Bau- und Inhaltsstoffe der Zelle

Zwischen Sauerstoff (O) und dem Wasserstoffatom (H2) besteht eine polare Elektronenpaarbindung. 
Sauerstoff hat eine höhere Elektronegativität (negative Teilladung) als Wasserstoff (positive Teilladung), zieht also die Elektronenpaare stärker an sich.
Dipolcharakter des Wassers bedingt sein Löslichkeitsverhalten: "Gleiches löst sich in Gleichem"
--> Moleküle mit polaren Gruppen (Amino-) + Ionen sind hydrophil (wasserliebend) (oft wasserlöslich)
--> Moleküle mit unpolaren Gruppen (Kohlenwasserstoffketten) sind hydrophob (wassermeidend)

= Bindungstyp; Wasser-Moleküle nähern sich, dabei ziehen sich das partiell positive Wasserstoff-Atom eines Moleküls und das partiell negativ geladene (Sauerstoff-)Atom eines anderen Moleküls gegenseitig an. 

Kohlenhydrate dienen Zellen und Organismen als Energiequelle, Reservestoff und Gerüstsubstanz. 
Grundbausteine aller Kohlenhydrate sind Monosaccharide (Einfachzucker). Die Verknüpfung dieser Monomere kann über Disaccharide bis zu Polysacchariden führen.

Je nach Anzahl der Kohlenstoffatome im Molekül unterteilt man die Monosaccharide in Hexosen (6 C-Atome, wie: Glucose (Traubenzucker), Fructose (Fruchtzucker), Galactose) und Pentosen (5 C-Atome, wie: Ribose (= Bestandteil der RNA) und Desoxyribose (in DNA)) 

Zwei Monosaccharide reagieren unter Wasserabspaltung zum Disaccharid (glykosidische Bindung).

Bsp: Saccharose (Rohrzucker) aus Glucose und Fructose; Maltose aus 2 Glucose-Molekülen; Lactose aus Glucose und Galactose Molekül 

1. Stärke = Reservestoff (Pflanzen: Amylose & Amylopektin, tierische Zellen: Glykogen)

2. Cellulose = Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände

Lipide sind durch ihre ausgedehnten unpolaren Molekülabschnitte in unpolaren Lösungsmitteln wie Benzin gut löslich, in polaren Lösungsmitteln wie Wasser hingegen unlöslich.

- Fette bestehen aus Esterbindungen (= Säure und Alkohol verknüpfen sich unter Wasserabspaltung) und drei meist verschiedenen Fettsäuren. Sie dienen als energiereiche Speichersubstanz.

- Phospholipide (z.B. Lecithin) sind wichtige Bausteine der Biomembran (liegen in Doppelschichten vor).
Struktur eines Lecithin-Moleküls: polarer (hydrophiler) Kopf und unpolare (hydrophobe) Schwänze

- produzieren Antikörper zum Schutz (Immunität)
- wirken wie Biokatalysatoren und beschleunigen die chem. Reaktion des Stoffwechsels (Enzyme)
- Bewegung der Zellen durch Aktin- und Myosinfilamente im Muskel
- bilden das Füll- und Haltegewebe (in Haut, Haaren,..  z.B Keratin und Kollagen)
- dienen als Transportmittel (z.B. von Atemgasen im Blut durch Hämaglobin)
- erfüllen eine energetische Funktion (Reservefunktion) durch Nährstoffe (z.B. Hühnereiweiß, Bohnen)

Proteine sind sehr große kettenförmige Moleküle, die sich aus der Peptidbindung von ab etwa 100 Aminosäuren zusammensetzen.

An ein zentrales Kohlenstoff-Atom (C-Atom) ist ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe (-NH2), eine Carboxylgruppe (-COOH) und ein organischer Rest gebunden. Der Rest verleiht jeder Aminosäure charakterische Eigenschaften: Man unterscheidet Aminosäuren mit polarem Rest (neutrale Aminosäuren, saure und basische Aminosäuren) von Aminosäuren mit unpolarem Rest. 

