IV_Zelle_Aufbau

• die kleinste, noch lebensfähige Einheit

• strukturele und funktionelle Einheiten jedes Lebewesens

• Kolonien (Einzeller)

• Gewebe (Mehrzeller)

Nucleinsäuren

• DNA

  • Speicher genetischer Information

  • Info für Proteinbiosynthese

  • Info für Replikation

• RNA

  • Umsetzung genetischer Information in Proteine

  • mRNA, tRNA, rRNA, miRNA (regulatorisch), snRNA (Splicing),…

• Proteine

• Fette

• Kohlenhydrate

• kein richtiger Zellkern

• erste Lebewesen

• Bakterien, Blaualgen, Archaea

• meist kein membranumhüllente interne Kompartimente

• DNA liegt in bestimmtem Bereich (Nukleoid = Kernäquivalent)

  • “Bakterienchromosom” ringförmig angeordnet

  • manchmal Plasmide (weitere DNA-Moleküle)

  • Genom: Nucleoid DNA + Plasmid DNA

• Zellwand umgibt die Zellmembran

  • Peptidoglykanschicht aus Polysaccharidketten

  • Schutzfunktion

  • manchmal zusätzlich äußere Membran

• Kapsel (bei einigen)

  • Polysaccharid-Schleimschicht

  • Austrocknungsschutz

• Fimbrien und Pili

  • filamentöse Strukturen uas Proteinen

  • unterschiedliche Funktionen

• echter Zellkern

• Entwicklung aus den Prokaryota

• Pflanzen, Tiere, Protisten, Pilze

• membranumhüllende Organellen

• Innere Membranen

  • Unterteilung in Kompartimente

• Organellen

• Nicht-membranumschlossene Organellen

1-100um

• Produktivität/Reproduktion

  • selbstständige Vermehrung, Wachstun

• Reizbarkeit

  • Reaktion auf äußere Reize

• eigener Stoffwechsel

  • aus Substrat, nahrung werden ständig Stoffwechselprodukte unter Energiegewinn gebildet

• grundlegender chemischer Aufbau

  • Makromoleküle (Polymere) aus den Elementen C, N, H, O

• Struktur des genetischen Materials

  • DNA

• umgeben von Plasmamembran

  • = Biomembran

  • Grenzschicht

  • Abgrenzung zur Außenseite

  • selektiv permeabel

• Cytoplasma

  • Cytosol + Organellen und andere Zellbestandteile

• DNA

  • genetische Information

• Ribosomen

  • Protein/RNA-Komplex

  • Proteinsynthese

• Zellkern

• Endomembransystem:

  • äußere Kernmembran

  • Endoplasmatisches Reticulum

  • Golgi-Apparat

  • Lysosomen (Tier)

  • Transportvesikel

  • Zentralvakuole (Pflanze)

• Mitochondrien

• Peroxisomen

• Ribosomen

• Komponenten des Cytoskeletts

• Centriolen

• in der Nähe des Zellkerns

• aus Mikrotubuli

• tierisch

• Ausgangspunkt für den Spindelapparat

= Nucleus mit Hülle

Aufbau

• Zellkernhülle aus 2 Membranschichten

  • Innere: Kernlamina

  • Äußere: gefaltete Membran-Übergang ER

• Kernporen

• Chromosomen

  • enthält genetisches Material

    ➡️ Chromatin: DNA, Protein (Histone)

  • Genom: enthält das gesamte genetische Materia in Form von Zellkern DNA, Mitochondriien DNA und Chloroplasten DNA

• NucleOLus

  • rRNA Produktion zur Herstellung von Ribosomen

Funktion

• Ort der DNA-Replikation

• Ort der genetischen Kontrolle der Zellaktivitäten

• Information für die Bildung von Proteinen

• Plastiden

  • Chromoplasten

  • Leukoplasten

  • Chloroplasten

• Glyoxysomen

• Zellsaftvakuole, Tonoplast

• Zellwand

• Plasmodesmen

• Lysosomen

• Centrosomen mit Centriolen

• Flagellen

• tierisch

• Vesikel

Aufbau:

• kleine, membranumschlossene Organellen

• Innen: saurer pH-Wert

• Vesikel von der trans-Seite des Golgi-Apparats (primäres Lysosom) verschmelzen mit Endosomen-Lysosom (Abschnürung vom Endomembransystem)

Funktion:

• intrazelluläre Verdauung von Makromolekülen

• Abfallverwertung der Zelle

• mit Centriolen

• tierisch

Aufbau:

