Biologie der Zelle

• gap junctions - Verbindunge zwischen Zellen, Ionen zwischen benachbarte Zellen fließen - wie zb. Beim herzen 

• Tight Junctions - kompakte Verbindung zwischen Zellwände - kein Spalt zischen Zellen mehr besteht - verhindern von Stoffen die nicht durch Blutgefäße oder Darmwände in bestimmte Gewebe durchtreten soll - BHS 

• Desmonen: punkthafte Verbindungen zwischen zwei Zellen - bei sehr gedehnten Organen, dass Zellverbände zusammen bleiben 

• besteht aus der Zellflüssigkeit, also hauptsächlich aus Wasser und darin gelösten Eiweißen, Fetten und Kohlenhydraten.

• Stabilere Eiweißstrukturen geben der Zelle als ihr Zellskelett eine gewisse Festigkeit 

• Begrenzung von Zellorganellen - bestehen aus demselben Doppelmembran - wie das Zellmembran 

• Zellen ohne Kern - Prokaryonten - Erythrozyten und Thrombozyten 

• die aufgenommene Glukose wird zur Synthese von ATP verwendet

• Ein Phosphat wird von atp gespalten - Energie wird freigesetzt - ADP entsteht 

• Mit glukose und adp -. Kann man wieder ATP bilden 

• Röhrensystem - aus Doppelmembran, steht mit dem Membran des Zellkern in offener Verbindung 

• Raue ER - verweist an Außenseite kleine Körner - Ribosomen auf 

  • Ribosomen zur Proteinsynthese dienen (dienen dem Aufbau der eigenen Zellmembranen, Produktion von Stoffen, die aus der Zelle ausgeschleust werden  (Hormone, Enzyme) 

• Glatte ER - Fettsynthese - vor allem in Organen, die Fetthaltige Substanzen, wie etwa Steroidhormone bilden(Geschlechtshormone 

• Besteht aus meheren übereinander gestapelten, schlächenförmigen Doppelmembnranen 

• Stoffe werden in Vehikel oder Bläschen verpackt  - und aus der Zelle ausgeschleust durch Verschmelzung mit dem Zellmembran 

• leine membranumhüllte kugelige Gebilde im Zytoplasma - die Verdauungsenzyme enthalten (spalten Fette, Proteine und KH) 

• Können nur in saueren Milieu arbeiten - zum schütz der Zelle. Sollten sie platzen werden sie unwirksam, wegen basischen  Mileu in Zelle

• Verdauen zeltfremdes Material, welches durch Phagozytose in Zelle aufgenommen wird aber auch zelleigenes  

• Wesentliche Rolle beim Zelltod 

• sind nicht durch Zellmembran begrenzt 

• Freie RIbosomen produzieren Eiweiße, die der Zelle  und ihren Organellen als Bausteine dienen 

• Ribosomen am ER sind Eiweißsynthese für die Zellwand oder Eiweiße die ausgeschleust werden

 jede Zelle besitzt ein paar Zentrosomen, bestehen aus zwei kreuzförmigen  zentriolen bestehen - bei Zellteilung Wandert jeweils ein Zentrosom an die Zellpole und ist andere Ausbildung der Zellteilungsspindeln beteiligt 

• beherbergt die DNA - sind zur Teilung zur Eiweißbiosynthe befähigt 

• Doppelschichtiges Kernmembran vom Zytoplasma getrennt 

• Mit ER in Verbindung 

• DNA ist nur während Zellteilung in Form von Chromosomen sichtbar 

• Bei Nichtteilung liegt DNA als langen fadenförmige Doppelhelix vor 

• Befindet sich Zellkörperchen, der Nukleollus vor, der einen Teil der RNA enthält und zur Bildung der RIbosomen dient  

• DNA und RNA  - aus Nukleotiden als Nukleinsäure bezeichnet werden 

• doppelten Kette aus Nukleotide, die in Form einer doppelhelix spiralig angeordnet. 

