Unterschied zwischen Protoplasten und Heterokaryon

Hauptunterschied - Protoplast gegen Heterokaryon

Protoplasten und Heterokaryon sind zwei Arten von Zellen, die bei der Herstellung genetisch veränderter Zellen weit verbreitet sind. Das Hauptunterschied zwischen Protoplasten und Heterokaryon ist das Protoplasten ist eine Pflanze, eine pilz- oder grampositive Bakterienzelle, deren Zellwand entfernt wurde, während Heterokaryon eine vielkernige Zelle ist, die genetisch unterschiedliche Kerne derselben Spezies enthält. Der Protoplasten kann durch enzymatische oder mechanische Verfahren gewonnen werden. Protoplasten werden in der Molekularbiologie häufig verwendet, um genetisch veränderte Organismen durch Transfer fremder DNA herzustellen. Heterokaryons werden im Allgemeinen während der sexuellen Vermehrung von Pilzen produziert. In der Hybridomtechnologie werden Heterokaryone durch Fusion zweier genetisch unterschiedlicher Zellen hergestellt.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Protoplasten?
      - Definition, Funktionen, Verwendungen
2. Was ist Heterokaryon?
      - Definition, Funktionen, Verwendungen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Protoplast und Heterokaryon?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Protoplasten und Heterokaryon?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Anastomose, DNA-Transformation, Heterokaryonen, Hybridom-Technologie, Hyphen, Myzelium, Plasmolyse, positiver Autotropismus, Protoplasten, Syncytium 

Was ist Protoplasten?

Protoplasten können entweder eine pflanzliche, eine pilzliche oder eine grampositive Bakterienzelle sein, deren Zellwand durch enzymatische oder mechanische Verfahren vollständig entfernt wurde. Pflanzenzellen bestehen aus einer Zellulose-Zellwand. Der Protoplasten von Pflanzenzellen liegt in der Zellwand. Es umfasst ein Plasma-Lemma, in dem der Inhalt der Zelle gefunden werden kann. Der Protoplasten kann durch künstliche Plasmolyse unter Verwendung enzymatischer oder mechanischer Verfahren gewonnen werden.

Beim Abbau von Protoplasten verwendete Enzyme

Art der Zelle	Enzym
Pflanzenzellen	Cellulase, Pektinase, Xylanase
Pilzzellen	Chitinase
Grampositive Bakterien	Lysozym + EDTA

Protoplasten werden zur Erforschung der Membranbiologie verwendet. In der Molekularbiologie werden Protoplasten in der DNA-Transformation häufig verwendet, um genetisch veränderte Organismen herzustellen. Protoplasten eines Petunienblattes sind in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Protoplasten

Was sind Heterokaryons?

Heterokaryonen sind vielkernige Zellen, die während der sexuellen Fortpflanzung von Pilzen gebildet werden. Heterokaryonen sind eine Art Syncytium, bei dem die Fusion von Zellen Zellmassen mit mehreren Kernen bildet. Hyphenspitzen der höheren Pilze passen sich an, um in einem sogenannten Prozess aufeinander zu wachsen Anastomose während ihrer sexuellen Reproduktion. Anastomose ist ein positiver Autotropismusmechanismus. Während des vegetativen Hyphenwachstums meiden sich die Spitzen typischerweise. Dies ist negativer Autotropismus. Sexuelle Fortpflanzung wird nur dann herbeigeführt, wenn die Pilzhyphen gereift sind. Während der Anastomose verbinden sich zwei verschiedene Myzelien von Pilzen zu einem einzigen Myzel, indem sie ihre Zellen verschmelzen. So können zwei genetisch unterschiedliche Kerne im selben Zytoplasma gefunden werden.

