Die pflanzliche Zelle Die pflanzliche Zelle Apoplast: Zellwand und Ausscheidungsprodukte Protoplasten benachbarter Zellen verbunden: Plasmodesmen (30 - 50 nm) Symplast: physiologische Einheit (Protoplasten + Plasmodemata) Grundstruktur der Zelle Zellmembran der Zelloberfläche (Plasmalemma) – Barriere – selektive Schleuse und Kommunikation Im Inneren: Protoplasma Endomembranen (Kompartimente, Organellen..) Aufbau von Biomembranen DAVSON und DANIELLI: bimolekularer Lipoidfilm, von beiden Seiten mit Proteinen bedeckt Modifikation: „Fluid-mosaic“ – Phospholipid Doppelschicht – Proteine: Integral Peripher Biomembranen: meist assymetrisch Aufbau von Biomembranen Grundstruktur des Protoplasmas Trockensubstanz: – 50% Proteine – 2-3% Lipoide – Rest: Kohlenhydrate, Fette, Nucleinsäuren, anorganische Salze u.a. Kolloidähnliche Dispersion Quellung Reversible Einlagerung des Lösungsmittels (Wasser) zwischen die Moleküle des quellbaren Körpers (= reversible Volums- und Gewichtszunahme) Begrenzt, unbegrenzt quellbar; Quellungsdruck Sol (molekulardisperse Proteinlösung) - Gel (Vernetzung, Gerüst) Ribosomen Bestehen aus rRNA und Proteinen An ihnen erfolgt die Proteinbiosynthese 2 Größeklassen 80 S und 70 S S = Svedberg = Einheit des Sedimentationskoeffizienten (20° C, 10-13s) 2 morphologische und funktionelle Untereinheiten 70 S: Prokaryonten, 80 S: Eukaryonten Ribosomen Oft an mRNA perlschnurartig aneinandergereiht: Polyribosomen oder Polysomen Polysomen für sekretorische Proteine und Glykoproteine: membrangebunden. Große Untereinheit sitzt im ER 20 000 bis 30 000 pro Zelle (40 % der Trockenmasse bei wachsenden Zellen!) Endoplasmatisches Reticulum ER: durchzieht Cytoplasma, 5 - 6 nm dick, von Biomembranen begrenzt Kommunizierendes System von Hohlräumen, Kanälen und Zisternen Inhalt in Zusammensetzung wesentlich vom Cytoplasma unterschieden; Ca-Speicher In Bewegung „Glattes“ und „rauhes“ ER (Proteinsynthese) Golgi Apparat Gesamtheit = Dictyosomen Stapel abgeflachter, durch Membranen begrenzter Hohlräume Proteine des rER werden weitergeschleust, auch Synthese und Um- und Abbau cis (=Regenreations-, Bildungsseite) und trans-Seite (=Sekretions-, Reifungsseite) Zisternenprogression oder Vesikeltransport Dictyosom, 3-D Modell trans - Seite Vesikel cis - Seite Vakuole Begrenzung durch eine einfache Membran: Tonoplast Saures Innenmedium Speicher von Proteinen, Salzen, sekundäre Stoffwechselprodukte (Coffein, Opiate etc.), wasserlosliche Farbstoffe (Anthocyan, Betacyan) Regulation des Turgors Kristalle Der Zellkern (Nucleus) Genetisches Steuerzentrum „Kommandozentrale“ Enthält Chromosomen mit Genen Oft Form einer Kugel Meist 5 bis 25 µm Durchmesser Homogen, stärker lichtbrechend als das Plasma Die Organisation des Zellkerns Kernhülle: – 2 ca. 7,5 nm dicke Membranen – dazwischen: perinucleärer Raum (10 -15 nm) steht mit dem Innenraum des ER in Verbindung – Poren (20 bis 100 nm) Kernlamina (Faserschicht aus Proteinen) Karyoplasma: – Enzym- und Strukturproteine Die Organisation des Zellkerns Chromosomen und Chromatin (Phasenkontrast od. basische Farbstoffe): – Euchromatin – Heterochromatin Nukleolus: – Ein od. mehrere (Nukleoli) – Vorstufen der ribosomalen RNA (45 S) Kern- und Zellzyklus Kern- und Zellzyklus Mitose (Karyokinese) – Chromosomen in 2 identische Längs-hälften gespalten: Chromatiden – Aufteilung auf die Tochterkerne – Rückbildung des Interphasekerns – Kontinuierlich ablaufender Vorgang – Pro-, Meta-, Ana- und Telophase Plastiden Für photoautotrophe Organismen (Ausnahme: photoautotrophe Prokaryoten) charakteristisch Plastidenhülle (2 Biomembranen) Eigene DNA Endosymbionten-Theorie Proplastiden - Umwandlung Plastiden Chloroplasten Chromoplasten Leukoplasten Chromatophoren Chloroplasten Organellen der Photosynthese Enthalten: – Chlorophylle – Carotinoide – u.U. Phycobiliproteine Plastoglobuli Assimilationsstärke Stromathylakoid DNA Granathylakoid Chlorophyll a 4 Methyl-, 1 Ethyl-, 1 Vinylgruppe; Propionsäurerest, mit Phytol (langkettiger Alkohol C20H39OH) verestert Kommt bei allen photosynthetischen Organismen einschließlich Cyanobakterien vor, nicht aber bei anderen phototrophen Bakterien (Bakteriochlorophyll!) Photosynthetisch aktiv! Thylakoidmembran Thylakoidmembran,, schematisch wasseranziehender Kopf Phospholipidschicht wasserabstossender Phytolschwanz Carotinoid Mitochondrien Kugelig, fädig, langgestreckt, manchmal verzweigt 1 bis mehrere µm lang, Durchmesser 0,5 bis 1,5 µm Hülle (Doppelmembran) Eigene DNA Querteilung Sitz der Atmung Die Zellwand Mitellamelle Primärwand Sekundärwand Tertiärwand Zellulose Grundbaustein: Zellobiose; β-glykosidische Bindung zweier Glucosemoleküle Langgestreckte Ketten O O O O O O O O Stärke (Amylose, α-glycosidische Bindung) O O O O O O O Cellulose (β-glycosidische Bindung) O