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Biologie

 

11/12/10

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Cytologie

 Eukaryoten
Die Euzyte im Querschnitt
Golgi-Apparat
Plasmodesmen
Zellmembran
Zellwand
Chloroplast
Vakuole
Tonoplast
Mitochondrium
Peroxisom

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Eukaryoten Die Euzyte im Querschnitt Golgi-Apparat Plasmodesmen Zellmembran Zellwand Chloroplast Vakuole Tonoplast Mitochondrium Peroxisom Zytoplasma Für die Stabilität von eukaryotischen Zellen sorgt das sogenannte Zutoskelett Der Begriff an sich mag täuschen, denn es handelt sich nicht um ein starres Skelett, sondern um ein anpassungsfähiges Gerüst aus Proteinverbindungen Diese fadenartigen Proteine werden in drei Kategorien klassifiziert: Aktinfilamente, Intermediarfilamente und Mikrotuboli Die meißten Eukaryoten verfügen über ein umfangreiches Zytoskelett, mit Ausnahme der Pflanzenzellen Bei ihnen übernimmt die Zellwand den Großteil der Stutzfunktion, sodass stabilisierende Filamentproteine dagegen nur selten vorkommen Pflanzenzelle Kernnalle Kernpore Ribasamen Endoplasm, Retikulum Vesikel Lysosom Vesikel Zellkem Zellmembron Golgi-Apparat Zellmembran omen raues ER glattes ER Zellkern Kemkörperchen Cytologie Als Eukarypten bzw Eukaryonten werden Lebewesen mit Zellkern bezeichnet. In der systematischen Einteilung der Lebewesen bilden die Eukarypten neben den Bakterien und Archaeen eine eigene Domane Die beiden letztgenannten gehören zu den Lebewesen ohne Zellkern (Prokaryoten) Zur Gruppe der Eukaryoten lassen sich unter anderem Einzeller, Algen, Pflanzen, Pilze, Tiere und der Mensch zuordnen Der Zellkern beeinhaltet und schützt bei Eukaryoten die Erbsubstanz (DNA) der Zelle Bei Prokaryoten schwimmt die DNA frei im Zytoplasma Mitochondrien, Endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat kommen ausnahmslos bei Eukaryoten vor Prokaryoten verfügen nicht über diese Zellorganellen Das Zytoskelett sorgt in der Euzyte für die Aufrechterhaltung der Zellform Es besteht aus Proteinverbindungen Geißel In den Mitochondrien ist die Energiequelle der Zelle verortet. Man spricht auch gerne vom "Kraftwerk der Zelle", denn im Mitochondrium wird das universale Energiemolekul Adenosintriphosphat (ATP) synthetisiert,...

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welches in allen höheren Lebewesen als Energieträger fungiert. Dagegen handelt es sich beim Endoplasmatischen Retikulum, um ein stark verzweigtes Gang- bzw. Kanalsystem mit zahlreichen Hohlraumen Grundsatzlich kann man zwischen zwei Typen unterscheiden: Einerseits das glatte Endoplasmatische Retikulum, das von der Zelle als Speichermedium für etwa Calcium genutzt wird Andererseits das raue, von Ribosomen besetzte, Endoplasmatische Retikulum, an dem die Translation (Proteinbiosynthese) stattfindet Im Golgi-Apparat werden die vom Endoplasmatischen Retikulum produzierten Proteine weiter verarbeitet und schließlich durch Anhängung weiterer Proteine in ihre Endform überführt. Damit die fertigen Proteine nun an ihren Bestimmungsort überführt werden könnnen, verpackt der Golgi-Apparat die Proteine in kleine Transportvesikel Ohne diesen wichtigen Schritt wurden die Proteine später beim Transport aus der Zelle im Zellinneren der Euzyte mit anderen Stoffen reagieren Zytoskelettfilamente Golgi-Apparat Golgi-Vesikel Quelle: biologie-schule.de 9% Zellkem raues endoplasm. Retikulum Plasmodesmen: Ein Plasmodesmos gilt als Kontaktstelle zweier unterschiedlicher Pflanzenzellen, sodass ein interzellulärer Stoffaustausch über das Zytosol möglich wird Ribosomen An den Ribosomen vollzieht sich die Translation, also die Übersetzung des genetischen Codes zu Aminosäureketten Ribosomen bestehen größtenteils aus RNA (Ribonukleinsäure) und Proteinen Die Zahl der Ribosomen schwankt, liegt im Schnitt etwa bei ca 100.000 pro Zelle und verteilt sich auf Cytoplasma, raues endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien und die Chloroplasten. Tonoplast Der Tonoplast ist die semipermeable membran, die die Vakuole der Pflanzenzelle umgibt Vakuole Als (mit Abstand) größte Zellorganelle bei Pflanzen, sorgt die mit Zellsaft gefüllte Vakuole für den sogenannten Turgordruck, mit der es der pflanzlichen Zelle möglich wird, Wasser aus der Umgebung aufzusaugen Darüber hinaus werden Vakuolen von der Pflanze auch als Speichermedium genutzt, etwa um Giftstoffe vom Rest der Zelle zu isolieren oder bestimmte (nützliche) Stoffe zu speichern Vesikel: Kleine, runde Bläschen mit Transportfunktion. Vesikel schließen Stoffe ein und transportieren sie an die Membran der Zelle, wo sie mit ihr verschmelzen und den Inhalt nach Außen hin abgeben. Vesikel sind im Vergleich zu anderen Zellorganellen äußerst klein Endoplasmatisches Retikulum Das Endoplasmatische Retikulum (ER) weist charakteristisch ein stark verzweigtes, labyrinthartiges Gangsystem auf Grundsätzlich unterscheidet man zwischen rauem- und glattem endoplasmatischem Retikulum Das glatte ER dient in erster Linie als glattes endoplasm. Speichermedium für Calcium, wohingegen am rauhen ER die Translation (Proteinbiosynthese) der pflanzlichen Zelle abläuft Retikulum Ribasamen Golgi-Apparat: Der Golg-Apparat (auch Dictyosomen genannt) befindet sich häufig in direkter nahe zum Zellkern, wo er die aus den Ribosomen synthetisierten Proteine anpasst, in Vesikel verpackt und an ihren Bestimmungsort verschickt. Für die Pflanzenzelle ist der Golgi-Apparat insbesondere bei der Synthese von Zellulose (Hauptbestandteil der Zellwand) von Bedeutung Zellkern: Der kugelförmige Zellkern (nukleus) beeinhaltet das Erbgut (in Form der Chromosomen, die zum größten Teil aus Desoxyribonukleinsäure bestehen) der pflanzlichen Zelle Außerdem laufen hier die wichtigen Prozesse DNA- Replikation und Transkription ab Zellmembran: Die Zellmembran umgibt die pflanzliche Zelle komplett, und sorgt gleichzeitig durch ihre semipermeable Eigenschaft für die Aufrechterhaltung des zellinneren Gleichgewichts (Homöostase), indem sie den unkontrollierten Ein- und Ausstrom von Teilchen verhindert Zellmembranen bestehen aus einer Doppellipidschicht Chloroplast: Die runden bis eiförmigen Chloroplasten sind von einer Doppelmembran umgeben Chloroplasten sind für die grüne Farbe von Pflanzen verantwortlich, denn sie beeinhalten den grunen Farbstoff (Chlorophyll), der das Sonnenlicht für die Photosynthese absorbiert. In einer Pflanzenzelle befinden sich daher immer mehrere (ca 5-40) Chloroplasten Zellwand: Die Zellwand umgibt die pflanzliche Zelle komplett und verleiht ihr Form und Festigkeit Obwohl die aus Zellulose bestehenden Zellwände nicht zu den echten membranen zählen, weisen sie semipermeable Eigenschaften (durchlässig nur für bestimmte Stoffe) auf Überdies besitzen Tier und Mensch keine Zellwände Zytoplasma: Das Innere der Pflanzenzelle wird unter dem Begriff des Zytoplasmas (oder Zellplasma) zusammengefasst Bestandteil sind demnach sowohl die Flüssigkeit (Zytosol), als auch die darin schwimmenden Zellorganellen Wasser und Proteine machen ungefähr 95% des Zytoplasmas aus Zytoskelett filamente Fädenziehende Proteine im Zytoplasma werden als Zytoskelett filamente bezeichnet Ihnen kommt eine interne Stutz- und Stabilisierungsfunktion zu Gegenüber Tierzellen ist das pflanzliche Zytoskelett eher schwach ausgeprägt, da die Zellwände den überwiegenden Teil der Stutzfunktion übernehmen Tierzelle Mitochondrien: Die mitochondrien sind längliche, von einer Doppelmembran umgebene Zellorganellen, die für die Bereitstellung von energiereichen molekulen (ATP) innerhalb der Zelle verantwortlich sind Zugleich besitzen mitochondrien ihre eigene DNA, und können sich so unabhängig von der DNA im Zellkern vermehren Peroxisomen Mikrotubuli Lysosomen freie Ribosomen Mitochondrium Peroxisomen: Die kreisrunden Peroxisomen (oder auch Microbodies) sind von ihrem Aufbau her den normalen Transportvesikeln ähnlich Jedoch besteht ihre primäre Aufgabe im Entgiften der Zelle Dazu wandeln sie schädliches Wasserstoffperoxid über enzymatische Reaktionen in unschädliches Wasser um Zytoplasma sekretvesikel Zentrosom Endoplasmatisches Retikulum: Das Endoplasmatische Retikulum (ER) zeichnet sich durch ein stark labyrinthartiges Gangsystem aus Grundsätzlich unterscheidet man zwischen rauem- und glattem endoplasmatischen Retikulum Das glatte ER fungiert in erster Linie als Speicherort fur Calcium-lonen, wohingegen am rauhen ER die Translation (Proteinbiosynthese) der tierischen Zelle abläuft Geißel: Zellfortsätze zur Fortbewegung werden Geißeln genannt Geißeln sind eher typisch für Bakterien (Prokaryoten), finden sich aber durchaus auch bei Eukaryoten Golgi-Apparat: Der Golgi-Apparat (Dictyosomen genannt) besteht aus einem zusternenähnlichen System, mit flach angeordneten Hohlräumen und direkter Nähe zum Zelkern Im Golgi-Apparat wird die Proteinbiosynthese durch Anhängung weiterer Proteine, an die vom Ribosomen synthetisierten Aminisäureketten, forciert Kernkörperchen Bei den Kernkörperchen (lat nucleolus) handelt es sich um kleine, aus RNA (Ribonukleinsäure) bestehende Korperchen, die sich im Zellkern befinden und entscheidend bei der Initiation der Transkription von ribosobaler RNA mitwirken Kernkörperchen sind also keinesfalls