4 Crundbaupläne - ein Überblick über zelluläre Organisationsformen.. 39

Transkript

1 VII 1 Der lange Weg der Zellenlehre zur modernen Zellbiologie - eine kurze" Geschichte 1 2 Größenordnungen in der Zellbiologie - ein weiter Bereich 14 3 Zelluläre Strukturen - Sichtbarmachung mithilfe mikroskopischer Techniken Das Lichtmikroskop Unterschiedliche Mikroskope für verschiedene Fragestellungen Das Transmissions-Elektronenmikroskop Kontrastbildung Das Raster-Elektronenmikroskop 36 4 Crundbaupläne - ein Überblick über zelluläre Organisationsformen Kennzeichen einer lebenden Zelle Die zwei Kategorien von Zellen Die Prokaryotenzelle im Vergleich zur Eukaryotenzelle Die Bakterienzelle Die Eukaryotenzelle 58 5 Der Stoff", aus dem die Zellen sind - molekulare Bausteine Pauschale Zusammensetzung von Zellen Phospholipide Aminosäuren und Proteine Zucker Pyrimidin- und Purin-Basen der Nukleinsäuren 89 6 Biomembranen und das innere Milieu" der Zelle - was die Zelle zusammenhält Biomembranen als selektive Barrieren Semipermeabilität der Zellmembran Grundsätzliche Beobachtungen zum Aufbau der Zellmembran Das innere Milieu" der Zelle Transportphänomene an Biomembranen Struktur von Biomembranen Die Proteine von Biomembranen Die Glykokalyx und Übersicht über die Membrankomponenten 118 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 VIII Übersicht über die Funktion der Zelloberfläche Intrazelluläre Signaltransduktion Der Zellkern - Kommandozentrale" der Zelle Funktionelle Aspekte Transkription aktiver Gene und anschließende Translation der Transkripte in Proteine Bau des Zellkerns Die Struktur des Chromatins Der Chromosomensatz der Zelle Nukleolus und Biogenese der Ribosomen Kernporen DNA als effizienter Informationsträger Molekularbiologische Methoden - wichtiges Werkzeug der Zellbiologie Neues Werkzeug für alte Probleme Isolierung von Proteinen Identifikation, Isolierung und Nachbau von Nukleotidsequenzen Gentechnische Methoden in der Zellbiologie Ausblick auf weitere Anwendungen Proteinsynthese - Umsetzung von Botschaften aus dem Zellkern Zusammensetzung und Bau von Ribosomen Das Prinzip der Synthese von Proteinen und ihrer Verteilung in der Zelle Ablauf der Synthese von Proteinen Freie und membranständige Ribosomen Der Colgi-Apparat - Verschiebebahnhof der Zelle Aufbau und Lage des Golgi-Apparates Endfertigung von Proteinen und z.t. von Lipiden Struktur und Funktionsanalyse - wie sie einander ergänzen Zerlegung der Zellen in ihre Bestandteile Die Technik der Zellfraktionierung Die Ultrazentrifuge Lokalisierung und Messung von Enzymen Elektronenmikroskopische Darstellung eines Leitenzyms am Beispiel der sauren Phosphatase in Lysosomen Spektralphotometrischer Nachweis eines Leitenzyms am Beispiel der sauren Phosphatase von Lysosomen 217

3 IX 11.3 Radioaktive Markierung und ihre Lokalisierung Pulsmarkierung Radioaktivitätsmessung Autoradiographie Antikörper im Dienste der zellbiologischen Forschung Markierung zellulärer Strukturen Struktur von Antikörper-Molekülen Immunhistochemie und Immuncytochemie Monoklonale Antikörper Analogmarkierung und Affinitätsmarkierung Vielfachmarkierungen Analysen in vivo GFP-Markierung in vivo Die FRAP-Methode Calcium-Messungen Das Exportgeschäft" - Transport von Molekülen an die Zelloberfläche und Export aus der Zelle Das Prinzip des vesikulären Transportes Allgemeines über die Abgabe von Stoffen (Sekretion) Die Zelle kann sehr verschiedene Stoffe exportieren Exocytose Ungetriggerte Exocytose Getriggerte Exocytose Das Importgeschäft" -Aufnahme von Stoffen Endocytose und Phagocytose Endocytose im engeren Sinn Phagocytose Transcytose Lysosomen - Abfall-Recycling als altbewährtes Prinzip Was charakterisiert Lysosomen? Adressat mehrerer Transportrouten - Biogenese von Lysosomen Die Vakuole der Pflanzen - ein Lysosom besonderer Art Glattes Endoplasmatisches Retikulum, Lipidtropfen, Glykogen und Peroxisomen - sehr variable Zellkomponenten Glattes ER und Lipidtropfen Glykogen Peroxisomen 289

