Zelle zu Gewebe

• Ersten eukaryotischen Zellen entstanden vor etwa 2,1 Milliarden Jahren

• Vermutlich vor 1,5 Milliarden Jahren vereinigten sich Zellen zu einfachen Kolonien

• Kolonie bot wegen ihrer Größe einen gewissen Schutz vor einzelligen Räubern

• Derart einfache Kolonien kann man heute bei der begeißelten Alge Gonium beobachten

• 16 gleichartige Zellen werden durch eine Gallerthülle zusammengehalten

• Ihre Geißel schlagen unabhängig voneineder

• Trotz Kolonienbildung beliben alle Zellen dieser Alge relativ selbständig

• Trennt an die Zelen einer Goniumkolonie voneinander, sin diese auch einzeln lebensfähig

• Alge Volvox besteht aus bis zu 20000 Zellen, die eune Hohlkugel bilden

• Fortbewegung: koordinierter Schlag der Geißeln

• Für die Koordination des Geißelschlages ist es notwendig, dass die Einzelzellen zusammenarbeiten

• Meisten Zellen können sich nicht unbegrenzt teilen, Sie altern und sterben schließlich. Zur Vermehrung sind nur wenige Zellen in der Lage

• Nur diese Zellen bringen Tochterkolonien hervor, die im Innern der Kugelalge heranwachsen

• Begrenzung des Süßwasserpolypen bilden zwei Zellschichten

• Nesselzellen in der äußeren Zellschicht, sondern ein Gift ab. mit dem Beutetiere betäubt werden

• Nahrung wird eine Körperöffnung (Mund) in den hohlen Innenraum aufgenommen

• Drüsenzellen und Fresszellen der inneren Zellschicht geben Verdauungsstoffe in den Hohlraum abm durch die Nahrung vorverdaut wird, bevor Verdauungszellen diese aufnehmen und zu Ende verdauen

• Von spezialisierten Zellen werden männliche und weibliche Keimzellen gebildet

• Auch eine ungeschlechtliche Vermehrung ist möglich

• Dazu bilden Zellen der inneren und äußeren Zellschicht Knospen, aus dennen sich neue Süßwasserpolypen entwickeln

• Höher entwicklete Vielzeller besitzen eine Vielzahl unterschiedlicher Zelltypen

• Zellen mit gleicher Funktion bilden ein Gewebe. Z.B. bilden Muskelzellen ein Muskelgewebe

• Mehrere Gewebe bilden ein Organ. So besteht das Organ Herz aus Muskelgewebe, Bindegewebe, Nerven und Blutgefäße

• Ein Orfanismus besitzt verschiedene Organe mit speziellen Aufgaben

• Wenn Zelle eines Organismus neben vielen Gemeinsamkeiten Unterschiede entwickeln, nennt man das Differenzierung

• Differenzierung und Spezialisierung von Zellen für unterschiedliche Aufgaben ermöglicht Arbeitsteilung und Zusammenarbeit und führt dazu, dass Organismen leistungsfähiger werden

• Austuasch von Ressourvcen = Stofftransport

• Kommunikation

  • Rezeptoren und Signaltransduktion

  • Neuronale Erregungsprozesse

3 Gruppen zur Unterscheidung:

• Stofftransporte

• Flüssigkeitstransporte

• Transport durch Membranen

• Freie Diffusion

• Stoffe, die die Zellmembran nicht passieren können werden in manchen Fällen durch Einstülpungen der Membran in die Zelle ein- oder ausgeschleust

• Transport in Vesikeln

• Endozytose “Importgeschäft”

• Exozytose “Exportgeschäft”

• Kommt nur für Gase (O2, CO2) oder lipid-lösliche Moleküle in Frage

• Vorraussetzung: Konzentrationsgradient

• Faktoren: z.B. Temperatur, Molekulargewicht, Membranoberfläche, Steilheit des Gradienten

• Sekretviskel = Membranumhüllte Pakete von Syntheseprodukten

• Bsp.: Synthese von Glykoprotein und Transport in die Zellmembran

• Aufnahme von Stoffen in von Zellmembran-Abschnitten umschlossenen Vesikeln

• Formen der Endozytose

  • Exozytose gekoppelte Endozytose (Membrane-Recycling)

  • Exozytose unaabhängige Endozytose

  • Phagozytose (“cell eating”)

  • Pinozytose (“cell drinking”)

  • Rezeptror-mediierte Endozytose

• Abgabe von Stoffen durch Fusion von Vesikeln mit der Zellmembran

• Formen

  • Getriggert: z.B. Freisetzung von Acetylcholin aus motorischen Endplatten

  • Ungetriggert: z.B. Sekretion von Antikörpern, Biogenses der Zellmembran

• Osmose

• Filtration

• Lösungsmitteltransport durch eine semipermeable Membran

• In Richtung der höheren Teilchenkonzentration

• Prozess bei dem Flüssigkeit unter dem EInfluss von hydrostatischem Druck durch einen Porenfilter (z.B. Kapillarwände) gepresst von grob-dispersen Partikel (z.B. Blutzellen) getrennt wird

• Ultrafiltration: auch gelöste Moleküle nach Größe voneinander getrennt

  • Bsp.: Harnbildung in der Niere

• Aufbau eines Nierenkörperchens

  • 3 Schichten: Kapillarendothel, Basalmembran, Podozyten

  • Permeabel für kleinmolekulare Stoffe

  • Impermeabel für Blutzellen, nur geringe Anteile von Makromolekülen, insbesondere kaum Proteine

• Membranpermeabilität = Eigenschaft einer Membran, Stoffe durchtreten zu lassen

• Lipophile Stoffe => CH2-Gruppe: Permeabilität steigt (Arzneistoffe)

• Transportproteine beeinflussen die Permeabilität von z.B. Ionen, Zucker, AS, Nukleotiden

  • Arten: Kanäle, Carrier und Pumpen

  • Gemeinsame Merkmale: Transportspezifität, Aktivierbarkeit, elektive Hemmbarkeit, Sättigungskinetik

    
    

• Merkmale

  • Besitzen selektive, wassergefüllte Poren für den Durchtritt von Ionen (z.B. Na+-, K+-, Ca2+-, Cl- -Kanäle)

  • Richtung und Rate des Transportes angegeben durch Konzentrationsgradienten und Potentialdifferenz

  • Passiver Transportprozess: Diffusion

  • Hohe Selektivität durch Ladungen und Bindungsstellen

• Einteilung und Eigenschaften

• Transporter

• Passiver Transport

• Unterschied zu Kanälen: geringere Transportrate, kein “Gating”, vielfach Co-Transporter

• Binden das zu transportierende Molekül

• Membrandurchtritt durch Konformationsänderung

• Zeigen Spezifität und maximale Transportkapazität -> Saturation

• Uniport

  • Passage einzelner Moleküle

  • z.B. Glucose in Lberzelle

• Symport

  • Mehrere Teilchenarten in gleicher Richtung

  • z.B. Glucose, AS mit Na+ in Darmepitehlzellen

• Antiport

  • Verschiedene Teilchenarten in entgegen gesetzter Richtung

  • z.B. HCO3- gegen Cl- an Erythrozytenmembran

• Sonderform der Carrier

• Erfordert zusätzliche Energie

• ATP-Hydrolyse an der Innenseite der Membran

  • -> primärer aktiver Carrier

  • Bsp. Na+/K+-ATPase: 3 Na+ aus der Zelle heraus und 2 K+ in Zelle hinein