Eukaryotische Zelle

1. Umgeben von ER

2. Äußere & Innere Membran als Kernhülle

3. Kernporen in Kernhülle zum Ein- und Ausschleußen von Molekülen, Verbindung zum Cytoplasma

4. Kernlamina: intermediärfilamente unter Innerer Membran, stabilisiert, vernetzt, reguliert, Interaktion mit Chromatin & Cytoplasma

5. Chromatin: DNA + Proteine, Histone zu Nukleosomen, unter Mitose—>Aufwicklung zu Chromosomen (es gibt Euchromatin->genreich und Heterochromatin->keine Genexpression)

6. Nucleolus: Kernkörper, keine Membran, Bildungsort der Ribosomen

1. Prophase

   -Chromosomen kondensieren (Gewurschtel)

   -Nucleolus verschwindet

   -Kernmembran noch da

2. Prometaphase

   -Chromosomen kondensieren noch stärker

   -Kernpore & Kernlamina lösen sich auf, Kernhülle fusioniert mit ER

   -Spindelapparat hat Zugang zu Kinetochoren (Zentromer des Chromosoms)

3. Metaphase

   -Anordnung in Äquatorialebene

   -Spindelapparat bindet an Spindelporen

   -Spannungserzeugung

4. Anaphase

   -Zelle wächst in die Länge

   -Schwesterchromatiden werden auseinandergezogen

5. Telophase (Cytokinese)

   -Abbau Spindelapparat

   -Teilung des Cytoplasmas (Cytokinese)

   -neue Kernhüllen bilden sich

6. Interphase

   -Tochterzelle wächst

   -DNA & Centrosomen nun verdoppelt

   -neugebildete Kernhülle

-keine (ganze) Auflösung der Kernmembran

—>geschlossene, oder halb-offene Mitose

-Neubildung der Zellwand von innen

—>bei Pflanzen

-nicht immer Zellteilung nach Mitose

—>Synzytium

-Hälfte Cytosol

-Hälfte Organellen

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

-Verdauung kaputter Organellen und was Zelle generell über Endozytose mithilfe von Endosomen aufnimmt

—>sauer wegen Enymarbeit

-Vorgänger der Mitochondrien —> entsorgen alles was Mitochondrien nicht übernehmen z.B. H2O2

-Entgiftung durch Oxidation, Reduktion

-nur 1 Membran

-Transport ohne Entfaltung der Proteine

-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

-Eukaryotische Einzeller

-keine Photosynthese machen,

-keine Pilze sind

Lipidstoffwechsel

Oxidative Phosphorillierung (siehe Atmungskette) und Photosynthese (Protonengradient)

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

1. größere Moleküle brauchen Transporter

2. Kernlokalisationssignale vermitteln den Import von Proteinen (und werden nicht abgespalten)

3. Energie kommt von GTPase Ran

1. post-translationaler Transport (erst Translation, Faltung, dann Transport)

2. Chaperone halte Proteine entfaltet (Energie)

3. TIM/TOM (TIC/TOC)transportieren die Polypeptidkette durch die Membran(en)

4. Signalsequenzen bestimmen den Zielort, werden später abgespalten

Proteine werden post-translational und gefaltet importiert (Signalsequenz), oder sind schon im Vorläufervesikel vorhanden

1. Transport ist Co-translational (raues ER)

   —>schon während der Bildung der Polypeptidkette des Proteins wird diese durch Biomembran transportiert

2. Signal-Recognition Particle erkennt Import Signal

Vesikel lassen sich unterscheiden durch:

1. Hülle (Clathrin, COPI, COPII)

2. Rab-Proteine

3. Phosphoinositide

Vesikelfusion vermittelt durch tSNARE und vSNARE

Proteine im sekretorischen System meist glykosyliert (Faltung, Stabilität)

-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

Vesikel fusionieren mit Zellmembran, reguliert oder konstitutiv

—>Fracht wird aufkonzentriert

1. Intermediärfilamente

   —>Stabilisierung, Keratine, Kern-Lamine, Neurofilamente

2. Mikrotubuli

   —>Teilungsspindel, Zilien &Flagellen, Transport Organellen &Vesikel

3. Aktin Filamente

   —>Bewegung: Lamellipodia & Filopodia, Teilungsfurche, Muskeln

—>Stabilisierung, Keratine, Kern-Lamine, Neurofilamente

1. Aufbau: längliche, a-helicale Proteine, wie Seile umeinandergewunden

2. Keine Polarität, keine Motorproteine

3. Hohe Zugfestigkeit—>schützen Zelle gegen mechanischen Stress

—>Teilungsspindel, Zilien &Flagellen, Teansport von Organellen & Vesikeln

1. Aufbau: hohle Röhren (d:25nm) mit 13 Protofilamenten aus alpha/beta-tubulin

2. Polarität: Plus-Ende hat GTP-Kappe, wächst schnell, aber nach GDP Hydrolyse instabil

3. Dynamische Instabilität: Mikrotubuli wachsen und schrumpfen

4. Gamma-tubulin: dient als Keimstelle für Mikrotubuli in Mikrotubulus Organisationszentren (Zentrosom bei Chromosomen, oder Basalkörper bei Flagellen)

5. Axoneme von Zilien, Flagellen haben 9+2 Mikrotubuli Struktur

6. Motorproteine (ATP): Dynein (+ nach -) und Kinesin (- nach +)

Aufspaltung chemischer Verbindung unter Anlagerung eines H2O-Moleküls

—>Bewegung: Lamellipodia & Filopodia, Teilungsfurche, Muskeln

1. Globuläre Aktin-Einheiten (G-Aktin) polymerisieren zu 2 Helices, die sich umeinander winden zu filamantärem Aktin (F-Aktin)

2. Polarität: Plus-Ende wächst (ATP), Minus-Ende (ADP) schrumpft (Treadmilling)

3. Aktin bindende Proteine regulieren Menge, Stabilität, Vernetzung der Aktin-Filamente

4. Motorproteine der Aktin Filamente: Myosine

5. Dicke Filamente aus MyosinII und (dünne) Aktinfilamente bilden in Muskelzelle das Sarkomer (kleinste kontraktile Muskeleinheit): Ca2+ induziert Kontraktion mit Hilfe von Troponin, Tropomyosin

Ran-GTP bindet im Zellkern

Ran-GDP bindet im Zellplasma

cis-Seite: Import von ankommenden (COPII) Vesikeln

Trans-Seite: Export von (COPI) Vesikeln