• Ein Nukleotid setzt sich aus 1 Zuckermelekül, einem phosphatrest und einer der 4 BAsen (Adenin, Thymian, Granin oder Cytosin) - Zuckermolekül ist ein Desoxyribose Zucker 

• Basen die zusammenpassen Adenin und Thymian - Granin und Cytosin 

• Enthält gesamte genetische Information 

• Ein Gen ist ein definierter Abschnitt der DNA  von etwa 1000 Nukleotidpaaren entlang der DNA kette

• Menschlicher Körper besteht aus 3000 Gene  

• Gesamtheit der Gene - Genom

• Kochrezept für alle Eiweiße im Körper 

• Besteht aus einem einzelnen Strang aneinandergereihter Nukleotide

• Zucker heißt RIbose, Base heißt Adenin, Cytosin, Guanin und Uracil (statt Thymin)

• Triplett ist der Code für eine Aminosäure und heißt Codon 

• Codon besteht aus drei zusammenhängende Nukleotide zusammen - die Information für eine bestimmte Nukleotide steckt in der Anordnung der drei BAsen  

• Aufgaben 

  • mRNA  - ließt während der Proteinbiosynthese im Zellkern die Informationen der DNA ab und bringt diese Information ins Zytoplasma zu den Ribosomen  - Eiweißsynthese findet dort statt 

  • Fertig Negativkopie der DNA 

  • tRNA - übersetzt den Code der m-RNA für die richtigen AMinosäuren - heften die richtigen Aminosäuren an sich an und transportieren

• Bestehen aus der Erbsubstanz DNA 

• Werden nur während Zellteilung sichtbar  - verdichten sich zu doppelspiralige DNA Faden 

• Genetische Material verdoppelt sich während Zellteilung - werden als Zwei - Chromatid-Chromosomen sichtbar 

• 23 chromosomenpaar unterscheidet sich bei mann und Frau  - Frau 2 X Chromosomen, mann ein x und ein y 

• Chromosomenpaar einer reifen Eizelle und einer spermienzelle unterscheidet sich von jenem der Körperzelle 

• Reife Geschlechtszellen besitzen einen einfachen oder haploiden Chromosomensatz - verschmelzen miteinander 

• Stammzellen sind undifferenzierte Zellen - können sich noch weiterentwickeln, spezialisieren 

• Findet man im Embryo  - der zygote 

• Stammzellen beim Erwachsenen sind vor allem dort wo rege Erneuerung besteht 

• Befruchtete Eizelle (Zygote) und die Teilungen danach (16, 4 Teilungen) 

• Kann ein kompletter Mensch entstehen

• vier Teilungen nach ZYgote

• können alle Gewebezellen entstehen

• Etwas differenziertere Zellen - die nach weitere Teilungsschritten entstehen 

• Aus einer totipotenten Stammzellen können unterschiedliche Gewebe oder Organe entstehen - kein gesamter Organismus 

• aus BLastozysten

• nach 9 Wochen SSW alle Organe des kindlichen Organismus angelegt sind - Fetus 

• Fetale Stammzellen haben die gleiche Fähigkeit zur Differenzierung wie erwachsene Stammzellen, aber sie haben deutlich höhere Teilungsrate - sie sind multipotent 

• Adulte Stammzelle 

  • Findet man fast in allen Organen 

  • Können sich innerhalb ihrer Gewebegruppe differenzieren 

  • Von ihnen geht die Regeneration aus 

  • zb. multipotente Knochenmarksstammzellen unterschiedliche Blutzellen - nur Blutzellen

• Interphase - längste Phase einer Zelle - die Zeitspanne zischen zwei Zellteilungen 

  • Macht die eigentliche Aufgabe der Zelle 

  • Wird in drei Abschnitte geteilt - G1phase, Sphase, G2 Phase

• Zellteilungsphase

  • Prophase

  • metaphase

  • Anaphase

  • Telophase

• Zelle nimmt ursprüngliche Größe an - erhöht Eiweißsynthese, Ausbildung von Histone (DNA fäden wickeln sich um Histone - dadurch werden sie sichtbar)

