Zellbio
Einführung in die Zellbiologie
Einführung in die Zellbiologie
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Lernkarten
Enthält die DNA (Erbgut)
Synthetisiert Lipide zur Membranbildung
- Ribosomen translatieren RNA zu Proteinen- Proteine werden in Vesikeln "verschickt"
- Proteinkomplexe- translatieren RNA zu Proteinen
- nimmt Vesikel vom rER auf- modifiziert Proteine (Signalsequenzen)- verpackt Proteine mit gleicher Adresse in ein Vesikel
Vesikel
- Kompartimente bestehend aus Membran
- Umhüllen Stoffe (z.B. Enzyme und Proteine)
- es gibt primäre Lysosomen, Phagosomen und sekundäre Lysosomen
primäre Lysosomen
- vom Golgi-Apparat gebildet
- enthalten zum Teil Verdaaungsenzyme
Phagosomen
- von äußerer Zellmembran gebildet
- zur Stoffaufnahme (Endocytose)
sekundre Lysosomen
- primäre Lysosomen verschmolzen mit Phagosomen
- Verdauung der von den Phagosomen aufgenommenen Stoffe mit den Verdauungsenzyme der primären Lysosomen
Cytoskelett
- gibt der Zelle Halt und Flexibilität
- besteht aus verschiedenen Filamenten (Mikrotubuli, Aktinfilamente, Intermeiärfilamente)
Mikrotubuli
- größten Filamente des Cytoskeletts (25nm Durchschnitt)
- bestehen aus Tubulin-Monomeren in Tunnelform (Tubus) angeordnet (13x2 Monomere)
- Tubuli verbinden sich auch zu Duplets oder Triplets
- -Ende am MTOC in Zellkernnähe / +Ende peripher in der Zelle
- können am +Ende verkürzt oder verlängert werden (Polymerisation)
- auf ihnen Bewegen sich Motorproteine (Dyneine, Kineine)
- bilden bei der Zellteilung die Centriolen (Spindelapparat) und außerdem Cilien und Geißeln
Dyneine und Kineine
- Motorproteine auf den Mikrotubuli
- unter anderem für Vesikeltransport verantwortlich
- Dyneine bewegen sich zum -Ende (MTOC) *dynamisch herein
- Kineine bewegen sich zum +Ende (peripher) *kinetisch heraus
MTOC
- Mikrotubuli Organization Centre
- liegt am Zellkern
- Ursprung der Mikrotubulifilamente
Cilien und Geißel
- dienen der Fortbewegung von Einzellern und Gameten
- Cilien meist viele und kleine an der Zelle
- Geißel meist ein großer
- werden von 9 Mikrotubuliduplets und 2 einzelnen Tubuli (im Zentrum) gebildet
- aus der Bewegung der 2 einzelen Tubuli erfolgt die Cilien- bzw. Geißelbewegung
Aktinfilamente
- auch Mikrofilamente genannt
- bestehen aus Actin (Polypeptid)
- kleineste Filamente des Cytoskeletts (7nm Durchmesser)
- liegen hauptsächlich peripher in der Zelle
- können am +Ende verlängert und am -Ende verkürzt werden (durch ATP-ADP-Hydrolyse) (kann durch Proteine verhindert werden)
- geben der Zelle ihre Form (sind an Ausstülpungen beteiligt)
- im Zusammenspiel mit anderen Filamenten an Zellbewegungen beteiligt (Bsp. Muskelzellen)
Intermediärfilamente
- Teil des Cytoskeletts (8-12nm Durchmesser)
- unter anderem für Viskosität von Zellen und Geweben verantwortlich
- bilden ein quervernetztes Netz durch die ganze Zelle
- sind an Zell-Zell-Verbindungen beteiligt (Desmosomen)
- bei Nervenzellen an Axonbildung beteiligt
Mitochondrien
- Kraftwerke der Zelle
- verfügen über 2 Membranen (Endosymbiontentheorie)
- verfügen über eigene DNA (u.a. zur Synthese wichtiger (Membran-)Proteine)
- manche Proteine werden erst in den Mitochondrien gefaltet
- an der inneren Membran läuft die Atmungskette zur ATP-Synthese ab
- innere Membran ist gefaltet (Oberflächenvergrößerung)
Chloroplasten
- kommen nur in Pflanzen vor
- verfügen über eine eigene DNA und drei Membranen (Endosymbiontentheorie)
- enthalten den grünen Farbstoff Chlorophyll
- Ort der Photosynthese (in Thylakoiden und Stroma)
(Zell-)Membran
- besteht aus einer Phospholipid(doppel)schicht mit gesättigten und ungesättigten Fettsäuren
- Fettsäuren bestimmen Viskosität der Membran
- verfügt über ein hydrophilies Äußeres und hydrophobes Inneres (bei Doppelschicht)
- dient dem Abgrenzen von Kompartimenten und der Regulierung des Stoffaustauschs (durch Membranproteine)
- bilden Vesikel aus (Lsysosomen, Phagosomen, ...)