• elektronendichter Bereich im Cytoplasma

• Mikrotubuli organisiserendes Zentrum mit je einem Centriolenpaar

• Mikrotubuli sind mit einem Ende meist an MTOC, dem Basalkörper (an der Basis von Flagellen und Geißeln) = Centrosom befestigt

Funktion:

• Zellteilung: Bildung eines zweiten Centrosoms und Aufbau eines symmetrisch bipolaren Spindelapparats, der Chromosomen symmetrisch in die beiden Tochterzellen aufteilt

• eukaryoten (aus Mikrotubuli)

• Prokaryoten (aus helikalen Filamenten - Flagellin)

Aufbau:

• fadenförmige Gebilde an Zelloberfläche, lange zelluläre Fortsätze

  • von Zellmembran umschlossene Ausstülpungen der Zelle

  • im Inneren Bündel von Mikrotubuli

  • 9+2 Struktur

Funktion:

• Fortbewegung

• Eukaryota

• Pantoffeltierchen

• Zellfortsätze aus Mikrotubuli

• Fortbewegung oder Transport

• Fortsätze auf Bakterienoberflächen auf Proteinen zur Anheftung an

  • Eukaryonten (Fimbrien)

  • weitere Bakterien (Pili)

• rundlich ovale Bläschen

• von einer einfachen oder doppelten Membran oder netzartigen Hülle aus Proteinen umgeben

• Transportvesikel

• extrazelluläre Vesikel

• sekretorische Vesikel

• Speichervesikel

• …

• lichtabhängige Produktion von CO2 unter O2-Verbrauch

• Problem bei höheren Temperaturen des Enzyms RubisCO

• läuft in photosynthetisch aktiven Geweben höherer Pflanzen in Zusammenspiel mit Chloroplasten und Mitochondrien

• Herstellung von bestimmten AS

• Energieverbrauch als schutzfunktion bei zu hoher Lichteinstrahlung

• Vesikel

• nur in Pflanzenzellen

• spezielles Peroxisom

• Umwandlung gespeicherter Lipide in KH ➡️ Gluconeogenese

• Genese: durch Teilung

• durch Phagozytose enstehende Vesikel

• Vesikel

• Fresszellen

• nehmen durch Endocytose partikuläres Material auf und verdauen es

• Makrophagen

Entscheidener Schritt für die Enstehung des Lebens war die Evolution biologischer Membranen

• aus Lipiddoppelschichten

• grenzen das Cytoplasma gegen seine Umgebung an

• Zellmembran + Cytoplasma = Protoplasten (Grundstruktur der lebenden Zelle)

• Zusammenhalt der Membranen durch:

  • elektrostatische

  • hydrophobe

  • Dipol-Wechselwirkungen

• durchspannt von Transmembranproteinen

• Erkennungssignale: KH, die an Proteine (Glykopreoteine) oder an Phosphorlipide (Glykolipide) geheftet sind die aus der Oberfläche der Plasmamembran herausragen

• bilden sich ständig neu, verschmelzen und werden abgebaut

• abhängig von den integralen und peripheren Membranproteinen

• Phosphatidylcholin PC

• Phosphatidylserin PS

• Phosphatidylethanolamin PE

  
  

2 seperate primäre Endoymbiose-Ereignisse (Rotalgen- und Chloroplasten.Linie)

Primäre Endoymbiose:

• Chloroplasten: Endocytose eines Cyanobakteriums

• Mitochondiren: aus a-Proteobakterium

Eine eukaryotische Zelle nicht ein Cyanobakterium auf, aus diesem wir der Chloroplast einer einzelligen Alge, aus dem die höheren Pflanzen hervorgehen sollten

• Grundsubstanz einer Zelle

• zähflüssige Proteinlösung

• enthält verschiedene Zellorganellen

• Kompartimentierung - sind in sich geschlossene reaktionsräume der Zelle

• Bildung von Proteinen

• pH 7

• reich an Kalium, arm an Natrium und Calcium

• durchzogen von hochdynamischen fädigen Strukturen des Cytoskelettes

• 80% aller Proteine und Enzyme sind nicht frei beweglich, sondern assoziiert am Cytoskelett vorliegend

• Cytoplasmaströmung: rasches durchmischen und Konzentrationsausgleich innerhalb

• Chromosomenbewegung bei der Mitose

• gerichtete Organellenbewegung

= Biomembran

• proteinhaltige Lipiddoppelschichten

• aus Lipiden, Proteinen und KH

• selektiv permeabel, kontrollieren Durchtritt von Substanzen

  • passiver Transport: (ohne Aufwand von chemischer Energie)

