Bio & Botanik

• engste Verbindung mit dem Endoplasmatischen Retikulum

• ER: Translation, Proteinfaltung, Modifikationen von Proteinen und Proteintransport, Calcium Speicher, neue Kernmembranen wird gebildet und abgeschnürt

Golgi Apparat: Bildung und Speicherung sekretorischer Vesikel (extrazelluläre Matrix, Transmitter/Hormone)
Synthese und Modifizierung von Elementen der Plasmamembran
Bildung von lysosomalen Proteinen (primäres Lysosom)

• zwischen: rauen und glatten ER
• Außenseite: mit Ribosomen bedeckt à rauhes ER; ribosomenfrei à glattes ER
• rEr: bilden Membranproteine, Proteinsynthese, Synthese von sekretorischen Polypeptiden à in Vesikeln verpackt in Innenraum à Transport zu Kompartimenten – modifiziert
• sER: Zahlreiche chemische Umsetzungen: Synthese der Membranlipoide, ätherischem Öl

+ Synthese versch. Lipide, FS, Steroide, Rolle in KH-stoffwechsel, Entgiftung der Zelle, Calciumspeicher

Makromoleküle (Polysaccharide, Proteine) durchqueren bilayer mittels Vesikeln

• Exocytose: Makromoleküle (z.B. „Abfallprodukte“) werden aus der Zelle ausgeschleust
• Endocytose: Zelle nimmt Moleküle durch Vesikelbildung an der Plasmamembran auf

• Unspezifische Endocytose: Ohne Spezielle Bindung an Liganden
• Spezifische Endocytose: Spezielle Bindung an Liganden

Einstülpungsvorgang der Biomembran, bei dem sich eine Einzelzelle oder ein Kompartiment Makromoleküle oder größere Nahrungsteilchen einverleibt. Am Ende des Einstülpungsvorgangs wird ein Vesikel ins Zellinnere abgeschnürt bzw. abgestoßen und ist jetzt Teil des Endomembransystems.

Spezifische Endocytose: durch spezielle Bindung an Liganden (Eiweiß), über vermittelnde Rezeptoren (coated vesicles + Eiweiß + Hülle aus Clathrin) 

• Verdauungsorganellen -- fehlen Pflanze (Verdauung duch Zellsaftvakuole)
• Membranvesikel schnüren sich vom Golgi Apparat ab (Synthese findet im ER statt)
• enthalten hydrolytische Enzyme, Phosphatasen
• Hauptfunktion: körperfremde Proteine, Substanzen mittels Enzymen zu verdauen
• intrazellulär – Stoffe durch Endocytose aufgenommen – in Endocytosevesikeln verdaut 

Fresszelle“: Aufnahme Teilchen, umschließen, verdauen.
Makrophagen; Monozyten, Granulozyten -> Immunabwehr

Dünner, von einer Plasmamembran umgebener Plasmastrang, der durch die Zellwand einer Pflanzen-Zelle hindurch zur Nachbarzelle eine Verbindung schafft. Dank solcher Plasmodesmen kann somit über die Zellgrenze hinweg Stoffaustausch betrieben werden. Beim höheren Pflanzen.

Nur ausgereifte Pflanzenzellen, Die Bildung einer Vakuole findet beim Zellwachstum statt. Innerhalb des Streckungswachstums der Pflanzenzelle vergrößert sich das Volumen der Zelle durch osmotische Wasseraufnahme. Da die Substanz des Zytoplasmas jedoch nicht schnell genug mitwächst, entstehen Hohlräume, die anschließend durch Tonoplasten vom anliegenden Plasma abgetrennt werden. Am Ende des Wachstums nimmt die zentrale Vakuole oft einen so großen Raum ein, dass das Zytoplasma nur mehr eine dünne Schicht zwischen Plasmalemma und Tonoplast bildet. So entsteht die Zentralvakuole.