mit dem Zellkern (lat nucleus) gleichzusetzen! Lysosomen Lysosomen sind kleine, vom Golgi-Apparat produzierte, Vesikel, die Zellabfälle verdauen können. Durch Endozytose werden die Abfälle von den runden Lysosomen eingeschlossen und durch spezielle Verdauungsenzyme wieder in die Grundbestandteile gespalten, sodass die Zelle diese wieder zum Aufbau neuer Molekule verwenden kann Mikrotubuli: Die Mikrotubuli bilden zusammen mit den Aktin- und Intermediär filamenten das Zytoskelett der Tierzelle Im Gegensatz zu pflanzlichen Zellen, deren Stabilität maßgeblich durch Zellwände bestimmt wird, sorgt bei den tierischen Zellen das Zusammenwirken der proteinreichen Filamente für ein stabiles, aber dennoch bewegliches Geflecht Mitochondrien In den Mitochondrien laufen mit dem Citratsäurezyklus und der Atmungskette zwei elementare Prozesse ab, die für die Bereitstellung von Energie innerhalb der Tierzelle verantwortlich sind Daher werden mitochondrien auch als "Kraftwerke der Zellen" bezeichnet Übrigens: Der Anteil von Mitochondrien in den Zellen ist in Zellen mit überdurchschnittlichem Energieverbrauch (zB Muskelzellen) weitaus höher, als in Zellen mit niedrigerem Energieverbrauch Peroxisomen: Die Kreisrunden Peroxisomen (Microbodies) sind von ihrem Aufbau her den normalen Transportvesikeln ähnlich Jedoch besteht ihre primare Aufgabe im aktiven Entgiften der Zelle Dazu reduzieren sie Wasserstoffperoxid über enzymatische Reaktionen (Peroxidase) in unschädliches Wasser um Ribosomen An den Ribosomen vollzieht sich die Translation, also die Übersetzung des genetischen Codes zu Aminosaureketten Ribosomen bestehen größtenteils aus RNA (Ribonukleinsäure) und Proteinen Die Zahl der Ribosomen liegt etwa bei ca 100 000 Einheiten pro Zelle und verteilt sich auf Cytoplasma, raues endoplasmatisches Retikulum und die mitochondrien Sekretvesikel: Damit die tierische Zelle Abfall- und Giftstoffe aus dem Inneren ableiten kann, müssen diese Stoffe die Zellmembran durchdringen Sekretvesikel (oder auch Golgi-Vesikel) verschmelzen mit der Membran (Exozytose) und geben den Inhalt der Vesikel nach Außen hin frei Zellkern Der Kugelförmige Zellkern (nukleus) beeinhaltet das Erbgut (in Form der Chromosomen, die zum größten Teil aus Desoxyribonukleinsäure bestehen) der tierischen Zelle Im Zellkern laufen mit DNA-Replikation und Transkription zwei wichtige Prozesse ab. Zellmembran: Die Zellmembran, bestehend aus einer Lipiddoppelschicht, umhullt die tierische Zelle komplett, und sorgt durch ihre semipermeable Eigenschaft (durchlässig nur für bestimmte Stoffe) für die Aufrechterhaltung des zellinneren Gleichgewichts (Homöostase), indem sie den Ein- und Ausstrom von Teilchen reguliert Zentrosom: In unmittelbarer Nähe zum Zelkern besitzt jede Tierzelle genau ein Zentrosom, welches dahingehend aus zwei Zentriolen besteht Im Verlauf von Mitose und Meiose bilden die Zentriolen die Spindelapparate aus, die durch ihre Zugwirkung für die Trennung der Chromosomen verantwortlich sind Zytoplasma Als Zytoplasma wird die Gesamtheit des Zellinhalts bezeichnet, bestehend aus dem Zytosol (Flüssigkeit in der Zelle), dem Zytoskelett (Proteine mit Stützfunktion) und den Zellorganellen (mitochondrien, Zellkern, Lysosomen usw) Wasser zählt mit einem Anteil von ca 4/5 zum Hauptbestandteil das Zytoplasmas Prokaryoten Glykokalyx Zellwand Zellmembran Zytoplasma Ribosomen Plasmid Pili Batterienzelle Pili Zellwand Glykokolyx Bakterienchromosom Plasmamembran Grünalge Mesosom > Ribosomen Cytoplasma VIS Good 5% 4% Flagellum Nucleoid So Chlorophyll in den Chloroplasten sorgt für die typisch grüne Farbe Cytoplasma 10% O 80% Plasmid mesosom: Einstulpungen an der Zellmembran. Der dadurch entstandene Raum kann von der Bakterienzelle für spezielle Stoffwechselvorgänge genutzt werden. Allerdings werden die Mesosomen heutzutage nicht mehr als Zellorganellen betrachtet. Von manchen Wissenschaftlern wird ihre Existenz sogar bezweifelt Pili: von der Zellwand ausgehende Zellfortsätze mit Adhäsionsfunktion (lat. adhaerere = anhaften). Mit den Pili (Singular = Pilus) können Bakterienzellen sich an andere Zellen oder Nahrung festheften. Plasmamembran: Die Plasmamembran oder auch Zellmembran, begrenzt die Zelle nach Außen hin Wegen ihrer Semipermeabilität (durchlässig, jedoch nur für bestimmte Molekule) kann ein Stoffaustausch zwischen Außen- und Innenraum der Bakterienzelle trotzdem ablaufen. plasmatisch Zellplasma/Cytoplasma Retikulum (lat. reticulum) - Netz Plasmid: kleine, selbstreplizierende, rundförmige DNA-molekule mit zusätzlichen genetischen Informationen Verglichen mit dem Bakterienchromosom befinden sich auf den Plasmiden meistens keine direkt überlebenswichtigen Erbinformationen, sondern Resistenzgene, die erst unter gewissen Umständen für die Bakterienzelle wichtig werden (zB gegen Antibiotika oder toxische Stoffe). Plasmide können unter Bakterien ausgetauscht und so weiterverbreitet werden. Ribosomen bestehen aus einem Komplex von RNA (Ribonukleinsäure) und Proteinen An den Ribosomen wird mit der Translation ein wichtiger Teilschritt der Proteinbiosynthese vollzogen, bei dem die mRNA zu Aminosäureketten translatiert wird Bakterielle Ribosomen (70S) sind kleiner als die Ribosomen von eukaryotischen Zellen (80S) und kommen auch 10x seltener vor (ca. 10.000 Ribosomen in einer protozytischen Zelle) Zellwand: umhüllender Schutz aus Peptidoglycanen (Murein). Die Zellwand erfüllt im Wesentlichen zwei wichtige Funktionen: Zum Einen hält sie die Form der Zelle aufrecht und zum anderen schützt sie die Zelle vor äußeren Einflüssen (zB Bakteriophagen oder ungünstige Umweltbedingungen) Chloroplast Als Prokaryoten bzw. Prokaryonten werden Mikroorganismen ohne Zellkern bezeichnet In der systematischen Einteilung der Lebewesen lassen sich die beiden Domänen der Bakterien und Archaeen zu den Prokaryoten zuordnen Lebewesen mit Zellkern (Eukaryoten) bilden eine eigenständige Domäne Prokaryoten sind Lebewesen ohne Zellkern Ihre Zellen werden als Protocyte bezeichnet. Zu den Prokaryoten gehören Bakterien und Archaeen. Im Gegensatz zu Eukaryoten befindet sich die DNA bei Prokaryoten freischwimmend im Zytoplasma Dieser Ort wird in Anlehnung an den Zellkern bei Eukaryoten auch Kernäquivalent genannt. Die DNA liegt bei Prokaryoten in Form des Bakterienchromosoms (kreisförmig-abgeschlossen und doppelsträngig) vor. Die Zellwand hält die Form der Protocyte aufrecht, schützt sie vor Bakteriophagen (Viren) und osmotischem Druck Außerhalb an der Zellwand befinden sich bei den meißten Prokarypten Flagellen (Fortbewegungsfunktion) und Pili (Adhäsionsfunktion) Wasser Proteine Lipide ●DNA & RNA Flagellum sons. Stoffe Bakterienchromosom: Das Bakterienchromosom ist ein in sich geschlossenes und bis zu 1,5mm langes DNA molekul. Da Bakterien keinen Zellkern besitzen, schwimmt ihre DNA frei im Cytoplasma der Bakterienzelle. In Anlehnung an den Zellkern bei Eukaryoten wird der Ort an dem das Bakterienchromosom im Zytoplasma schwimmt auch als Kernaquivalent bezeichnet Cytoplasma: Zum Cytoplasma gehört einerseits das Zytosol, also die Flüssigkeiten innerhalb der Zelle, und andererseits alle dort ansässigen Zellorganellen (Bakterienchromosom, Plasmide, Ribosomen usw). Fälschlicherweise wird das Cytoplasma häufig mit dem Zytosol gleichgesetzt. Wasser bildet mit ca. 70-80% den Hauptbestandteil des Zytosols, gefolgt von Proteinen mit ca. 20% Flagellum: fadenartige und in sich gewundene Proteinfäden aus Flagellin zur Fortbewegung der Bakterienzelle. Unter ATP- Verbrauch funktionieren die Flagellen ähnlich wie ein rotierender Propeller. Die Zahl der Flagellen ist je nach Bakterienart unterschiedlich, schwankt zwischen 1 und 12+. Bei Eukaryoten werden analoge Fortbewegungsorgane nicht Flagellum, sondern Geißel genannt. Glykokalux: umhüllender Film aus Polysacchariden (auch als Schleimhulle bekannt), der die Bakterienzelle vor Austrocknung und feindlichen Bakterien schützt. Bei Chloroplasten handelt es sich um jene Organellen, die den Pflanzen und Algen ihre typisch grüne Farbe verleihen. In den Chloroplasten findet die Synthese des grünen Farbstoffs Chlorophyll statt, der das Sonnenlicht absorbiert und zum Reaktionszentrum der Pflanze weiterleitet. Im Verlauf der Photosynthese synthetisiert die Pflanze ebenda aus den anorganischen Stoffen Wasser und Kohlenstoffdioxid (in Verbindung mit dem Sonnenlicht) ihre benötigten organischen Substanzen. Damit zählen Pflanzen zu den autotrophen Lebewesen, denn sie ernähren sich durch die Produktion von Glucose gewissermaßen selbst. Tiere hingegen sind heterotrophe Lebewesen und daher auf die Photosyntheseleistung der Pflanzen angewiesen. Um die für ihr Überleben wichtigen organischen Bausteine herstellen zu können, muss dem Organismus von Außen" Nahrung zugeführt werden Die Hauptfunktion der Chloroplasten ist das Betreiben der Photosynthese. Aus diesem Grund befinden sich diese Organellen auch nicht in allen Pflanzenzellen; sie liegen hauptsächlich in den grünen, oberen Teilen der Pflanze vor Eine Pflanzenzelle kann einen einzigen Chloroplast oder auch mehrere enthalten. Die Photosynthese findet an den Thylakoidmembranen der Granula statt. Hier befinden sich sowohl das Chlorophyll als auch die Fotosysteme Mithilfe der Chloroplasten