Zellbiologie Grundlagen PDF

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Basierend auf Lehrbüchern und des gesamten Unterrichtmaterials. Die wichtigsten Zusammenhänge und Grundlagen der Zellbiologie in der Übersicht dargestellt....

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Zellbiologie Zellarten >> Procyte / Eucyte (Tierzelle und Pflanzenzellen) Pocyte: Zellen der Prokaryoten (Lebewesen, keinen Zellkern) Eucyte: Zellen der Eukaryoten (Lebewesen mit Zellkern) Eukaryoten

Pflanze Tierzelle

nzelle Zellwand Plastide (Chromoplasten, Chlorplasten, Leukoplast Geisel Zellsaftvakuole Plasmodesmen (Tüpfel)

Pflanzenzelle Ja Ja

Tierzelle Nein Nein

Nein Ja Ja

Ja Nein Nein

Zellorganellen = Einzelne Zellbestandteile mit bestimmter Funktion und Struktur Chloroplasten > TZ nein, PFZ ja > von äußeren und inneren Membran umgeben > im Inneren eingebettet in Stroma > wichtigstes Zellorganell der PFZ > Aufgaben: Photosynthese findet in ihnen statt (autotrophe Organismen (=sich selbst versorgende Lebewesen) > gehören zu Plastiden: Chloroplasten (grüner Farbstoff), Chromolasten (rot, oranger und gelber Farbstoff), Leukoplasten (farblos) Centriolen > TZ ja, PFZ ja > zylinderförmige Struktur > Zusammenschluss von zwei Centriolen (=Centrosom) > Aufgabe: Zentrum zur Orga von Mikrotubuli; verdoppeln sich vor Zellteilung; Bildung des Spindelapparates während Anaphase der Mitose & Meiose beteiligt Cytoskelet > PFZ ja, TZ ja > Struktur: - Mikrofilamente: fadenförmige Strukturproteine - Mikrotubuli: ringförmige Strukturproteine - Intermediärfilamente: Strukturproteine > Aufgaben: - Stabilistation der Zelle & Verleihung spezifischer Form

- Zellorganellen sind darin eingebettet - Transportvorgänge, Signalleitungen und Bewegungsteuerung innerhalb der Zelle Cytoplasma > TZ ja; PFZ ja > Struktur: - aus festen & flüssigen Bestandteilen - Grundmasse der Zelle > von Cytoskelett durchzogen - Einbettungsmittel aller Zellorganellen/ Proteine / Ionen & Stoffwechselprodukte - von Zellmembran umgeben > Aufgaben: - wichtige Stoffwechselprozesse laufen darin ab - wichtige Funktion bei Transportvorgängen innerhalb der Zellen > großer zusammenhängender Transport- & Reaktionsraum Endoplasmatisches Retikulum (ER) > TZ ja, PFZ ja > Struktur: - Membranumhülltes System aus Kanälchen & Säckchen - befindet sich dicht um Zellkern (mit Teilen der Kernhülle eine Einheit) - Raues ER: Ribosomen befinden sich an Außenseite des Membrannetzes - glattes ER: ohne Ribosomen an Außenseite des Membrannetzes > Aufgabe: - raues ER: Mit Hilfe von Ribosomen > Synthese von Proteinen; Bildung versch. Transportvesikel & später abschnüren - glattes ER: wichtige Komponenten bei Stoffwechselprozessen (Calciumspeicherung, Synthese von Lipiden…) Geißel > TZ ja, PFZ ja > Struktur: - langestreckte Zellfortsätze - bei PFZ & TZ unterschiedlich > Aufgaben: - Fortbewegungsmittel - bei PFZ & TZ unterschiedlich Golgi-Apparat mit Golgi-Vesikeln = Gesamtheit aller Dictyosomen > Struktur: - viele zu Stapel angeordneten Membranräumen (Stapel=Zisterne) - viele Zisterne Zusammen = Dictyosomen > Aufgaben: - Bildung primärer Lysosomen - Sortierung & Modifizierung verschiedener Proteine (mit Vesikel vom ER zu Golgi-Apparat) - Speicherung von Makromolekülen - Bildung Golgi-Vesikel Lysosomen > Struktur - Vesikel (kleine membranumhüllte Bläschen) - im Inneren: hydrolytische Enzyme (wichtig für Abbau versch. Substanzen) > Aufgabe: - „Mülleimer“ der Zelle > Abbau zelleigener & Zellfremder Stoffe - intrazelluläre Verdauung > Sonstiges: - pH-Wert sehr sauer, niedrig - Enzymaktivität am aktivsten

