Zeltstruktur, Morphologie der Organellen, Basics Flashcards Preview

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Flashcards in Zeltstruktur, Morphologie der Organellen, Basics Deck (16):
1

Plasmamembran

•Struktur: Bilayer, in der Proteine eingebettet sind
Semi-permeable Grenzschicht um das Zytoplasma und Organellen mit integralen und peripheren Proteine, Kanäle, Carrier, Transporter

Funktion:
• Aufnahme und Ausschleusen von Substanzen durch die Membran • Barriere für unerwünschte Substanzen
• Schaffung von Reaktionsräumen
• Synthese der Zellulosemikrofibrillen an der Plasmamembran,
• Materialtransport in Vesikeln, Endo- und Exocytose
• Transfer oder Wahrnehmung von Umweltsignalen und Hormonen

2

Zytoplasma

Funktion
Raum für die Organellen innerhalb der Zelle Ort zahlreicher Stoffwechselaktivitäten Aufrechterhaltung der Homöostase
Zellteilung Translation
Gleichgewichtszustände eines dynamischen Systems

Zusammensetzung
Wasser (70%),
Proteine (50% der TM),
Mineralien, kleine, organische Verbindungen, komplexe Moleküle (Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren)

3

Zellkern

Wichtigstes Organell im Zytoplasma
• Poröse,doppelschichtige Kernhülle, umschließt den perinukleären Raum
• Äußere Membrane mit ER verbunden
• Kernporen
• Nucleoplasma und Chromatin
• Nucleolus: in der Nähe der nucleolus- organisierenden Region mit rDNA, Synthese-und Reifungsort der Untereinheiten der Ribosomen

Funktion:
Enthält die genetische Information und verdoppelt sie
• Kontrolle über Genexpression, einschließlich der Proteinsynthese

4

Kernpore

als molekulares Sieb

5

Nucleoporins

Proteine der Pore

6

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

Besteht aus der Einheitsmembran.
Rauhes (granuläres) ER: Proteinsynthese und Transport Glattes ER: Kohlenhydrat- und Lipidsynthese und Transport Periphäres ER: trägt zum Aufbau des Zytoskeletts bei.

Funktion:
1) Kontrolle des cytoplasmatischen Ca++ Gehaltes
2) Kommunikation: innerhalb der Zelle und zwischen Zellen.
 Protein- und Lipidweiterleitung zu anderen Kompartimenten und Zellen. Wie?
• ER durchzieht Plasmodesmata und verbindet benachbarte Zellen (interzellulare Kommunikation).
• ER formt ein Membrannetzwerk, das mit Zellkern zusammenhängt (intrazellulare Kompartimente).
• ER verbindet auch durch Vesikeltransport die Vakuole, Peroxisomen, Ölkörper, Glyoxysomen, Golgi und Plasmamembran.

7

Golgi-Apparat

Komplexes, sehr polares Membransystem
Trans-Golgi Netzwerk
• Synthese- (cis) und Reifungs-(trans) Seite,
und in der Mitte Zisternen
• Funktionen:
a) Synthese & Sekretion von Nicht-Cellulose-
Bestandteilen der Zellwand
b) Fertigstellung und Sekretion von Glykoproteinen, die am ER gebildet und mittels Vesikeln versandt werden.
• Extrazelluläre Glykoproteine in Vesikeln zur Plasmamembran, dort Verschmelzung mit der Plasmamembran und Abgabe des Inhalts an die Zellwand (Exocytose)
• In größer werdenden Zellen tragen Vesikel zur Expansion der Plasmamembran bei.

8

Endomembranes System

Vesikulärer Transport entlang des exo- sowie endocytotischen und des sekretorischen Weges

ER, Golgi Apparat (bestehend aus dem Golgi, Vesikeln und dem Trans-Golgi-Netzwerk - TGN), Plasmamembran, Kernhülle, Tonoplast, and alle anderen Membranen, außer den mitochondrialen, plastidären, and den peroxisomalen Membranen.
• ER, Golgi Apparat mit TGN bilden eine funktionale Einheit, in der der Golgi Apparat als Hauptvesikel für die Umwandlung von ER- ähnlichen Membranen in Plasmamembranen und Tonoplast dient.