kann Sonnenlicht als Form von Energie verwendet werden, um aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Zucker (Glucose) und Sauerstoff herzustellen. Es werden also aus anorganischen Substanzen, organische Stoffe synthetisiert. Der bei der Photosynthese entstehende Zucker (Glucose) wird zuerst im Stroma als Stärkekorn gespeichert und später weitertransportiert. Chloroplasten sind vermutlich durch die Aufnahme (Phagozytose) von Cyanobakterien in die Ur-Form der pflanzlichen Zelle entstanden. Dafür spricht ua die eigene DNA der Chloroplasten. Der Aufbau des Zellplasmas umfasst wie eben schon erwähnt die Zellflüssigkeit, das Zellskelett und die darin befindlichen Zellorganellen. Die reine Zellflüssigkeit, also ohne Organellen, wird als Zytosol bezeichnet. Dagegen wird das Cytosol mit Zellorganellen auch Protoplasma genannt Bei der Betrachtung der chemischen Bestandteile des Zellplasmas fällt insbesondere der große Anteil an Wasser (ca. 80%) auf. Danach folgen Proteine (ca. 10%), Aminosäuren und Lipide (ca 57) Für die reibungslose Funktion der Zelle sorgt ein kleiner Umfang an den Ribonukleinsäuren RNA und DNA (ca 17) Cytosol = reine Zellflüssigkeit Zellorganellen - ua Zellkern, Mitochondrien, Golgi-Apparat usw. Zytoskelett Proteine, die für die Stabilisierung der Zelle sorgen Protoplasma Cutosol + Zellorganellen Cytoplasma Cytosol + Zellorganellen + Zytoskelett Das Cytoplasma breitet sich innerhalb der Zellwand (bei pflanzlichen & bakteriellen Zellen) oder der Zellmembran (bei tierischen und menschlichen Zellen) aus und enthält verschiedene chemische Stoffe. Diese liegen in gelöster Form vor und sind zwischen dem stabilisierenden Zytoskelett eingeschlossen. Das Cytoplasma selbst hat an sich keine eigenständige Aufgabe zu erfüllen, außer dem Volumen der Zelle "einen Inhalt zu geben", weil in den Zellen keine Luft eingelagert werden kann. Primär hat das Cytoplasma die Aufgabe, den Transport von Stoffen innerhalb des Zellkörpers zu gewährleisten, womit es als Medium dient, damit Nährstoffe, lonen und Enzyme innerhalb der Zelle von einer Organelle zur nächsten transportiert werden können. Auch die Speicherung von Wasser und Nährstoffen wird durch das Cytoplasma sichergestellt. Endoplasmatisches Retikulum Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein Zellorganell bei Eukaryoten, das ua an der Translation, der Speicherung von Calcium und der Synthese der Zellkernmembran beteiligt ist. Der Begriff setzt sich aus folgenden Worten zusammen: Endo (griech endon) innen Wieder zusammengesetzt beschreibt der Begriff des Endoplasmatischen Retikulums also ein netzartiges Organell, welches sich im Cytoplasma der Zelle befindet. Das Endoplasmatische Retikulum befindet sich an der Kernmembran des Zellkerns. Strukturell ähnelt das ER. Funktionen des Endoplasmatischen Retikulums: Speicherungmedium für Calcium und Glukogen, Entgiftung der Zelle und Ort der Translation. Das raue/granuläre Endoplasmatische Retikulum übernimmt diverse Funktionen, die innerhalb der Proteinbiosynthese und der Erzeugung der Kernmembran erforderlich sind. Die auf der Oberfläche befindlichen Ribosomen realisieren die Ablesung der mRNA zu Proteinen (Translation). Darüber hinaus bilden sich in den Ribosomen Molekülverbindungen aus, welche für die Membransynthese benötigt werden. Diese Bausteine werden auch für die Rekonstruktion und die neubildung der Membranen anderer Zellorganellen genutzt. Das glatte/agranulare Endoplasmatische Retikulum, dessen Abschnitte auch als Lumen bezeichnet werden, enthält zahlreiche Enzyme. Sie sorgen für den Abbau und Abtransport schädlicher Endprodukte des Zellstoffwechsels Spezielle Katalysatoren können Schadstoffe wasserlöslich machen, wodurch ein schnellerer Abtransport gewährleistet werden kann Golgi-Apparat Der Golgi-Apparat ist ein Zellorganell in unmittelbarer Nähe zum Zellkern und für die Anpassung von Proteinen veranwortlich Aus den Ribosomen gelangen die noch unfertigen Polypeptidketten zum Golgi-Apparat. Durch Anfügung weiterer Eiweiße werden die Polypeptidketten fertiggestellt, daraufhin in Transportvesikel verpackt und zum Bestimmungsort überführt. Der Golgi-Apparat hat den Namen seinem Entdecker, dem italienischen Mediziner Camillo Golgi, zu verdanken. Damit ist der Golgi-Apparat die einzige Organelle, die nach ihrem Entdecker benannt wurde Der Golgi-Apparat bildet im Innenraum der Zelle ein höhlenartiges Kompartiment aus, das von einer Membran umschlossen ist. In diesem eigenen Reaktionsraum erfolgt die Modifizierung der Eiweiße Des Weiteren werden im Golgi- Apparat auch die Verdauungsvesikel (Lysosomen) gebildet. Im Golgi-Apparat werden Proteine angepasst, in Vesikel "verpackt" und schließlich an ihren Bestimmungsort versendet. Der Golgi-Apparat besteht aus 5-20 übereinander gestapelten Hohlräumen (Zisternen). Dadurch maximiert die Zelle die Zahl der möglichen, parallel ablaufenden Reaktionen. Die Gesamtheit der Zisternen wird auch als Dictyosom bezeichnet. Lysosomen Lysosomen sind etwa lμ große Zellorganellen, die nur in tierischen Zellen vorkommen. Die Bezeichnung leitet sich von ihrer Funktion ab, die das Organell für die Zelle besitzt: Lysosome sind für die intrazelluläre Verdauung verantwortlich. Der pH-Wert im Innenraum der Lysosomen steigt in der Regel nicht über 5. Er bleibt konstant in einem niedrigen Bereich zwischen 4,5 und 5,0. Dieser Grenzwert wird durch die Wirkung der V-Typ-ATPase gewährleistet. Die Lysosomen bewegen sich frei im Cytoplasma der Zelle, denn nach Abschluss des Synthesevorgangs stößt der Golgi-Appart die Lysosomen nach außen hin ab Die Lysosomen (griech lysis = Auflösung) übernehmen die Verdauung innerhalb der Zelle Lysosumen bestehen aus nur einem Vesikel, der von einer nach außen hin abschließenden Membran abgegrenzt ist. Im Inneren befinden sich die Verdauungsenzyme (nukleasen, Proteinasen, Lipasen) Mittels Endozytose (Einstülpung in den Innenraum) schließen die Lysosomen die zu verdauenden Stoffe in ihre Vesikel ein Mikrotubulus Mitochondrien Ein Mitochondrium nucleolus Unter Mikrotubuli (engl. tubule = Röhrchen) werden feine Eiweißstrukturen verstanden, die innerhalb der Zelle zu einem röhrenähnlichen System zusammengeschlossen sind Die Mikrotubuli bilden zusammen mit den intermediären Filamenten und den Mikrofilamenten die Grundlage für das Cytoskelett der Zelle, welches in dieser Form nur bei Eukaryoten vorkommt. Mikrotubuli kommen als bewegliche und kurzlebige oder als stabile und langlebige Versionen vor. Auch bei Prokaryoten fungieren Proteinverbindungen als stabilisierendes Element, allerdings sind diese nicht direkt mit den mikrotubuli vergleichbar. Die Ähnlichkeit der Zytoskelette beider Zelltypen ist vermutlich auf analoge Entwicklung zurückzuführen Die röhrenförmigen Verzweigungen der Mikrotubuli entstehen durch globuläre (kugelförmige Eiweiße) Einheiten. Deren Größe beträgt zwischen 15 und 25 nanometer und sind damit das über 25.000fache kleiner als die Zelle selbst Inbesondere bei der Behandlung von Krebs haben mikrotubuli eine zunehmend wichtige Bedeutung Spezielle Wirkstoffe, welche die Ausrichtung der Chromosomen bei der Teilung von Tumorzellen beeinflussen, sind bereits als Zytostatika oder Chemotherapeutika zugelassen. mikrotubuli, intermediäre Filamente und Mikrofilamente bilden das Cytoskelett der Zelle Die Mikrotubuli sind darüber hinaus bei der Mitose (Anordnung der Chromosomen), der Bewegungsfähigkeit bestimmter Zelltypen (Ausbildung von Geißeln) und dem Transportsystem der Vesikel beteiligt. Die nucleoli (Kernkörperchen) befinden sich im nucleus (Zellkern) der Zelle In den Kernkörperchen werden Ribosomen synthetisiert. An den Ribosomen findet, nachdem diese durch die Kernporen des Zellkerns ausgeschleust wurden, die Translation statt. Bei eingehender Betrachtung des Kernkörperchens unter dem Mikroskop treten im Wesentlichen zwei unterschiedliche Strukturen hervor. Das sind die als Pars granulosa und als Pars fibrosa bezeichneten Teilelemente: 1) In der pars fibrosa wird rRNA zu ribosomalen Proteinen transkribiert. Vakuole Mitochondrien finden sich ausschließlich in den Zellen von Eukaryoten; bei prokaryotischen Zellen fehlen sie hingegen vollständig. Bei mitochondrien handelt es sich um jene Zellorganellen, welche als Kraftwerke ("Kraftwerke der Zellen") fungieren und somit für die Energieproduktion zuständig sind Diese besonderen Organellen kommen in den meisten eukaryotischen Zellen vor. Je nach Zelltyp kann ein einzelnes, sehr großes Mitochondrium vorliegen oder bis zu 2000 kleine mitochondrien Beim Menschen enthalten die roten Blutkörperchen beispielsweise keinerlei mitochondrien, wohingegen in den stoffwechselaktiven Leberzellen bis zu 2000 Mitochondrien pro Zelle vorhanden sein können. 