen M Plitzko, Rolf Müller, Youming Zhang, Dirk Schüler: <i>Overproduction of magnetosomes by genomic amplification of biosynthesis-related gene clusters in a magnetotactic bacterium.</i> In: <i>Appl Environ Microbiol.</i> 82, 10, 2016, S. 3032–3041, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4959066/">PMC 4959066</a> (freier Volltext)</span>

</li>

</ol>

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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4601556-5">4601556-5</a></span> </div>

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