1 Allgemeine Zellphysiologie I
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1 Allgemeine Zellphysiologie I 1665 1838/39 Robert Hooke entdeckt unter dem Mikroskop "Zellen" genannte Strukturen Schleiden und Schwann erkennen Zellen als Bausteine der Tiere und Pflanzen Alfred H. Gitter a) Bacillus anthracis: große, in Ketten liegende Stäbchen aerober b) Milzbrand-Karbunkel am Arm eines grampositiver sporenbildender Bakterien (Robert Koch, 1876) Jungen, schwarz (Pfeil): Nekrose (s.u.) zelluläres Leben Organismen Zellgröße Zellkern DNS RNA-Synthese im Protein-Synthesese im Zytoplasma Fortbewegung mit Stoffwechsel Mitochondrien Chloroplasten Organisation Zellteilung Prokaryoten Eukaryoten Bakterien Protisten, Pilze, Pflanzen, Tiere 1 – 10 µm Nein (Nucleoid) zirkulär (im Nucleoid) Zytoplasma (Transkription) Zytoplasma (Translation) wenig strukturiert Flagellen (aus Flagellin) anaerob oder aerob Nein Nein meist einzellig einfache Zweiteilung 10 – 100 µm (Eizellen sind viel größer) Ja (mit doppelter Kernmembran) lange, linear (in Chromosomen) Kern (Transkription) Zytoplasma (Translation) Kompartimente, Zytoskelett Flagellen und Zilien (µtubuli, 9 + 2) aerob (nur in Mitochondrien) Ja bei (Algen und höheren) Pflanzen ein- oder mehrzellig, Differenzierung Mitose und Zytokinese, Meiose Bestandteile der Zelle Zellmembran Doppelschicht aus Phospholipiden und Cholesterin, eingelagerte Proteine Zellkern Chromatin (Komplex aus Proteinen und DNS), 44 Auto- und 2 Gonosomen, Kernhülle mit Poren Mitochondrium Matrixraum, innere, gefaltete (Cristae) und äußere Membran; produziert ATP Endoplasmatisches Retikulum (ER) Membranfabrik, glattes und rauhes ER (ist mit Ribosomen besetzt) Ribosomen Zellorganellen für die Proteinbiosynthese = Translation (Polysom = Ribosomenkette) Golgi-Apparat aus Diktyosomen; Ausscheidungsfunktion (Exozytose; Aufnahme in Zelle = Endozytose) Lysosomen sauer; Hydrolasen zur Spaltung von Proteinen, Fetten, Kohlenhydraten, etc. Zytoskelett Mikrofilamente (∅ 7 nm), intermediäre Filamente (∅ 10 nm), Mikrotubuli (∅ 25 nm) Zellzyklus Mitose (ca. 1 h) Interphase (ca. 1 d) Zellen entstehen in einem zyklischen Prozess von Wachstum und Teilung aus Zellen: Omnis cellula ex cellula. Prophase Metaphase Anaphase Telophase G0 = gap phase 0 G1 = gap phase 1 S = synthet. Phase G2 = gap phase 2 Entdifferenzierung der Zelle, z.B. Verlust von Mikrovilli und Golgiapparat Kerhülle verschwindet, Chromosomen wandern in die Äquatorialebene Chromosomenteilung und –wanderung zu den Polen Zytokinese (Teilung des Cytoplasmas), Kernhüllenbildung stabile Zellen1 , labile Zellen2 , bis Anstoss der Prolif., Wachstum, Differenzierung, Funktion 12 h, Wachstum, Differenzierung, Funktion 8 h, Verdoppelung des Chromosomensatzes, hohe DNA-Synthese 3 h, Protein- und RNA-Synthese, Zentriolenteilung, Energiespeicherung 1) z.B. Fibroblasten, glatte Muskelzellen, 2) z.B. Knochenmarkszellen, Epithelzellen im Darm Permanente Zellen sind nicht teilungsfähig, z.B.: Nervenzellen des Erwachsenen, Sinneszellen in Auge und Ohr.