Mitochondrien > PFZ ja, TZ ja > Struktur: - innere und äußere Membran (zwischen beiden > Intermembranraum) - Innenraum = Matrix (mitochondriale DNA, freie Ribosomen, ATP Synthesepartikel & Enzyme) - innere Membran stark eingestülpt > Cristae >> Oberflächenvergrößerung > Aufgaben: - wichtigstes Zellbestandteil - Energieerzeugung - während Citrazyklus & oxidativen Phosporisierung ATP synthetisieren - Cirtazyklus & Atmungskette an inneren Membran Zellkern (Nukleus) > PFZ ja; TZ ja > Struktur: - Umgeben von doppelter Membran (Kernhülle) - Kernhülle besitzt Kernporen (erleichtern Stoffaustausch) - Inneren: Erbgut (Chromatin & Chromosomen (während Zellteilung)) - Kern, nicht in Zellteilung > Nucleolus enthalten > Aufgabe: - Steuerung der Stoffwechselprozesse innerhalb der Zelle - Speicherung der DNA > Sonstiges: - während Mitose & Meiose nicht vorhanden - erneute Bildung nach Zellteilung & Kernsteilung Peroxisomen > PFZ ja; TZ ja > Struktur: - Innenraum von einfachen Lipidschicht umgeben - Inneren: versch. Enzyme > Aufgaben: - wichtigstes Enzym: Katalase > Abbau zellgiftigem Wasserstoffperoxid > Entgiftung der Zelle Plasmodesmen (Tüpfel) > TZ nein, PFZ ja > Struktur: - Löcher mit spezifischem Aufbau in Zellwand > Aufgabe: - über Plasmabrücken > Stoffaustausch von einer zu anderen Zelle Ribosomen > PFZ ja, TZ ja > Struktur: - hochkomplexe Gebilde - 40% Proteine / 60% RNA > Aufgaben: - wichtige Komponente bei Proteinbiosynthese > Translation findet an ihnen statt Vakuole > PFZ ja, TZ nein > Struktur: - von Membran umgeben

- Innenraum: Flüssigkeit (niedriger pH-Wert); viele Verdauungsenzyme - in PFZ bis zu 80% der Zelle > Aufgaben: - Speicherung versch. Moleküle - Verdauungsorganellen - durch Turgor (Zelldruck) > Zelle in ihre Form Zellmembran (Biomembran) > PFZ ja, TZ ja > Struktur: - Doppellipidschicht > keine starre & kristalline Struktur > weich & formbar - enthält versch. Proteine: integrale Proteine, Kanalproteine und periphere Proteine > Flüssig-Mosaik-Modell - an einigen Proteinen > verzweigte Kohlenhydratgruppen gebunden: Glycoproteine > Aufgaben: - Begrenzung zwischen Extrazellraum & Cytoplasma - Stoffe in Zelle hinein oder hinaus müssen sie überwinden Zellwand > PFZ ja, TZ nein > Struktur: - Hauptbestandteil > Kohlenhydrate - extrem stabil > mehrere gekreuzte Schichten von Proteinen & Kohlenhydraten - durch kleine Poren (Tüpfel) durchsetzt > Aufgaben: - Stabilisierung der Zelle - Entgegenwirkung des Osmotischen Drucks > Bewahrung vor Platzen Zellzyklus > während Wachstum > Vielzahl von Zellteilungen > ohne Fähigkeit der Zellteilung > Keine Vermehrung/ Wachstum/ Regeneration > Teilung bei Einzellern sehr schnell > Teilung bei Säugetieren 10-12 Stunden > Ergebnis: zwei genetisch identische Zellen > Vor Meiose kommt Mitose (Kernteilung) > DNA muss in Arbeitsform vorliegen > Regelmäßige Abfolge von Wachstum & Zellteilung: Zellzyklus > in Mitosephase nach Kernteilung > Cytokinese: eigentliche Zellteilung (bei Pflanzen/Tierzellen unterschiedlich) > muss kontrolliert werden: Einschränkung / Aktivierung > versch. Kontrollpunkte Mitose Prophase > Verdichtung von Chromatin zu einzelnen Chromosomen (aus zwei identischen Hälften: Chromatiden Verbindungsstelle: Centromer) > zwischen Polen der Zelle bildet sich Spindelapparat (aus Mikrotubuli, setzt an Zentriolen an) > Auflösung Kernmembran und Nukleolus Metaphase > Anordnung Chromosomen an Äquatorialebene > Spindelfasern heften an Centomere der Chromosomen Anaphase > Auflösung der Verbindung durch Centromer > Trennung Chromatiden des Chromosoms