Die Verknüpfung zweier Aminosäuren führt zum Dipeptid.
Dabei reagiert die Carboxylgruppe einer Aminosäure mit der Aminogruppe der anderen Aminosäure unter Wasseraustritt (Peptidbindung).
Die Verknüpfung von 3 bis 10 Aminosäuren nennt man Oligiopeptid. Bei mehr als 10 Aminosäuren spricht man von Polypeptiden.

Die Vielfalt der Proteine wird durch die verschiedenen Reste der einzelnen Aminosäuren und ihrer Abfolge bestimmt. 
Die Aminosäuresequenz/ Primärstruktur ist von zentraler Bedeutung für die Funktion eines Proteins. (Der Austausch einer Aminosäure innerhalb eines Proteins kann bereits gravierende Folgen haben, da dies die räumliche Struktur des Proteins beeinträchtigen kann)

Unter der Aminosäuresequenzen (auch Primärstruktur) versteht man die genaue/ lineare Abfolge der einzelnen Aminosäuren in einem Polypeptid oder Protein.

symmetrische, dreidimensionale Anordnung der Polypeptidkette. 
Es gibt die schraubig geschwungene alpha-Helix-Struktur (Stabilisierung durch Wasserstoffbrücken) und die beta-Faltblatt-Struktur (Stabilisierung durch Wasserstoffbrücken zwischen mehreren Polypeptidketten)

- asymmetrische dreidimensionale Anordnung, die neben ungeordneten Abschnitten auh alpha-helicale und beta-Faltblatt-Strukturen enthalten kann.
- Stabilisierung erfolgt durch Wasserstoffbrücken, Van-der-Waals-Bindungen, Ionenbindungen und Elektronenpaarbindungen zwischen den Resten der unterschiedlichen Aminosäuren. 

- geordnete, dreidimensionale Anordnung, die aus mehreren Polypeptidketten besteht. 

- DNA kommt bei eukaryotischen Zellen im Zellkern, in Mitochondrien und Chloroplasten vor; enthält Erbinformation
- RNA kommt im Kernplasma, in Ribosomen und im Cytoplasma vor; ist wichtig für die Proteinbiosynthese

- Phosphorsäure- Moleküle
- Zucker- Moleküle (Desoxyribose)
- stickstoffhaltige, organische Basen: Adenin (A) und Guanin (G) (--> Purinbasen), Cytosin (C) und Thymin (T) (--> Pyrimidinbasen)

- Zucker- Phosphat- Bänder außen, Basen innen (Strickleitermodell)
- komplementäre Basenpaarungen durch Wasserstoffbrückenbindungen (A + T, C + G)
- zwei gegenläufige, antiparallele Polynucleotidstränge (ein Strang 5' --> 3' Richtung, der andere Strang mit 3' --> 5' Richtung)
- strickleiterartige Verdrehung der beiden Polynucleotidstränge führt zur Doppelhelix
- 10 Basenpaare pro Windung der Doppelhelix
- Die Basensequenz (Abfolge d. Basen) bestimmt die genetische Information

Entsteht durch die Verknüpfung vieler Nucleotide. 
Ein C-5-Atom des Nucleotids wird über die Phosphorsäure mit dem C-3-Atom des nächsten Nucleotids verbunden (Verbindung erfolgt vom 5'-Ende zum 3'-Ende).

- Zucker = Ribose anstatt um Desoxyribose
- anstelle der Base Thymin gibt es die Base Uracil (U) (Uracil zeigt komplementäre Basenpaarung mit Adenin)

- mRNA
- tRNA
- RNA

- liegt als einzelner, ungepaarter Polynucleotidstrang vor, der aus einigen bis über 10 tausend Nucleotiden bestehen kann
- überbringt dem Proteinbiosyntheseapparat am Ribosom eine Abschrift des jeweiligen Polynucleotidstranges

- besteht aus einem Einzelstrang mit 80 bis 90 Nucleotiden, der durch Basenpaarungen innerhalb des Moleküls zu einer charakteristischen Kleeblatt-Struktur geformt ist
- überträgt Aminosäuren zu den Ribosomen der Zelle

- ist am Aufbau der Ribosomen und an ihrer enzymatrischen Aktivität beteiligt