    Diffusion und erleichterte Diffusion (durch Poren/Ionenkanäle) (Diffusion von H2O bei Osmose)

  • aktiver Transport: (Zufuhr chemischer Energie notwendig)

    Ionenpumpen (Na+/K+-Pumpe, Energiegewinn aus ATP)

  • Vesikel-Transport von Makromolekülen

    Endo- und Exocytose

• Phosphorlipid-Doppelschicht

• mit Proteinen, die sich lateral innerhalb der Membran bewegen können

Vorgang bei dem Stoffe in die Zelle hinein transportiert werden

Vorgang bei dem Stoffe aus der Zelle hinaus transportiert werden

• Vakuole (+Tonoplast)

• Chloroplasten

• Cytosol

• Mitochondrien

• Zellkern (Kernhülle, Chromatin, Nucleolus, Kernpore)

• Peroxisomen

• Endoplasmatisches Reticulum (glatt, rau)

• Golgi-Apparat (Dictyosom)

• Ribosomen

• Zellwand (Mittellamelle, Zellmembran, Palsmodesmen)

• Mikrotubuli

• Mikrofilamente

• Cytoplasma

• Zellmembran pflanzlicher Zellen, die das Cytoplasma umschließt

• grenzt an Zellwand

• regelt Stoffim- und export

• Hauptmasse: Grundplasma (Protoplasma, Cytoplasma) + Einschlüsse und Zellorganellen

• Zellorganellen in 2 Gruppen

  • mit einfacher Biomembran

  • mit doppelter Biomembran

  
  

ER und sämtliche davon abgeleitete Organellen

• Vakuole

• Ductyosomen/Golgi-Apparat

• Zellkern

• Peroxisomen

• Glyoxysomen (+ Membranvesikel)

• Plasmalemma

• Oleosomen

• Plastiden

  • Chloroplasten

  • Leukoplasten

  • Chromoplasten

  • Proplastiden

• Mitochondrien

  
  

• nicht von einer Biomembran umgrenzte Strukturen

• Ribosomen

• Elemente des Cytoskeletts

• plasmatischer Inhalt einer Zelle

• meist von Zellwand umgeben

• Innere der Zelle ohne Zellwand

• Hauptmasse besteht aus Cytoplasma (Grundplasma), welches Kern umgibt

= Zellmembran + Plasma

• Substrat der Lebensvorgänge

• gesamte Grundsubstanz zusammen mit Zellorganellen

• eher zähflüssige konzentrierte Proteinlösung

• 60-90% Wassergehalt/bis zu 70%

• Trockensubstanz zu 80% aus Biomembranen, die Kompartimente bilden

• Trockensubstanz zu 50% aus Proteinen, Rest Lipide, KH, Nucleinsäuren, Ionen, ect.

• kann quellen

• schaffen durch ihre Barriere-Funktion Reaktionsräume (= Kompartimente)

• selektive Transporteigenschaften durch spezielle Transportproteine

• wichtige Stoffwechselreaktionen können nur in Membranbindung ablaufen (zB. Enzymkomplece der Photosynthese sind membranverankert)

• aus Lipiden und Proteinen “fluid mosaic”

• Lipidanteil und -muster je nach Membrantyp unterschiedlich

  • meist 40% Lipid, 60% Protein

  • Lipidmuster: je mehr Doppelbindungen in der Fettsäurekette desto flüssiger bzw. beweglicher ist die Membran

• tierisch: reich an Cholesterol

• pflanzlich: Phytosterole

• Prokaryota: Membran ohne Sterole

Proteine sind in Lipidschicht (=flüssig, beweglich) eingebettet

• Membranproteine in Bilayer eingebaut

• für Transport (Carrier, Ionenpumpe, Ionenkanäle)

• Signalübertragung

• Enzymaktivität

• locker gebunden

• fluid mosaic

• Integrale Proteine

• Periphere Proteine

Aufbau:

• äußere Kernmembran

• ER

• Golgi-Apparat

• Lysosomen (tierisch)

• Vakuolen (pflanzlich)

• Transportvesikel

• Plasmamembran

• durch Vesikel verbunden

• bilden eine Art Netzwerk

Funktion:

• Ort der Synthese von Proteinen und Membranbestandteilen

• Glykolipide oder Glykoproteine

• verleihen Zelloberfläche ihre Charakteristik

  • zelluläre Marker (Zelloberfläche ist erkennbar)

  • wichtig für Partnererkennung bei “Lebensgemeinschaften” zu beiderlei Vorteil (Symbiose)