2) In der pars granulosa werden die ribosobalen Proteine zu Prä-Ribosomen weiterverarbeitet Hauptbestandteile der Kernkörperchen sind demnach Ribonukleinsäuren (RNA) und ribosomale Proteine Jene RNA ist die Basis für die im Zellkern stattfindende Synthese der untergeordneten ribosomalen Zelleinheiten Ferner kann die pars fibrosa noch genauer in "dicht fibrillare" und "fibrillare" Einheiten unterteilt werden. Pflanzenzelle O mitochondrien werden auch als Kraftwerk der Zelle bezeichnet. Diese geläufige Bezeichnung entstammt ihrer wichtigen Funktion, nämlich der Produktion von Adenosintriphosphat (ATP), dem universellen Energieträger für alle Zellen. Peroxisomen Peroxisomen sind bis zu ein Mikrometer große Vesikel in eukaryotischen Zellen, die eine Entgiftung von reaktiven Sauerstoffverbindungen ermöglichen. Daher entstammt auch die Bezeichnung für das Organell; Peroxidasen reduzieren giftige Wasserstoffperoxide zu Sauerstoff und Wasser. Außerdem spielen Peroxisomen eine wichtige Rolle bei der Verstoffwechselung von zellulären Abfall- und Zwischenprodukten. Früher waren Peroxisomen noch unter dem Begriff Microbodies geläufig Der Begriff findet sich heutzutage nur noch in älterer Literatur. Peroxisomen sorgen für die Entgiftung der Zelle. Der Innenraum des Vesikels ist gefüllt mit Peroxidasen, die giftiges Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff katalysieren. Peroxisomen sind außerdem an der Synthese der Myelinscheide von Nervenzellen beteiligt Die Myelinscheide ummantelt als isolierende Schicht die Fortsätze der Nervenzellen und ermöglicht so die schnelle Fortleitung elektrischer Signale mitochondrien besitzen eine eigene DNA und vermehren sich unabhängig von ihrer Mutterzelle. Dieses Indiz spricht für die Endosymbiontentheorie, wonach Eukaryoten durch Vereinigung prokaryotischer Lebewesen entstanden sind. Ribosome Die Ribosomen (Einzahl: Ribosom) sind in allen Lebewesen vorkommende Zellorganellen, an denen im Rahmen der Proteinbiosynthese die Translation, also die Ablesung der mRNA hin zur Synthese von Proteinen, abläuft. Der Begriff Ribosom leitet sich vom englischen "ribonucleic acid" (RNA) und dem griechischen "soma" (Korper) ab. Aufgrund ihrer wichtigen Funktion werden die Ribosomen auch als "Eiweißproduzenten" der Zellen bezeichnet, denn bei der Übersetzung der mRNA verbinden sie die einzelnen Aminosäuren zu Aminosäureketten und damit letztlich zu Proteinen. Ribosomen erscheinen unter dem Mikroskop als ovale bis runde Körperchen Diese winzigen Partikel (zwischen 20-25nm bei Prokaryoten und 20-30nm bei Eukaryoten) bestehen aus einer komplexen Verbindung von Ribonukleinsäure und Eiweißen. Abhängig vom Zelltyp sowie der spezifischen Funktion des Organells können Ribosomen in vier verschiedene Formen klassifiziert werden: Prokaryoten (membrangebundene Ribosomen oder freie Ribosomen) Eukaryoten (membrangebundene Ribosomen oder freie Ribosomen) H₂O An den Ribosomen vollzieht sich der letzte Teilschritt der Proteinbiosynthese: die Ablesung und Übersetzung der mRNA zu Aminosäureketten (Proteine). Der Aufbau und damit auch die Größe der Ribosomen unterscheidet sich bei Prokaryoten (Ribosom: 70S, Untereinheiten 50S-30S) und Eukaryoten (Ribosom: 80S; Untereinheiten 60S+40S) Das "S" steht stellvertretend für den Sedimentationskoeffizienten, der von der Masse der Ribosomen abhängt. 0 Vakuole Vakuolen sind dehnbare Zellorganellen, die hauptsächlich in Pflanzen- und Pilzzellen vorkommen und als Speichermedium für Wasser (und darin gelöste nährstoffe) fungieren. Der Begriff leitet sich vom lateinischen "vacuus" (Vakuum oder leerer Raum) ab Unter dem Mikroskop sind die mit Wasser gefüllten Vakuolen wegen ihres verhältnismäßig großen Umfangs meist sehr gut sichtbar. Bei Pflanzenzellen nehmen Vakuolen in der Regel mehr als 3/4 des Zellinnenraumes ein. Pflanze Im Gegensatz zum Vakuolen entstehen während des Zellwachstums; genauer gesagt im Verlauf des Streckungswachstums. Das Streckungswachstum dient zur Größenzunahme Teilungswachstums ist das Streckungswachstums wesentlich energieeffizienter Vakuolen sind dehnbare Zellorganellen in Pflanzenzellen und Pilzzellen. Hauptfunktion ist die Erzeugung des Tugordrucks, sowie die Speicherung von Wasser und Nährstoffen. Vakuolen bestehen aus einer einfachen Membran, dem sogenannten Tonoplasten. Die wichtigste Funktion erfüllt die Vakuole durch Erzeugung des sogenannten Turgordrucks. Indem die Vakuole ihr Volumen in der Zelle vergrößert, erhöht sich gleichzeitig auch der Druck im Zellinnenraum. Weil Teilchen immer nach einem Ausgleich der Stoffkonzentration streben (siehe Osmose und Diffusion) strömt Wasser von Außen in die Zelle ein. Vesikel Vesikel dienen dem Transport von Proteinen und als Reaktionsort für bestimmte chemische Prozesse, die im Cytoplasma der Zelle nicht abblaufen können. Es können drei verschiedene Typen von Vesikeln unterschieden werden: Lysosomen, Peroxisomen und Mikrosomen. Jene werden dann noch in exozytotische- (Stoffe werden abgegeben/ausgeschieden) und endozytotische (Stoffe werden aufgenommen) Vesikel eingeteilt. Zellkern Zellkern (Schematische Abbildung) Zellwand Zentriolen Der Zellkern ist ein im Cytoplasma befindliches rund-ovales Organell, welches den Großteil der Erbinformationen enthält. Außerdem gilt der nukleus als das wesentliche Kriterium bei der Unterscheidung zwischen Eukaryoten und Prokaryoten. Zusammengesetzt ist dieses Organell aus einer Fulle von Bestandteilen, zu denen unter anderem die Chromosomen gehören Zentriole (Aufnahme mit dem Elektronenmikroskop) Der Zellkern ist das entscheidende Merkmal zur Unterscheidung von Eukaryoten (mit Zellkern) und Prokaryoten (ohne Zellkern) Im Zellkern befindet sich der überwiegende Teil der genetischen Informationen (DNA). Weitere Erbsubstanz bei Mensch und Pflanze kommen in den Mitochondrien bzw. Chloroplasten vor. Im Verlauf der Proteinbiosynthese laufen im Zellkern zwei wichtige Vorgänge ab: Replikation und Transkription Je nach Organismus besteht die Zellwand aus einem anderen Polysaccharid: Pflanzen (Zellulose), Pilze (Chitin), Bakterien (Peptidoglycane / murein) Bei Mensch und Tier wird die Außenhülle einer Zelle von einer Membran gebildet. Zellwände kommen nicht vor! Funktion der Zellwand: Stabilisierung und Schutz gegen äußere Einflüsse (osmotischer Druck, Bakteriophagen, Fressfeinde) Zentriolen sind zylinder förmige Zellorganellen aus dem Protein Tubulin Während der Zellteilung bildet je ein Paar aus Zentriolen das Zentromer, von dem aus der Spindelapparats gebildet wird. Der aus Mikrotubuli bestehende Spindelapparat trennt daraufhin die Chromatiden und zieht diese zu den Zellpolen. Damit kommt den Zentriolen sowohl bei Meiose als auch Mitose eine unverzichtbare Funktion zu Zentriole sind hauptsächlich für die Ausblidung des Spindelapparats während der Mitose und Meiose von Bedeutung. Der Spindelapparat ist notwendig, um die Chromosomen vor der Zellteilung auf die beiden Enden der Zelle zu verteilen (siehe Bild), damit nach der Zellteilung jede Zelle einen vollständigen Chromosomensatz aufweist. Zentriole sind an der Ausbildung des Spindelapparates bei Mitose und Meiose beteiligt Eine Zentriole besteht aus 9x3 zylinderformigen mikrotubuli Die Spindelfasern ziehen die Chromatidtōden zu den Zellpolen

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Cytologie

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Biologie

 

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Cytologie

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 Eukaryoten
Die Euzyte im Querschnitt
Golgi-Apparat
Plasmodesmen
Zellmembran
Zellwand
Chloroplast
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G

So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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Eukaryoten Die Euzyte im Querschnitt Golgi-Apparat Plasmodesmen Zellmembran Zellwand Chloroplast Vakuole Tonoplast Mitochondrium Peroxisom Zytoplasma Für die Stabilität von eukaryotischen Zellen sorgt das sogenannte Zutoskelett Der Begriff an sich mag täuschen, denn es handelt sich nicht um ein starres Skelett, sondern um ein anpassungsfähiges Gerüst aus Proteinverbindungen Diese fadenartigen Proteine werden in drei Kategorien klassifiziert: Aktinfilamente, Intermediarfilamente und Mikrotuboli Die meißten Eukaryoten verfügen über ein umfangreiches Zytoskelett, mit Ausnahme der Pflanzenzellen Bei ihnen übernimmt die Zellwand den Großteil der Stutzfunktion, sodass stabilisierende Filamentproteine dagegen nur selten vorkommen Pflanzenzelle Kernnalle Kernpore Ribasamen Endoplasm, Retikulum Vesikel Lysosom Vesikel Zellkem Zellmembron Golgi-Apparat Zellmembran omen raues ER glattes ER Zellkern Kemkörperchen Cytologie Als Eukarypten bzw Eukaryonten werden Lebewesen mit Zellkern bezeichnet. In der systematischen Einteilung der Lebewesen bilden die Eukarypten neben den Bakterien und Archaeen eine eigene Domane Die beiden letztgenannten gehören zu den Lebewesen ohne Zellkern (Prokaryoten) Zur Gruppe der Eukaryoten lassen sich unter anderem Einzeller, Algen, Pflanzen, Pilze, Tiere und der Mensch zuordnen Der Zellkern beeinhaltet und schützt bei Eukaryoten die Erbsubstanz (DNA) der Zelle Bei Prokaryoten schwimmt die DNA frei im Zytoplasma Mitochondrien, Endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat kommen ausnahmslos bei Eukaryoten vor Prokaryoten verfügen nicht über diese Zellorganellen Das Zytoskelett sorgt in der Euzyte für die Aufrechterhaltung der Zellform Es besteht aus Proteinverbindungen Geißel In den Mitochondrien ist die Energiequelle der Zelle verortet. Man spricht auch gerne vom "Kraftwerk der Zelle", denn im Mitochondrium wird das universale Energiemolekul Adenosintriphosphat (ATP) synthetisiert,...