• Besteht aus 23 Paaren Ein Chromatid- Chromosomen

  • diploider Chromosomensatz

  • 
    

• Replikation der DNA 

• Ende der Phase verfügt Zelle über 23 Paar 2 Chromatid Chromosomen 

• Verdoppelter diplomier Chromosensatz vor 

• Während Mitose werden sich die beiden dienten Schenkel der Chromosomen trennen und verteilt 

• Zellwachstum und zur weiteren Eiweißvvermehrung, Zell löst ihre Zellkontakte  - Zellteilung kann beginnen 

• Kondensieren die bereits verdoppelten Chromtinfäden im Zellkern - gelten und winden sich zu kompakte Strukturen um die Histone -> werden zu Chromosomen 

• Bestehen jeweils aus zwei CHromatide, )( - werden am Zentrier zusammengehalten 

• Wegen kompakte From des Erbmaterial - Ablesen nicht möglich 

• Prometaphase löst sich die Kernhülle auf und es lagern sich die zentromosen an den gegenüberliegenden Polen der Zelle an 

• Bilden sich sternförmig Spindelfasern zu den Zentrieren der Chromosom aus 

• Zentrosomen in Verbindung mit Chromosomen am Zentrieren - 

• Schwesterchromatiden voneinander getrennt und auf neue Zellen verteilt 

• Zusammenhängende Chromatiden durch Zug der sich verkürzenden Spindelfasern getrennt und Richtung pol gezogen 

• Jetzt hat jede Zelle 46 Ein-Chromatid CHromosomen

• Sind die chromariden weit genug getrennt bilden sich zum Teil aus den alten Kernmembranbrucstücken neu Zellkerne aus 

• Chromosomen entspiralisieren 

• Zellmembran schnürt sich ab 

• Zwei diente Tochterzellen entstehen

• Teilung der Keimzellen - reife Spermienzellen und Eizelle geht hervor 

• Ziel ist genetische Information zu durchmischen und zu halbieren - haploiden Chromosomensatz zu erzielen - Zygote kann entstehen 

• Zwei Teilungsschritte - 2 Reifungsteilung 

• Zellen besitzen einfachen Chromosmensatz mit Informationen beider Eltern 

• Dieser Chromosomensatz wird vor der Teilung während der Interphase verdoppelt - Zelle besitzt nun verdoppelt diploiden 

• Werden die zusammengehörigen homologen Chromosomen der CHromosenpaare werden getrennt 

• Aus diploiden Mutterzellen entgehen zwei haploide Tochterzellen, welche jeweils 23 Zweichromosomentid Chromosomen besitzen  

1. Reifeteilung; Reduktionsteilung 

• Werden die zusammengehörigen homologen Chromosomen der CHromosenpaare werden getrennt 

• Aus diploiden Mutterzellen entgehen zwei haploide Tochterzellen, welche jeweils 23 Zweichromosomentid Chromosomen besitzen  

1. Prophase 1 

• Mütterlich und väterliche lagernsich aneinander  

• Es liegen 23 Chromosomenpaare mit jeweils zwei Chromatiden vor 

• Überlagern abbrechen und platz vertauschen - Cross over  - Durchmischung  

• Ende löst sich Kernmembran auf 

2.  Metaphase  

• In der Metaphase 1 ordnen sich die homologen Chromosomen in der Äquatorialen an - Spindelfasern verbinden sich mit den zentrieren der einzelnen Chromosomen 

3. Phase Anaphase 1 

• Homologen Chromosomenpaare werden voneinander getrennt und zu den polen gezogen 

• Ganzes chromosomenpaar gezogen 

• Zufällig und dient zur Durchmischung 

• Neue Tochterzellen 

4. Phase Telophase 

• Kernmembran wird wieder gebildet  und zwei neue Zellen entstehen

• Zwei haploide Zellen mit jeweils 23 Chromatid Chromosomen 

• Information über Aufbau von Proteine in der DNA niedergeschrieben 

• Proteine bestehen aus Aminosäuren deren Reihenfolge die Struktur eines Proteins bestimmt 

