Die ersten Zellen

Alle Lebewesennauf der Erde zeichnet aus, …

Sie über einen eigenen stoffwechsel verfügen, eigenständig bewegen können, fortpflanzen können und auf umweltreize reagieren können und weiterentwickeln

Unterschied zw. Prokarioten & Eukarioten

Siehe Bild

Lebewesen auf der Erde lassen sich in drei Domänen einteilen:

Archaeen, Bakterien und Eukaryoten

Die Endosymbiontentheorie besagt:

Das vor Milliarden von Jahren eine Symbiose zwischen Bakterien und Uhrzellen stattgefunden hat —> Bakterien wurden von Urzellen verschluckt und bildeten Lebensgemeinschaft zum beidseitigen Nutzen

Eukaryoten besitzen Kompartimentierungen:

Summe abgegrenzter Reaktionsräume innerhalb der Zelle - bzw Organellen innerhalb des Zytosols - bsp.: Endoplasmatisches Retikulum, Golgi apparat, …

Rudolf Virchow - Grundsatz der Zelltheorie:

„Omnis cellula e cellula“ - Leben kann nur aus bereits lebenden Organismen entspringen - Biogenese

Unterschied zwischen Biogenese & Abiogenese:

Biogenese - Eine zelle kann nur aus einer anderen Zelle hervorgehen

Abiogenese - Leben durch chemische Evolution (Spontanerzeugung organischer aus anorganischer verbindungen)

Unterschied zwischen Biogenese & Abiogenese:

Biogenese - Eine zelle kann nur aus einer anderen Zelle hervorgehen

Abiogenese - Leben durch chemische Evolution (Spontanerzeugung organischer aus anorganischer verbindungen)

Wie emstanden die aller ersten Mitochondrien in Uhrzellen?

Bakterien belieferten Zellen mit Energie - verwertung organischer stoffe (chemotroph) oder sonnenlicht (phototroph)

Dadurch wurden symbiotnische Prokaryoten zu Mitochondrien / Plastiden

(proof: mitochondrien & Plastiden eigene ringförmige DNA sowie Bakterien und ebenso Doppelmembran und sind vom Zellzyklus unabhängig)

Was sind Plasmide?

Können Bakterien und Archaeen enthalten - kleine ringförmige DNA moleküle - zusätzliche Informationen enthalten = Überlebenscvorteil

(Werden als Vektoren für Einbringung von Fremd DNA in einen Organismus verwendet - Gentechnik)

Bei Euzyten läuft die RNA und Proteinbiosynthese …

Getrennt ab das das RNA ins Zytosol muss und dann von Ribosomen abgelesen werdn muss

Biomembranen sind Semipermeabel -

Die Memrban lässt nur kleine unpolsre Stoffe durch (wie zb. CO2 oder Wasser) / grössere teilchen müssn durch Kanälenund Transportern in die Zelle gelangen - also semiperbeabel = Halbdurchlässig

Warum braucht die Zelle eine Doppelmembran?

Die Memrban hält das innere Milieu der Zellenaufrecht und grenzt den Interzelluläraum vom Extrazellulären Raum ab

Doppelmembran - Organellen in der Zelle - wie Zellkern ,Mitochondrien , Chloroplasten (in dem isolierte Stoffwechselvorgänge ablaufen)

Einfachmembran haben ER , Golgi apparat , Lysosomen etc

Aus was besteht die doppelmembran?

Phospholipide - häufigste vertreter ist die Phsophatidylcholin sie besteht aus Cholin, Phsophtagruppe, Glycerin und 2 Fettsäurereste

(Hat eine dicke von 10nm bei Eukaryoten)

Was bedeutet amphiphil bei Phsopholipiden?

Der Kopf ist Hydrophil und die Fettsäurereste sind Unpolar also Hydrophob = Amphiphil

Dh.: im wässrigen Milieu lagern sich die Phospholipide zu doppelschichten zusammen - die Köpfe zeigen in die wässrige umgebung und die Schwänze verstecken sich

Flüssig-Mosaik-Modell:

Heisst das viele Proteine in der flüssigen Membran eingebaut sind und sich in der Membran bewegen können - je mehr ungesättigte Fettsäure oder Cholesterin desto Fluider ist sie

Pheriphere & Transmembranproteine znd zu was dienen sie?