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welches in allen höheren Lebewesen als Energieträger fungiert. Dagegen handelt es sich beim Endoplasmatischen Retikulum, um ein stark verzweigtes Gang- bzw. Kanalsystem mit zahlreichen Hohlraumen Grundsatzlich kann man zwischen zwei Typen unterscheiden: Einerseits das glatte Endoplasmatische Retikulum, das von der Zelle als Speichermedium für etwa Calcium genutzt wird Andererseits das raue, von Ribosomen besetzte, Endoplasmatische Retikulum, an dem die Translation (Proteinbiosynthese) stattfindet Im Golgi-Apparat werden die vom Endoplasmatischen Retikulum produzierten Proteine weiter verarbeitet und schließlich durch Anhängung weiterer Proteine in ihre Endform überführt. Damit die fertigen Proteine nun an ihren Bestimmungsort überführt werden könnnen, verpackt der Golgi-Apparat die Proteine in kleine Transportvesikel Ohne diesen wichtigen Schritt wurden die Proteine später beim Transport aus der Zelle im Zellinneren der Euzyte mit anderen Stoffen reagieren Zytoskelettfilamente Golgi-Apparat Golgi-Vesikel Quelle: biologie-schule.de 9% Zellkem raues endoplasm. Retikulum Plasmodesmen: Ein Plasmodesmos gilt als Kontaktstelle zweier unterschiedlicher Pflanzenzellen, sodass ein interzellulärer Stoffaustausch über das Zytosol möglich wird Ribosomen An den Ribosomen vollzieht sich die Translation, also die Übersetzung des genetischen Codes zu Aminosäureketten Ribosomen bestehen größtenteils aus RNA (Ribonukleinsäure) und Proteinen Die Zahl der Ribosomen schwankt, liegt im Schnitt etwa bei ca 100.000 pro Zelle und verteilt sich auf Cytoplasma, raues endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien und die Chloroplasten. Tonoplast Der Tonoplast ist die semipermeable membran, die die Vakuole der Pflanzenzelle umgibt Vakuole Als (mit Abstand) größte Zellorganelle bei Pflanzen, sorgt die mit Zellsaft gefüllte Vakuole für den sogenannten Turgordruck, mit der es der pflanzlichen Zelle möglich wird, Wasser aus der Umgebung aufzusaugen Darüber hinaus werden Vakuolen von der Pflanze auch als Speichermedium genutzt, etwa um Giftstoffe vom Rest der Zelle zu isolieren oder bestimmte (nützliche) Stoffe zu speichern Vesikel: Kleine, runde Bläschen mit Transportfunktion. Vesikel schließen Stoffe ein und transportieren sie an die Membran der Zelle, wo sie mit ihr verschmelzen und den Inhalt nach Außen hin abgeben. Vesikel sind im Vergleich zu anderen Zellorganellen äußerst klein Endoplasmatisches Retikulum Das Endoplasmatische Retikulum (ER) weist charakteristisch ein stark verzweigtes, labyrinthartiges Gangsystem auf Grundsätzlich unterscheidet man zwischen rauem- und glattem endoplasmatischem Retikulum Das glatte ER dient in erster Linie als glattes endoplasm. Speichermedium für Calcium, wohingegen am rauhen ER die Translation (Proteinbiosynthese) der pflanzlichen Zelle abläuft Retikulum Ribasamen Golgi-Apparat: Der Golg-Apparat (auch Dictyosomen genannt) befindet sich häufig in direkter nahe zum Zellkern, wo er die aus den Ribosomen synthetisierten Proteine anpasst, in Vesikel verpackt und an ihren Bestimmungsort verschickt. Für die Pflanzenzelle ist der Golgi-Apparat insbesondere bei der Synthese von Zellulose (Hauptbestandteil der Zellwand) von Bedeutung Zellkern: Der kugelförmige Zellkern (nukleus) beeinhaltet das Erbgut (in Form der Chromosomen, die zum größten Teil aus Desoxyribonukleinsäure bestehen) der pflanzlichen Zelle Außerdem laufen hier die wichtigen Prozesse DNA- Replikation und Transkription ab Zellmembran: Die Zellmembran umgibt die pflanzliche Zelle komplett, und sorgt gleichzeitig durch ihre semipermeable Eigenschaft für die Aufrechterhaltung des zellinneren Gleichgewichts (Homöostase), indem sie den unkontrollierten Ein- und Ausstrom von Teilchen verhindert Zellmembranen bestehen aus einer Doppellipidschicht Chloroplast: Die runden bis eiförmigen Chloroplasten sind von einer Doppelmembran umgeben Chloroplasten sind für die grüne Farbe von Pflanzen verantwortlich, denn sie beeinhalten den grunen Farbstoff (Chlorophyll), der das Sonnenlicht für die Photosynthese absorbiert. In einer Pflanzenzelle befinden sich daher immer mehrere (ca 5-40) Chloroplasten Zellwand: Die Zellwand umgibt die pflanzliche Zelle komplett und verleiht ihr Form und Festigkeit Obwohl die aus Zellulose bestehenden Zellwände nicht zu den echten membranen zählen, weisen sie semipermeable Eigenschaften (durchlässig nur für bestimmte Stoffe) auf Überdies besitzen Tier und Mensch keine Zellwände Zytoplasma: Das Innere der Pflanzenzelle wird unter dem Begriff des Zytoplasmas (oder Zellplasma) zusammengefasst Bestandteil sind demnach sowohl die Flüssigkeit (Zytosol), als auch die darin schwimmenden Zellorganellen Wasser und Proteine machen ungefähr 95% des Zytoplasmas aus Zytoskelett filamente Fädenziehende Proteine im Zytoplasma werden als Zytoskelett filamente bezeichnet Ihnen kommt eine interne Stutz- und Stabilisierungsfunktion zu Gegenüber Tierzellen ist das pflanzliche Zytoskelett eher schwach ausgeprägt, da die Zellwände den überwiegenden Teil der Stutzfunktion übernehmen Tierzelle Mitochondrien: Die mitochondrien sind längliche, von einer Doppelmembran umgebene Zellorganellen, die für die Bereitstellung von energiereichen molekulen (ATP) innerhalb der Zelle verantwortlich sind Zugleich besitzen mitochondrien ihre eigene DNA, und können sich so unabhängig von der DNA im Zellkern vermehren Peroxisomen Mikrotubuli Lysosomen freie Ribosomen Mitochondrium Peroxisomen: Die kreisrunden Peroxisomen (oder auch Microbodies) sind von ihrem Aufbau her den normalen Transportvesikeln ähnlich Jedoch besteht ihre primäre Aufgabe im Entgiften der Zelle Dazu wandeln sie schädliches Wasserstoffperoxid über enzymatische Reaktionen in unschädliches Wasser um Zytoplasma sekretvesikel Zentrosom Endoplasmatisches Retikulum: Das Endoplasmatische Retikulum (ER) zeichnet sich durch ein stark labyrinthartiges Gangsystem aus Grundsätzlich unterscheidet man zwischen rauem- und glattem endoplasmatischen Retikulum Das glatte ER fungiert in erster Linie als Speicherort fur Calcium-lonen, wohingegen am rauhen ER die Translation (Proteinbiosynthese) der tierischen Zelle abläuft Geißel: Zellfortsätze zur Fortbewegung werden Geißeln genannt Geißeln sind eher typisch für Bakterien (Prokaryoten), finden sich aber durchaus auch bei Eukaryoten Golgi-Apparat: Der Golgi-Apparat (Dictyosomen genannt) besteht aus einem zusternenähnlichen System, mit flach angeordneten Hohlräumen und direkter Nähe zum Zelkern Im Golgi-Apparat wird die Proteinbiosynthese durch Anhängung weiterer Proteine, an die vom Ribosomen synthetisierten Aminisäureketten, forciert Kernkörperchen Bei den Kernkörperchen (lat nucleolus) handelt es sich um kleine, aus RNA (Ribonukleinsäure) bestehende Korperchen, die sich im Zellkern befinden und entscheidend bei der Initiation der Transkription von ribosobaler RNA mitwirken Kernkörperchen sind also keinesfalls mit dem Zellkern (lat nucleus) gleichzusetzen! Lysosomen Lysosomen sind kleine, vom Golgi-Apparat produzierte, Vesikel, die Zellabfälle verdauen können. Durch Endozytose werden die Abfälle von den runden Lysosomen eingeschlossen und durch spezielle Verdauungsenzyme wieder in die Grundbestandteile gespalten, sodass die Zelle diese wieder zum Aufbau neuer Molekule verwenden kann Mikrotubuli: Die Mikrotubuli bilden zusammen mit den Aktin- und Intermediär filamenten das Zytoskelett der Tierzelle Im Gegensatz zu pflanzlichen Zellen, deren Stabilität maßgeblich durch Zellwände bestimmt wird, sorgt bei den tierischen Zellen das Zusammenwirken der proteinreichen Filamente für ein stabiles, aber dennoch bewegliches Geflecht Mitochondrien In den Mitochondrien laufen mit dem Citratsäurezyklus und der Atmungskette zwei elementare Prozesse ab, die für die Bereitstellung von Energie innerhalb der Tierzelle verantwortlich sind Daher werden mitochondrien auch als "Kraftwerke der Zellen" bezeichnet Übrigens: Der Anteil von Mitochondrien in den Zellen ist in Zellen mit überdurchschnittlichem