Zellen

Definition: Zelle
Die Zelle ist die kleinste, für sich
lebensfähige biologische Einheit
Zellen
einfache Gewebe
zusammengesetzte Gewebe
Organe
Organsysteme
Zellen: Unterschiede
Form....
spindelförmig
kugelförmig
fortsatzreich
polygonal
langgestreckt, bandförmig
mehrkernig
Größe....
(∅ in µm)
Eizelle:
250-300
meiste Zellen:
15-50
Erythrozyten:
7,5
Lebensdauer....
(Tage)
Darmepithel:
3
Epidermiszellen:
30
Erythrozyten:
120
Nerven- & Herzzellen: wie Gesamtorganismus
Funktion....
Zellzyklus
= Ereignisse, die eine Zelle durchläuft, um sich in 2 identische
Tochterzellen zu teilen = Replikation
Ablauf:
- Zellwachstum
- Verdopplung der DNA-Moleküle (Chromosomen)
- Aufteilung der Chromosomen auf Tochterzellen (Mitose)
Dauer:
- Blutzellen:
- unverhorntes Epithel:
- Haut:
- Leberzellen:
15-30
Stunden
6-10
Tage
10-30
Tage
3
Monate
Zellzyklus: Interphase
= Zeit zwischen 2 Zellteilungen
¾ Stadien:
- G1- Phase:
2n Chromosomen
- intensives Zellwachstum
- hohe Syntheserate für RNA und Proteine
- S-Phase:
- Synthese der DNA ⇒ 4n Chromosomen
- Synthese von Histonen
- G2-Phase:
- Proteinsynthese
⇒ Chromosomenkondensation
- Korrekturlesen der DNA
- Reparatur defekter DNA-Abschnitte
Mitose: Prophase
- Kondensierung der Chromosomen
⇒ grobschollige Chromatinstruktur
⇒ Spiralisierung, Knäuelbildung
- Chromatiden durch Cohesin verbunden
- Kernmembran anfangs noch intakt
- Trennung der Zentriolen
- Auflösung des Golgi-Apparats
- Rückbildung der Zellorganellen und des Nukleolus
Mitose: Prometaphase
- Auflösung der Kernmembran
- Mikrotubuli bilden Mitosespindel
- Mikrotubuli binden an das Kinetochor jeder Chromatide
Mitose: Metaphase
- maximale Verdichtung der Chromosomen
- Chromosomen ordnen sich an der Äquatorialplatte an
- Längsspaltung der Chromosomen: Entfernung der Cohesine
Mitose: Anaphase
- Spaltung des letzten Cohesins am Kinetochor durch Separase
- Trennung der Chromatiden → Spindelpole
⇒ Bildung der 2 Chromatidensterne (Diaster)
Mitose: Telophase
- Tochterchromosomen erreichen Zentrosomenregion
- Entspiralisierung der Chromosomen
- Aufbau einer neuen Kernmembran, neue Nukleoli
- kontraktiler Ring aus Aktin + Myosin 2 in der Teilungsebene
- Zytokinese: Trennung des Zytoplasmas → 2 Tochterzellen
- Reorganisation der Zellorganellen
Reifeteilung: Meiose
- nur
bei Geschlechtszellen
- Ziel:
Halbierung des Chromosomensatzes
- Ausgangssituation: 1 Zelle mit diploidem Chromosomensatz (2n2C)
- nur vor der 1. mitotischen Teilung findet eine DNA-Verdopplung statt
- die Reduktion der Chromosomen erfolgt während der 1. Reifeteilung
⇒2
Zell- und Kernteilungen
⇒
4 Zellen mit haploidem Chromosomensatz
Zweck der Meiose
- garantiert die Konstanz der Chromosomenzahl
in allen Zellgenerationen nach der Verschmelzung
von weiblichen und männlichen Keimzellen
- Austausch von Chromosomenteilen
zwischen homologen mütterlichen und väterlichen Chromosomen
►
Rekombination, "crossing-over“ ◄
Prophase der 1. Reifeteilung
- Leptotän:
- Chromosomen als längliche Fäden sichtbar
- Zygotän
- Paarung der homologen Chromosomen
- je 1 von Vater und Mutter
- Pachytän: hier "crossing over"
⇒ garantiert Heterogenität von Geschwistern
- Diplotän: Trennung der Chromosomenpaare
- Diakinese
- Auflösung der Kernhülle
- Bildung einer Teilungsspindel
- hier noch keine Chromosomenverdopplung
Abschluss der 1. Reifeteilung
¾
Metaphase
¾
Anaphase
¾
Telophase
- Tochterzellen mit dem halben Chromosomensatz (1n2C)
- DNA-Menge noch identisch wie bei Mutterzellen
⇒ keine vollständige Trennung der Chromatiden
Meiose: 2. Reifeteilung
- weitere Zell- und Kernteilung
- aus 1 Chromosom (1n, 2C) bilden sich 2 (1n, 1C)
⇒ Halbierung der DNA
- Fehler bei
der Verteilung der Chromosomen:
- 3x Chromosom 21 (Trisomie)
→ Down-Syndrom
- Kombination XXY
→ Klinefelder-Syndrom
- fehlendes X-Chromosom (XO) → Turner-Syndrom
Zellanpassungen
Hypertrophie:
- Leistungssteigerung
- Zellvergrößerung
- keine Vermehrung der Zellzahl
Atrophie:
- Folge von Nichtgebrauch oder fehlende Stimulation
- Zellverkleinerung
Hyperplasie:
- Vermehrung der Zellzahl
- physiol: Milchdrüse während Schwangerschaft
- pathol.: gutartiger Tumor ⇒ bösartig
Metaplasie:
- Umwandlung eines Zelltyps in einen anderen
- Rauchen: Flimmerepithel → mehrsch. Plattenepithel
- Alkohol: mehrsch. Plattenepithel → parakeratin. Epithel
Zelltod: Nekrose
- durch irreversible exogene Schäden ausgelöst
⇒ Schrumpfung und verstärkte Basophilie (Pyknose)
⇒ Abnahme + Verlust der Basophilie
(Karyolyse)
⇒ Fragmentierung des Kerns
(Karyorhexis)
- verschwindet nach 1-2 Tagen
- Proteindenaturierung im Zytoplasma
⇒ vermehrte Eosinophilie
Programmierter Zelltod: Apoptose
- im Verlauf von physiologischen und pathologischen Prozessen
- während der Embryo- und Organogenese
- Schwimmhäute zwischen den Fingern
- beim hormonabhängigem Umbau von Geweben
- Uterusschleimhaut während Menstruation
- Milchdrüse nach dem Abstillen
- bei der Eliminierung von ausgereiften Zellen
- Darmoberfläche
- autoreaktive T-Lymphozyten im Thymus nach Geburt