• äußere Biomembranen von Bakterien und Pilzen

  • Oligosaccharide

• Glykokalyx

• Bakterien, Tiere

• Hüllschicht aus speziellen Sacchariden

  • Filz von Oligosaccharidketten, der wie ein Miniaturwald nach außen ragt

• bildet Schleimhülle

• Stabilisierung

• Stoffaufnahme

• Zell-Zell Erkennung

• Blutgruppenantigene

Bei Pflanzen gibt es stattdessen das Cytoskelett

• Hauptbestandteil

• Bilayer = Doppellagig

• umgibt Zelle und Zellorganellen

selektive Permeabilität

• Barriere für hydrophile Ionen: K+, Na+, gelandene organsiche Moleküle, Makromoleküle

• gut durchlässig: sehr kleine, ungeladene Moleküle (H2O, CO2, N2, O2)

• +/- langsam: kleine, ungeladene organische Moleküle (Ethanol, Glycerin)

• Transportproteine

• Kompartimentierung

  • unterteilt in Reaktionsräume

  • ➡️ Arbeitsteilung, Oberflächenvergößerung, Substratspeicherung in begrenztem Bereich

• Barriere gegen die Umgebung

• Vermittler zwischen “innen” und “außen”

• Stofftransport

• Schutz vor Wasserverlust

• Synthese (Herstellung von Substanzen)

• aus Phospholipiden

• Lipide

  • hydrophob

• Proteine

  • hydrophil

➡️ Doppelschicht, in der Membranproteine herumschwimmen

Stofftransport entlang eines Konzentrationsgefälles ohne Energiezufuhr

entsteht wenn auf einer Seite eine höhere Anzahl eines bestimmten Stoffs vorhanden ist als auf der anderen

➡️ Osmose schafft Konzentrationsausgleich

Stofftransport gegen ein Konzentrationsgefälle unter ATP Verbrauch

• ATP lifert nötige Stoffwechselenergie, indem ATP in ADP und Phosphat gespalten wird

• Carrier- bzw. Transportproteine

• Zell-Zell Verbindungen

• cytoplasmatische Verbindungen

• mehrere 1000 in einer typischen Zellwand

Aufbau:

• mit Plasmamembran ausgekleidete Kanäle

• verbinden das Cytoplasma mit allen Nachbarzellen

Funktion:

• ermöglichen Austausch von Wasser und niedermolekularen gelösten Stoffen

läslicher Anteil des Cytoplasmas, der nach Abzentrifugieren der sedimetierbaren Einschlüsse (= Organellen, Membranen) verbleibt

• 70% aus Wasser

• 15 -20% aus Proteinen

• neutraler pH

• Ionenkonzentrationen unterscheiden sich z-T. stark von denen der Umgebung und der Vakuole

• wichtige Stoffwechselprozesse

  • Abbau von KH

  • in Zusammenspiel mit den Organellen

• Proteinbiosynthese an Ribosomen

• Ort der Glykolyse (Glucos-Abbau)

• Synthese vieler AS und Nukleotide

• oxidative Pentosephosphatzyklus

  • Umwandlung von verschiedenen KH

• Hauptumschlagplatz von

  • Metaboliten

  • Ionen

  • gelösten Gasen (O2,CO2)

• durch Proteine des Cytoskeletts bewirkt

• fibrilläre Proteine bilden hochvisköse Lösungen aus ineinander verschlungenen Makromolekülen

• bei genügend hoher Konzentration ➡️ Gele

• reversibel ➡️ rasche Veränderungen der Visoksität des Cytoplasmas und der Cytoplamsaströmung

• äußere gelartige Schicht direkt am Plasmalemma

• Gel

• bedingt durch die dort vorkommenden Folamente des corticalen Cytoskeletts

• in der Zellperipherie

• inneres Cytoplasma

• Sol-Zustand

• Plasmaströmungen (Bewegungen innerhalb der Zelle, Stoffaustausch)

• flüssig

• flexibles und dynamisches System

• das Cytoplasma durchziehendes System fibrillärer bzw. tubulärer Proteinkomplexe, die intrazelluläre Bewegungen bzw. Transportvorgänge bewerkstelligen

• permaneter Auf- und Abbau ➡️ Anpassung der Viskosität des Cytoplasmas

• lange, fädige Strukturen

• neigen zur Vernetzung ➡️ Bildung von Gallerten

• Signalverarbeitung

• Festigkeit: durch osmotisch verursachten Binnendruck des Protoplasten = Turgor, der die umgebende Zellwand elastisch spannt

• Bewegung:

  • lokomotorisch: Geiselschlag

  • intrazellulär: Bewegung von Organellen, Vesikeln, Chromatiden

• typisch für alle Zellen

• bei Pflanzenzellen: Mikrotubuli und Mikrofilamente

• röhrenförmige Strukturen aus 13 Reihen (= Protofilamente) längs aneinander gereihter HETERO-DIMERE von a- und ß-Tubulin

• hohle Stäbe (9+2 Struktur)

• dynamische Instabilität

  • können durch Assoziation von Tubulin-Heterodimeren an das (+) Ende wachsen oder dich durch Dissoziation an diesem Ende verkürzen

  • GTP!!!