> Zug zu Zellpolen (jeder Zellpol > vollständiger Chromatidensatz) Telophase > Auflösung Spindelapparat > Chromatiden in langestreckte Form > Neubildung Nukleolus und Kernhülle >> Zwei Zellkerne entstanden > Ausbildung neuer Zellmembran auf Äquatorialebene > während Cytokinese vollständig abgeschlossen Interphase > Zellwachstum > Kopie der Erbinfo & Verdopplung > Zellkern steuert Stoffwechselgeschehen > oft 90% des Zellzykluses Lipide Fete > Verbindungen aus dreiwertigem Alkohol Glycerin & Fettsäuren > Fettsäure = langkettiger Kohlenwasserstoff mit Carboxylgruppe am Ende > löslich in Flüssigkeitsbindungen > Kohlenstoffkette der Fettsäuren nur C-C & C-H Bindungen besitzt > Lösungen löslich welche auch Kohlenwasserstoffketten haben > Benzol, Aceton… >> lipophil > gesättigte Fettsäure: Einfachbindung zw C-C Atomen > ungesättigte Fettsäuren: eine oder mehrere C=C Doppelbindungen > für Menschen essentiell > je höher Anteil ungesättigter Fettsäuren > niedrigere Schmelztemperatur Phospholipide > am wesentlichen Aufbau von biologischer Membran beteiligt > ähnlich wie fette aufgebaut: Glycerin mit zwei Fettsäuren & Phosphorsäure verestert > an Phosphatgruppe (negative Ladung) meist weitere polare oder geladene Moleküle >> Bildung eines hydrophilen Kopfes (in Wasser & anderen polaren Lösungen gut löslich) >> Fettäurenschwänze sind hydrophob > lösen in unpolaren Stoffen > Im Wasser: Köpfchen nach außen und Schwänzchen nah innen > Micellen: tröpchenartige Struktur > Lipiddoppelschichten: wie zb Biomembran Proteine > größter Anteil aller Organischen Substanzen im Körper > fast allen Lebensprozessen beteiligt > Funktionen: - Erkennung anderer Moleküle durch reversible Wechselwirkungen v.a. WSB & Bindung & Bindung wieder lösen - Proteine in Zellmembran: Stoffaustausch und Signalübertragung - Bewegung des Körpers und Zelle - Hormone, Antikörper & Enzyme > Rolle bei Regulation von Körperfunktionen & Zellstoffwechsel - Strukturproteine: Festigkeit & Elastizität des Körpers - Nährstoffreserven > aus 20 Aminosäuren > in untersch. Anordnung zu Polypeptiden verknüpft > eine oder mehrere Polypeptidketten > Protein > Rest mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften >> polare Aminogruppe: Rest polar >> unpolare Aminogruppe: Rest unpolar > Konformation eines Proteins bestimmt Funktion

> irreversible Denaturierung: völlige Zerstörung der Raumstruktur > große Hitze und Einwirkung von Schwermetallen Isolierung von Zellbestandteilen

Feinbau der Biomembran...