Prinzipien Flashcards Preview

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Flashcards in Prinzipien Deck (24):
1

Grösse durchschnittliche tierische Zelle

10-30 mikrometer

2

Grösse durchschnittliche Pflanzenzelle

10-100 mikrometer

3

Grösstee Zelltyp

Nervenzellen
Mensch: bis zu 1.5m
Giraffe: mehrere Meter
Riesenkalamar: bis zu 12m

--> aber sehr dünn, 1-10 mikrometer

4

Fundamentale Eigenschaften einer Zelle

• von einer Membran umhüllte, abgeschlossene Systeme
• Fähigkeit, Energie zu nutzen um chemische Prozesse anzutreiben mit denen sie gezielte Ordnung schaffen und mit denen sie ihre Komponenten herstellen oder aufnehmen können
• Fähigkeit, sich selbst zu vermehren, wobei Nachkommen der gleichen Art, mit klar vorgegebenen Strukturen und Eigenheiten entdtehen

5

Was haben alle Zellen gemeinsam?

• alle Zellen speichern ihre Erbinformation im gleiche Code Desoxyribonukleinsäure (DNA)
• alle Zellen replizieren ihre Erbinformation durch matrizengesteuerte Polymerisation
• alle Zellen transkribieren Teile ihrer Erbinformation in die gleiche Zwischenform Ribonukleinsäure (RNA)
• alle Zellen übersetzen RNA auf die gleiche Weise in Protein
• alle Zellen verwenden Proteine als Katalysatoren
• alle Zellen arbeiten als biochemische Fabriken, die die gleichen Grundbausteine handhaben
• alle Zellen sind von einer Plasmamembran umgeben, durch die Nährstoffe und Abfallstoffe passieren
• alle Zellen haben Gene (die Abschnitte der Erbinformation), die jeweils einem Protein entsprechen
• alle Zellen brauchen (viel) freie Energie

6

Zellen und Energieverbrauch

Zellen sind dynamische und sehr komplexe chemische Fabriken, weit weg vom chemischen Gleichgewicht
--> sehr hoher Energieverschleiss

Würde das chemische Gleichgewicht erreicht, würden die Zellen sterben!

7

Reiche Eukaryoten

Pflanzen
Tiere
Pilze

8

Kompartimente

• Funktionelle Bereiche in der Zelle
• einzelne Kompartimente können zerstückelt sein, z.B. Mitochondrien
• Kompartimenten ermöglichen intrazelluläre Arbeitsteilung
--> Ermöglicht enorme Differenzierung & Leistungssteigerung
--> Kompartimentierung ist Voraussetzung für die Entstehung komplexer, differenzierter Organismen

9

Typische Kompartimente

• Zytoplasma
• Zellkern
• Nukleolus
• Golgi Apparat
• Centrosom (nur tierische Zellen und niedere Pflanzen)
• Mitochondrien
• Endoplasmatisches Retikulum (RER, SER)
• versch. Vesikelarten (Lysosom, Peroxisom)
• Zilien/Mikrovili
• Vakuolen (Pflanzen, Pilze)
• Plastiden (Pflanzen)

10

Peroxisom

• von einer einfachen Biomembran umhüllte Vesikel
• verbrauchen in vielfältigen Stoffwchselfunktionen Sauerstoff, gelten daher als die ersten Engiftungsapparate, die mit der Entstehung einer sauerstoffhaltigen Erdatmosphäre erforderlich wurden
• in den Peroxisomen können, durch die Membran geschützt Reaktionen ablaufen, die für die Zelle gefählich wären, würden sie im Zytoplasma ablaufen

11

Lysosom

• von einer einfachen Biomembran umhüllte Vesikel...
• ...mit saurem pH-Wert
• enthalten Verdauungsenzyme
• zersetzen Biopolymere in Monomere
• in tierischen Zellen, in pflanzlichen Zellen wird diese Aufgabe durch Vakuolen erfüllt

12

Zentrosom

• nur in tierischen und niederen Pflanzen-Zellen
• nicht membranumhüllt
• organisiert Mitosespindel
• beschrieben als 'spezielles Organ zur Zellteilung'
• auffällige Region im Zytosol, die sich meist mittig und in Zellkernnähe befindet
• besteht aus einem Paar zylinderförmiger Zentriolen

13

Nicht-membranumhüllte Kompartimente/Organellen in der Zelle

Nukleolus & Zentrosom
(Ribosomen)
(Mikrotubuli)

14

Zytoplasma: Organell oder Kompartiment?

Kompartiment

15

Organellen

Intrazelluläre Kompartimente
Oft membranumhüllt
Definierte Struktur, Komposition und Form

16

Sind einzelne Mitochondrien
Kompartimente?

Nein.
Alle Mitochondrium zusammen bilden das mitochondriale Kompartiment. Ein Mitochondrium alleine ist also kein Kompartiment.

17

Weitere Komponenten der Zelle
--> Mikroskopisch bestimmte
--> (Bio)chemisch bestimmte

Mikroskopisch:
• Zytoskelett (Aktin, Mikrotubuli, Intermediärfilamente)
• Zentriolen
• Spindelpolkörper (Pilze: gleiche Funktion wie Centrosom)
• extrazelluläre Matrix (Tierische Zellen)
• Zellwand (Pflanzen & Pilze)
• Chromosomen
• versch. Proteine/Proteinkomplexe (z.B. Ribosomen)

(Bio)chemisch:
• DNA
• RNA
• Lipide
• Nährstoffe/Mineralstoffe/Salze
• Wasser!

18

Anteile von kleinsten Bestandteilen der Zelle

70% H2O
22% Aminosäuren
4% Fettsäure
3% Nukleotide
1% Zucker

19

Ungewöhnliche Eigenschaften von Wasser

• Wasser ist im festen Zustand leichter als im flüssigen
• Wasser absorbiert viel Wärmeenergie bevor es verdampft. Beim Abkühlen wird diese wieder abgegeben.

--> Aufbau der Wassermoleküle: assymmetrische Verteilung führt zu einer Polarisierung der Ladung. Dies führt zu einer speziellen Anordnung der Wassermoleküle und gibt dem Wasser eine gewisse Struktur/Netzwerk

20

Wasser ist im festen Zustand leichter als im flüssigen
Konsequenz?

Eis schwimmt und Gewässer können nicht so einfach ganz einfrieren

21

Wasser absorbiert viel Wärmeenergie bevor es verdampft. Beim Abkühlen wird diese wieder abgegeben.
Konsequenz?

• keine extrem plötzlichen Temperaturschwankungen
• Stabilität der wässrige Phase auch bei Temperaturschwankungen

22

Aufbau der Wassermoleküle: Polarisierung der Ladung führt zu einer speziellen Anordnung der Wassermoleküle und gibt dem Wasser eine gewisse Struktur/Netzwerk.
Konsequenz?

• Netzwerk ist nicht statisch sondern extrem dynamisch
• hohe Schmelz- und Siedepunkte
Oberflächenspannung

23

Wie kriegt die Zelle ihre Komponenten in Lösung?

Ionen lösen sich weil sie geladen sind und so H2O anlagern.

24

Manchmal ist es erwünscht, dass sich die Komponente nicht mit Wasser mischt. Zum Beispiel...?

Zelle könnte nicht existieren wenn sich ihre Hülle in Wasser lösen würde!
Wichtig dafür: hydrophobe Moleküle ("wasserabstossend")