• Aufbau (+ Ende) und Abbau (- Ende) gesteuert

  • durch Enzyme,

  • die Ca2+ Konzentration

  • Verfügbarkeit von Tubulin und CTP

• Bildung

  • ausgehend vom MTOC aus

Funktion:

• bilden stabiles internes Skelett (in manchen Zellen)

• bauen Schienensystem auf, für Partikeltransport durch Motorproteine

• bauen Spindelapparat bei Kernteilung auf

• bewegliche Anhängsel der Zelle: Cilien, Geißeln

pf

• aus aggregierten G-Actin-Monomeren

• zu doppelsträngig spiralförmigen Struktur (= F-Actin)

  = Bündeln oder Netzwerke

• G-Actin hat eine Bindungsstelle für Mg2+ und ATP und kann bis zu 10% des Protein-Anteils einer Zelle ausmachen

• 7nm ➡️ dünner, flexibler

• Auf-/Abbau Enden

• Aufbau an fixem Bildungszentrum, das in die Membran verankert ist

Funktion

• legen Gestalt der Zelle fest

• Zellbewegungen

• Stütze

• strukturelle und funktionelle Polarität

• binden an Elemente des Cytoskeletts

• bewegen sich entlang dieser wie auf Schienen

• Energie aus Hydrolyse von ATP

• verschiedene ➡️ binden an unterschiedliche Cytoskelettfilamente

  • Myosin = wichtigstes Motorprotein in den Muskeln

  • bei Pflanzen transportieren sie Vesikel

Mikrotubulus organisierenden Zentren

• Verankerungsstelle der Mikrotubuli

• an Centrosomen und Basalkörper der Geißeln

• diffuse MTOCs: Zellen höherer Pflanzen

• Kanäle, die benachbarte Zellen verbinden

• pflanzlich

• aus Mikrotubuli

• Intrazellulärer Klebstoff

• Fibrilläres Protein (Kollagen)

• Proteoglykane

• wichtigstes actinassoziiertes Motorprotein in den Muskeln

• durch Actin aktivierte ATPase ➡️ Actomyosin System

  • Transportgeschwindigkeiten von mehreren mm/s

• Kontraktionszyklen der quergestreiften Muskulatur

1. Gruppe von helical gewundenen linearen Proteinen formen ein Dimer

2. Dimere ordnen sich parallel zueinander an, diese formen anti-parallele Tetramere

3. Diese Protofilamente ordnen sich gemeinsam aneinander an

4. mehrere Protofilamente formen ein Filament

• nur tierisch

• Mensch > 50 verschiedene Typen

• kabel-/seilähnliche Proteinbündel

• verankern Zellstrukturen am Bestimmungsort

• Reißfestigkeit

• Kernlamina

• Aufbau

  • hohle Röhren

• Durchmesser (nm)

  • 25, dacon 15nm Hohlraum

• Proteinuntereinheiten

  • Tubulin (Dimere aus a- und ß-Tubulin)

• Hauptfunktionen

  • Erhalt der Zellgestalt (kompressionsresistente Stützbalken)

  • Zellmotilität (wie Cilien und Flagellen)

  • Chromosomentransport bei Zellteilung

  • Organellentransport

  • Centrine: für rasche Bewegungen Centromer/Chromosom

• Aufbau

  • 2 miteinander verflochtene Actinstränge

• Durchmesser (nm)

  • 7

• Proteinuntereinheiten

  • Actin

• Hauptfunktionen

  • Erhalt der Zellgestalt (Zugspannung aufnehmende Elemente)

  • Änderungen der Zellgestalt

  • Muskelkontraktion

  • Cytoplasmaströmung in Pflanzenzellen

  • Zellmotilität (wie bei amöboiden Bewegungen)

  • Zellteilung tierischer Zellen

• Aufbau

  • zu Strängen gewickelte Faserproteine

• Durchmesser (nm)

  • 8 - 12

• Proteinuntereinheiten

  • eins von verschiedenen Proteinen (zB. Keratine)

