Zellbiologie/Cytologie

Eukaryoten
1. Zellkern und Cytoplasma, nach außen:Zellmembran, membranumhüllte Organellen
Prokaryoten/Protocyten
1. ungeschlechtliche Vermehrung, kein Zellkern, zirkuläre DNA liegt frei im Cytoplasma, keine membranbegrenzte Organellen, kleinere Ribosomen als bei Eukaryoten
Viren
1. infektiöse Partikel, keine Lebewesen, extrazelluläre Verbreitung, wirtsspezifisch,
2. Virion: Viruspartikel außerhalb einer Zelle
3. Bakteriophagen: Viren, die Bakterien befallen
4. Retroviren: einzelsträngige DNA wird durch Enzym (reverse Transkriptase) in DNA umgeschrieben, die von der Wirtszelle ins Genom eingebaut wird, sodass neue Viren erzeugt werden können
Zellorganellen
1. Doppelmembran
  1. Zellkern/Nucleus/Karyon
    1. Inhalt:Karyoplasma, Kernhülle --> Doppelmembran mit Kernporen, Äußere Kernmembran=von Ribosomen besetzt , innen: DNA, Kernkörperchen (Nucleoli), die v.a. aus RNA bestehen, Kernlamina (bestehend aus Intermediärfilamenten) = Kernskelett
  2. Chromatin
    1. besteht aus DNA und Proteinkomplexen (50% Histone)
      1. Euchromatin
        aufgekockertes Chromatin, Ort der meisten Gene und Aktivität, Genexpression
      2. Heterochromatin = hauptsächlich inaktiv
        konstitutives
        Satelliten-DNA, repetitive Sequenzen, an den Enden der Telomere
        fakultatives
        das 2. X-Chromosom der Frau: Eigentlich Euchromatin, das seine Struktur ändern kann und durch Methylierung und Kondensation zu inaktivem Heterochromatin wird
  3. Histone
    1. hochkonservierte basische Proteine im Zellkern. H1, H2A, H2B, H3, H4, Aufgabe: Verpackung der DNA
  4. Mitochondrien
    1. Eigenes Erbgut (mtDNA), "Kraftwerke" --> Zellatmung, bei der ATP gebildet wird,werden matrilinear über das Plasma der Eizelle vererbt, vermehren sich durch Wachstum und Knospung
      1. Mutationen der mtDNA - Muskelkrankheiten =Mitochondriopathien
      2. Innere Atmung/Zellatmung: C6H12O6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O + ATP
  5. Plastiden
    1. nur in Pflanzenzellen: grüne Chloroplasten (Photosynthese), farblose Leukoplasten (Reservestärke in Knollen und Wurzeln) und Chromoplasten (Blütenfarbe)
2. einfache Membran
  1. Endoplasmatisches Reticulum
    1. Netzwerk aus membranumhüllten Kanälen und Säckchen
      1. glattes ER
        Stoffwechselvorgänge: Lipidsynthese (Bildung von Phospholipiden und Steroiden), Calciumspeicherung in Muskelzellen, Engiftung (v.a. in Leber- und Nierenzellen), Gluconeogenese
      2. raues ER (mit Ribosomen besetzt)
        Proteinsynthese
  2. Dictyosomen/Golgi Apparat
    1. besteht aus Zisternen (flache, membranbegrenzte Hohlräume), die Stapel (=Dictyosomen) bilden. In Dictyosomen: Aufbau von Polysacchariden, Anreicherung von Proteinen und Stoffen, die dann ausgeschieden werden,Ist v.a. in schleimbildenden sekretorischen Zellen gut ausgebildet
      1. cis-Golgi-Netzwerk: Dem ER zugewandte Seite
      2. trans-Golgi-Netzwerk= der Plasmamembran zugewandte Seite
  3. Peroxisomen/Microbodies
    1. kugelförmige,membranumhüllte Zellräume, oxidativer Abbau von Ethanol und Fettsäuren, Ursprungsort = ER. Aufgaben: Abbau schädlicher Sauerstoffradikale (Schutz der DNA), Entgiftung organischer Moleküle durch Oxidationsreaktionen, Abbau langkettiger Fettsäuren durch Oxidation