9

Vakuolen

umgeben vom Tonoplasten, aus ER entstanden
• Tonoplast and vakuläre Proteine entstammen dem Golgi-Apparat.
• Inhalt ist hauptsächlich Wasser, extra-zytoplasmatisch
Funktionen:
• Speicher für: Ionen, Kohlenhydrate, Organische Säuren, Aminosäuren, ebenso Sekundärmetabolite und Pigmente.
• Beteiligt am Abbau von größeren Molekülen aus Mitochondrien und Chloroplasten, dem Recycling dieser Komponenten

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Plasmodesmen

Zell-Zell-Verbindungen, die als cytoplasmatische Kanäle mit einem von 30-50nm den Stoffaustausch und die Kommunikation zwischen einzelnen Zellen vermitteln. Aufgrund von P. der Symplast vom Apoplast abgegrenzt
P. werden von der Plasmamembran ausgekleidet und sind von dem so genannten Desmotubulus durchzogen, bei dem es sich um einen Strang des endoplasmatischen Reticulums handelt.
Durch ihn wird der cytoplasmatische Bereich, der für die Diffusion von gelösten Stoffen zur Verfügung steht, auf einen schmalen Ring eingeengt. Dennoch können auch relativ große Moleküle passieren, sogar manche Pflanzenviren wie der Tabakmosaikvirus

11

Zytoskelett

In allen eukaryotischen Zellen
• Ein Netzwerk von Proteinfilamenten und Tubuli durchzieht das Zytoplasma vom Zellkern zur Plasmamembran.
• Elemente des Zytoskeletts bestehen aus Mikrotubuli und Mikrofilmenten

dient als Gerüst für die Wanderung der Organellen und anderer Cytoskelettelemente und ist wichtigen Prozessen wie Zelldifferenzierung und Cytokinese

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Peroxisomen/Glyoxysomen

Von einer Membran umgeben
Keine internen Membranen
Keine DNA und Ribosomen, Import aller nötigen Proteine
Funktion der Peroxisomen: • Photorespiration:
Glycolatabbau Glycin
Funktion der Glyoxysomen:
Mobilisierung gespeicherter Lipide für die Synthese von Zuckern
• Fettsäureabbau: Oxidation von Fettsäure zu Acetyl-CoA über den Glyoxylatzyklus
• Umwandlung von Acetyl- CoA zu Zucker

Zur Durchführung von oxidativem Abbau bestimmter Metabolite unter Peroxidbildung  Katalase

13

Der Chloroplast

Ort der
•Photosynthese •CO2-Fixierung •Stärkesynthese •Fettsäuresynthese •Pigmentsynthese
•mit eigener RNA- und Proteinsynthese •eigenes Genom
semiautonomes Organell

Aufbau:
• Zwei Hüllmembranen
• Internes Membransystem
(Stroma- und Granathylakoide) • Stroma (löslicher Innenraum) • Lumen

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Mitochondrien

Aufbau:
•Doppelte Membran
•Einfaltungen der inneren Membran •Matrix = wässriger Innenraum
Funktion:
Elektronentransport, ATP-Synthese Zitronensäurezyklus Eigenes Genom

Wirkt als Kraftwerk der Zelle
2. Die Energiegewinnung über Elektronentransport und oxidative Phosphorylierung
3. Regulator des Energiestoffwechsels (mittels ATP, Phosphorylierungspotential).
4. Modellsystem für Studien zur Organellenbiogenese und intrazellulären Kommunikation (Anterograde und Retrograde Kommunikation zw. Zellkern und Mitochondrien

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Mikrotubuli

Mikrotubuli :
aus Tubulin bestehend, verlängern und verkürzen sich
Zwei Mikrotubuli-assoziierte Motorproteine: Kinesine und Dyneine ATPasen, die chemische in kinetische Energie umwandeln
Funktionen: 1. Aufbau der Zellteilungsspindel, Chromosomenbewegung,
2. Beförderung von Vesikeln und Organellen,
3. Orientierung der Celluloseablagerung in der Zellwand

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Mikrofilmente

•Mikrofilamente : aus Aktin bestehend,
Funktionen: 1. Errichtung der Zellpolarität, Zellgestalt, Zellbewegung, 2. Kontraktionen, Cytoplasmaströmung, Zelleinschnürung bei Zellteilung, 3. Transport von Vesikeln und Organellen,
4. Regulation der Durchlässigkeit von Plasmodesmata