• Hauptfunktionen

  • Erhalt der Zellgestalt (Zugspannung aufnehmende Elemente)

  • Verankerung des Zellkerns und bestimmter anderer Organellen

  • Bildung der Zelllamina

• pflanzlich

• Bildung beim Zellwachstum

  • innerhalb des Streckenwachstums vergrößert sich das Volumen der Zelle durch osmotische Wasseraufnahme ➡️ Verdrängung des Cytosols an Zellmembran

  • Hohlräume entstehen

• entstehen aus kleineren Bläschen (Lysosomen)

• mit Zellsaft gefüllt (wenig Proteine, nicht plasmatisch)

• von einer Biomembran umhüllt (Tonoplast)

• größte Zellorganell

  • 80%

  • füllt Zelle aus

• erzeugt Zellinnendruck (Turgor)

• ähnlich wie Vesikel gebaut aber größer

gesamte System von Vakuolen und Lysosomen einer Zelle

• Reaktionsraum

  • räumlich abgegrenzte Kompartimente für kontrollierte Reaktionen in speziellem Milieu

• Speicherung

  • von Inhaltsstoffen

  • Proteinen, organischen Verbindungen, Ionen

  • Stoffwechselprodukten

• Endlager

  • für toxische Substanzen (Exkretionskompartiment)

  • wichtig bei oberirdischen Pflanzenteilen

• Wasserspeicherung und osmotische Funktion

  • osmotisches System (gemeinsam mit semipermeablen Tonoplasten)

  • Turgordruck

• Einlagerung von

  • Farbstoffen

  • Gift- und Bitterstoffen

  • Farbstoffe

  • Gerbstoffe

• wichtig für Streckenwachstum,

• Bewegung (Spaltöffnungen, Blattbewegungen),

• Wasseraufnahme,

• Verteilung des Wassers

• Erhalt der äußeren Gestalt (Kombination Turgor- und Zellwand-Druck)

lösliche Bestandteile

• Zucker

• Organische Säuren

• Mineralstoffe

• Proteine

• Farbstoffe

• Glykoside

• Gerbstoffe

feste bzw. nicht-wasserlösliche Bestandteile

• Kristalle

• Polysaccharide

• Speicheröle, -fette, -proteine

• ätherische Öle

• ist turgeszent ( = prall gefüllt)

• hypotone Umgebung

  • H2O Konzentration in der Umgebung höher als in Zelle

  • Zendenz Wasser aus Umgebung auszunehmen

  • Gegendruck von starrer Zellwand

• isotone Umgebung

  • gleiche Konzentration

  • kein H2O fließt ein

  • Turgor sinkt

  • Zellen erschlaffen

• hypertone Umgebung

  • H2O Konzentration außen niedriger

  • H2O aus der Zelle

  • kann zur Plasmolyse führen

  • 
    

• stark verzweigten Membrannetzwerk

  • aus Röhren (Tubuli), Bläschen, abgeplatteten sackähnlichen Strukturen (Zisternen)

  • umgeben von der ER-Membran (einfache Bilayer)

• direkt mit äußerer Kernmembran verbunden

  • glattes

  • rauses

• Ort der Synthese von Proteinen und Lipiden

• Proteinsynthese durch Ribosomen (sind im Innenraum)

• Bildung von Glykoproteinen

• Ribosomen an der Außenseite verankert

• Ort der Synthese von Membranproteinen und Exportproteinen

• Modifikation von Proteinen

• zahlreiche chemische Umsetzungen

  • Lipidsynthese (Öle, Phospholipide, Steroide)

  • KH-Stoffwechsel, Steroiden und Polysacchariden (Pflanzen)

  • Modifikation toxischer Moleküle (Entgiftung), Glykogenabbau (Tiere)

  • Calcium-Speicher

• glatt, ohne Ribosomen

• feine netzförmige Struktur von Röhren

• verlassen das ER durch Abschnürung von Transportvesikeln und werden zu ihrem Bestimmungsorten transportiert (zB. Golgi-Apparat)

Gesamtheit der Dictyosomen

• Membransäcke, abgeflachte Zisternen + Vesikel = Dictyosom

  • cis-Seite: Empfängerseite, von Transportvesikel aus dem ER (können mit Golgi-Apparat verschmelzen)

  • trans-Seite: Senderseite, Abschnürung von Vesikel zum Transport zur Plasmamembran oder anderen Orten in der Zelle

  • unterschiedliche Zisterne = Reaktionen

• Stapel abgeflachter, durch Membran begrenzter Holräume, die als Zisternen bezeichnet werden

