Unterricht Nr. 2, Cytologie. Die Lehre von der Zelle

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1 Unterricht Nr. 2, Cytologie Die Lehre von der Zelle

2 Die Zelle ist die kleinste, selbstständige Funktionseinheit aller Lebewesen (lat. Cella = Vorratskammer, kleiner Raum) Die 7 Kennzeichen des Lebendigen: Autochthone Vermehrung Wachstum Stoffwechsel und -transport Reizbarkeit Informations- und Signalübermittlung (Kommunikation) Bewegung Differenzierung

3 Zelle Plasmalemm Zellskelett Mitochondrien Energiegewinnung Hyaloplasma Zytosol GolgiApparat Sekretion Cytoplasma Organellen ER Transportwege Nucleus KernMembran Lysosomen Intrazelluläre Verdauung Karyolymphe Ribosomen Eiweißsynthese Nucleolus Centriolen Zellteilung

4 Quelle: Speckmann, Wittkowski, Handbuch Anatomie, 2012

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6 Die Zellmembran (Plasmalemm) Kanalprotein Globuläres Protein Glycoprotein Kohlenhydratkette Hydrophile Köpfe Phospholipid Doppelmembran Phospholipid Molekül Hydrophobe Anteile 09. Alpha Helix 10. Oberflächenprotein 11. Zytoskelettfilamente 12. Integrales Protein 13. Peripheres Protein 14. Glycolipid 15. Cholesterin ohne Nr. Glykocalyx Membranmodell (Quelle: THP-Foren.de)

7 Die Zellmembran (Plasmalemm) Quelle:

8 Die Zellmembran (Plasmalemm) Funktionen der Zellmembran: Abgrenzung, Schutz Stoffwechsel durch aktiven Transmembrantransport oder passiver Austausch Aufrechterhaltung des inneren Milieus Struktur zur Gewährleistung der Spezifität: Glykocalix Träger der Antigeneigenschaften Träger der Rezeptoren Struktur für Zellkontakte Flexibilität ermöglicht Zellbewegung

9 Die Zellmembran (Plasmalemm) Transportmöglichkeiten durch die Zellmembran: Passive Transportprozesse: Diffusion: 1) freie D.: z.b. Sauerstoff, Kohlendioxyd 2) erleichterte D.: a) durch Poren b) durch Carrier Wasser durch Aquaporine Ionen durch elektr. geladene Tunnelproteine Glucose, Aminosäuren Osmose: Hindurchtreten von Flüssigkeiten durch halbdurchlässige (semipermeable) Membranen hypoton isoton (Bsp. 0,9 %ige NaCl-Lösung) hyperton kolloidosmotischer Druck

10 Die Zellmembran (Plasmalemm) Passive Transportprozesse: Filtration: durch hydrostatische Druckdifferenz, z.b. in Kapillaren Aktive Transportprozesse: unter Energieverbrauch mit Transport-ATPase (ATP Konzentrationsgefälle Symport Antiport Endo- und Exozytose durch Membraneinschlüsse ADP) entgegen einem

11 Die Zellmembran (Plasmalemm)

12 Die Zellmembran (Plasmalemm)

13 Dreidimensionales Schlauch- bzw. Zisternensystem (im Muskel: Sarkoplasmatisches Retikulum) Quelle:

14 Lamellensystem mit 5-10 abgeplatteten, schüsselförmig übereinandergelagerten Membransäckchen Umschlagort von Membranen Reifung von Exportsekreten und Hormonen Produktion von Lysosomen Quelle:

15 Quelle:

16 RNA-Partikel zur Proteinbiosynthese frei im Plasma: Polysome bilden Proteine für die zelleigene Leistung (z.b. Aktin, Myosin, Hämoglobin) an ER gebunden: Proteinsynthese für den Export Quelle:

17 Einschleusen von Proteinen zum Export in das rauhe ER Quelle: Quelle:

18 Kraftwerke der Zelle Äußerer Stoffwechselraum: Einschleusung von ADP, Nährstoffen, Sauerstoff Ausschleusung von ATP, Kohlendioxyd, Wasser Innerer Stoffwechselraum: Matrix enthält Enzyme für den Zitronensäurezyklus und Fettsäureabbau, ringförmige DNA, u. a.

19 Die Zelle - Organellen - Mitochondrien Endosymbiontenhypothese (Bryan Sykes: Die 7 Töchter Evas) Quelle:

20 Das Zell- oder Zytoskelett: aus Micro-(Actin-) und Intermediärfilamenten Mikrotubuli nicht statisch, sondern dynamisch

21 Centriolen: Teil des Centrosoms, einem kleinen Organell nahe dem Zellkern, von dem die Mikrotubuli ausgehen, die das Cytoskelett der Zelle bilden. Während der Zellteilung (Mitose/Meiose) werden die Spindelfasern organisiert. Jedes Centrosom enthält ein Paar Centriolen, die senkrecht zueinander stehen. Diese werden von einem Zylinder aus 9 Dreier-Packungen von Mikrotubuli gebildet. Quelle:

22 Nucleus = Chromatin: entspiralisierte Chromosomen Karyolymphe: flüssige, eiweißhaltige Grundsubstanz Nucleolus: RNA und Proteine, rrna-bildung für die Ribosomen Kernmembran: Doppelmembran mit Poren für die Ausschleusung der mrna

23 Im Zellkern kurz vor der Zellteilung: Chromatin, aufgeknäuelt zu Chromosomen rote Zonen = genreiche Zonen Quelle: Wikipedia

24 Verschiedene Ebenen der Chromosomenkondensation 1) DNA-Doppelhelix 2) 10-nm-Fiber (DNA mit Nukleosomen) 3) Schematisierter Chromatinstrang während der Interphase vor der DNA-Verdopplung mit Centromer 4) Kondensiertes Chromatin während der Prophase (nun aus zwei Chromatiden bestehend, weil sich die DNA verdoppelt hat) 5) Metaphasechromosom Die Teilabbildungen 3 bis 5 sind rein schematisch zu verstehen, um die Anzahl der Chromatiden während verschiedener Phasen des Zellzyklus wiederzugeben. Die Anordnung des Chromatinfadens gibt nicht die tatsächliche Struktur wieder.

25 Quelle: Faller, Der Körper des Menschen, Thieme, 16. Auflage, 2012

26 Die DNA/DNS Desoxy-Nucleic-Acid Desoxy-Ribo-Nukleinsäure Quelle: Faller, Der Körper des Menschen, Thieme, 16. Auflage, 2012

27 Transskription und Translation zur Proteinbiosynthese Quelle: Faller, Der Körper des Menschen, Thieme, 16. Auflage, 2012

28 Mitose (Zellteilung) Quelle: Faller, Der Körper des Menschen, Thieme, 16. Auflage, 2012

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30 Reduplikation der DNA in der S-Phase

31 Meiose (Reduktions- oder Reifeteilung mit Durchmischung des genetischen Materials) Zelle ist diploid Tochterzellen sind haploid 4 Spermien bzw. 1 Eizelle + 3 Polkörperchen Quelle: Faller, Der Körper des Menschen, Thieme, 16. Auflage, 2012

32 Meiose der Oogonien (Ei-Stammzellen) Polkörperchen