Aufbau des Zellkerns
Umgeben von ER
Äußere & Innere Membran als Kernhülle
Kernporen in Kernhülle zum Ein- und Ausschleußen von Molekülen, Verbindung zum Cytoplasma
Kernlamina: intermediärfilamente unter Innerer Membran, stabilisiert, vernetzt, reguliert, Interaktion mit Chromatin & Cytoplasma
Chromatin: DNA + Proteine, Histone zu Nukleosomen, unter Mitose—>Aufwicklung zu Chromosomen (es gibt Euchromatin->genreich und Heterochromatin->keine Genexpression)
Nucleolus: Kernkörper, keine Membran, Bildungsort der Ribosomen
Phasen der Mitose
Prophase
-Chromosomen kondensieren (Gewurschtel)
-Nucleolus verschwindet
-Kernmembran noch da
Prometaphase
-Chromosomen kondensieren noch stärker
-Kernpore & Kernlamina lösen sich auf, Kernhülle fusioniert mit ER
-Spindelapparat hat Zugang zu Kinetochoren (Zentromer des Chromosoms)
Metaphase
-Anordnung in Äquatorialebene
-Spindelapparat bindet an Spindelporen
-Spannungserzeugung
Anaphase
-Zelle wächst in die Länge
-Schwesterchromatiden werden auseinandergezogen
Telophase (Cytokinese)
-Abbau Spindelapparat
-Teilung des Cytoplasmas (Cytokinese)
-neue Kernhüllen bilden sich
Interphase
-Tochterzelle wächst
-DNA & Centrosomen nun verdoppelt
-neugebildete Kernhülle
Varianten der Zellteilung
-keine (ganze) Auflösung der Kernmembran
—>geschlossene, oder halb-offene Mitose
-Neubildung der Zellwand von innen
—>bei Pflanzen
-nicht immer Zellteilung nach Mitose
—>Synzytium
Woraus besteht das Cytoplasma der eukaryotischen Zelle?
-Hälfte Cytosol
-Hälfte Organellen
Endoplasmatisches Retikulum
Rau—> mit Ribosomen
Großteil des Membrananteils der Zelle
Funktion:
-Proteinsynthese nicht cytoplasmatischer Proteine (raues ER)
-Haupt-Lipid-Produzent & Calcium Speicher (Signalwege)
-Transport von Proteinen & Lipiden zu Golgi
-Membran-, Hormon-, Fettsynthese im glatten ER
Endosomen & Lysosomen
-Verdauung kaputter Organellen und was Zelle generell über Endozytose mithilfe von Endosomen aufnimmt
—>sauer wegen Enymarbeit
Peroxisomen
-Vorgänger der Mitochondrien —> entsorgen alles was Mitochondrien nicht übernehmen z.B. H2O2
-Entgiftung durch Oxidation, Reduktion
-nur 1 Membran
-Transport ohne Entfaltung der Proteine
Golgi-Apparat
-Gesamtheit aller Dictyosome (bestehen aus 4-6 flachen Cisternen) und Vesikeln
-Verpackung & Weiterverarbeitung von Lipiden, Proteinen aus dem ER
—>transportiert, prozessiert (glykosyliert) und sortiert Proteine
—>Übermittlungssystem zwischen ER und Zelläußerem bzw Lysosomen & Endosomen
Protozoa
-Eukaryotische Einzeller
-keine Photosynthese machen,
-keine Pilze sind
Funktionen von Membranen generell
Lipidstoffwechsel
Oxidative Phosphorillierung (siehe Atmungskette) und Photosynthese (Protonengradient)
Topologische Äquivalenz
Kompartimente sind topologisch äquivalent, wenn Moleküle keine Membran überqueren müssen um von einem Kompartiment ins andere zu gelangen
—> Lumen topologisch äquivalent zu extrazellulärem Bereich
—> ER, Golgi, Endosomen, Lysosomen, Peroxisomen, bilden auch topologisch Einheit
—> Zellkern topologisch äquivalent zu Cytoplasma, wegen Kernporen
Kontrollierter Transport durch die Kernpore zwischen Zellkern und Zytosol
größere Moleküle brauchen Transporter
Kernlokalisationssignale vermitteln den Import von Proteinen (und werden nicht abgespalten)