• Golgi-Apparat

• Modifikation und Sortierung der im ER gebildeten Moleküle

• Verpackung in Vesikel zum Weitertransport an zellulären Bestimmungsort

• Fracht- und Umbauzentrum der Zelle

• tierisch: nahe des Zellkerns

• pflanzlich: über das gesamte Cytoplasma verteilt

• Cellulose-Synthase.Komplex

• Golgi-Vesikel

• Vesikeltransport entlang von Aktinfilamenten

• Plasmamembran

Die Mittellamelle besteht größtenteils aus Pektinen, die in die noch flüssige Zellplatte im Bereich des Phragmoplasten eingelagert werden

• Gel-Charakter

• geringe Ausdehnung

• kleine Zellorganellen

  • 0,2 - 1,7 um Durchmesser

• mit einfacher Membran, die Sauerstoff verbrauchen und daher primär zur Entgiftung der Zelle dienen

• granulärer Inhalt mit Enzymen für Wasserstoffperoxid (H2O2)-Abbau

• im Cytoplasma

• aus Abschnürungen des ER

• entgiften den stark reaktiven Sauerstoff

  • verbinden ihn mit Wasserstoff zu Wasserstoffperoxid (H2O2)

• Abbau von toxischen Peroxiden

• Vesikel

• in allen Eucyten

• Abbaureaktionen

• H2O2 Bildung und Abbau

• kleine Organellen mit einfacher Membran

• immer in engem Kontakt zu Mitochodnrium bzw. Plastiden

  • für deren Zellentgiftung

• Schutzmechanismen in Zusammenhang mit dem oxidativen Metabolismus der Mitochondrien/Plastiden, bei dem das oxidative Zellgift Wasserstoffperoxid (H2O2) entstehen kann

  • wird durch Katalase entgiftet

• von Doppelmembran umschlossenes Organell

• eigene Erbsubstanz

• in fast allen eukaryotischen Zellen

• 1 - 3 um lang, 1 um Durchmesser

• innere Membran gefaltet = Cistae (Leisten)(Oberflächenvergrößerung)

  • enthält Enzyme für die Zellatmung und ATP-Synthese

  • Granula als Calciumspeicher

• Matrixraum = Membranzwischenraum

  • Enzyme für oxidative Stoffwechselwege, DNA und Ribosomen

• Kraftwerke der Zelle

  • wandeln Energie in verwertbare Form um

  • ➡️ bilden während der Dissimilation (=Zellatmung) das energiereiche Molekül ATP

• Bildung der Eisen-Schwefel-Cluster

• Calcium-Speicher: können Calciumionen aufnehmen und abgeben

• Regulierung der Apoptose (programmierter Zelltod)

• ß-Oxidation von FS

• oxidative Decarboxylierung

• Zitronensäure-Zyklus

• Endatmung

• Protonengradient

• Aufbau

• ATP-Syntase

• Proplastid

• Chromoplasten

• Leukoplasten

• Amyloplasten

• Chloroplasten

• Gerontoplasten

• Etioplasten

meristermatische Plastid aus dem alle anderen Plastiden entstehen

• Form

  • ähnlich einem Mitochondrium

• Vorkommen

  • in meristermatischen geweben

  • Vegetationspunkt

  • Kambien

• Größe

  • 2 um

• Charakteristik

  • häufig kleine Stärkekörner

  • gelegentlich Plastoglobuli

• Pigmente

  • keine

synthetisieren und speichern Pigmente (Blüten, Früchte)

Bildung

• aus Proplastiden

• Leukoplasten oder

• als Endstufe der Plastidenentwicklung in alterndem Gewebe durch Chlorophyllverlust aus Chloroplasten

• Vorkommen

  • Anlockung von Tieren

  • in unterirdischen Organen (Karotte)

• Größe

  • 3 - 7 - 30 um

  • alle Formen möglich ⬇️

• Charakteristik

  • glöbulös

  • tubulös

  • membranös

  • kristallin

• Pigmente

  • Carotinoide

  • Xanthophylle

• pigmentlose Speicherorganellen

• speichern Reservestoffe (Stärke, Lipide, Öl)

• 
  

• Amyloplasten

• Etioplasten

• Elaioplasten

• Proteinoplasten

  
  

