Die Zelle

• Eukaryoten (Nuss/Kern) = „echter Kern“ Bsp.: Tiere, Pflanzen, Pilze

• Prokaryoten = kein Kern Bsp.: Bakterien

• Kleinste lebende Einheit

• Vielzeller haben sich auf „Arbeitsteilung“ spezialisiert

• Jede Zelle ist ein eigenständiges und selbsterhaltendes System

• Nährstoff Aufnahme und Stoffwechsel

• Vermehrung durch Zellteilung

• Besteht aus zweilagiger Schicht aus Lipiden (fettartiger Stoff; wasserundurchlässig)

• Grenzt die Zelle von ihrer Umgebung ab

• Kernhülle - besteht aus innerer und äußerer Kernmembran

• Äußere KM geht fließend in raues Endoplasmatisches Reticulum - enthält Ribosome

• Innere KM grenzt an Kernlamina (Tamina fibrosa nuclei) - schützt die innere Membran

• Kernhülle enthält Kernporen - aktiver Stoffaustausch zwischen Kern und Zellplasma findet statt

• Karyoplasma -Flüssigkeit im Kern

• Chromosomen - mehrere zu Chromatin verpackte DNA Fäden - enthalten Proteine (DNA Polymerasen, RNA

  Polymerasen)

• aktiver Stoffaustausch zwischen Kern und Zellplasma findet statt (Kernporenkomplex)

• Regulatorische Proteine (bestimmen welches codierte Protein, wann Produziert wird) gelangen aus dem Cytoplasma in den Zellkern

• mRNA (ein Transkriptoinsprodukt) wird aus dem Kern zur Proteinsynthese in das Plasma exportiert

• Ist von Doppelmembran umschlossen - enthält Proteinkomplexe Austausch von kleinen Molekülen und Ionen

• Enthält eigene DNA - mitochondriale DNA

• Kommen in fast allen Eukaryoten vor

• Regenerieren das Molekül ATP

• besonders viele befinden sich in Zellen mit hohem Energieverbrauch

• Citratzyklus - Pyruvat (Salze) aus dem Cystosol in Mitochondrienmatrix eingeschleust - durch Pyruvat

  Dehydrogenase wird Pyruvat zu Acetyl-CoA

  Acatyl-CoA wird in der Atmungskette zu ATP

• Atmungskette - Anreicherung von Protonen zwischen Membran und mitochondrialer Matrix - Bei

  ausreichender Spannung = ATP Synthase (Herstellung von ATP)

• Apoptose

• Unterstützen Calcium - Homöostase - speichern Calcium und geben es bei Bedarf wieder ab

• kommt in allen eukaryotischen Zellen vor (AUßER in ausgereiften Erythrozyten)

• Kanalsystem, röhrenartig, von Membran umschlossen

• dockt direkt an die Kernhülle an

• raues ER = mit Ribosomen- Proteinbiosynthese, Membranproduktion

• glattes ER = ohne Ribosomen - Hormonsynthese, Kohlenhydratspeicherung, Entgiftung,Calcium Speicher

• Sarkoplasmatisches Retikulum = wie ER nur in einer Muskelzelle

• Herstellung von Proteinen (Bsp.: Insulin in der Bauchspeicheldrüse)

• in Ribosomen entstehen Polypeptidketten die ins ER geleitet werden - hier werden die Polypeptidketten bearbeitet - fehlerhafte Proteine werden vernichtet - alle anderen werden weiterverabeitet

• Am häufigsten entsteht ein Glycoprotein welche Kohlenhydrate tragen

• Fertige Proteine werden in Form von Membranbläschen über die Membran in Richtung Golgi Apparat geleitet

• Enthalten Enzyme zur Verdauung

• werden durch säure Umgebung (pH Wert 4,5-5) aktiviert

• im inneren herrscht niedriger pH Wert und die Membranproteine sind auf der Innenseite stark glykolytisch (schützt Lysosomen vor Selbstzerstörung)

• Verdauung - zellfremdes Material - zelleigenes Material

• Programmierter Zelltod - Bsp.: Schwimmhäute des Embryo

• besteht aus flachen Hohlräumen (Dictyosomen)

• ist dem ER zugewandt und nimmt Vesikel (sehr kleine Bläschen) auf

• Sendet Vesikel zum ER

• Bildung u. Speicherung von Vesikeln

• betreibt intrazelluläre Kommunikation, Stabilisiert das Gewebe, bessert Zellmembran aus, hilft beim Stoffwechsel, bildet Lysosome (Verdauungsenzym)

• DNA = Desoxiribonukleionsäure; mRNA = messenger ribonucleic acid

• Speichert Erbinformation

• Speichert Baupläne der Zellen

• Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure

• Optisch erinnert es an eine Strickleiter (Doppelhelix)

• Äußeren Stränge bestehen aus Phosphorsäure- und Zuckermolekühlen (abwechselnd)

• die Sprossen aus je zwei von vier Basen

• Herstellung von Eiweiß (Synthese = chemische Herstellung; Protein = Eiweiße)

• Ribosomen helfen bei der Herstellung - Einteilung in zwei Phasen

Transkription - erste Phase - Entstehung und Transport der mRNA

Translation - zweite Phase - Ribosom bildet aus mRNA eine Aminosäurenkette

• biologischer Prozess - Zelle teilt sich in zwei oder mehrere Tochterzellen

• dient dem Wachstum sowie der Fortpflanzung

• Bei Eukaryoten unterscheidet man Mitose und Meiose

• teilt den Zellkern und damit auch die DNA

• teilt sich in 4 Phasen

1) Prophase 2) Metaphase 3) Anaphase 4) Telophase

• Interphase

• Phase zwischen zwei Zellteilungen

• Chromatiden im Zellkern (Erbinformationen auch!) werden verdoppelt und während der Mitose auf die Tochterzellen verteilt

