Zellbiologie, DNA und Mitose

Karteikartenset zur Wiederholung der Zellbiologie: Zellaufbau von Pro- und Eukaryoten, Organellen tierischer und pflanzlicher Zellen, DNA-Doppelhelix-Struktur, Organisationsebenen der DNA und Phasen der Mitose.

Eukaryoten (Euzyten)

Organismen mit echtem Zellkern (z. B. Menschen, Tiere, Pilze, Algen, Einzeller). Ihre Zellen sind größer ($10-50\,\mu\text{m}$), besitzen eine niedrige Gendichte ($70-90\,\%$) und das Erbgut liegt im Zellkern in Form von Chromosomen vor.

Prokaryoten (Protozyten)

Organismen ohne Zellkern (z. B. Bakterien, Archaeen). Ihre Zellen sind kleiner ($1-20\,\mu\text{m}$), haben eine hohe Gendichte ($5-25\,\%$) und tragen ihr Erbgut frei im Cytoplasma (ringförmiges Bakterienchromosom sowie Plasmide).

Zellmembran

Aus einer Lipiddoppelschicht bestehende Umgrenzung des Zellinneren, die Zellen und Zellorganellen voneinander abgrenzt und selektiv für den Transport bestimmter Stoffe durchlässig ist.

Zellkern

Steuerzentrale der Eukaryotenzelle, die die Erbinformation trägt und Stoffwechsel- sowie Entwicklungsvorgänge regelt; enthält Kernplasma und ist von einer kernporendurchbohrten Kernhülle umgeben.

Mitochondrium

Energiezentrale der Zelle, die für die Zellatmung und die Bereitstellung nutzbarer Energie ($\text{ATP}$) zuständig ist; von einer Doppelmembran umschlossen und mit eigener DNA ausgestattet.

Ribosomen

Aus rRNA und Proteinen bestehende Zellstrukturen mit einer kleinen und einer großen Untereinheit, die für die Proteinbiosynthese und Bildung von Enzymen zuständig sind.

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

Umfangreiches Membranlabyrinth der Zelle, unterteilt in raues ER (mit Ribosomen, zuständig für Proteinbiosynthese) und glattes ER (beteiligt an der Fettproduktion).

Dictyosomen (Golgi-Apparat)

Membransystem der Zelle, dessen gestapelte Einheiten (Dictyosomen) den Golgi-Apparat bilden; modifiziert Produkte des ER und transportiert sie zu ihren Bestimmungsorten.

Lysosomen

Vesikel mit spezifischen Abbauenzymen in tierischen Zellen, die verschiedene Stoffe zersetzen (zur Gewinnung nutzbarer Produkte) und beschädigte Zellbestandteile zur Wiederverwendung abbauen.

Chloroplasten

Spezifische Organellen der Pflanzenzelle für die Photosynthese; stellen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Glucose und Sauerstoff her ($\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{O}_2$).

Zellsaftvakuole

Großes, mit Zellsaft gefülltes Organell pflanzlicher Zellen, das überwiegend aus Wasser und Nährstoffen besteht, für Stabilität sorgt (pralle Zelle), Proteine speichert und Abfallstoffe verdaut.

Tonoplast

Die spezifische Membran pflanzlicher Zellen, welche die Zellsaftvakuole umgibt.

Nukleotid

Grundbaustein der Nukleinsäuren, bestehend aus einer Base, einem Zucker und einem Phosphatrest.

Komplementäre Basenpaarung

Spezifische Verknüpfung der Basen in der DNA über Wasserstoffbrücken: Adenin paart mit Thymin über $2$ Wasserstoffbrücken, Guanin paart mit Cytosin über $3$ Wasserstoffbrücken.

Chromatin

Das Ausgangsmaterial der Chromosomen, bestehend aus DNA, die um Histone gewickelt und gefaltet ist.

Histone

Spezielle Proteine, um die sich die DNA wickelt, um komprimiert und geordnet zu werden.

Nukleosom

Verpackungseinheit des Chromatins, bestehend aus einem Histon-Oktamer (acht Histone) und der darum gewickelten DNA.

Chromosomenaufbau

Struktur bestehend aus Chromatiden (1), dem Centromer (2) als Verbindungspunkt, dem kurzen p-Arm (3) und dem langen q-Arm (4) mit Telomeren an den Enden; Gesamtlänge etwa $0{,}2-20\,\mu\text{m}$.

Centromer

Einschnürungsstelle eines Chromosoms, die die beiden Chromatiden miteinander verbindet und an der während der Anaphase die Spindelfasern ansetzen.

Autosomen

Körperchromosomen, von denen der Mensch $44$ Stück (in $22$ Paaren) besitzt; sie bestimmen nicht primär das biologische Geschlecht.

Gonosomen

Die beiden Geschlechtschromosomen im diploiden Chromosomensatz des Menschen.

Haploider Chromosomensatz

Einfacher Chromosomensatz aus $23$ Chromosomen, wie er in den menschlichen Keimzellen (Spermien und Eizellen) vorliegt.

Diploider Chromosomensatz

Doppelter Chromosomensatz aus paarweisen Chromosomen ($46$ Chromosomen beim Menschen), bei dem jeweils eines von der Mutter und eines vom Vater stammt.

Gen

Bestimmter Abschnitt auf der DNA, der die Information für die Ausbildung bestimmter Merkmale (Merkmalsausprägung) enthält.

Karyogramm

Geordnete, systematische Darstellung der paarweise angeordneten Einzelchromosomen eines Chromosomensatzes, die meist in der Metaphase fotografiert und sortiert werden.

Interphase

Stadium des Zellzyklus vor der Kernteilung: Kernkörperchen und Membran sind intakt, Chromosomen sind nicht spiralisiert (dünne Fäden), und die DNA wird verdoppelt.

Prophase

Erste Phase der Mitose: Kernmembran und Kernkörperchen lösen sich auf, das Chromatin spiralisiert sich zu sichtbaren Zwei-Chromatid-Chromosomen und der Spindelapparat beginnt sich zu bilden.

Metaphase

Zweite Phase der Mitose: Der Spindelapparat ist vollständig ausgebildet und die maximal spiralisierten Chromosomen ordnen sich nebeneinander in der Äquatorialebene an.

Anaphase

Dritte Phase der Mitose: Die Chromatiden werden am Centromer voneinander getrennt und durch den Spindelapparat zu den entgegengesetzten Zellpolen gezogen.

Telophase

Letzte Phase der Mitose: Die Chromosomen entspiralisieren sich, der Spindelapparat wird abgebaut, Kernmembran und Kernkörperchen bilden sich neu und es entstehen zwei Tochterzellen.