Flüssigkeit, gelöste Stoffe – Zellsaft mit anorg./org. Ionen, Säuren, wasserlösliche Farbstoffe, sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe à erhält Spannung aufrecht (Saftdruck „Turgor“)

Calcium-Oxalat-Kristalle, Kristallsand, Calcium-Kristalle à Pflanzen haben zelluläre Exkretion à Ablagerung in der Vakuole

• Protoplasma wird gegen die Zellwand durch eine Biomembran (Plasmalemma) begrenzt
• Tonoplast: von Zellsaftvakuole ist Protoplast durch eine Biomembran getrennt- Tonoplast
• mit verantwortlich für: Wasserhaushalt der Pflanzenzelle – Tonoplast, Plasmalemma sind semipermeabel à Wasserdurchlässig, nicht für darin gelöste Ionen à Pumpen, Proteine

• Wasser und kleine gelöste Teilchen von Selbst,
  Ionen: Aktiver Transport mittels Transportproteinen

• Makromoleküle: Durch die Bilayer mittels Vesikel
  Turgor: Wanddruck der Zelle, den Zellflüssigkeit von innen gegen Zellwand ausübt
• hängt eng mit osmotischem Druck zusammen – bewirkt Einströmen von Wasser in Zelle
• Vergrößerung Zellvolumen und drückt Zellplasma gegen die Zellwand

(turgeszent, welk, plasmolysiert)

• wichtig für Wasserhaushalt der Zelle – Wasserhaushalt bestimmt durch Osmose
• hängt von der Ionenkonzentration (K⁺ + Ca²⁺)  in der Zelle und außerhalb der Zelle ab

Anorganische Ionen, org. Ionen (Malat, Citrat, Oxalat…), Oxalsäure, AS, Zucker (Inulin,…), wasserlösliche Farbstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe (Senfölglykoside,…)

• Turgeszent: Ionenkonzentration in umgebender Lösung geringer: normal bei Pflanzenzelle
• Hypotonisch: Ionenk. der umgeb. Lösung ist geringer à Zelle kann passiv H₂O aufnehmen
• Isotonisch: Ionenk. sind gleich à Wasseraufnahme/–abgabe halten einander die Waage
• Hypertonisch: Ionenk. der umgeb. Lösung ist größer à der Zelle wird Wasser entzogen
• Pflanzenzelle: hypotonische Lösung à turgeszent, isotonische Lösung à schlaff/ welk,
• à plasmolysiert (Abheben des Protoplasten von der Zellwand)
• Tierzelle: hypotonische Lösung à lysiert (geplatzt), isotonische Lösung à normal, hypertonische Lösung à eingeschrumpft

An den Mikrotubuli entlang werden Vesikel und Granulae durch die Zellen transportiert. Während der Zellteilung bilden sie den Spindelapparat aus, über welchen die Chromatiden zu den Polen der Zelle gezogen werden.

Zellbewegungen (z.B. Geißeln)
      Bewegung der Zellorganellen
Stabilisierung der Zellform

• Gift der Herbstzeitlose (Colchicin) à verhindert Bildung der Dimere aus α + β-Tubulin 

Ausbildung der Kernspindel bei Kernteilung (Kernspindelgift) à keine Zellteilung à Organversagen  Chemoteraphie

• Cytoplasmaströmung
• Zellteilung (Bildung der Teilungsfurche)
• Stabilisierung der Zellform
• Veränderung der Zellform
• Aktinfilamente: Kontraktion der quergestreiften Muskulatur bei Tier/Mensch

Gestaltsveränderung, Plasmaströmung bei Pflanze àchemisch fast gleich

  Erzeugung eines prallen Zustands der Zelle durch den Turgor

  Stoffspeicher von Proteinen, organischen Verbindungen und Ionen, also Stoffen, die giftig wirken oder den Stoffwechsel stören könnten

  Durch Lagerung von Gift- oder Bitterstoffen können sie sich vor Tierfraß oder Pilzbefall schützen (z. B. Calciumoxalatkristalle)

  Indem Farbstoffe im Zellsaft eingelagert werden, können Pflanzenteile besonders gefärbt werden: blau-violett-rot sind oft Anthocyane, die mit Säuren rotfarbige und mit Basen blaufarbige Salze bilden (Blüten von Stockrose, Kornblume, Hortensie), gelb sind Flavone (Blüten von Primeln, Löwenmäulchen)

  Sie spielen auch eine Rolle bei Wachstums- und Bewegungsvorgängen durch osmotische Aufnahme von Wasser in die Vakuole

  Verdauung von Makromolekülen (vgl. Lysosomen bei Tieren)

  Speicherfunktion – etwa bei den Hülsenfrüchtlern, in deren Keimblättern Vakuolen mit Speicherproteinen zu finden sind.