4 X 16 Das Cytoskelett - Stütze und Bewegungsgrundlage Die Komponenten des Cytoskeletts Mikrotubuli Dynamische Instabilität von Mikrotubuli und ihre Beeinflussung durch Toxine Funktionen von Mikrotubuli Mikrofilamente Molekulare Komponenten und Bau von Mikrofilamenten Funktion von Mikrofilamenten Intermediär-Filamente Cilien, Flagellen, Pseudopodien - auch Zellen können sich fortbewegen Schwimmbewegungen (Cilien, Flagellen) Kriechbewegungen (amöboide Bewegung, Chemotaxis) Geschwindigkeiten dynamischer zellulärer Prozesse Das Cytosol - mehr als eine inerte Grundmasse Dynamisch strukturierter Umschlagplatz" vieler Stoffe Glykolyse Posttranslationale Modifikationen Mitochondrien - die Kraftwerke der Zelle" Strukturelle Aspekte Funktionelle Aspekte Semiautonomie": Mitochondriale DNA und Proteinsynthese Biogenese Chloroplasten - die Solarenergie-Kollektoren" der Pflanzenzelle Bau und Funktion von Chloroplasten Biogenese von Chloroplasten Zellen im Gewebeverband - Zusammenhalt und Kommunikation Zellen im Gewebeverband Tight junctions Adhäsionsgürtel und Fokalkontakte Punktdesmosomen und Hemidesmosomen Der Verbindungskomplex Zell-Zell-Verbindungen ohne assoziierte Filamente Allgemeine Zeil-Zeil- und Zell-Matrix-Adhäsion Gap junctions 392

5 XI Plasmodesmen Zell-Matrix-Verbindungen im Rückblick Die extrazelluläre Matrix (Interzellularsubstanz) Chemische Synapsen Zellzyklus, Kernteilung und Zellteilung - der Lebenskreislauf einer Zelle Körperzellen (somatische Zellen) Der Zellzyklus Die Teilungsspindel Mitose und Cytokinese (Kern- und Zellteilung) Die Cytokinese Regulation des Zellzyklus Geschlechtszellen Signale von außen an den Zellkern - bei Fehlfunktion kann Krebs entstehen Verschiedene Zeiloberflächenrezeptoren senden Signale in den Zellkern Rezeptor-Tyrosinkinasen Tyrosinkinase-gekoppelte Rezeptoren Fokalkontakte ohne Rezeptorbindung Ausblicke auf das Phänomen Krebs Apoptose Ein Blick auf Stammzellen Besonderheiten der Pflanzenzelle - ein Vergleich mit tierischen Zellen Innere Organisation der Pflanzenzelle Pflanzenzellen sind ähnlich organisiert wie tierische Zellen Die Pflanzenzelle im histologischen Bild Die besondere Rolle von Peroxisomen bei Pflanzen Biogenese Funktion Die Zeliwand Chemische Bestandteile Biosynthese und Schichtaufbau Transport von Wasser in der Zellwand Sonderbildungen Zellteilung und Differenzierung bei Pflanzen Unerwartete Fähigkeiten der Pflanzenzelle Tierische und pflanzliche Zelle im Rückblick - ein Vergleich 464

6 XII 25 Viren - Komplexe aus Nukleinsäuren und Proteinen Verschiedene Arten von Viren Aufbau Der Weg des Virus durch die Wirtszelle Evolution der Zelle - oder, wie das Leben lernte zu leben Präbiotische Evolution Die ersten Zellen Das Problem mit dem Sauerstoff Der Weg zur höheren Zelle Die Symbiose-Hypothese auf dem Prüfstand Wie ging die Evolution der Zelle weiter? 507 Sachverzeichnis 510