Energieverbrauch (zB Muskelzellen) weitaus höher, als in Zellen mit niedrigerem Energieverbrauch Peroxisomen: Die Kreisrunden Peroxisomen (Microbodies) sind von ihrem Aufbau her den normalen Transportvesikeln ähnlich Jedoch besteht ihre primare Aufgabe im aktiven Entgiften der Zelle Dazu reduzieren sie Wasserstoffperoxid über enzymatische Reaktionen (Peroxidase) in unschädliches Wasser um Ribosomen An den Ribosomen vollzieht sich die Translation, also die Übersetzung des genetischen Codes zu Aminosaureketten Ribosomen bestehen größtenteils aus RNA (Ribonukleinsäure) und Proteinen Die Zahl der Ribosomen liegt etwa bei ca 100 000 Einheiten pro Zelle und verteilt sich auf Cytoplasma, raues endoplasmatisches Retikulum und die mitochondrien Sekretvesikel: Damit die tierische Zelle Abfall- und Giftstoffe aus dem Inneren ableiten kann, müssen diese Stoffe die Zellmembran durchdringen Sekretvesikel (oder auch Golgi-Vesikel) verschmelzen mit der Membran (Exozytose) und geben den Inhalt der Vesikel nach Außen hin frei Zellkern Der Kugelförmige Zellkern (nukleus) beeinhaltet das Erbgut (in Form der Chromosomen, die zum größten Teil aus Desoxyribonukleinsäure bestehen) der tierischen Zelle Im Zellkern laufen mit DNA-Replikation und Transkription zwei wichtige Prozesse ab. Zellmembran: Die Zellmembran, bestehend aus einer Lipiddoppelschicht, umhullt die tierische Zelle komplett, und sorgt durch ihre semipermeable Eigenschaft (durchlässig nur für bestimmte Stoffe) für die Aufrechterhaltung des zellinneren Gleichgewichts (Homöostase), indem sie den Ein- und Ausstrom von Teilchen reguliert Zentrosom: In unmittelbarer Nähe zum Zelkern besitzt jede Tierzelle genau ein Zentrosom, welches dahingehend aus zwei Zentriolen besteht Im Verlauf von Mitose und Meiose bilden die Zentriolen die Spindelapparate aus, die durch ihre Zugwirkung für die Trennung der Chromosomen verantwortlich sind Zytoplasma Als Zytoplasma wird die Gesamtheit des Zellinhalts bezeichnet, bestehend aus dem Zytosol (Flüssigkeit in der Zelle), dem Zytoskelett (Proteine mit Stützfunktion) und den Zellorganellen (mitochondrien, Zellkern, Lysosomen usw) Wasser zählt mit einem Anteil von ca 4/5 zum Hauptbestandteil das Zytoplasmas Prokaryoten Glykokalyx Zellwand Zellmembran Zytoplasma Ribosomen Plasmid Pili Batterienzelle Pili Zellwand Glykokolyx Bakterienchromosom Plasmamembran Grünalge Mesosom > Ribosomen Cytoplasma VIS Good 5% 4% Flagellum Nucleoid So Chlorophyll in den Chloroplasten sorgt für die typisch grüne Farbe Cytoplasma 10% O 80% Plasmid mesosom: Einstulpungen an der Zellmembran. Der dadurch entstandene Raum kann von der Bakterienzelle für spezielle Stoffwechselvorgänge genutzt werden. Allerdings werden die Mesosomen heutzutage nicht mehr als Zellorganellen betrachtet. Von manchen Wissenschaftlern wird ihre Existenz sogar bezweifelt Pili: von der Zellwand ausgehende Zellfortsätze mit Adhäsionsfunktion (lat. adhaerere = anhaften). Mit den Pili (Singular = Pilus) können Bakterienzellen sich an andere Zellen oder Nahrung festheften. Plasmamembran: Die Plasmamembran oder auch Zellmembran, begrenzt die Zelle nach Außen hin Wegen ihrer Semipermeabilität (durchlässig, jedoch nur für bestimmte Molekule) kann ein Stoffaustausch zwischen Außen- und Innenraum der Bakterienzelle trotzdem ablaufen. plasmatisch Zellplasma/Cytoplasma Retikulum (lat. reticulum) - Netz Plasmid: kleine, selbstreplizierende, rundförmige DNA-molekule mit zusätzlichen genetischen Informationen Verglichen mit dem Bakterienchromosom befinden sich auf den Plasmiden meistens keine direkt überlebenswichtigen Erbinformationen, sondern Resistenzgene, die erst unter gewissen Umständen für die Bakterienzelle wichtig werden (zB gegen Antibiotika oder toxische Stoffe). Plasmide können unter Bakterien ausgetauscht und so weiterverbreitet werden. Ribosomen bestehen aus einem Komplex von RNA (Ribonukleinsäure) und Proteinen An den Ribosomen wird mit der Translation ein wichtiger Teilschritt der Proteinbiosynthese vollzogen, bei dem die mRNA zu Aminosäureketten translatiert wird Bakterielle Ribosomen (70S) sind kleiner als die Ribosomen von eukaryotischen Zellen (80S) und kommen auch 10x seltener vor (ca. 10.000 Ribosomen in einer protozytischen Zelle) Zellwand: umhüllender Schutz aus Peptidoglycanen (Murein). Die Zellwand erfüllt im Wesentlichen zwei wichtige Funktionen: Zum Einen hält sie die Form der Zelle aufrecht und zum anderen schützt sie die Zelle vor äußeren Einflüssen (zB Bakteriophagen oder ungünstige Umweltbedingungen) Chloroplast Als Prokaryoten bzw. Prokaryonten werden Mikroorganismen ohne Zellkern bezeichnet In der systematischen Einteilung der Lebewesen lassen sich die beiden Domänen der Bakterien und Archaeen zu den Prokaryoten zuordnen Lebewesen mit Zellkern (Eukaryoten) bilden eine eigenständige Domäne Prokaryoten sind Lebewesen ohne Zellkern Ihre Zellen werden als Protocyte bezeichnet. Zu den Prokaryoten gehören Bakterien und Archaeen. Im Gegensatz zu Eukaryoten befindet sich die DNA bei Prokaryoten freischwimmend im Zytoplasma Dieser Ort wird in Anlehnung an den Zellkern bei Eukaryoten auch Kernäquivalent genannt. Die DNA liegt bei Prokaryoten in Form des Bakterienchromosoms (kreisförmig-abgeschlossen und doppelsträngig) vor. Die Zellwand hält die Form der Protocyte aufrecht, schützt sie vor Bakteriophagen (Viren) und osmotischem Druck Außerhalb an der Zellwand befinden sich bei den meißten Prokarypten Flagellen (Fortbewegungsfunktion) und Pili (Adhäsionsfunktion) Wasser Proteine Lipide ●DNA & RNA Flagellum sons. Stoffe Bakterienchromosom: Das Bakterienchromosom ist ein in sich geschlossenes und bis zu 1,5mm langes DNA molekul. Da Bakterien keinen Zellkern besitzen, schwimmt ihre DNA frei im Cytoplasma der Bakterienzelle. In Anlehnung an den Zellkern bei Eukaryoten wird der Ort an dem das Bakterienchromosom im Zytoplasma schwimmt auch als Kernaquivalent bezeichnet Cytoplasma: Zum Cytoplasma gehört einerseits das Zytosol, also die Flüssigkeiten innerhalb der Zelle, und andererseits alle dort ansässigen Zellorganellen (Bakterienchromosom, Plasmide, Ribosomen usw). Fälschlicherweise wird das Cytoplasma häufig mit dem Zytosol gleichgesetzt. Wasser bildet mit ca. 70-80% den Hauptbestandteil des Zytosols, gefolgt von Proteinen mit ca. 20% Flagellum: fadenartige und in sich gewundene Proteinfäden aus Flagellin zur Fortbewegung der Bakterienzelle. Unter ATP- Verbrauch funktionieren die Flagellen ähnlich wie ein rotierender Propeller. Die Zahl der Flagellen ist je nach Bakterienart unterschiedlich, schwankt zwischen 1 und 12+. Bei Eukaryoten werden analoge Fortbewegungsorgane nicht Flagellum, sondern Geißel genannt. Glykokalux: umhüllender Film aus Polysacchariden (auch als Schleimhulle bekannt), der die Bakterienzelle vor Austrocknung und feindlichen Bakterien schützt. Bei Chloroplasten handelt es sich um jene Organellen, die den Pflanzen und Algen ihre typisch grüne Farbe verleihen. In den Chloroplasten findet die Synthese des grünen Farbstoffs Chlorophyll statt, der das Sonnenlicht absorbiert und zum Reaktionszentrum der Pflanze weiterleitet. Im Verlauf der Photosynthese synthetisiert die Pflanze ebenda aus den anorganischen Stoffen Wasser und Kohlenstoffdioxid (in Verbindung mit dem Sonnenlicht) ihre benötigten organischen Substanzen. Damit zählen Pflanzen zu den autotrophen Lebewesen, denn sie ernähren sich durch die Produktion von Glucose gewissermaßen selbst. Tiere hingegen sind heterotrophe Lebewesen und daher auf die Photosyntheseleistung der Pflanzen angewiesen. Um die für ihr Überleben wichtigen organischen Bausteine herstellen zu können, muss dem Organismus von Außen" Nahrung zugeführt werden Die Hauptfunktion der Chloroplasten ist das Betreiben der Photosynthese. Aus diesem Grund befinden sich diese Organellen auch nicht in allen Pflanzenzellen; sie liegen hauptsächlich in den grünen, oberen Teilen der Pflanze vor Eine Pflanzenzelle kann einen einzigen Chloroplast oder auch mehrere enthalten. Die Photosynthese findet an den Thylakoidmembranen der Granula statt. Hier