  Gerbstoffe bilden bei Verwundung eine desinfizierende Schicht und bringen die Proteine des Zytoplasmas zum Stocken (Wundverschluss)

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Inulin, Stachyose, Sacharose

Inulin, 

Der Grund hierfür ist, dass bestimmte in Bohnen enthaltene Dreifachzucker, wie zum Beispiel Raffinose, nicht vom Menschen verdaut werden können, von Darmbakterien aber sehr wohl – unter Absonderung von Faulgasen – metabolisiert werden. Dies führt zu Blähungen.

Durch das Phloem, Saccharose

die Saccharose wird in den Speicherorganen wiederum zu Stärke umgewandelt.

Stärke ist im Gegensatz zu Saccharose osmotisch nahezu unwirksam. Stärke löst sich nicht sonderlich gut in Wasser. Dementsprechend dringt in eine Zelle, die viel Stärke enthält auch nur wenig Wasser ein. Da Stärke aus sehr großen Molekülen besteht, besteht für die Zelle auch keine Gefahr, dass die Stärke aus der Zelle heraus diffundiert. 

Bei Pflanzen kann das Speicherorgan eine Rübe, eine Zwiebel, eine Wurzelknolle, ein Rhizom oder der Wurzelstock sein. Hier steht vor allem der Schutz vor Frost im Vordergrund, damit die Pflanze den Winter überstehen kann.

Bei der Photosynthese entstehende Stärke, die in Form kleiner linsenförmiger Stärkekörner vorübergehend in den Chloroplasten abgelagert wird, um vornehmlich in der Nacht abgebaut und als Saccharose durchs Phloem abtransportiert zu werden.

• Wo: in bestimmten Zellorganellen des Protoplasmas, im Zellsaft gelöst, in Form von Inulinsphäriten in der Zellsaftvakuole auskristallisieren
• Was: aus Fructose-Einheiten aufgebaut, ersetzt bei Korbblütlern (Asteraceae) die Stärke
• Beispiel: Topinambur-Knolle (Sonnenblumenart), Artischocke

Abbaubar: nein, keine Inulase im Dünndarm à wird als Ballaststoff zugesetzt

• im Enddarm von Bakterien abgebaut, à Entstehung von Darmgasen – Blähungen 

In bestimmten Zellorganellen des Protoplasmas, im Zellsaft gelöst, in Form von Inulinsphäriten in der Zellsaftvakuole auskristallisieren

Nein: Glucose: viel zu großes osmotisches Potential à wird nicht gespeichert – nur Stärke à als osmotisch inaktive Stärke in bestimmten Zellorganellen des Protoplasmas

• Klebermehl/Klebereiweiß, kristalline Substanz, die man in vielen pflanzlichen Samen findet und zu den Eiweißstoffen zählt.

nicht plastidäre Proteinspeicher in Pflanze: viele, kleine Eiweißvakuolen erstarren in Zelle

• Aleuronkörner à pflanzliche Eiweißlieferanten: Getreide, Hülsenfrüchte, Früchte, Samen

• entsteht in Form von Aleuronkörnern aus AS in der Vakuole bestimmter Zellen, vor allem in Paranüssen

• Plastiden sind Zellorganellen der Pflanzen und Algen, die aus endosymbiontisch lebenden Zellen hervorgegangen sind.
  Plastide besitzen eigene ringförmige DNA.
• Sie enthalten 70S-Ribosomen.
• Plastide sind von einer doppelten Membran umgeben, die äußere ähnelt der Plasmamembran der Zelle, die innere Membran ist eher prokaryontisch.
• Die Herkunft der Plastide in den eukaryontischen Zellen wird über die Endosymbiontenhypothese erklärt. Danach waren Plastide ursprünglich eigenständige Prokaryonten. Die innere Membran entspricht folglich der ehemaligen Zellwand des Prokaryonten, die äußere ist bei der Endozytose dazugekommen.