MGL 450 - Zytologie

Chromosom: durch Spiralisierung  des langen DNS-Stranges, der Erbinformation, entstehen in der Mitose, mt Hilfe von speziellen Proteinen, intensiv färbbar, scherenförmige Körperchen, Chromosomen genannt

Chromatiden: Zellkernsubstanz (DNS und Hilfsproteine) in der Interphase

Gen:

• wird meist ein Abschnitt auf der DNA bezeichnet, der die Grundinformationen zur Herstellung einer biologisch aktiven RNA enthält
• oftmals auch als Merkmalsanlagebezeichnet, da das Gen eine bestimmte Funktion übernimmt, beispielsweise die Ausprägung der Haarfarbe oder ähnlichem.

Die auf den 23 Chromosomenpaare (46 Chromosomen) sitzenden Gene sind für die Merkmale (Haarfarbe) verantwortlich.

Alle Zellen haben 46 Chromosomen. Eizelle und Sperma nur je 23. Bei der Vereinigung 23+23 = 46.

Gene die vom väterlichen und mütterlichen Chromosomen auf dem gleichen Ort liegen werden Allele genant.

Eines der beiden Gene setzt sich durch oder eine Mischung davon.

Deshalb können Krankheiten eine Generation überspringen, da das Gen zwar als Träger vorhanden (Genotyp), aber nicht zum Vorschein kommt (Phänotyp).

• Allel Väterliches und mütterliches Gen für das gleiche Merkmal an gleicher Stelle im Chromosom.
• Genotyp Alle genetischen Infomationen
• Phänotyp genetische Infomationen die sich Zeigen (z.B. Grösse, Augenfarbe)
• Heterozygot: mischerbig, unterschiedliche Informationen der beiden Allele (Gene) (Mutter blond, Vater Dunkel)
• Homozygot reinerbig, gleiche Informationen der beiden Allele (Gene) (Mutter Blond, Vater Blond)
• dominant häufige ist ein Allel stärker als das andere und überdekt die Wirkung des anderen Allel
• kodominant beide Allele gleich stark. Das Merkmal wir intermediär d.h. tretten nebeneinander in Erscheinung (Blond und Schwarz = braun)
• rezessiv schwächeres Allel. Kann nur im Phenotyp vorkommen bei homozygoten Allelen

• Thymin und Adenin (TA)
• Guanin und Cytosin (GC)

Uracil ersetzt Thymin bei RNA (Uracil und Adenin)

• Köprerzelle 46 Chromosomen (23 Paare)
• Keimzelle 23 Chromosomen (Eizelle und Sperma je 23)

Die 46 Chromosomen teile man in 22 Paar Körperchromosomen (Autosomen) und 1 Paar Geschlechtschromosomen (Heterosomen).

Die Heterosomen bestimmen das Geschlecht. XX = Weichblich, XY = Männlich

Bei der Befruchtung bestimmt das Sperium das Geschlecht, da es entweder mit X oder Y Heterosom enthält.

• Diploid Zelle mit 23 Chromosomenpaare (46 Chromosomen)
• haploid Eizelle und Sperma haben nur 23 Chromosmen und keine Paare. Dies nennt man haploid.

Bei der Befruchtung fallen diese 2 x 23 Chromosomen zusammen und die neue Zelle ist diploid

Ist eine Zellorganelle und liegt im Zytoplasma.

Das Mitrochondrium ist das Kraftwerk der Zelle.

Dabei werden Glukose, Fett- und Aminosäure unter Einwirkung von Sauerstoff (O₂₎ zu Kohlendioxid (CO₂₎, Wasser (H₂O)und evtl. Abfallstoffen verbrannt.

Die Energie wird in ATP  gespeichert.

Adenosintriphosphat (ATP)

ATP dient bei Proteinsynthese, Muskelkontraktion etc. als Energielieferant.

Zellorgannen sind im Zytoplasma liegende Strukturen, die wichtige Funktionen übernehmen

• Mitochondrien (Energieproduktion)
• Ribosomen (Eiweissherstellung)
• Endoplasmatische Retikulum (Speicherung von Eiweissen)
• Golgi-Apperat (Verpackung und Versand von Eiweissen)
• Lysosomen (interzelluläre Verdauung)
• Zentriolen (Leistrukturen der Zellteilung)

Sind für die Eiweissherstellung (Proteinsynthese) verantwortlich

Soll ein bestimmtes Protein hergestellt werden, muss eine Kopie der DNA angefertigt werden -> messenger-RNA (mRNA)

mRNA wird aus Zellkern rausgeschleust und Robosomen lesen die darauf codierte Information und übersetzen diese in eine Abfolge von Aminosäuren. Aneinandergereihte Aminosäuren ergeben das Protein.

durchzieht als Holraumsystem labyrinthartig die ganze Zelle 

• raues ER (rER) 
  • ist mit Ribosomen besetzt und hat daher eine gekörnte Oberfläche. Die von den Ribosomen für den Export gebildeten Proteinen werden im rER aufgefangen, gespeichert und aus der Zelle herausgschleust.
• glattes ER (gER)
  • frei von Ribosomen und kommt nur in wenigen Zellarten vor
  • speichert fettlösliche Substanzen (Steroidhormone und Kalziumionen)

gibt an den Rändern kleiner Bläschen ab -> Golgi-Versikel

die in der rER gebildeten Eiweisse werden sortiert, angehäufet und verpackt und aus der Zelle ausgeschüttet

in Drüsenzellen ist die Anzahl der Golgi-Strukturen serh hoch -> Sekrete werden weitergeleite und so ausgeschüttet.

