Biochemie der Zellstrukturen.- A. Einleitung.- 1. Einführung.- 2. Der Strukturbegriff.- 3. Morphologische und biochemische Methoden.- 4. Isolierung von Zellstrukturen.- 5. Methodenkritik der Isolierungsverfahren.- B. Zellkerne.- 1. Chemische Zusammensetzung.- a) Leitsubstanzen und Reinheitsprüfung.- b) Anorganische Bestandteile.- c) Niedermolekulare Metabolite.- d) Lipide.- e) Proteine.- f) Nucleinsäuren.- g) Enzyme.- 2. Der Nucleolus.- 3. Stoffwechselleistungen.- a) Allgemeines.- b) Stoffwechselräume und anorganische Substanzen.- c) Energiegewinnung.- d) DPN-Haushalt.- e) Proteinstoffwechsel.- f) Nucleinsäurestoffwechsel.- g) Hormoneffekte.- h) Virusbedingte Stoffwechsel- und Synthesevorgänge in den Zellkernen.- i) Zellkerne aus experimentell oder spontan pathologisch veränderten Geweben..- 4. Schlußbemerkung.- C. Mitochondrien.- 1. Chemische Zusammensetzung.- a) Leitsubstanzen und funktionelle Kriterien.- b) Anorganische und niedermolekulare Stoffe.- c) Proteine.- d) Lipide.- e) Nucleinsäuren.- f) Enzyme.- g) Unterfraktionen.- 2. Stoffwechsel.- a) Halbe Lebensdauer von Mitochondrienbestandteilen.- b) Biologische Oxydation.- c) Oxydative Phosphorylierung.- d) Atmungskontrolle.- e) Entkopplung.- f) Schwellung.- g) Kompartmentierung.- h) Ionentransport.- i) Einflüsse auf die Glykolyse.- k) Proteinumsatz.- 1) Lipidumsatz.- m) Porphyrinumsatz.- n) Nucleinsäureumsatz.- 3. Mitochondrien aus verschiedenen Geweben.- a) Gehirn.- b) Herz.- c) Niere.- d) Muskel.- e) Weitere Gewebe.- 4. Mitochondrien aus experimentell veränderten Geweben.- a) Höhe und Kälte.- b) Winterschlaf.- c) Wachstum und Entwicklung.- d) Ernährung.- e) Hormone.- f) Altern.- g) Autolyse.- h) Bestrahlung.- i) Elektrische Reizung.- k) Tetrachlorkohlenstoff.- 1) Speicherung.- 5. Mitochondrien aus pathologisch veränderten Geweben.- a) Tumoren.- b) Andere Krankheiten.- D. Lysosomen.- 1. Isolierung.- 2. Charakterisierung.- 3. Vorkommen.- 4. Zusammensetzung.- a) Membranbestandteile.- b) Enzyme.- 5. Funktion.- a) Latenz.- b) Vitamine A und E.- c) Ernährung und Blutversorgung.- d) Bestrahlung.- e) Leberschädigung.- f) Andere Eingriffe.- g) Speicherung.- 6. Pathologie.- E. Microbodies.- 1. Gewinnung und Eigenschaften.- 2. Funktion.- F. Mikrosomenfraktion.- 1. Chemische Zusammensetzung.- a) Leitsubstanzen.- b) Anorganische und niedermolekulare Substanzen.- c) Protein.- d) Lipide.- e) Ribonucleinsäure.- f) Enzyme.- g) Unterfraktionen.- 2. Stoffwechsel.- a) Proteinsynthese an den Ribosomen.- b) Lipide.- c) Ribonucleinsäuren.- d) Elektronentransport und Hydroxylierungen.- e) Umsatz von Arzneimitteln und verwandten Substanzen.- 3. Mikrosomen aus experimentell und pathologisch veränderten Geweben.- G. Lösliches Cytoplasma.- 1. Zusammensetzung.- 2. Physikochemische Untersuchungen.- 3. Stoffwechselleistungen.- H. Verteilung auf mehrere intracelluläre Fraktionen.- J. Schlußbemerkungen.- 1. Allgemeines.- 2. Spezielles.- Literatur.- Die Orthologie und Pathologie der Zelle im elektronenmikroskopischen Bild.- Methodenkritik.- Die Mitochondrien.- Zur Orthologie der Mitochondrien.- I. Die Struktur der Mitochondrien.- 1. Die Form.- 2. Die Hüllmembran und die Innenstrukturen.- 3. Die Tubuli.- 4. Die Grundsubstanz.- 5. Mitochondrienfilamente, intramitochondriale Ablagerungen.- 6. Die Mitochondriengranula.- II. Relation zwischen Stoffwechselintensität und Zahl bzw. Innenstruktur der Mitochondrien.- III. Die Verknüpfung von Struktur und Funktion der Mitochondrien. Die Enzyme der Mitochondrien.- IV. Die Mitochondrienneubildung.- Zur Pathologie der Mitochondrien.- I. Die qualitativen Veränderungen der Mitochondrien.- 1. Die Schwellung und Cristolyse der Mitochondrien.- 2. Veränderungen von Form und Größe.- 3. Die sphärische Transformation.- 4. Die lamelläre Transformation und die myelinartige Degeneration.- 5. Die bandartige Umwandlung.- II. Stoffspeicherungen in den Mitochondrien.- III. Stoffsynthese in den Mitochondrien.- IV. Die Mitochondriengranula.- V. Der Mitochondrienturnover.- Das endoplasmatische Reticulum.- Zur Orthologie des endoplasmatischen Reticulums.- I. Die Struktur.- II. Das Vorkommen.- III. Die strukturellen Komponenten.- 1. Die intracytoplasmatischen Membranen des endoplasmatischen Reticulums..- 2. Die Ribosomen.- 3. Der Innenraum.- 4. Der intramembranöse Raum.- IV. Zur Funktion des endoplasmatischen Reticulums.- 1. Die Ribosomen.- 2. Das Ergastoplasma und das agranuläre endoplasmatische Reticulum.- a) Das Ergastoplasma.- b) Das endoplasmatische Reticulum mit glatten Membranen.- Zur Pathologie des endoplasmatischen Reticulums.- I. Die Veränderung und Transformation des endoplasmatischen Reticulums.- II. Die Vacuolisation.- III. Die Proliferation des agranulären ER.- IV. Die Degeneration des endoplasmatischen Reticulums.- V. Die Neubildung des endoplasmatischen Reticulums.- Das Golgi-Feld.- Die Orthologie.- I. Die Struktur.- 1. Die Golgi-Membranen.- 2. Die Golgi-Bläschen.- 3. Die Golgi-Körper oder Granula.- 4. Die Ausbildung des Golgi-Feldes.- II. Zur Funktion des Golgi-Apparates.- Zur Entstehung des Golgi-Apparates.- Die Pathologie des Golgi-Feldes.- I. Die Hypertrophie.- II. Die Atrophie.- III. Die Degeneration.- Literatur.- Die Orthologie und Pathologie des Nucleinsäure- und Eiweißstoffwechsels der Zelle im Autoradiogramm.- A. Einleitung.- B. Grundlagen der Autoradiographie.- I. Arten des radioaktiven Zerfalls und ihre Bedeutung für die Autoradiographie.- 1. ?-Strahler.- 2. ?-Strahler.- 3. K-Strahler und Isomere.- II. Der photographische Vorgang.- 1. Schwärzung der photographischen Emulsion.- 2. Eigenschaften der autoradiographischen Emulsionen.- 3. Fading-Effekt.- III. Autoradiographische Auflösung.- 1. Prinzip der autoradiographischen Abbildung.- 2. Autoradiographisches Auflösungsvermögen.- 3. Einfluß verschiedener Faktoren auf das Auflösungsvermögen.- 4. Hochauflösende Autoradiographie mit Tritium.- IV. Quantitative Autoradiographie.- 1. Zielsetzung.- 2. Quantitative Analyse durch Silberkornzählung.- a) Technik der Silberkornzählung.- b) Silberkornzahl pro Zerfallspartikel.- 3. Quantitative Autoradiographie mit Tritium.- a) Grundsätzliches zur quantitativen Tritium-Autoradiographie.- b) ?- Selbstabsorption im Material des Schnitts.- 4. Auszählung von Spuren einzelner ?-Teilchen. Spuren-Autoradiographie...- C. Technik der Autoradiographie.- I. Empfindlichkeit der autoradiographischen Methode. Notwendige Aktivitätsmengen bei in vivo- und in vitro-Untersuchungen.- II. Vorbereitung des Materials zur Autoradiographie.- 1. Fixationsmittel.- 2. Frage der Löslichkeit markierter Verbindungen bei der Fixation.- 3. Vorbereitung von histologischen Schnitten, Ausstrichen und „squash“ -Präparaten.- 4. Chemische und enzymatische Behandlung von Präparaten vor dem autoradiographischen Prozeß.- a) Zielsetzung.- b) Spezielle Anwendung für Nucleinsäuren, Proteine und Mucopolysaccharide.- III. Technik der Anwendung autoradiographischer Emulsionen.- 1. Stripping-Film-Technik.- 2. Technik der Anwendung flüssiger Emulsionen.- a) Autoradiogramme mit dünner Emulsion (Dipping-Technik).- b) Autoradiogramme mit dicker Emulsion.- 3. Autoradiographischer Nachweis einer Doppelmarkierung.- a) Autoradiogramme mit dünner Emulsion.- b) Autoradiogramme mit dicker Emulsion.- c) Doppelschicht-Autoradiogramme.- IV. Exposition der Autoradiogramme.- 1. Technik der Exposition.- 2. Dauer der Exposition.- V. Entwicklung und Fixation.- VI. Färben der Autoradiogramme.- 1. Färben vor Aufbringen der Emulsion.- 2. Färben durch die Emulsion.- VII. Nulleffekt und Artefakte.- VIII. Elektronenmikroskopische Autoradiographie.- 1. Grundsätzliches zur Kombination von Autoradiographie und Elektronenmikroskopie.- 2. Technik der elektronenmikroskopischen Autoradiographie.- a) Vorbereitung der Schnitte.- b) Feinkörnige Emulsionen.- c) Verschiedene Techniken zum Aufbringen der Emulsion.- 3. Auflösungsvermögen der elektronenmikroskopischen Autoradiographie.- IX. Autoradiographie wasserlöslicher Substanzen.- 1. Gefriertrocknungsmethode.- 2. Methode der Exposition von Cryostatschnitten bei tiefen Temperaturen.- X. Strahlendosis und Strahlenschäden.- D. Autoradiographische Untersuchungen der Eiweiß-Synthese der Zelle.- I. Voraussetzungen zur Deutung der in Eiweiß eingebauten Aminosäure-Aktivität als Maß für die Größe der Umsatzrate des Zelleiweißes.- 1. Vorbemerkungen; Begriff der spezifischen Aktivität der freien Aminosäure.- 2. Beziehung zwischen der in Eiweiß eingebauten Aminosäure-Aktivität und der mengenmäßigen Umsatzrate der Aminosäure.- 3. Zusammenhang zwischen der Umsatzrate einer Aminosäure und der Aminosäure-Zusammensetzung des cellulären Eiweißes; Eiweiß-Umsatz.- II. Die celluläre Eiweiß-Synthese unter physiologischen Bedingungen.- 1. Orte der Eiweiß-Synthese innerhalb der Zelle.- a) Cytoplasma.- b) Kern.- c) Nucleolus.- 2. Größe der Eiweiß-Synthese verschiedener tierischer Zellarten.- a) Mittlere Eiweiß-Syntheserate.- ?) Übersicht über die Schwärzungs-Verteilung auf Autoradiogrammen der verschiedenen tierischen Gewebe.- ?) Quantitative autoradiographische und biochemische Untersuchungen zur cellulären Eiweiß-Synthese.- b) Kerneiweiß-Syntheserate.- ?) Kerneiweiß-Syntheserate innerhalb einer Zellart.- ?) Mittlere Kerneiweiß-Syntheserate in verschiedenen Zellarten.- c) Cytoplasmatische Eiweiß-Syntheserate.- 3. Ableitung allgemein gültiger Gesetzmäßigkeiten.- a) Allgemein gültiges Aminosäure-Inkorporations-Schema.- ?) Formulierung.- ?) Beispiele.- b) Rolle der Kern-Cytoplasma-Volumen-Relation als regulierender Faktor der cellulären Eiweiß-Synthese.- 4. Größe der Eiweiß-Syntheserate während der verschiedenen Teilphasen des Generationscyclus.- a) Interphase.- b) Mitose.- III. Die celluläre Eiweiß-Synthese unter veränderten Bedingungen.- 1. Grundsätzliche Bemerkungen zur Vergleichbarkeit von Ergebnissen mit verschiedenen Tieren.- 2. Eiweiß-Synthese während der Regeneration.- 3. Einfluß von Hormonen, Pharmaka, toxischen und anderen Substanzen.- 4. Einfluß von Nahrung, Alterung und Entzündung. Sensorische Reizung und Schädigung des Gehirns.- 5. Eiweiß-Synthese in Tumorzellen.- 6. Eiweiß-Synthese nach Bestrahlung.- E. Autoradiographische Untersuchung der RNS-Synthese der Zelle.- I. Grundsätzliche Bemerkungen zum autoradiographischen Nachweis der RNS-Synthese.- 1. Art der Vorläufer und ihre Eigenschaften.- 2. Verschiedene RNS-Fraktionen.- 3. Fixationseffekte.- 4. Ist die Silberkornzahl ein Maß für die RN S-Syntheserate?.- II. Die celluläre RNS-Synthese unter physiologischen Bedingungen.- 1. Intracellulare RNS-Synthese.- a) Ort der RNS-Synthese innerhalb der Zelle.- b) Wanderung der RNS vom Kern zum Cytoplasma.- c) Beziehung zwischen Kern-RNS und cytoplasmatischer RNS.- ?) Enucleation oder Kern-Transplantation.- ?) UV-Mikro-Strahl-Technik.- ?) RNS-Synthese-Hemmer.- ?) Beziehung zwischen RNS-Synthese und DNS.- 2. Größe der RNS-Synthese während der verschiedenen Teilphasen des Generationscyclus.- 3. Größe der RNS-Synthese in verschiedenen Zellarten des tierischen Organismus.- 4. Vergleich zwischen der Größe der Eiweiß- und der RNS-Synthese in verschiedenen Zellarten des tierischen Organismus.- III. Die cellulare RNS-Synthese unter pathologischen Bedingungen.- F. Autoradiographische Untersuchung der DNS-Synthese der Zelle.- I. Ältere Untersuchungen der DNS-Synthese mit P32.- II. Grundsätzliches zur Verwendung von markiertem Thymidin in DNS-Synthese-Untersuchungen.- 1. Thymidin als spezifischer DNS-Vorläufer.- a) Einbau markierten Thymidins in den Kern.- b) Einbau markierten Thymidins in das Cytoplasma.- 2. Stoffwechsel des Thymidins und Fragen des Thymidin-Pools.- a) Stoffwechsel des Thymidins.- b) Thymidin-Pool.- 3. Verhalten des markierten Thymidins im Organismus; Verfügbarkeitszeit.- a) Verhalten des injizierten markierten Thymidins im Organismus.- b) Verfügbarkeitszeit des markierten Thymidins.- 4. Die Silberkornzahl pro Kern als Ausdruck der DNS-Syntheserate; Anteil des markierten Thymidins an der gesamten DNS-Synthese der Zelle.- a) Silberkornzahl pro Kern.- b) Prozentualer Anteil des applizierten markierten Thymidins an der DNS-Synthese.- 5. Zur Stabilität der DNS.- 6. Zum Problem der Wiederverwendung katabolisierter markierter DNS.- 7. Toxicität und Radiotoxicität des markierten Thymidins.- a) Wachstumshemmung und cytologische Anomalien.- b) Mutationen.- c) Tumor-Induktion.- d) Schlußbemerkungen.- III. Autoradiographische Untersuchungen der cellulären DNS-Synthese mit markiertem Thymidin.- 1. Untersuchungen der Zeilproliferation in tierischem Gewebe unter normalen und pathologischen Bedingungen.- a) Zeilproliferation unter normalen Bedingungen.- b) Zellproliferation unter pathologischen Bedingungen.- ?) Regenerierendes Gewebe.- ?) Einfluß von Hormonen, Pharmaka etc.- ?) Carcinogenese; Proliferation in Tumorgewebe.- ?) In vitro-Inkubation von Gewebsproben.- 2. Bestimmung der Dauer des Generationscyclus und seiner Teilphasen für verschiedene Zellarten des tierischen Organismus.- a) Methodisches.- ?) Bestimmung der S-Phasen-Dauer mit Hilfe der Methode markierter Mitosen.- ?) Bestimmung der S-Phasen-Dauer mit Hilfe einer Doppelmarkierung mit H3- und C14-Thymidin.- ?) Bestimmung der Dauer der Generationszeit.- b) Ergebnisse.- ?) Tabellarische Übersicht über veröffentlichte Werte von Generationszeiten und ihrer Teilphasen (bis Mitte 1967).- ?) Dauer der S-Phase.- ?) Dauer der Mitose.- ?) Dauer der G2-Phase.- ?) Zeitintervall zwischen Beginn der S-Phase und Ende der Mitose (= S+G2 + M).- ?) Bedeutung der G1-Phase für die Cyclus-Dauer.- ?) Tumorzellen.- ?) Änderung der Generationszeit oder ihrer Teilphasen durch verschiedene innere und äußere Einflüsse.- c) Tageszeitliche Schwankungen des Markierungs-Index.- d) Untersuchungen der Variation der Generationszeit innerhalb einer Zellpopulation mittels Dauerinfusion von H3-Thymidin, „growth fraction“.- 3. Größe der DNS-Syntheserate während der S-Phase.- a) Im gesamten Kern.- b) In einzelnen Chromosomen.- 4. Strahleneffekte auf die DNS-Synthese und Strahlenempfindlichkeit der einzelnen Teilphasen des Zellcyclus.- a) Einfluß auf den Markierungs-Index.- b) Einfluß auf die DNS-Syntheserate.- c) Einfluß auf die Dauer des Zellcyclus und seiner Teilphasen.- d) Relative Strahlenempfindlichkeit der verschiedenen Phasen des Zellcyclus.- 5. Untersuchungen zum Mechanismus der Chromosomen-Verdopplung und der Verteilung der neugebildeten DNS auf die Tochterzellen.- Literatur.- Ergänzungen zur Literatur.- Orthologie und Pathologie des Schwefelstoffwechsels der Zelle im Autoradiogramm.- Aufnahme, Organverteilung und Ausscheidung von S35-Sulfat.- Der Einbau von S35-Sulfat in schleimbildende Zellen.- Der Schwefeleinbau in die Chondroitinschwefelsäure des hyalinen und des Gelenkknorpels.- Der Schwefeleinbau in die Chondroitinschwefelsäure des Epiphysenknorpels und des Knochens.- Der Schwefeleinbau im Bindegewebe und den Gefäßen.- Der Schwefeleinbau in Gewebsmastzellen.- Der Schwefeleinbau in die Epidermis und das mehrschichtige Plattenepithel der Zunge und des Vormagens.- Der Schwefeleinbau in den Geweben des weiblichen Genitaltraktes.- Der Schwefeleinbau während der Embryonalentwicklung.- Der Schwefeleinbau im ZNS.- Der Schwefeleinbau in Leber, Niere, Pankreas und innersekretorische Organe.- Der Schwefeleinbau in Tumoren.- Der S35-Einbau in verschiedene Zellelemente des Knochenmarks.- Literatur.- Namenverzeichnis.