Biologie: Grundlagen und Zellbiologie

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 Proteinröhrchen (Mikrotubuli) und -stäbchen (Mikrofilamente) im Cytoplasma.

Mikrotubuli sind feine im Elektronenmikroskop (EM) sichtbare Röhrchen (Ø 25 nm) mit einer Wand aus dem Protein Tubulin. Sie sind Elemente des Cytoskeletts und dienen als Stützelemente und als Schienen für die Bewegung von Zellbestandteilen.

Mikrofilamente sind feine Stäbchen aus dem Protein Actin. Sie sind Bestandteil des Cytoskeletts und ermöglichen im Zusammenspiel mit dem Myosin die Bewegung der Muskeln.

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

Bei der Denaturierung ändern Protein-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.

Die DNA kommt hauptsächlich im Kern (im Chromatin) vor. Ihre fadenförmigen unverzweigten Makromoleküle bestehen aus vielen Nucleotiden. Die Reihenfolge der vier Nucleotidsorten (A, C, G und T) enthält die Erbinformation.

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

Dictyosomen (gr. dictyon = Netz, gr. soma = 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.

Vesikel sind kleine, durch eine Membran begrenzte Bläschen zum Transport oder zur Speicherung von Stoffen. Sie werden vom Membransystem des Cytoplasmas oder von der Zellmembran abgeschnürt bzw. eingebaut.

Der Golgi-Apparat besteht aus den miteinander verbundenen Dictyosomen einer Zelle. Er dient als Zwischenlager und Versandhaus der Zelle.

Durch die Differenzierung (lat. differe = 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.

Als totipotent bezeichnet man Zellen, die noch alles können (lat. totus = ganz, lat. potens = mächtig).

Diffusion (lat. diffundere = 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 Stoffs ist umso höher, je grösser sein Konzentrationsgefälle und je höher die Temperatur ist.

Die erleichterte Diffusion ist eine selektive und regelbäre Diffusion bestimmter Ionen und hydrophiler Moleküle durch Proteintunnel oder Carrier der Membran.

Tunnelproteine bilden Tunnel durch die Lipidschicht der Membran und ermöglichen die erleichterte Diffusion von hydrophilen Teilchen. Die Tunnel können geöffnet und geschlossen werden.

Als diploid (gr. diploos = 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.

Als haploid (gr. haplos = einfach) bezeichnet man Kerne bzw. Zellen mit einem einfachen Chromosomensatz aus n verschiedenen Chromosomen.