Abbildung 2: Heterokaryon-Bildung

Manchmal können sich Allele der beiden Kerne ergänzen. Daher kann die Morphologie wie das Verzweigungsmuster des Mycel und die Wachstumsrate von dem Verhältnis zwischen den verschiedenen Kernen im Zytoplasma abhängen. Somit bietet die Heterokaryose eine genetische Variation des Myzels. Diese Variationen können sich in verschiedenen Bereichen des Myceliums unterscheiden, abhängig vom Verhältnis der verschiedenen Kerne im Mycel. Künstliche Heterokaryonen werden in der Hybridomtechnologie eingesetzt. Die Bildung von Heterokaryonen ist in gezeigt Figur 2. 

Ähnlichkeiten zwischen Protoplasten und Heterokaryon

• Sowohl Protoplasten als auch Heterokaryons können verwendet werden, um genetisch unterschiedliche Zellen zu bilden.

Unterschied zwischen Protoplasten und Heterokaryon

Definition

Protoplasten: Protoplasten können eine pflanzliche, pilzliche oder grampositive Bakterienzelle sein, deren Zellwand durch enzymatische oder mechanische Verfahren vollständig entfernt wurde.

Heterokaryon: Heterokaryonen sind vielkernige Zellen, die während der sexuellen Fortpflanzung von Pilzen gebildet werden.

Bedeutung

Protoplasten: Protoplasten werden durch die künstliche Plasmolyse gewonnen.

Heterokaryon:  Heterokaryonen sind eine Art Syncytium.

Arten von Zellen

Protoplasten: Protoplasten können aus pflanzlichen, pilzlichen oder grampositiven Bakterienzellen isoliert werden.

Heterokaryon: Heterokaryons werden bei der sexuellen Fortpflanzung in höheren Pilzen gebildet.

Anzahl der Kerne pro Zelle

Protoplasten: Protoplasten bestehen aus einem einzelnen Kern pro Zelle.

Heterokaryon: Heterokaryonen bestehen aus mehreren, genetisch unterschiedlichen Kernen pro Zelle.

Variationen

Protoplasten: Protoplasten können verwendet werden, um genetisch modifizierte Zellen durch DNA-Transformation herzustellen.

Heterokaryon: Heterokaryon bringt dem Mycel natürlich Abwechslung.

Verwendet

Protoplasten: Protoplasten werden in Studien zur Membranbiologie und zur Transformation von DNA eingesetzt.

Heterokaryon: Heterokaryone werden in der Hybridomtechnologie eingesetzt.

Fazit

Protoplasten und Heterokaryon sind zwei Arten von Materialien, die zur Erzeugung genetisch unterschiedlicher Kerne verwendet werden können. Protoplasten ist der Inhalt der Zelle innerhalb der Zellwand. Durch Entfernen der Zellwand durch enzymatischen Abbau oder mechanische Verfahren kann der Protoplasten aus pflanzlichen, pilzlichen oder grampositiven Bakterienzellen gewonnen werden. Heterokaryons werden typischerweise während der sexuellen Fortpflanzung in höheren Pilzen gebildet. Die Verschmelzung zweier verschiedener Myzelien bildet ein heterokaryotisches Myzel mit unterschiedlichen phänotypischen Merkmalen. Der Unterschied zwischen Protoplasten und Myzel liegt in der Anzahl der Kerne in jeder Zelle, in den Merkmalen sowie in der Verwendung der einzelnen Zelltypen.

Referenz:

1. Shah, Richa „Protoplasten: Definition, Geschichte und Grundsätze | Zellbiologie. “Biologie-Diskussion. N.p., 02. Mai 2016. Web. Hier verfügbar. 26. Juli 2017. 
2. Moore, David, Geoffrey D. Robson und Anthony P. J. Trinci. „Bildung von Heterokaryonen“. Führer des 21. Jahrhunderts zu Pilzen. Nr., 01. Dezember 2008. Web. Hier verfügbar. 27. Juli 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. "Protoplasten Petunia sp" von Mnolf - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "CellFusionTypes" Von Gargamol2000 - (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia