Orientierende Röntgen-Kleinwinkelmessungen an Chloroplasten von Allium porrum

Abstract

Röntgen-Kleinwinkeluntersuchungen an verschiedenen Präparaten der Chloroplasten von Allium porrum haben ergeben:1. Ein gefriergetrocknetes, lipidfreies Präparat zeigte eine diffuse Streuung mit typischem Blättchencharakter. Die Auswertung führt auf zwei Hauptanteile mit Blättchendicken von etwa 250 und 870 A.2. Angetrocknete pulverisierte Chloroplasten lassen einen Bragg schen Reflex bei 62 bis 63 A erkennen. Der starke allgemeine Streuuntergrund macht die Zahlenangaben etwas unsicher.Es liegt nahe, Zusammenhänge zwischen der Periode von 63 A und der Dicke isolierter Blättchen von 250 A (nämlich der vierfachen) zu sehen.3. Angetrocknete Chloroplasten, als gerollter Film aufgenommen, zeigen wieder einen Braggschen Wert von 63 A, welcher einer senkrecht zur Lamellenebene stehenden Periode zuzuordnen ist. Dieses Präparat gibt noch zwei weitere Reflexe bei 42 und 48,5 A.4. Das isolierte Lipid ergibt ein Diagramm mit einem ausgeprägten Maximum bei 51 A.

Small-Angle X-Ray and Neutron Scattering on Photosynthetic Membranes

“…The first SAXS experiment on isolated osmium-fixed Aspidistra chloroplasts (Finean et al, 1953) indicated the existence of a structure with a repeat distance of 250 Å, and a similar D R was measured by Kratky et al (1959) for Allium porrum chloroplast pellets. Kreutz et al measured X-ray scattering of the thin layer of dried chloroplast pellets from Antirrhinum majus (Kreutz and Menke, 1960a;Kreutz and Menke, 1960b;Kreutz, 1963b).…”

“…Large system inhomogeneity smears peaks and burdens precise structural parameter calculations. Centrifugation, controlled drying (Kratky et al, 1959;Kreutz and Menke, 1960b;Diederichs et al, 1985), or application of an external magnetic field (Geacintov et al, 1972;Sadler, 1976;Nagy et al, 2011;Posselt et al, 2012;Nagy et al, 2013) can be used to increase internal order of the sample during the scattering experiment but might complicate modeling where there typically is an assumption of isotropy and of course also might alter the natural state of the system. Overall, small-angle scattering and microscopy methods complement each other, and their parallel usage is advocated.…”

“…Therefore, measurements on isolated and in vivo thylakoids are not equivalent-thylakoids swell in hypotonic (Deamer and Packer, 1967;Opanasenko et al, 1999) and shrink in hypertonic solutions (Robinson, 1985;Posselt et al, 2012;Ünnep et al, 2014b). As shown by scattering experiments (Finean et al, 1953;Kratky et al, 1959;Kreutz and Menke, 1960a;Kreutz and Menke, 1960b;Posselt et al, 2012;Ünnep et al, 2014b;Herdean et al, 2016), different sample treatments yield different thylakoid repeat distances and increased thylakoid disorder (Sadler and Worcester, 1982b) due to osmolarity and ionic force-related changes. However, due to relatively easy and fast measurements, scattering can be used to improve thylakoid or chloroplast isolation procedures with the aim of finding buffers where thylakoid membranes closely resemble the situation in vivo (Ünnep et al, 2014a).…”

“…There are currently about 40-50 works published on scattering from photosynthetic systems-photosynthetic bacteria, diatoms and other algae and of course from higher plants. Small-angle scattering has been used to investigate structure and dynamic changes of thylakoid membrane systems of plants (Finean et al, 1953;Kratky et al, 1959;Kreutz and Menke, 1960a;Kreutz and Menke, 1960b;Kreutz and Menke, 1962;Kreutz, 1963a;Kreutz, 1963b;Kreutz, 1964;Sadler, 1976;Li, 1979;Sadler and Worcester, 1982a;Sadler and Worcester, 1982b;Diederichs et al, 1985;Garab et al, 1997;Kirkensgaard et al, 2009;Nagy, 2011;Nagy et al, 2011;Nagy et al, 2013;Ünnep et al, 2014b;Herdean et al, 2016;Ünnep et al, 2017;Zsiros et al, 2020;Ünnep et al, 2020), protists (Sadler et al, 1973;Worcester, 1976;Sadler and Worcester, 1982a), diatoms (Nagy et al, 2011;Nagy et al, 2012), photosynthetic bacteria (Pape et al, 1974;Hodapp and Kreutz, 1980;Liberton et al, 2013b;Ünnep et al, 2014a;Li et al, 2016;Stingaciu et al, 2016;Eyal et al, 2017;Jakubauskas et al, 2019), algae (Nagy et al, 2011;Nagy...…”

CHAPTER 3. Understanding Hierarchy and Functions of Bone Using Scanning X‐ray Scattering Methods

“…A basic assumption in the presented approach is a system consisting of two phases with different average electron density and with sharp interfaces between them [35][36][37]. According to Porod's law, for such a two-phase system the scattering intensity at large q decreases with q 4 (figure 4a and 4b):…”