  4. Lysosomen
    1. Bildung im ER&Golgi-Apparat, dienen intrazellulären Verdauung, enthalten 60 versch. Proteasen, Nucleasen, Lipasen, saurer PH-Wert ( 4-5)
      1. Autophagozytose: Alte Zellteile und Zellorganellen werden verdaut
  5. Vakuolen
    1. flüssigkeitsgefüllte Hohlräume in Pflanzenzellen, dienen intrazellularen Verdauung und Speicherung von Stoffen, enthalten wässrige Lösung aus Ionen, Zucker, Farbstoffe und Säuren
3. ohne Membran
  1. Ribosomen
    1. Ort der Proteinsynthese, frei im Cytoplasma UND am ER, bestehen aus RNA und Proteinen
  2. Cytoskelett
    1. Aus Proteinen aufgebautes Netz im Cytoplasma jeder Zelle, besteht aus: Mikrofilamenten, Intermediärfilamenten und Mikrotubuli, sind mechanisch auf- und abbaubar, verantwortlich für mechanische Stabilisierung, äußere Form und aktive Bewegung der Zelle
  3. Centriolen
    1. Tierische und manche Pflanzenzellen enthalten 2 aus Mikrotubuli bestehende Centriolen: Davon ausgehend: Bildung der Kernspindel bei der Mitose, teilen sich nicht selbst, durch Proteinanlagerung wird ein Tochter-Centriol gebildet
  4. Zellwand
    1. nur bei Pflanzenzellen, Bakterien und Pilzen, dient der Stabilität, liegen außerhalb der Zellmembran, bestehen aus Zellulose, Lignin lässt sie Verholzen, bei Pilzen: Chitin
4. weitere Bauteile
  1. Zellmembran
    1. Schutz, Abgrenzung, Barriere, selektiv permeabel, dient der Erregungsleitung, Kommunikation und Erkennung diverser PArtikel, Kompartimentierung, neue Membranen werden aus bereits bestehenden Membranen gebildet, bestehen aus Proteinen und Phospholipiden, in Membran:Membranproteine für Stofftransport und als Rezeptoren
    2. Membrantransportmechanismen
      1. Diffusion
        von kleinen ungeladenen Teilchen =passiv, temperaturabhängig, entlang eines Konzentrationsgradienten
      2. Ionenkanäle
        erleichterte Diffusion (passiv), sehr schnell, Kanäle öffnen sich durch bestimmte Signale (Hormone...)
      3. Carrier
        aktiver Transport --> Energieverbrauch und passiv, Transport gegen Konzentrationsgefälle ist möglich
  2. Cilien/Geißeln
    1. bewegliche Ausstülpungen der Membran, Rückgrat aus Mikrotubuli
    2. Cilien: Flimmerepithel, Erzeugung eines Flüssigkeitsstromes an der Oberfläche eines Epithels
    3. Geißeln, Flagnellen: Nur auf Zellen, die sich fortbewegen können, z.B.Spermien
Zellzyklus
1. 1) Interphase
  1. G1-Phase: Zeitraum zwischen Kernteilung und DNA-Replikation
  2. S-Phase: Synthesephase: Verdopplung der DNA
  3. G2-Phase: Vorbereitung der Mitose
2. 2) Mitose (M-Phase): Teilung von Chromosomen und Zellkern
  1. 1) Prophase, 2) Prometaphase, 3) Metaphase, 4) Anaphase, 5) Telophase
3. 3) Zytokinese: Zellteilung
  1. Resultat: 2 genetisch identische, diploide Zellen
Kennzeichen des Lebens
1. Autonomie
2. Komplexität: Spezifische chem./strukturelle Organisation
3. Nahrungsaufnahme, Verdauung, Wachstum
4. Stoffwechsel: Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten
5. Homöostase: Konstantes inneres Millieu
6. Vermehrung/Reproduktion: Nachkommen
7. Reizbarkeit:Reaktion auf Umweltreize
8. Eigenständige Bewegung
9. Veränderung bei entsprechender Änderung der Umwelt

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