Spezialisierte Golgi-Vesikel zur intrazellulären Verdauung nennt man Lysosomen

Lysosomen: nehmen zellfremdes Material (Viren, Bakterien, überalterte Zellstrukturen und Abfallstoffe) auf und lösen dies enzymatisch auf

liegen i.d.R. in Zellkernnähe

Während Zellteilung (Mitose) wandern sie getrennt zu den Zellpolen und bilden Spindelfasern aus, die als Leitstrukturen für die gleichmässigen Teilung der Erbinformation dienen.

Amöboide Bewegungen: Zystoplasmafortsätze, die irgendwo haften bleiben und den Zellleib nachziehen. Immunzellen um an Infektionsort zu gelangen

Flimmerbewegungen: Kinozilien (Flimmerhärchen), welche sich rhytmisch in einer Richtung bewegen.

Muskelbewegung: die kontraktilen (sich zusammenziehende) Proteine: Aktin und Myosin -> Zusammenspiel bewirkt Bewegung

Bewegung mittels Geisseln: Geissel dreht sich spiralförmig um sich selbst und schiebt Samenzelle vor sich hin 

• Passiver Stofftransport = Wenn Stoffe ohne Energieverbrauch durch die Zellmembran gelangen.
  • Z.B. Durch Diffusion, Osmose und Filtration.
• Aktiver Stofftransport = Wenn für Transport durch Zellmembran Energie aufgewendet wird.
  • Meist gegen ein Konzentrationsgefälle
  • Kleinere Stoffe durch Pumpen- oder Tunnelproteine durch Zellmembran geschleust
  • Grössere Partikel durch einstülpen (Endo- Exozytose)

Diffusion = Molekulare Bewegung von gelösten Teilchen in Richtung niedriger Konzentration. (Konzentrationsausgleich)

Beispiele: Atmung oder Stofftransport (Salze, Gase etc.) im interstitionellen Raum, Versorgung des Oberflächen Epithels

Die Osmose= Diffusion des Lösungsmittel durch eine selektiv permeable (durchlässige) Scheidewand in eine stärker konzentrierte Lösung.

Eine Seite Süsswasser, andere Seite Salzwasser. Scheidewand lässt nur Wasser, aber kein Salz durch. Das Süsswasser wird auf die salzige Seite gezogen zum Konzentrationsausgleich, obwohl ein Druck entsteht. (Osmotischer Druck)

• Wasseraustausch zwischen Blut und dem Gewebe entlang der Kapillaren, Wasserentzug aus dem Stuhl im Darm

Abpressen einer Flüssigkeit durch eine Membran oder einen Filter. Aufgrund der Filterporengrösse können nicht alle gelösten Teilech der Flüssigkeit passieren.

• Filtration im Glomerulus (Primärharnbildung) der Niere, Abpressen des Blutplasmas in den Blutkapillaren

Endozytose = Zellmembran stülpt sich um einen grösseres Teilchen und schnürt ein Versikel ( Membranbläschen) mit dem darin enthaltenen Teilchen nach innen ab. (Versorgung der Zelle)

Phagozytose= (Zellfressen durch Fresszellen) wenn grössere Teilchen (Bakterien, Staub) aufgenommen werden, verschmelzen diese Vesikel mit den Lysosomen , wodurch diese intrazellular Verdaut werden.

intrazelluläre Vesikel verschmelzen mit der Zellmembran und geben so ihre Inhalte an die Umgebung ab.

• bestimmte Drüsen und Nervensynapsen

• Wasseranteil im Körper ca. 65% (Säugling mehr als alte)
• Wasser in und um Zellen (intrazellulär ca. 45% (ca. 30 Liter) und extrazellulär ca. 21% (ca. 15 Liter) des Körpergewichts)
• Extrazellulär besteht aus Interzellulärem Flüssigkeitsraum (ca. 12 Liter) und Blutpsamavolumen (ca. 3. Liter)
• Stoffaustausch zwischen Blut und Zellen läuft über die interstitielle Flüssigkeit (Zwischenzellflüssigkeit)
• Wasseranteil Fett ca.  20%, Muskeln ca. 70%
• Je mehr Fett, desto weniger Wassseranteil hat ein Mensch
• ca. 2.5 Liter Wasser verbrauch

• Blut
• Interstitium (Interzellulärer Flüssigkeitsraum)
• Zelle

intrazellulär: Kalium (+positiv geladen Kationen), Phosphat (- negativ gealden Anionen)
extrazellulär: Natrium (+), Chlorid (-)

Unter Ruhepotential versteht man den negativ geladenen Zustand einer unerregten Nervenzelle - ergibt elektrisches Potential

Natrium (Na⁺) diffundiert ständig durch Leckströme ins Zellinnere. (Depolarisation - Aktionspotential) Auf Dauer würde es so zu einem Ladungs- und Spannungsausgleich zwischen Intra- und Extrazellulärraum kommen. Für das Ruhemembranpotential (-80mV) wäre dies gleichbedeutend mit dem Ende.

