Bio: Grundlagen und Zellbiologie

Das Chromatin ist das Erbmaterial im lnterphasenkern. Es besteht aus feinen Fäden, die aus - DNA und Eiweißen aufgebaut sind. Die Chromatinfäden werden in der lnterphase verdoppelt und in der Prophase zu - Chromatiden spiralisiert.

Chromoplasten sind farbige - Plastiden (chroma, gr.: Farbe) mit gelben bis roten Farbstoffen, z. B. in Blütenblättern und Früchten.

Chromosomen sind die Transportform des Erbgutes während der Mitose. Jedes Chromosom hat eine charakteristische Gestalt, Größe und (nach Färbung) ein typisches Bandenmuster. Jedes Chromosom trägt bestimmte Gene.

Zu Beginn der Mitose besteht jedes Chromosom aus zwei - Chromatiden.

Am Ende der Mitose besteht jedes Chromosom aus einem Chromatid.

Homologe Chromosomen sehen gleich aus und tragen die Gene für die gleichen Merkmale.

Ein Cofaktor ist ein Teilchen, das für die Aktivität eines Enzyms erforderlich ist.

Die Cytologie erforscht den Bau und die Funktionsweise der Zellen (cytus, nlat.: Zelle).

Das Cytoplasma ist der - Protoplast ohne Zellkern. Es besteht aus dem - Grundplasma und allen - Organellen außer dem Zellkern.

Das Cytoskelett stabilisiert die innere Struktur der Zellen, hält wandlose Zellen in Form und ermöglicht zusammen mit Motorproteinen die Bewegungen (in) der Zelle. Es besteht aus feinen Eiweißröhrchen (Mikrotubuli) und -stäbchen ( Mikrofilamente) im Cytoplasma.

Pflanzen bestehen zur Hauptsache aus Dauergeweben mit - differenzierten, nicht mehr teilungsfähigen Zellen (Bildungsgewebe).

Bei der Denaturierung ändern Eiweiß-Moleküle ihre Form (- Raumstruktur). Sie verlieren dabei meist ihre biologische Wirkung. Enzyme werden durch Denaturierung inaktiviert. Denaturierung wird z. B. durch hohe Temperaturen oder durch Stoffe wie Säuren verursacht.

Desoxyribonucleinsäure: Die DNA kommt hauptsächlich im Kern (im Chromatin) vor. Ihre fadenförmigen unverzweigten Makromoleküle bestehen aus vielen Nucleotiden. Die Reihenfolge der vier Nucleotidsorten (a, t, g und c) enthält die Erbinformation.

Die DNA enthält die Information für den Aufbau der Eiweiße. Die Reihenfolge der Nucleotide in einem Gen bestimmt die Reihenfolge der Aminosäuren im entsprechenden Eiweiß.

Dictyosomen (dictyon, gr.: Netz, soma, gr.: Körper) sind Stapel von scheibenförmigen durch eine Membran begrenzten Hohlräumen mit wulstigem Rand. Sie nehmen laufend - Vesikel auf und schnüren neue ab. Die Dicytosomen einer Zelle sind zum - Golgi-Apparat verbunden und dienen als Lager- und Verpackungsorganellen.

Differenzierung Durch die Differenzierung (differe, lat.: abweichen) entstehen während der Entwicklung eines Vielzellers aus einer Zelle die verschiedenen Zellsorten. Die Differenzierung im Bau verbessert bestimmte Leistungen der Zelle und ist mit einer Spezialisierung auf bestimmte Aufgaben verbunden. Differenzierte Zellen sind nicht mehr totipotent. Sie besitzen zwar noch alle Informationen, können aber nicht mehr auf alle zugreifen.

Diffusion (diffundere, lat.: ausbreiten) ist die Durchmischung von Stoffen durch die ungerichtete Eigenbewegung ihrer Teilchen. Jeder Stoff diffundiert - unabhängig von anderen Stoffen - seinem Konzentrationsgefälle folgend. Die Diffusionsgeschwindigkeit eines Stoffes ist umso höher, je größer sein Konzentrationsgefälle und je höher die Temperatur ist.

Als diploid (diploos, gr.: doppelt) bezeichnet man einen Kern bzw. eine Zelle mit doppeltem Chromosomensatz. Je zwei Chromosomen sind homolog. Sie sehen gleich aus und enthalten die Gene für die gleichen Merkmale. Die Körperzellen der meisten Vielzeller sind diploid.

Die Dissimilation (dissimilis, lat.: unähnlich) ist der Teil des Zellstoffwechsels, bei dem die Energie aus organischen Betriebsstoffen wie Traubenzucker freigesetzt und zum Aufbau von ATP aus ADP+ P genutzt wird. Sie kann aerob (Zellatmung) oder anaerob (Gärungen) sein (Assimilation).

Doppelzucker sind Kohlenhydrate, deren Moleküle aus zwei Einfachzuckern bestehen, z. B. Rohrzucker aus Traubenzucker und Fruchtzucker.