Pheriphere Membranproteine sind in der oberen hälfte der Lipid Schicht eingebettet

Transmembranproteine durchspannen sie komplett

Beide dienen als Kanäle und Transporter für Stoffe, sie können auch als Rezeptoren dienen für Chemische Signale , Hormone und Neurotransmitter und ins Zellinnere weiterleiten

An Membranbestandteile wie Proteine und Lipiden können zuckerreste gebunden sein -

Meist mehrfachzucker (oligosaccharide) - diese Verbindungen werdn Glykoproteine oder Glykolipide genannt - gesamtheit aller nennt man Glykokalix (wichtige Erkennungsfunktion bei der Immunabwehr)

Erklär APS- Erkrankung und erkläre ein beispiel wie Arzneimittel auf Biomembranen wirken.

APS - Antiphospholipid syndrom , kommt vorranging bei Frauen vor und ist eine Autoimunerkkrankung in dem Antikörper gegen Phospholipide gebildet werden - folgen sind daher verstärkte Blutgerinnung, Schlaganfällenund Fehlgeburten

Fast die hälfte der zugelassenen Arzneimittel binden an Biomembranen - bso Aspirin.: dieser Stoff hemmt membranassozierte Cyclooxiganese-Enzyme, dadurch wird die Synthese von Prostglandinen blockiert die als Botenstoffe für entzündliche Reaktionen und Schmerzempfinden auslösen.

Stofftransport bei memrbanen:

Und erkläre dabei zusammenhang mit Konzentrationsgardient (gefälle)

Biomembranen sind selektive Barrieren dh.: unpolare Gase (wie co2 können ungehindert diffundieren / auch kleine polare moleküle können durch diffundieren (in sehr geringen ausMaß)

Die Triebkraft ist ein Konzentrationsgradient → Diffusion/ sie benötigt keine energie und ist ein physikalischer prozess dh.: gleichmässige Verteilung von Teilchen

Antrieb dafür ist Thermische bewegung der Teilchen (unkontrolliert und zufällig) jedoch immer von niedriger zur hoher konzentration

Transportproteine - passiver transport

Erleichterte diffusion - ebenfalls Konzentrationsgefälle jeodch vieo schneller/ PERMEASEN (proteine) bilden hydrophilen kanal oder carrier

Carrier - Ligandengesteuerter Kanal - bei Bindung eines bestimmten Moleküls ändert er räumliche anordnung und gibt Stoff am anderen Ende der Membran ab

Aquaporine (osmose) Diffusion?

Eine ausnahme bei der Difusion gibt es und zwar wasser - wasser wandert durch osmose dh.: wasser will immer von wenig gelösten stoffen zu viel gelösten stoffen

Aktiver transport bei Transportproteine:

Primär Transport: Moleküle werden durch Ionenpumpen entgegengesetzt ihres Gradienten Transportiert / hierbei wird ATP benötigt/ bsp.: Natrium-Kalium Pumpe - benötigt Energie um 3 Na+ ionen aus der Zelle und 2 K+ Ionen in die Zelle zu schleusen = Antiporter

Somit kann negatives Potenzial aufrechterhalten werden - wichtig für nervenzellen (elektrische signal weiterleitung)

Sekundärer Transport: ein Gradient wurde zuvor durch aktiven primären Transport aufgebaut /bsp .: Natrium-iodid symporter er nutzt die energie die frei wird, wenn Na+ Ionen entlang ihres Gardienten in die Zelle diffundieren, um Iodid in die gleiche Richtung zu transportieren

Uniporter, symporter und antiporter erklärt-

Uniport: nur eine Teilchensorte kann auf einmal befördert werdn

Symporter: transportieren mehrere auch verschieden moleküle

Antiporter: transportieren bestimmte teilchen in die eine und andere Teilchen in die andere Richtung

Bei der erkrankung CTFR - Cystic Fibrosis Transmembran Conductance Regulator“ erklär was da passiert:

Dabei sind die Chlorid-ionen kanäle durch das CTFR gen gestört - dh Cl wird nicht mehr aus der zelle diffundiert somit wird auch mittels Osmose weniger wasser aus der zelle gebracht (zu wenig gellste dtoffe ausherhalb der zelle) somit bildet sich beinden bronchien zähflüssiger Balterien besiedelter schleimm