Energie kommt von GTPase Ran
Transport von Cytosol ins Mitochondrion und Chloroplast
post-translationaler Transport (erst Translation, Faltung, dann Transport)
Chaperone halte Proteine entfaltet (Energie)
TIM/TOM (TIC/TOC)transportieren die Polypeptidkette durch die Membran(en)
Signalsequenzen bestimmen den Zielort, werden später abgespalten
Transport vom Cytosol ins Peroxisom
Proteine werden post-translational und gefaltet importiert (Signalsequenz), oder sind schon im Vorläufervesikel vorhanden
Transport vom Cytosol ins ER
Transport ist Co-translational (raues ER)
—>schon während der Bildung der Polypeptidkette des Proteins wird diese durch Biomembran transportiert
Signal-Recognition Particle erkennt Import Signal
Transport über Vesikel
Vesikel lassen sich unterscheiden durch:
Hülle (Clathrin, COPI, COPII)
Rab-Proteine
Phosphoinositide
Vesikelfusion vermittelt durch tSNARE und vSNARE
Proteine im sekretorischen System meist glykosyliert (Faltung, Stabilität)
Endocytose
-Vesikel schnüren sich von Zellmembran nach innen ab
—>Pinocytose, Makropinocytose, oder Rezeptor-vermittelte Endocytose
-Bilden Endosomen
-Endosomen reifen von Röhren zu multivesikulären Körperchen, werden dabei immer saurer
Exocytose
Vesikel fusionieren mit Zellmembran, reguliert oder konstitutiv
—>Fracht wird aufkonzentriert
Aufbau des Cytoskeletts
Intermediärfilamente
—>Stabilisierung, Keratine, Kern-Lamine, Neurofilamente
Mikrotubuli
—>Teilungsspindel, Zilien &Flagellen, Transport Organellen &Vesikel
Aktin Filamente
—>Bewegung: Lamellipodia & Filopodia, Teilungsfurche, Muskeln
Aufbau: längliche, a-helicale Proteine, wie Seile umeinandergewunden
Keine Polarität, keine Motorproteine
Hohe Zugfestigkeit—>schützen Zelle gegen mechanischen Stress
—>Teilungsspindel, Zilien &Flagellen, Teansport von Organellen & Vesikeln
Aufbau: hohle Röhren (d:25nm) mit 13 Protofilamenten aus alpha/beta-tubulin
Polarität: Plus-Ende hat GTP-Kappe, wächst schnell, aber nach GDP Hydrolyse instabil
Dynamische Instabilität: Mikrotubuli wachsen und schrumpfen
Gamma-tubulin: dient als Keimstelle für Mikrotubuli in Mikrotubulus Organisationszentren (Zentrosom bei Chromosomen, oder Basalkörper bei Flagellen)
Axoneme von Zilien, Flagellen haben 9+2 Mikrotubuli Struktur
Motorproteine (ATP): Dynein (+ nach -) und Kinesin (- nach +)
Hydrolyse
Aufspaltung chemischer Verbindung unter Anlagerung eines H2O-Moleküls
Aktin-Filamente
Globuläre Aktin-Einheiten (G-Aktin) polymerisieren zu 2 Helices, die sich umeinander winden zu filamantärem Aktin (F-Aktin)
Polarität: Plus-Ende wächst (ATP), Minus-Ende (ADP) schrumpft (Treadmilling)
Aktin bindende Proteine regulieren Menge, Stabilität, Vernetzung der Aktin-Filamente
Motorproteine der Aktin Filamente: Myosine
Dicke Filamente aus MyosinII und (dünne) Aktinfilamente bilden in Muskelzelle das Sarkomer (kleinste kontraktile Muskeleinheit): Ca2+ induziert Kontraktion mit Hilfe von Troponin, Tropomyosin
Unterschied Ran-GTP zu Ran-GDP
Ran-GTP bindet im Zellkern
Ran-GDP bindet im Zellplasma
cis-Seite & Trans-Seite ER
cis-Seite: Import von ankommenden (COPII) Vesikeln
Trans-Seite: Export von (COPI) Vesikeln
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