• Insgesamt gibt es 20 Aminosäuren

• Info über deren Anordnung in Gene gespeichert 

• Wird drei aufeinanderfolgende Basen - kodiert 

• DNA wird entspiralisiert an entsprechenden Abschnitt  und geöffnet um es lesen zu können

• Abschreiben - Transkription - komplementäre Basentriplett lagern sich an  - Codone  bis ganzer Strang mit info entstanden ist - dieser Strang heißt m- RNA  - Negativkopie der DNA Information enthält 

• Fertige m-RNA verlässt Zellkern und gelangt zu den ribosomen 

• An die Codone des mRNA stränge lagern sich ANticodone (t-RNA Basentriplets) an 

• Werden abgekoppelt 

• Neues Protein entsteht

• Carrierproteine: sind Eiweiße, welche Stoffe, die allein die Zellmembranen nicht überwinden können - durch Zellwände transportieren 

  • Bewegen sich durch Diffusion durch das Zellmembran und nehmen Stoffe mit - funktionieren auch gegen Konzentrationsgefälle

• erleichtete Diffusion

• Unterschiedliche Konzentration auf beiden Seiten 

• Teilchen von höher konzentrierten Lösung in die Niedriger konzentriertere Lösung - bis gleiche Konzentration 

• Lipidhormone, fettlösliche Med, fettlösliche Vitamine ungehindert durch den Zellmembranen 

• Wanderung von Flüssigkeit durch halbdurchlässige Membrane 

• Konzentrationsunterschied 

• Wasser bewegt sich der niedrig konzentrierten Flüssigkeit und die hochkonzentrierte Flüssigkeit 

• Kolloidosmotischer Druck bei großen eiweißmoleküle

• Exozytose 

  • Stoffe aus den Zellorganell in Vesikel (von Golgi Apparat) verpackt und zum Zellmembran gebracht 

    • Vesikel verschmilzt mit Zellmembran geht in die Wand hinein - verpackte Sachen werden frei - zb. Neurotransmitter

• Endozytose 

  • Umgekehrter Vorgang 

• Phagozytose 

  • Werden durch Endozystose Mikroorganismen oder Partikel, welche abgebaut werden sollen in das Zellinere von Immunzellen aufgenommen 

  • Dort verschmelzen sie mit eingeschleuste Bläschen mit Vesikel  - welche Enzyme enthalten (lysosomen) - die phagozytierten Krankheitserreger oder Partikel werden verdauet und wieder ausgeschleust 

  • Immunzellen - Fresszellen, Phagozyten 

Glykolsyse Glykose wird im im Git abgebaut, von Zelle aufgespalten und in ATP umgebaut

Mithilfe von Insulin in die Zelle (Glukose) - anaerober Stoffwechsel

Vorgang der Glykole in mehreren Schritten zu 2 Moleküle Pyruvat aufgespalte, 3 Kohlenstoffatome besitzen 

-> 2 ATP erzeugt - diese zwei Pyrovate werden von den mitochondrien mittels Citatzyklus verwertet 

Citratzyklus: 

Pyruvatmoleküle zu Acetat umgewandt und an Coenzym A gebunden -> Acetyl COA entsteht  - 4 ATP unter Verbrauch von Sauerstoff verwertet AcetylCoa 

wenn kein Sauerstoff vorhanden ist - wird es unter den cori-zyklus durchgeführt - aus pyrovat wird laktat und nicht citrat

Bei diesem Vorgang entstehen zwei Energiereiche Verbindungen: NADH und FADH 

• werden im nächsten Schritt bei der Atmungskette in ATP umgewandelt 

Fettsäuren durch Beta Oxidation und Proteine durch Proteinmetabolismus ebenfalls in ACety-COA umgewandelt 

Fette liefern wesentlich mehr Energie als Kohlenhydrate (jedoch am schnellste) 

Steht kein Sauerstoff in der Citratzyklus zur verfügung - Anaerob und Laktat entsteht