Folge sind schwere Atemwegsinfekte bis zu Lungenversagen

Endozytose erklärt:

makromoleküle werdn somit in die zelle beschafft

Man unterscheidet zw. Aufnahme geformter Partikel (phahozytose) → (dabei werden ganze Mikroorganismen und adoptische Zellen augenommen) und gelöster Substanzen (Pinozytose)

Bildet sich eine Einbuchtung in Membran und schnürt es in Bläschen (Vesikel) ab

Erklärung Exozytose:

Makromoleküle werdn aus der Zelle geschleust

Ein Vesikel fusioniert mit der Membran und gibt seine Fracht nach aussen ab (bsp.: Neurotransmitter) die Fracht wird zuvor im golgi apparat in Vesikel verpackt

Unterschied zw. Konstitutive Exozytose und regulierte Exozytose:

Konstitutive Exozytose: findet permanent statt und benötigt keinen Stimulus

regulierte Exozytose: Läuft nur als Reaktion von einem Reiz ab zb.: Anstieg von Ca+ Ionen im Intrazellulär raum

Zellkontakte welche arten gibts es und für was sind die zuständig?

Diese halten Zellen zusammen damit einnGewebe ensteht und sie kommunizieren miteinander

Verschliesenden, Kommunizierenden und hafzenden Kontakte

Verschlusskontakte erklärt:

Zonula occludens (Thight Junction) bringen Zellen so dicht aneinander das kein stoffdurchtritt in Zwischenzellraum möglich ist

Sind überall vorhanden wo körperinneres von körperäusserem abgedichtet werdn muss / bsp.: Darmepithel (epithelgewebe = Grenzgewebe) oder Blut Hirn schranke

Verschlusskontakte aufbau und erkläre Polarität bei Epithelzellen:

Thight junctions haben gürtelförmige Struktur die aus Membranproteine der Famile Claudine und Occludin bestehen

Sie verleihen Epithelzellen Polarität: ausgeprägung unterschiedlicher Zelleigenschaften an verschiedenen seiten der Zelle → verhindert das Membranbestandteile aus den Apikalen bereiche in die Region zwischen der Zelle fundieren

Haftkontakte erklärt:

Zonula adhaerens (Gürteldesmosom) - läuft gürtelförmig um Epithelzelle herum ist in Verbindung jedoch lockerer als Thight junctions und stellt pber Haftung (adhearens) Verknüpfung 2er Zellen her (mechanischer zusammenhalt)

Haftung aus Glykoprotein Cadherin und den Aktinfillamenten

Macula adhearens:

Desmosom im engeren Sinne - bildet in Epithelzellen der Darmwand drucknopfartige Plaques und setzt ebefalls pber Cadherine ans Zytoskelett an / in diesem fall an den Intermediärfillamente → punktförmige strukturen

(Sind sehr zugfest daher zb in Darm oder Hautzellen)

Hemidesmosomen:

Sind Zell-Matrix-Kontakte/ sie verbinden nicht 2 Zellen sondern eine Zelle mit dem Raum ausserhalb der Zelle (extrazelluläre Matrix)

Sie nutzen Integrine → Eiweißmoleküle die als Transmembranproteine dauerhaft in der Zellmembran verankert sind und sie gänzlich durchqueren

Bso.: die Haut oberste schicht ist epidermis (epithelgewebe) die wird druch hemidesmosomen festgehalten bzw wie ein bolzen an die basalmembran und den intermediärfillamenten gebunden

🧫 Epidermis (Epithel)

│

│ Intermediärfilamente

↓

🔩 Hemidesmosomen

│

━━━━━━━━ Basalmembran ━━━━━━━━

│

🧬 Dermis (Bindegewebe)

Kommunikationskontakte:

Gap junctions - bestehen aus Connexinen (Transmembranproteine) und bilden in der Membran einen Hohlzylinder

Bei Nervenzellen bilden sie elektrische Synapsen / sind aber such im Herz für elektrische Erregungsweiterleitung zuständig

Sie dienen der Kommunikation zw Zellen