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ReviewChloroplastenbewegung

Die Bewegung der Chloroplasten ist wichtig für das Überleben der Pflanzen bei starkem Licht und für eine effiziente Photosynthese bei wenig Licht. In dieser Übersicht werden die neuesten Erkenntnisse über die Bewegung von Chloroplasten vorgestellt und es wird gezeigt, wie die Reaktionen und die Bewegungsmechanismen analysiert werden können, was die Forschung auf diesem Gebiet anregen könnte. Die Vermeidung von starkem Licht wird durch den Blaulichtrezeptor Phototropin 2 (Phot2) vermittelt, der vermutlich auf der Chloroplastenhülle lokalisiert ist, während die Anhäufung im schwachen, lichtbestrahlten Bereich durch Phot1 und Phot2 vermittelt wird, die auf der Plasmamembran lokalisiert sind. Chloroplasten bewegen sich mit Hilfe von Chloroplasten-Aktin-Filamenten (cp-Actin), die von Chloroplast Unusual Positioning1 (CHUP1) an der Vorderseite des sich bewegenden Chloroplasten polymerisiert werden müssen. Um die Signaltransduktionswege und den Mechanismus der Chloroplastenbewegung zu verstehen, d. h. vom Lichteinfang bis zum Mechanismus zur Erzeugung der Antriebskraft, sollten verschiedene Methoden auf der Grundlage der unterschiedlichen Aspekte eingesetzt werden. Die Beobachtung des Verteilungsmusters der Chloroplasten unter verschiedenen Lichtbedingungen durch das Schneiden fester Zellen ist eine etwas altmodische Technik, aber die grundlegendste und wichtigste Methode. Am wichtigsten ist jedoch, dass das genaue Verhalten der Chloroplasten während und unmittelbar nach der Induktion der Chloroplastenbewegung durch partielle Zellbestrahlung mit einem Bestrahlungsgerät mit schwachem oder starkem Lichtmikrostrahl durch Zeitrafferaufnahmen unter Infrarotlicht aufgezeichnet und analysiert werden sollte. Kürzlich konnten verschiedene Faktoren, die an der Chloroplastenbewegung beteiligt sind, wie cp-Actin-Filamente und CHUP1, in transgenen Arabidopsis-Linien mit fluoreszierenden Protein-Tags unter einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop (CLSM) und/oder einem Fluoreszenzmikroskop mit totaler interner Reflexion (TIRFM) verfolgt werden. Diese Methoden werden aufgelistet und ihre Vor- und Nachteile werden bewertet.