befinden sich sowohl das Chlorophyll als auch die Fotosysteme Mithilfe der Chloroplasten kann Sonnenlicht als Form von Energie verwendet werden, um aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Zucker (Glucose) und Sauerstoff herzustellen. Es werden also aus anorganischen Substanzen, organische Stoffe synthetisiert. Der bei der Photosynthese entstehende Zucker (Glucose) wird zuerst im Stroma als Stärkekorn gespeichert und später weitertransportiert. Chloroplasten sind vermutlich durch die Aufnahme (Phagozytose) von Cyanobakterien in die Ur-Form der pflanzlichen Zelle entstanden. Dafür spricht ua die eigene DNA der Chloroplasten. Der Aufbau des Zellplasmas umfasst wie eben schon erwähnt die Zellflüssigkeit, das Zellskelett und die darin befindlichen Zellorganellen. Die reine Zellflüssigkeit, also ohne Organellen, wird als Zytosol bezeichnet. Dagegen wird das Cytosol mit Zellorganellen auch Protoplasma genannt Bei der Betrachtung der chemischen Bestandteile des Zellplasmas fällt insbesondere der große Anteil an Wasser (ca. 80%) auf. Danach folgen Proteine (ca. 10%), Aminosäuren und Lipide (ca 57) Für die reibungslose Funktion der Zelle sorgt ein kleiner Umfang an den Ribonukleinsäuren RNA und DNA (ca 17) Cytosol = reine Zellflüssigkeit Zellorganellen - ua Zellkern, Mitochondrien, Golgi-Apparat usw. Zytoskelett Proteine, die für die Stabilisierung der Zelle sorgen Protoplasma Cutosol + Zellorganellen Cytoplasma Cytosol + Zellorganellen + Zytoskelett Das Cytoplasma breitet sich innerhalb der Zellwand (bei pflanzlichen & bakteriellen Zellen) oder der Zellmembran (bei tierischen und menschlichen Zellen) aus und enthält verschiedene chemische Stoffe. Diese liegen in gelöster Form vor und sind zwischen dem stabilisierenden Zytoskelett eingeschlossen. Das Cytoplasma selbst hat an sich keine eigenständige Aufgabe zu erfüllen, außer dem Volumen der Zelle "einen Inhalt zu geben", weil in den Zellen keine Luft eingelagert werden kann. Primär hat das Cytoplasma die Aufgabe, den Transport von Stoffen innerhalb des Zellkörpers zu gewährleisten, womit es als Medium dient, damit Nährstoffe, lonen und Enzyme innerhalb der Zelle von einer Organelle zur nächsten transportiert werden können. Auch die Speicherung von Wasser und Nährstoffen wird durch das Cytoplasma sichergestellt. Endoplasmatisches Retikulum Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein Zellorganell bei Eukaryoten, das ua an der Translation, der Speicherung von Calcium und der Synthese der Zellkernmembran beteiligt ist. Der Begriff setzt sich aus folgenden Worten zusammen: Endo (griech endon) innen Wieder zusammengesetzt beschreibt der Begriff des Endoplasmatischen Retikulums also ein netzartiges Organell, welches sich im Cytoplasma der Zelle befindet. Das Endoplasmatische Retikulum befindet sich an der Kernmembran des Zellkerns. Strukturell ähnelt das ER. Funktionen des Endoplasmatischen Retikulums: Speicherungmedium für Calcium und Glukogen, Entgiftung der Zelle und Ort der Translation. Das raue/granuläre Endoplasmatische Retikulum übernimmt diverse Funktionen, die innerhalb der Proteinbiosynthese und der Erzeugung der Kernmembran erforderlich sind. Die auf der Oberfläche befindlichen Ribosomen realisieren die Ablesung der mRNA zu Proteinen (Translation). Darüber hinaus bilden sich in den Ribosomen Molekülverbindungen aus, welche für die Membransynthese benötigt werden. Diese Bausteine werden auch für die Rekonstruktion und die neubildung der Membranen anderer Zellorganellen genutzt. Das glatte/agranulare Endoplasmatische Retikulum, dessen Abschnitte auch als Lumen bezeichnet werden, enthält zahlreiche Enzyme. Sie sorgen für den Abbau und Abtransport schädlicher Endprodukte des Zellstoffwechsels Spezielle Katalysatoren können Schadstoffe wasserlöslich machen, wodurch ein schnellerer Abtransport gewährleistet werden kann Golgi-Apparat Der Golgi-Apparat ist ein Zellorganell in unmittelbarer Nähe zum Zellkern und für die Anpassung von Proteinen veranwortlich Aus den Ribosomen gelangen die noch unfertigen Polypeptidketten zum Golgi-Apparat. Durch Anfügung weiterer Eiweiße werden die Polypeptidketten fertiggestellt, daraufhin in Transportvesikel verpackt und zum Bestimmungsort überführt. Der Golgi-Apparat hat den Namen seinem Entdecker, dem italienischen Mediziner Camillo Golgi, zu verdanken. Damit ist der Golgi-Apparat die einzige Organelle, die nach ihrem Entdecker benannt wurde Der Golgi-Apparat bildet im Innenraum der Zelle ein höhlenartiges Kompartiment aus, das von einer Membran umschlossen ist. In diesem eigenen Reaktionsraum erfolgt die Modifizierung der Eiweiße Des Weiteren werden im Golgi- Apparat auch die Verdauungsvesikel (Lysosomen) gebildet. Im Golgi-Apparat werden Proteine angepasst, in Vesikel "verpackt" und schließlich an ihren Bestimmungsort versendet. Der Golgi-Apparat besteht aus 5-20 übereinander gestapelten Hohlräumen (Zisternen). Dadurch maximiert die Zelle die Zahl der möglichen, parallel ablaufenden Reaktionen. Die Gesamtheit der Zisternen wird auch als Dictyosom bezeichnet. Lysosomen Lysosomen sind etwa lμ große Zellorganellen, die nur in tierischen Zellen vorkommen. Die Bezeichnung leitet sich von ihrer Funktion ab, die das Organell für die Zelle besitzt: Lysosome sind für die intrazelluläre Verdauung verantwortlich. Der pH-Wert im Innenraum der Lysosomen steigt in der Regel nicht über 5. Er bleibt konstant in einem niedrigen Bereich zwischen 4,5 und 5,0. Dieser Grenzwert wird durch die Wirkung der V-Typ-ATPase gewährleistet. Die Lysosomen bewegen sich frei im Cytoplasma der Zelle, denn nach Abschluss des Synthesevorgangs stößt der Golgi-Appart die Lysosomen nach außen hin ab Die Lysosomen (griech lysis = Auflösung) übernehmen die Verdauung innerhalb der Zelle Lysosumen bestehen aus nur einem Vesikel, der von einer nach außen hin abschließenden Membran abgegrenzt ist. Im Inneren befinden sich die Verdauungsenzyme (nukleasen, Proteinasen, Lipasen) Mittels Endozytose (Einstülpung in den Innenraum) schließen die Lysosomen die zu verdauenden Stoffe in ihre Vesikel ein Mikrotubulus Mitochondrien Ein Mitochondrium nucleolus Unter Mikrotubuli (engl. tubule = Röhrchen) werden feine Eiweißstrukturen verstanden, die innerhalb der Zelle zu einem röhrenähnlichen System zusammengeschlossen sind Die Mikrotubuli bilden zusammen mit den intermediären Filamenten und den Mikrofilamenten die Grundlage für das Cytoskelett der Zelle, welches in dieser Form nur bei Eukaryoten vorkommt. Mikrotubuli kommen als bewegliche und kurzlebige oder als stabile und langlebige Versionen vor. Auch bei Prokaryoten fungieren Proteinverbindungen als stabilisierendes Element, allerdings sind diese nicht direkt mit den mikrotubuli vergleichbar. Die Ähnlichkeit der Zytoskelette beider Zelltypen ist vermutlich auf analoge Entwicklung zurückzuführen Die röhrenförmigen Verzweigungen der Mikrotubuli entstehen durch globuläre (kugelförmige Eiweiße) Einheiten. Deren Größe beträgt zwischen 15 und 25 nanometer und sind damit das über 25.000fache kleiner als die Zelle selbst Inbesondere bei der Behandlung von Krebs haben mikrotubuli eine zunehmend wichtige Bedeutung Spezielle Wirkstoffe, welche die Ausrichtung der Chromosomen bei der Teilung von Tumorzellen beeinflussen, sind bereits als Zytostatika oder Chemotherapeutika zugelassen. mikrotubuli, intermediäre Filamente und Mikrofilamente bilden das Cytoskelett der Zelle Die Mikrotubuli sind darüber hinaus bei der Mitose (Anordnung der Chromosomen), der Bewegungsfähigkeit bestimmter Zelltypen (Ausbildung von Geißeln) und dem Transportsystem der Vesikel beteiligt. Die nucleoli (Kernkörperchen) befinden sich im nucleus (Zellkern) der Zelle In den Kernkörperchen werden Ribosomen synthetisiert. An den Ribosomen findet, nachdem diese durch die Kernporen des Zellkerns ausgeschleust wurden, die Translation statt. Bei eingehender Betrachtung des Kernkörperchens unter dem Mikroskop treten im Wesentlichen zwei unterschiedliche Strukturen hervor. Das sind die als Pars granulosa und als Pars fibrosa bezeichneten Teilelemente: 1) In der pars fibrosa wird rRNA zu ribosomalen Proteinen transkribiert. Vakuole Mitochondrien finden sich ausschließlich in den Zellen von Eukaryoten; bei prokaryotischen Zellen fehlen sie hingegen vollständig. Bei mitochondrien handelt es sich um jene Zellorganellen, welche als Kraftwerke ("Kraftwerke der Zellen") fungieren und somit für die Energieproduktion zuständig sind Diese besonderen Organellen kommen in den meisten eukaryotischen Zellen vor. Je nach Zelltyp kann ein einzelnes, sehr großes Mitochondrium vorliegen oder bis zu 2000 kleine mitochondrien Beim Menschen enthalten die roten Blutkörperchen beispielsweise keinerlei mitochondrien, wohingegen in den stoffwechselaktiven Leberzellen bis zu 2000 Mitochondrien pro Zelle vorhanden sein können. 