• Chromosomen ziehen sich zusammen

• Spinelapparat bildet sich

• Im Anschluss lösen sich Kernkörperchen und Kernmembran auf

• Kernkörperchen und Kernmembran haben sich komplett aufgelöst

• Chromosomen maximal komprimiert

• Chromosomen ordnen sich an Äquatorialebene an

• Zentromer = Bereich an dem Spinelfasern mittig an den Chromosomen ansetzen

  
  

• Spinelfasern verkürzen sich

• Chromosomen werden auseinander gezogen

• Chromatiden wandern zu den Polen des Spindelapparates

  
  

• Chromatiden sind an Polen angekommen und wickeln sich auf

• Spindelfasern lösen sich vom Zentromer

• Eine neue Kernmembran bildet sich

• Es kommt zur Zellteilung - Zelle schnürt sich in der Mitte zusammen - zwei genetisch identische Tochterzellen entstehen

• Bei der Meiose entstehen Keimzellen

• Wird eine Eizelle befruchtet nennt man sie Zygote

• Sie hat einen diploiden Chromosomensatz (44 Autosomen und 2 Genosomen)

• Mütterliche und väterliche Chromosomen entstehen per Zufallsprinzip

• Meiose läuft in zwei Reifeteilungen ab

• Trennung der Chromosomenpaare - wird in vier

  Phasen eingeteilt

• Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1, Telophase 1

• Genetisches Material wird zu Chromosomen - es entstehen Zweichromatid

• Chromosomen - diese lagern sich parallel an - das ist die Chromosomenpaarung - Jedes Paar wird als Tetraden bezeichnet

• Dann: Crossing Over

• Chromatidenstücke werden ausgetauscht

• Bietet die Möglichkeit der Rekombination des genetischen

  Materials.

• Chromosomenpaare lagern sich an Äquatorialebene an

• Ein Chromosom eines Paares wird über Spindelfaser mit Spindelpol verbunden

• Mütterliche und väterliche Chromosomen werden zufällig verteilt = genetische Rekombination

• Chromosomenpaare werden getrennt

• Ein Chromosom pro Paar wandert zu den jeweiligen Spindelpolen

• Mütterliche und väterliche Chromosomen werden zufällig auf die entstehenden Tochterzellen verteilt

• Das Erbgut der Zelle wird halbiert

• Zelle teilt sich in zwei Tochterzellen mit je 23 Zwei Chromatid Chromosomen

• Das Erbgut entspiralisiert sich

• Prophase 2

• Metaphase 2

• Anaphase 2

• Telophase 2

• Beim männlichen Geschlecht entstehen aus einer diploiden (zweifacher Chromosomensatz) Ursamenzelle entstehen vier haploide (einfacher Chromosomensatz) Spermien

• Beim weiblichen Geschlecht entstehen aus einer diploiden Ureizelle eine Eizelle. Sie ist Plasmareich und befruchtungsfähig. Die anderen drei sind Polkörperchen

• Kohlehydrate sind Zuckerbausteine

• Der wichtigste Monosaccharid (Zuckerbaustein) ist Glukose (Traubenzucker)

• ist ein universeller Energielieferant; die meisten Zellen denen ihren Energiebedarf über Glukose

• Sauerstoff verbrennt Glukose zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser

• aerobe Glykolyse

• bei der aeroben Glykolyse entstehen 36 Moleküle ADP (Adenosindiphosphat)

• ADP wird zu ATP

• Entsteht beim Abbau von Kohlenhydraten in den

  Mitochondrien

• Aus Kohlenhydraten wird in der Glykolyse Pyruvat - in

  der Pyruvatdehydrogenase Reaktion entsteht Acetyl-CoA

Die Atmungskette oder Endoxidation beschreibt die abschließenden Reaktionen der Zellatmung, bei der Elektronen von NADH und FADH2 über verschiedene membranassoziierte

Elektronentansporter auf molekularen Sauerstoff übertragen werden. Dabei wird gleichzeitig ATP produziert (28 Moleküle ATP pro Molekül Glucose).

Carrierproteine (NADH und NAD+)

• Membranproteine

• Transportieren Moleküle oder Ionen

• passiver Tr. = erleichterte Diffusion

• aktiv Tr. = Bergauf- Diffusion

• passiver Transportvorgang

• Stoffaustausch vom Ort der höheren Konzentration zum

  Ort der niedrigeren Konzentration

• kleine Moleküle wie O2 oder CO2 oder Wasser passieren die Zellmembran ungehindert = freie Diffusion

• Nährstoffe wie Glukose oder Aminosäuren passieren die Zellmembran mit Carrier Protein = erleichterte Diffusion

• zwischen zwei unterschiedlich konzentrierten Lösungen befindet sich semipermeable Membran

• diese Membran lässt Lösungsmittel aber keine gelösten Stoffe durch

• der Druck der auf der jeweils anderen Seite der Membran nötig ist, ist der osmotische Druck (gemessen wird in Millimeter Quecksilbersäule - mmHg oder in Pascal (Pa)

In hypertonischen (höher konzentrierten) Lösungen

geben Zellen Wasser ab und schrumpfen.

In hypotonischen (geringer konzentrierten) Lösungen

hingegen nehmen sie Wasser auf und quellen.

Der Organismus ist daher bestrebt, durch besondere

Regelmechanismen den osmotischen Druck in der

extrazellulären Flüssigkeit möglichst konstant zu halten.

Dies führt infolge der guten Wasserdurchlässigkeit der

Zellmembranen zu einem ebenfalls recht konstanten

osmotischen Druck im Inneren der Zelle.

• läuft in Mitochondrien ab

• ist ein Stoffwechselprozess

• geht der Atmungskette voraus