Reservestärke in Form von Stärkekörnern

• Vorkommen

  • Speichergewebe

  • Markparenchym

  • Spross- und Wurzelknollen

  • Samen

• Größe

  • zw. 10 - 100um

• Charakteristik

  • Stärkekörner, einzeln oder zusammengesetzt

• Pigmente

  • keine

Ort der Photosynthese

• Vorkommen

  • in allen grünen Pflanzenteilen

  • Rindenparenchym, Xylem-/Phloemparenchym

  • Schließzellen

• Größe

  • länge schwankend

  • 5 - 7 -15 um

• Charakteristik

  • Grana- und Stromathylakoide

• Pigmente

  • Chlorophyll a, b

  • Carotinoide

• Altersform von Plastiden

• Abbau von Chlorophyll ➡️ Herbstfärbung

  
  

• Vorkommen

  • enstehen aus einem Chloroplasten im Herbst

• Größe

  • 5 - 7 um

• Charakteristik

  • Plastoglobuli

  • Protein-Lipid Extrusion Bodies

• Pigmente

  • Carotinoide

Kümmerform der Plastiden

• Vorkommen

  • in grünen Pflanzenteilen bei anhaltender Verdunklung

• Größe

  • 5 - 7 um

• Charakteristik

  • Prolamellarkörper

  • häufig kleinere Stärkekörner

  • Plastoglobuli

• Pigmente

  • Carotinoide

= epidermaler Chloroplast

• Vorkommen

  • in tropischen Begonien (Schattenpflanze)

  • Photosyntheseleistung der Pflanze um 10% ⬆️

• Größe

  > 5 um

• Charakteristik

  • wenig Thylakoide mit gleichmäßigem Abstand zueinander und nur 3 Granastempel

• Pigmente

  • Chlorophyll

  • Carotinoide

Innenraum der Chloroplasten

Membransystem innerhalb der Chloroplasten

einfache Membranbereiche

mehrfach gestapelte Membranbereiche

Vorkommen

• Thylakoid Kurven

• Ausstülpung der äußeren Thylakoidmembran

Plastoglobuli Core

• sind neutrale Lipide, Prenylchinone, Carotinoide, Fettsäure-Phytylester, Triglyceride

• Prenyllipid Stoffwechsel

• Lipid Transfer

• Vorkommen

  • entsteht aus einem Leukoplasten

  • eher Rarität

• Größe

  • 5 - 7 um

• Charakteristik

  • fett- oder ölspeichernder Leukoplast

• Pigmente

  • Carotinoide

• Nukleolus (Kernkörperchen)

• Nukleoplasma

• Kernmembran

  • innere und äußere

  • Kernporen

  • Ribosome

• grenzt an die innere Membran und grenzt diese vom Chromatin ab

• stützt die Form des Zellkerns

  
  

• Kernkörperchen

• nicht membranumhüllt

• im Kernplasma (Inneren des Kerns)

• funktionell abgegrenzt

• enthält die aktiv transkribierten ribosomalen Gene und ca. 100 Proteine

  • DNA, RNA und Proteinen

• Zusammenbau der Ribosomenuntereinheiten aus Proteinen und rRNA Molekülen

besteht aus:

• fibrillären Zentrum

  • Transkription der rDNA

• dichte fibrilläre Umhüllung

  • rRNA Prozessierung

• granuläre Komponenten

  • pre-ribosomale Partikel

  • Ribosomenuntereinheiten

• DNA Lokalisation

• Ort der DNA Replikation

• Ort der genetischen Kontrolle der Zellaktivitäten

• Zusammenbau der Ribosomenuntereinheiten aus Proteinen und rRNA Molekülen

• 2 durchgängige Membranen

• trennt das genetische Matrial vom Cytoplasma

• Trennt Transkription der DNA (Zellkern) von Translation (Cytoplasma)

• Kernporen

  • verbinden das Nucleoplasma mit Cytoplasma

  • erlauben Ein-/Austritt

• dynamische Struktur

• äußere Kernmembran

  • in Verbindung mit den Membranen des ER

• periplasmatische Raum

  • stellt mit dem ER Lumen ein Kontinuum dar

• innere Membran

  • enthält 10nm Filamente die das Interphasen Chromatin verankern und

  • Kernporen verbinden

• drei Ringen, die über einen Speichenkomplex miteinander verbunden sind

• ragen rippenartig in die zentrale, regulierte Porenöffnung und verengen sie

• 8 engere periphere Seitenkanäle

• nucleare Ring an der Kernlamina

• Filamente ➡️ Kontakt zu den transportierenden Frachtproteinen

• Ribosomale Proteine

• Nukleus Proteine

• Histone

• Transkriptionsfaktoren

  • snRBPs

  • rRNPs

• Replikationsfaktoren

  • virales Genom

• Ribosomale Untereinheiten

• mRNA

• tRNA

• snRNA

• rRNA

• virale RNP