Repolarisierung: Unter ATP Verbrauch werden drei positiv geladene Natrium Ionen aus dem Zellinnenraum herausbefördert und im Gegenzug zwei positiv geladene Kalium Ionen in die Zelle gebracht. Zellinnenraum wird negativer. Verhindert von Ladungs- und Spannungsausgleich durch Na⁺ Leckströme.

Bedeutung: physiologische Grundlagen vieler Zellfunktionen z.B. Funktion des gesamten Nervensystem = Reize in Sinnensoganen werden so in elektrische Signale umgesetzt / Kontraktion von Muskeln

indirekte Zellteilung genannt

Das Ziel der Mitose ist die Bildung von genetisch identischen Tochterzellen zur Zellerneuerung oder zum Wachstum.

Meiose kommt nur in den Keimdrüsen vor (Eierstöcke und Hoden)

Reduktion der diploiden Chromosomensatz (46) zu haploiden (23)

Dadurch werden die Geschlechtszellen (Ei und Sperma) gebildet.

Notwendig, damit bei verschmelzung von Ei und Samenzelle nicht zu verdoppelung der Erbinfomation kommt.

Die Meiose vollzieht sich in zwei Reifeteilungen ab.

Es entstehen also aus einer Zelle 4 Tochterzellen (w: 1 Eizelle und 3 Polkörperchen / m: 4 Spermien) mit haploiden Chromosoemn

• Haut und Hautanhangsbegilde (Haar, Nägel, Schweiss- und Duftdrüsen)
• Bewegungs- und Stützapparat (Knochen, Bänder, Sehnen, Muskeln)
• Nervensystem (Gehirn, Rückenmark, Nerven, Sinnensorgane)
• Hormonsystem (Drüsen und Gewebe, die Hormone oder hormonähnliche Stoffe produzieren)
• Immunsystem
• Atmungsystem
• Herz-Kreislauf-System
• Vedauungssystem
• Harntrakt
• Fortpflanzungssystem
• Verdauungssystem

Aufgaben der Organsystem siehe Tabelle

Die Zellen unseres Körpers haben in der embryonalen Entwicklungsphase eine Spezialisierung auf bestimmte Aufgaben durchgemacht (Aus Urzelle sind viele spezialisierte Zellen entstanden).

• Zellmembran (Plasmalemm)
• Zytoplasma (Zellflüssigkeit) mit den Zellorganellen
• Nucleus (Zellkern)

Auf der Aussenfläche sitzt die Glykocalyx (Zucker-Eiweiss-Strukturen)  Sie dienen unter anderem als s,g, Antigene zur Zellerkennung und erlauben die Unterscheidung von körpereignen und körperfremden Zellen.

1. Uniformitätsregel: Kreuzt man zwei reinerbige (homozygote) Eltern, dies sich in einem Merkmal voneinander unterscheiden, so erhält man in der ersten Tochtergeneration Nachkommen, die bezüglich dieses Merkmals untereinander gleich sind
2. Aufspalungsregel: Kreuzt man zwei gleichartige heterozygote (mischerbige) Individuen, spaltet sich die Nachkommengeneration im Verhältnis 1:2:1
3. Unabhängigkeitsregel: Sind verschiedene Gen an der Ausbildung eines Merkmals beteiligt und liegen diese Gene auf verschiedenen Chromosomen, werden diese Merkmale bei der Meiose zufällig neu verteilt udn es ergeben sich fast beliebig viele Kombinationen

In der Zellmembran befinden sich Pumpen, die unter ATP-Vebrauch, Moleküle gegen ein Konzentrationsgefälle aktiv druch dei Zellmembran transportieren.

Damit können Zellen in ihrem Inneren Stoffe wie Glukose konzentrieren oder durch Elektrolytverschiebungen unterschiedliche Salzkonzentrationen innerhalb und ausserhalb der Zelle erreichen.

die elektrische Spannung über der Zellmembran um -80 mV (negatives Potenzial) im Ruhezustand, welche auf die Ladungsungleichgewicht der Ionen zwischne Extra- und Intrazellulärraum zurückzuführen ist

Bei einer Zellerregung kommt es zur Erhöhung der Membrandurchlässigkeit für bestimmte Ionen und so zur Wanderung geladener Teilchen = Stromfluss durch Depolarisation wird als Aktionspotenzial bezeichnet

In der Repolarisation normalisisert sich die Membrandurchlässigkeit wieder und mit Hilfe der Natrium-/Kalium-Pumpe wieder die Ursprüngliche Na+/K+-Konzentration wieder hergestellt. -> Membranpotential wieder Ruhepotenzial