- sind über die Membranproteine an Zell-Zell-Verbindungen beteiligt
Extra-Zelluläre-Matrix (ECM)
- Außenbereich von Zellen / zwischen Zellen in Geweben
- bestimmen die Gewebeeigenschaften
- bestehen hauptsächlich aus Polysacchariden und Proteinen, die an die Zellmembranen binden
Zellwand
- kommt nur bei Pflanzen vor
- eigentlich eine besondere Form der ECM
- Polysaccharide bilden eine feste Wand (gut strukturiert)
- gibt der Zelle Form und beeinflusst den Stoffaustausch
Vakuole
- kommt nur in Einzellern oder Pflanzen vor
- ist von einer Membran umgeben
- kann verschiedene Strukturen ausbilden
- reguliert den Wasserhaushalt in einer Zelle
Funktionelle Gruppen
- Gruppierungen, die an Molekülen vorkommen und chemische Eigenschaften bestimmen
- wichtig sind biologisch:
- Hydroxylgruppe (Alkohole / -OH)
- Thiolgruppe (Thiole / -SH)
- Oxogruppe (Carbonylverbindungen / =O)
- Carboxylgruppe (Carbonsäuren / -OOH)
- Aminogruppe (Amine / -NH2)
- Aldehydgruppe (Aldehyde / =O-H
- Phosphatgruppe (Phosphate / -PO4)
Aminosäuren
- stellen die Bausteine von Proteinen dar
- drei Basen(paare) der DNA kodieren eine Aminosäure (Codesonne) -> Translation
- es gibt verschiedene Typen
- werden über Peptidverbindungen zu Proteinen verknüpft
- enthalten Amino- und Carboxylgruppe, die die Peptidbindung bilden (unter Abspaltung von Wasser)
AS mit elektrisch geladener hydrophiler Seitenkette
- Beispiel: Lysin (Lys, positiv geladen) / Glutaminsäure (Glu, negativ geladen)
AS polar aber ohne Seitenkette
- Beispiel: Serin (Ser) / Glutamin (Gln)
AS unpolar (mit hydrophober Seitenkette)
- Beispiel: Alanin (Ala) / Leucin (Leu)
AS Spezialfälle
Beispiel: Glycin (Gly)
Peptidbindungen
- organische Verbindung
- Bindung von Amino- und Carboxylgruppe
- -NH2 mit -OOH
- H2O wird abgespalten
- Bindung: -N-O-
Proteine
- langkettige Polymere aus Aminosäuren (Polypeptidketten)
- (mind.) 20 verschiedene
- Aminosäuresequenz für jedes Protein einzigartig (->einzigartige Primärstrukur)
- meistens gefaltet (z.B. durch Ribosomen) kommen aber auch fibrös vor
- übernehmen verschiedene Aufgaben in der Zelle (z.B. Membranproteine)
Kohlenhydrate
- organische Moleküle aus (verschiedenen) Zucker-Molekülen
- mit der Formel/Struktur CnH2nOn (also Verhältnis 1:2:1)
- haben verschiedene Funktionen (Bsp.: ECM, Zellwand, an Zellmembranen)
Monosaccharide
- einfache Kohlenhydrate (Einfachzucker)
- Beispiel: Glucose, Ribose, Fructose,...
- Bausteine für (langkettige) Kohlenhydrate
Disaccharide
- zweifachzucker Kohlenhydrate
- aus zwei Monosacchariden
- Beispiel: Rohrzucker, Lactose, ...
Oligosaccharide
- Kohlenhydratketten
- bestehend aus 3-20 Bausteinen (Monosacchariden)
- dienen (verzweigt) zum Beispiel als Etiketten (an Vesikeln oder Proteinen)
Polysaccharide
- langkettige Kohlenhydrate
- aus mehr als 20 Bausteinen (mehrere Hundert möglich)
- große Polymere mit verschiedenen makromolekularen Strukturen (parallel, verzweigt, stark verzweigt) aus mehreren Polymeren
- Beispiel: Stärke, Chitin, ...
Lipide
- unpolare, hydrophobe Moleküle (Fette, Öle, ...)
- bestehen zum Großteil aus Kohlenwasserstoffverbindungen
- dienen teilweise als Energiespeicher
- sind keine echten Polymere (einzelne Moleküle (Monomere) nicht kovalent Verknüpft)
- bestehen aus (meistens 3) Fettsäuren und Glycerol (bilden Esterbindung/-gruppe)
- Art der Fettsäuren bestimmt die Fluidität der Lipide
- dazu gehören: Phospholipide, Carotine, Steroide, Vitamine und Wachse
Fettsäuren
- langkettige Kohlenwasserstoffverbindung
- verfügen über Carboxylgruppe (-OOH)
- gesättigt: nur Einfachbindungen
- ungesättigt: Doppel- oder Dreifachbindungen (dadurch entstehen Knicke, die die Zusammenlagerung beeinflussen)
- je nach Zusammenlagerung der verschienen Arten wird die Fluidität von Lipiden beeinflusst
Glycerol
- kleines Molekül / Alkohol
- verfügt über 3 Hydroxylgruppen (-OH)
- kommt in Lipiden (Fetten) vor
Esterbindung
- auch Veresterung oder Estergruppe
- Verbindung von Hydroxyl- und Carboxylgruppen (Abspaltung von Wasser)
- -OH mit -OOH
- Verbindung: -O-O-
Phospholipide
- besondere Lipide
- eine von drei Fettsäuren durch eine Phosphatgruppe ersetzt
- bestehen aus 2 Fettsäuren, Glycerol und Phosphatgruppe
- Fettsäuren bilden hydrophoben Schwanz
- Phosphatgruppe und Glycerol bilden hydrophilen Kopf
- an Membranbildung beteiligt (Phospholipiddoppelschicht)