2) In der pars granulosa werden die ribosobalen Proteine zu Prä-Ribosomen weiterverarbeitet Hauptbestandteile der Kernkörperchen sind demnach Ribonukleinsäuren (RNA) und ribosomale Proteine Jene RNA ist die Basis für die im Zellkern stattfindende Synthese der untergeordneten ribosomalen Zelleinheiten Ferner kann die pars fibrosa noch genauer in "dicht fibrillare" und "fibrillare" Einheiten unterteilt werden. Pflanzenzelle O mitochondrien werden auch als Kraftwerk der Zelle bezeichnet. Diese geläufige Bezeichnung entstammt ihrer wichtigen Funktion, nämlich der Produktion von Adenosintriphosphat (ATP), dem universellen Energieträger für alle Zellen. Peroxisomen Peroxisomen sind bis zu ein Mikrometer große Vesikel in eukaryotischen Zellen, die eine Entgiftung von reaktiven Sauerstoffverbindungen ermöglichen. Daher entstammt auch die Bezeichnung für das Organell; Peroxidasen reduzieren giftige Wasserstoffperoxide zu Sauerstoff und Wasser. Außerdem spielen Peroxisomen eine wichtige Rolle bei der Verstoffwechselung von zellulären Abfall- und Zwischenprodukten. Früher waren Peroxisomen noch unter dem Begriff Microbodies geläufig Der Begriff findet sich heutzutage nur noch in älterer Literatur. Peroxisomen sorgen für die Entgiftung der Zelle. Der Innenraum des Vesikels ist gefüllt mit Peroxidasen, die giftiges Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff katalysieren. Peroxisomen sind außerdem an der Synthese der Myelinscheide von Nervenzellen beteiligt Die Myelinscheide ummantelt als isolierende Schicht die Fortsätze der Nervenzellen und ermöglicht so die schnelle Fortleitung elektrischer Signale mitochondrien besitzen eine eigene DNA und vermehren sich unabhängig von ihrer Mutterzelle. Dieses Indiz spricht für die Endosymbiontentheorie, wonach Eukaryoten durch Vereinigung prokaryotischer Lebewesen entstanden sind. Ribosome Die Ribosomen (Einzahl: Ribosom) sind in allen Lebewesen vorkommende Zellorganellen, an denen im Rahmen der Proteinbiosynthese die Translation, also die Ablesung der mRNA hin zur Synthese von Proteinen, abläuft. Der Begriff Ribosom leitet sich vom englischen "ribonucleic acid" (RNA) und dem griechischen "soma" (Korper) ab. Aufgrund ihrer wichtigen Funktion werden die Ribosomen auch als "Eiweißproduzenten" der Zellen bezeichnet, denn bei der Übersetzung der mRNA verbinden sie die einzelnen Aminosäuren zu Aminosäureketten und damit letztlich zu Proteinen. Ribosomen erscheinen unter dem Mikroskop als ovale bis runde Körperchen Diese winzigen Partikel (zwischen 20-25nm bei Prokaryoten und 20-30nm bei Eukaryoten) bestehen aus einer komplexen Verbindung von Ribonukleinsäure und Eiweißen. Abhängig vom Zelltyp sowie der spezifischen Funktion des Organells können Ribosomen in vier verschiedene Formen klassifiziert werden: Prokaryoten (membrangebundene Ribosomen oder freie Ribosomen) Eukaryoten (membrangebundene Ribosomen oder freie Ribosomen) H₂O An den Ribosomen vollzieht sich der letzte Teilschritt der Proteinbiosynthese: die Ablesung und Übersetzung der mRNA zu Aminosäureketten (Proteine). Der Aufbau und damit auch die Größe der Ribosomen unterscheidet sich bei Prokaryoten (Ribosom: 70S, Untereinheiten 50S-30S) und Eukaryoten (Ribosom: 80S; Untereinheiten 60S+40S) Das "S" steht stellvertretend für den Sedimentationskoeffizienten, der von der Masse der Ribosomen abhängt. 0 Vakuole Vakuolen sind dehnbare Zellorganellen, die hauptsächlich in Pflanzen- und Pilzzellen vorkommen und als Speichermedium für Wasser (und darin gelöste nährstoffe) fungieren. Der Begriff leitet sich vom lateinischen "vacuus" (Vakuum oder leerer Raum) ab Unter dem Mikroskop sind die mit Wasser gefüllten Vakuolen wegen ihres verhältnismäßig großen Umfangs meist sehr gut sichtbar. Bei Pflanzenzellen nehmen Vakuolen in der Regel mehr als 3/4 des Zellinnenraumes ein. Pflanze Im Gegensatz zum Vakuolen entstehen während des Zellwachstums; genauer gesagt im Verlauf des Streckungswachstums. Das Streckungswachstum dient zur Größenzunahme Teilungswachstums ist das Streckungswachstums wesentlich energieeffizienter Vakuolen sind dehnbare Zellorganellen in Pflanzenzellen und Pilzzellen. Hauptfunktion ist die Erzeugung des Tugordrucks, sowie die Speicherung von Wasser und Nährstoffen. Vakuolen bestehen aus einer einfachen Membran, dem sogenannten Tonoplasten. Die wichtigste Funktion erfüllt die Vakuole durch Erzeugung des sogenannten Turgordrucks. Indem die Vakuole ihr Volumen in der Zelle vergrößert, erhöht sich gleichzeitig auch der Druck im Zellinnenraum. Weil Teilchen immer nach einem Ausgleich der Stoffkonzentration streben (siehe Osmose und Diffusion) strömt Wasser von Außen in die Zelle ein. Vesikel Vesikel dienen dem Transport von Proteinen und als Reaktionsort für bestimmte chemische Prozesse, die im Cytoplasma der Zelle nicht abblaufen können. Es können drei verschiedene Typen von Vesikeln unterschieden werden: Lysosomen, Peroxisomen und Mikrosomen. Jene werden dann noch in exozytotische- (Stoffe werden abgegeben/ausgeschieden) und endozytotische (Stoffe werden aufgenommen) Vesikel eingeteilt. Zellkern Zellkern (Schematische Abbildung) Zellwand Zentriolen Der Zellkern ist ein im Cytoplasma befindliches rund-ovales Organell, welches den Großteil der Erbinformationen enthält. Außerdem gilt der nukleus als das wesentliche Kriterium bei der Unterscheidung zwischen Eukaryoten und Prokaryoten. Zusammengesetzt ist dieses Organell aus einer Fulle von Bestandteilen, zu denen unter anderem die Chromosomen gehören Zentriole (Aufnahme mit dem Elektronenmikroskop) Der Zellkern ist das entscheidende Merkmal zur Unterscheidung von Eukaryoten (mit Zellkern) und Prokaryoten (ohne Zellkern) Im Zellkern befindet sich der überwiegende Teil der genetischen Informationen (DNA). Weitere Erbsubstanz bei Mensch und Pflanze kommen in den Mitochondrien bzw. Chloroplasten vor. Im Verlauf der Proteinbiosynthese laufen im Zellkern zwei wichtige Vorgänge ab: Replikation und Transkription Je nach Organismus besteht die Zellwand aus einem anderen Polysaccharid: Pflanzen (Zellulose), Pilze (Chitin), Bakterien (Peptidoglycane / murein) Bei Mensch und Tier wird die Außenhülle einer Zelle von einer Membran gebildet. Zellwände kommen nicht vor! Funktion der Zellwand: Stabilisierung und Schutz gegen äußere Einflüsse (osmotischer Druck, Bakteriophagen, Fressfeinde) Zentriolen sind zylinder förmige Zellorganellen aus dem Protein Tubulin Während der Zellteilung bildet je ein Paar aus Zentriolen das Zentromer, von dem aus der Spindelapparats gebildet wird. Der aus Mikrotubuli bestehende Spindelapparat trennt daraufhin die Chromatiden und zieht diese zu den Zellpolen. Damit kommt den Zentriolen sowohl bei Meiose als auch Mitose eine unverzichtbare Funktion zu Zentriole sind hauptsächlich für die Ausblidung des Spindelapparats während der Mitose und Meiose von Bedeutung. Der Spindelapparat ist notwendig, um die Chromosomen vor der Zellteilung auf die beiden Enden der Zelle zu verteilen (siehe Bild), damit nach der Zellteilung jede Zelle einen vollständigen Chromosomensatz aufweist. Zentriole sind an der Ausbildung des Spindelapparates bei Mitose und Meiose beteiligt Eine Zentriole besteht aus 9x3 zylinderformigen mikrotubuli Die Spindelfasern ziehen die Chromatidtōden zu den Zellpolen