Cytologie

Cytologie
Dr. Ilse Zündorf
Institut für Pharmazeutische Biologie
N230 3.04
Tel.: 069-79829648
[email protected]
Empfohlene Lehrbücher
Cytologie
= Lehre von den Zellen
Def.: Zelle
Kleinste noch selbstständig lebensfähige morphologische
Einheit, die mit allen Fähigkeiten des Lebens ausgestattet
ist.
Jede einzelne Zelle eines vielfältig differenzierten Organismus verfügt über die
genetische Information des gesamten Organismus. Zellen sind also (in der
Regel) totipotent.
Beispiel Mensch: 1013 Zellen, mittelgroßes Laubblatt: 20 Mio. Zellen
Cytologie
Warum?
Wirkstoffentwicklung
Arzneimittelwirkung/Nebenwirkung
Pharmazeut
Arzneimittel
chemischsynthetisch
Patient
biogen
(Pflanze, Pilz,
Bakterium, Tier)
Zelle als Herkunft
Zelle als Wirkort/
Zielstruktur
Cytologie — Geschichtliches
1665 mit Hilfe eines primitiven optischen
Mikroskops entdeckte Robert Hooke,
dass Kork aus regelmäßigen Strukturen
aufgebaut ist, ähnlich kleinen Räumen
1831 konnte Robert Brown zum ersten Mal
den Zellkern im Mikroskop sehen
1839 stellten Matthias Schleiden und Theodor Schwann die
These auf, dass alle Organismen aus Zellen
aufgebaut sind
1855 ergänzte Rudolf Virchow diese These mit der
Aussage „omnis cellula e cellula“: jede Zelle stammt
von einer Zelle
Zellen — Einteilung nach
Ernährungsformen
Sämtliche Organismen
Phototrophe Organismen
Chemotrophe Organismen
(Energie stammt aus dem Licht)
(Energie stammt aus chemischen
Verbindungen)
Autotrophe
Organismen
Heterotrophe
Organismen
(Kohlenstoff stammt aus
CO2)
Bsp.: Cyanobakterien,
Pflanzen
(Kohlenstoff stammt aus
organischen Verbindungen)
Bsp.: Purpurbakterien, grüne
Bakterien
Heterotrophe Organismen
(Kohlenstoff stammt aus organischen
Verbindungen)
Lithotrophe Organismen
Organotrophe Organismen
(Energie stammt aus anorganischen
Verbindungen)
Bsp.: Schwefelbakterien,
Wasserstoffbakterien
(Energie stammt aus organischen
Verbindungen)
Bsp.: meiste Prokaryonten, alle nichtphototrophen Eukaryonten
Zellen — Einteilung nach Zelltypen
Pflanzen
Zelltypen
Prokaryonten
Eukaryonten
Archaea
Pilze
Tiere
Eubakterien
Cyanobakterien
Gram-positiv
Gram-negativ
Zellgrößen
Bakterien, z.B. Escherichia coli: 3 µm
Tier- oder Pflanzenzelle: 10-200 µm
• Erythrocyten:
7,5 µm
• Leberzellen:
30-50 µm
• Nervenzellen:
120-200 µm, mit
bis zu 1 m langen Ausläufern
• Leinfaser: ca. 5 cm
• Parenchymzelle: ca. 0,4 mm
Grundstruktur der Zelle
Zellwand
Zellhülle:
Zellmembran = Plasmalemma =
(Cyto)plasmamembran
Cytosol = Hyaloplasma
Protoplasma:
Organellen, größere Partikel
z.B. Ribosomen
Grundstruktur der Zelle – Cytoplasma
Cytoplasma von Escherichia coli
Unterscheidung in Ektoplasma
(nahe Plasmamembran,
gelartig) und Endoplasma
(solartig), v.a. bei Eukaryonten:
Ektoplasma mit Cytoskelett, im
Endoplasma Plasmaströmung
Ausschnitt: 100 x 100 nm, links
unten zusätzlich mit
niedermolekularen Verbindungen
(aus Weiler/Nover: Allgemeine und
molekulare Botanik)
Morphologische
Grundlagen der Zelle —
Bakterienzelle
Fimbrien und Pili sind Fortsätze auf der
Bakterienoberfläche aus Proteinen (Röhren) die
der Anheftung an eukaryontische Zellen dienen
(Fimbrien) bzw. dem Bakterien/BakterienKontakt (Pili)
Flagellen und Geißeln sind synonyme Begriffe
für relativ lange zelluläre Fortsätze, die der
Fortbewegung der Zelle dienen
• bei eukaryontischen Zellen bestehen diese
Fortsätze aus Mikrotubuli
• bei prokaryontischen Zellen bestehen diese
Fortsätze aus helikalen Filamenten (Flagellin)
Cilien sind eukaryontische, zelluläre Fortsätze
aus Mikrotubuli, die der Fortbewegung bzw. dem
Transport (z.B. Trachea) dienen
Morphologische
Grundlagen der Zelle —
Bakterienzelle