Dunkelreaktionen sind die lichtunabhängigen Reaktionen der Fotosynthese. Sie laufen im Stroma der Chloroplasten ab. Kohlendioxid und Wasserstoff aus den - Lichtreaktionen werden mit Energie von ATP (aus Lichtreaktionen) zu Traubenzucker und Wasser verarbeitet.

Edukte sind die Stoffe, die sich bei einer chemischen Reaktion in Produkte umwandeln.

Die Einfachzucker sind die einfachsten Kohlenhydrate. Ihre Moleküle sind die kleinsten Bausteine der Vielfachzucker, z. B. - Traubenzucker.

Einzeller sind Lebewesen, die aus einer einzigen Zelle bestehen. Sie pflanzen sich durch Teilung fort und kennen darum keinen Alterstod. Es gibt autotrophe und heterotrophe Arten.

Eiweiße (Proteine und Peptide) üben im Organismus unzählige Funktionen aus: Sie sind Baustoffe des Plasmas, wirken als Enzyme, transportieren Teilchen, stützen die Zelle, ermöglichen Bewegungen und sind an der Abwehr beteiligt.

Die Makromoleküle der Eiweiße sind unverzweigte Ketten aus 20 verschiedenen Arten von - Aminosäuren. Jedes Eiweiß hat eine bestimmte Primärstruktur mit einer charakteristischen Abfolge (Sequenz) der Aminosäuren. Unter natürlichen Bedingungen hat jedes Eiweiß-Molekül auch eine bestimmte Gestalt (Raumstruktur).

Der Aufbau von Eiweißen aus Aminosäuren findet an den Ribosomen mit Hilfe der Boten-RNS (mRNA) statt.

Die Eizelle ist der große, unbewegliche weibliche Gamet, der bei der geschlechtlichen Fortpflanzung mit dem männlichen Gameten (Spermium) zur Zygote verschmilzt.

Elektrolyte sind Stoffe, deren wässrige Lösungen den Strom leiten, weil sie Ionen enthalten, z. B. Salze.

Elektronenmikroskope (TEM und REM) arbeiten mit Elektronenstrahlen, die viel kürzere Wel- lenlängen haben als das sichtbare Licht. Die Elektronenstrahlen werden durch Magnetfelder gelenkt und gesammelt und auf einem Leuchtschirm sichtbar gemacht. Biologische Objekt müssen zur Betrachtung entwässert und z. B. durch Bedampfen mit Metallen präpariert werden. Die Beobachtung lebender Objekte ist darum im EM nicht möglich.

Durch Endocytose (endon, gr.: innen) nehmen Zellen ohne Zellwand körperfremde Stoffe in eine Vakuole auf. Das Material wird vom Cytoplasma umflossen und durch ein Stück Zellmembran in eine - Vakuole eingeschlossen. Es bleibt dabei außerhalb des Plasmas.

Das endoplasmatische Reticulum (endos, gr.: innen, reticulum, gr.: Netzchen) ist ein System von Kanälen und sackartigen Hohlräumen, die durch eine Membran begrenzt sind. Es durchzieht das ganze Cytoplasma und ändert seine Gestalt ständig. Das ER stellt Stoffe her und gibt diese in Vesikein ab.

- raues ER: das raue ER trägt die Ribosomen, an denen Aminosäuren zu Eiweißen verknüpft werden. Es produziert vor allem Membranproteine, die Enzyme der - Lysosomen und Eiweiße für den Export. - glattesER: das glatte ER produziert die - Membranlipide und trägt Enzyme für die Herstellung und den

Abbau von Kohlenhydraten.

Bei endothermen (endon, gr.: innen) Vorgängen muss Energie zugeführt werden, weil die Produkte energiereicher sind als die Edukte.

Als Energie bezeichnet man die Fähigkeit eines Systems oder eines Stoffes, Arbeit zu verrichten. Verschiedene Energieformen wie Wärme, Licht, chemische, elektrische oder mechanische Energie können ineinander umgewandelt werden.

Zur Übertragung der Energie von exo- auf endotherme Vorgänge dient das - ATP.

Lebewesen brauchen laufend Energie für Bewegungen, Transportvorgänge und für die endothermen chemischen Reaktionen ihres Stoffwechsels. Sie beziehen diese Energie entweder durch Fotosynthese aus dem Licht oder aus energiereicher Nahrung.

Die Enzymaktivität zeigt sich in der Zahl der Substrat-Moleküle, die ein Enzym in einer Sekunde umsetzt (Wechselzahl). Sie wird von der Temperatur sowie von Aktivatoren oder Hemmstoffen beeinflusst. Häufig wird sie durch das Substrat erhöht und durch das Produkt vermindert.

Enzyme sind Eiweiße, die eine bestimmte biochemische Reaktion katalysieren. Sie senken die aufzuwendende Aktivierungsenergie so stark, dass die Reaktion bei Körpertemperatur abläuft.