1. Zellen

beschäftigt sich mit

• den Grundlagen des Lebens (Biologie) auf molekularer Ebene

• Betrachtung der Funktion, Regulierung und Interaktion verschiedener Biomoleküle

= Vererbungslehre

Basis bildet das Genom (Bauplan zur Bildung eines Lebewesens)

• molekularen Grundlagen der Vererbung (Molekulargenetik)

• Verteilung bestimmter genetischer Ausprägungen in unterschiedlichen Populationen (Populationsgenetik)

• Weitergabe von Information, die nicht in der DNA gespeichert ist an eine Tochterzelle (Epigenetik)

Teilgebiet der Biotechnologie wo biologische Vorgänge technologisch angewendet werden

• Erforschung von Methoden, deren Grundlage etwa Eingriffe in die Erbsubstanz von Lebewesen bilden

• industrielle bzw. technische Anwendung dieser Methoden

• Atome (C,H,O,N,…)

• Moleküle (DNA, Lipid, Protein,…)

• Zellen (Adipozyt, Myozyt, Immunzelle,…)

• Gewebe (Muskel, Fett, Bindegewebe,…)

• Organe

• Organsystem

• Organismus

die grundeinheiten des Lebens, aus denen alle Organismen bestehen

höchst unterschiedlich in Form und Funktion

• Begriff Zelle = Robert Hooke (1635 - 1703)

• erste Mikroskop = Antoni van Leeuwenhoeck (1632 - 1703)

• alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut = Schwann und Schleiden (1804 - 1881)

• Jede Zelle entsteht aus einer anderen Zelle = Virchow (1821 - 1902)

1 - 100 μm

• enthält DNA

• Ort der DNA-Replikation

• kleine Moleküle diffundieren frei durch die Poren, Proteine zB. brauchen bestimmte AS-Sequenzen (Kernlokalisierungssequenz, NLS)

• Nucleolus (Kernkörperchen)

  • nicht von einer Membran umgeben

  • einer oder mehrere pro Kern

  • Zusammenbau der Ribosomen-Untereinheiten aus Proteinen und rRNA

• Chromatin = DNA + Protein

• besteht aus einer bestimmten Anzahl an Chromsosomen (Mensch 2n = 46)

• Verdichtung des Chromatins bei der Zellteilung, sodass Chromosomen sichtbar werden

• Zwischenraum der Kernhülle

• ER

  • raues ER (enthält Ribosomen, Ort der Proteinbiosynthese)

  • glattes ER (chemische Modifikation von Proteinen, Lipid- und Steroidsynthese, Glykogenabbau)

• Golgi-Apparat (weitere Modifikation, verpacken von Proteinen in Vesikeln, Glykosylierung)

• Lysosome

• Transportvesikel

in Tierzellen = Zerlegung von Makromolekülen in ihre Monomere

• primäres Lysosom (verdauungsenzyme)

• Stoffe oft von außen in die Zelle (Phagosom, Phagozytose)

• Kraftwerke der Zelle

• Erzeugung von ATP aus KH und FS

• unter Verbrauch von O2 = Zellatmung

• Zahl der Mitochondrien variiert (zB. Leberzelle 1000)

• können sich unabhängig vom Zellkern teilen

• innere Membran bildet Mitochondrienmatrix (enthält Proteine, aber auch eigene Ribosomen und DNA)

• grenzt Zelle ab

• kontrolliert Stoffaustausch zwischen Zellinnerem und Umwelt

• umschließt Cytoplasma

  • flüssiges Cytosol (H2O, gelöste Ionen, kleine Moleküle, lösliche Makromoleküle)

  • unlösliche Partikel (zB. Ribosomen)

    
    

• teils frei im Cytoplasma, teils an die Membran des ER gebunden

• aus rRNA und Proteinen

• Halt, Reißfestigkeit und Form

• Fixierung von Zellorganellen in ihrer Position

• Tritt mit extrazellulären Strukturen in Wechselwirkung

• ermöglicht

  • rasche Transportvorgänge innerhalb der Zellen

  • Formveränderung und Fortbewegung

  • Kontraktion

• aus

  • Aktinfilamenten

  • Intermediärfilamenten

  • Mikrotubuli

• Zellbewegung

• Stütze in den Mikrovilli der Darmschleimhautzellen

• nur in Tierzellen

• Mensch: mehr als 50 verschiedene Typen (in 6 verschiedenen Klassen) von Intermediärfilamentproteinen

• zB. a-Keratin (Haare, Nägel, Epidermiszellen,…)

• Verankerung von Zllstrukturen an ihrem Bestimmungsort

• Widerstand gegen Zugspannungen (Desmin in Muskelzellen, Neurofilamente,…)

• stabiles inneres Skelett in manchen Zellen

• bauen “Schienensystem” für Motorproteine auf

  • Tubulin (a-Tubulin, ß-Tubulin)

  • Dimere, Ketten

• Mikrotubuli-Organisationszentrum (MTOC); Centriolen

• Spindelaparat (➡️ Zellteilung)