Biologie Zusammenfassung
Kompartimentierung in der Zellbiologie
Unter Kompartimentierung versteht man in der Medizin die Unterteilung einer Zelle, eines Gewebes, Organs oder Körpers in verschiedene Teilbereiche (Kompartimente), in denen unterschiedliche Bedingungen herrschen.
Eukaryoten
Eukaryoten sind Zellen von Tieren, Pflanzen und Pilzen. Die eukaryotische Zelle ist in funktionsorientierte Kompartimente aufgeteilt, und der überwiegende Teil des Erbmaterials befindet sich im Zellkern.
Einzeller und Mehrzeller
Einzeller: Organismen, deren Existenz auf nur einer einzigen Zelle beruht (können Prokaryoten oder einzellige Pflanzen/Pilze sein).
Mehrzeller: Organismen, die aus mehreren Zellen bestehen, wobei die Zellen unterschiedlich spezialisiert sind und eine komplexe Aufgabenteilung gewährleisten.
Zell-Zell-Verbindungen
Zellen benötigen Zell-Zell-Verbindungen, um miteinander zu kommunizieren und optimal zusammenzuarbeiten. Diese Verbindungen können anhand von Elektronenmikroskopie identifiziert werden.
Adhering junction: Gewährleistet den Zusammenhalt von Zellen.
Tight junction: Verhindert Diffusion.
Gap junction: Erlaubt direkten Stoffaustausch zwischen Zellen.
Vergleich der Baumerkmale von Tier- und Pflanzenzellen
Zellbestandteile beschriften (Schema für Tier- und Pflanzenzelle).
Vergleich der Strukturen:
Tierzellen besitzen: Mitochondrien, Zentriolen, Golgi-Apparat, Zellmembran, Lysosomen, raues/smooth ER.
Pflanzenzellen besitzen zusätzlich: Zellwand, Vakuole, Chloroplasten, die für Photosynthese verantwortlich sind.
Besonderheiten der Pflanzenzelle umfassen die genannten zusätzlichen Organellen und die größere Vakuole.
Zellorganellen und ihre Funktionen
Zellkern
Genetisches Steuerzentrum der Zelle; enthält DNA in Form von Chromatin.
Kernporen ermöglichen den Transport von Molekülen (Proteinen).
Endoplasmatisches Retikulum (ER)
Raues ER: Ort der Proteinsynthese.
Glattes ER: Synthese von Lipiden und Hochwertige Modifizierung von Proteinen.
Golgi-Apparat (Dictyosomen)
Modifizierung, Speicherung und Transport von Lipiden und Proteinen.
Mitochondrien
Bekannt als „Kraftwerk der Zelle“; für Zellatmung und ATP-Synthese verantwortlich.
Zellmembran und ihre Bestandteile
Die Zellmembran besteht aus einer Lipid-Doppelschicht, die Zellen und deren Kompartimente abgrenzt.
Phospholipide: Grundbausteine, amphiphil.
Cholesterin: Sichert Membranflexibilität.
Proteine: Transport- und Informationsübertragungsfunktionen.
Glykoproteine/Glykolipide: Zell-Zell-Erkennung.
Stoffwechselprozesse
ATP (Adenosintriphosphat)
Universelle Energiequelle, die in biochemischen Reaktionen verwendet wird.
Energie wird bei der Hydrolyse von ATP freigesetzt.
Kohlenhydratstoffwechsel
Umfasst Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette.
Glykolyse: Zerlegt Glucose in Pyruvat.
Citratzyklus: Produziert NADH, FADH2 zur Energiegewinnung.
Redoxreaktionen
Oxidation: Elektronenabgabe.
Reduktion: Elektronenaufnahme.
Neurobiologie
Nervenzellen (Neuronen)
Bestehen aus Dendriten, einem Axon und dem Zellkörper (Soma).
Dendriten empfangen Signale, während Axone sie weiterleiten.
Ruhepotenzial und Aktionspotenzial
Ruhepotenzial: -70 mV, erzeugt durch ionenspezifische Kanäle.
Aktionspotenzial: kurzfristige Änderung des Membranpotenzials, ermöglicht Signalübertragung.
Signalübertragung an Synapsen
Chemische Synapsen übertragen Signale über Neurotransmitter.
Erregende Synapsen führen zu einer Depolarisation, hemmende zu einer Hyperpolarisation.
Neuronale Kommunikationsverbindungen
Zusammensetzung von EPSP (erregende postsynaptische Potenziale) und IPSP (hemmende postsynaptische Potenziale) modifiziert die Reaktionsschwelle am Axonhügel.
Summationsprinzip: Räumliche und zeitliche Summation beeinflusst die Aktionspotenzialbildung.
Zusammenfassung der wichtigsten Themen
Stoffwechsel: Aufbau und Funktion von Mitochondrien, Glykolyse, Citratzyklus.
Neurobiologie: Struktur und Funktion von Nervenzellen, Ruhe- und Aktionspotenzial.
Signalübertragung über Synapsen.
Unter Kompartimentierung versteht man in der Medizin die Unterteilung einer Zelle, eines Gewebes, Organs oder Körpers in verschiedene Teilbereiche (Kompartimente), in denen unterschiedliche Bedingungen herrschen. Dies spielt eine entscheidende Rolle in der Zellbiologie, da es der Zelle ermöglicht, verschiedene biochemische Prozesse gleichzeitig durchzuführen und die Interaktion zwischen verschiedenen Molekülen zu regulieren.
Eukaryoten
Eukaryoten sind Zellen von Tieren, Pflanzen und Pilzen. Die eukaryotische Zelle ist in funktionsorientierte Kompartimente aufgeteilt, und der überwiegende Teil des Erbmaterials befindet sich im Zellkern, was diese Zellen von Prokaryoten unterscheidet, die keinen echten Zellkern besitzen. Eukaryoten haben eine komplexe Struktur, die es ihnen ermöglicht, hochgradig differenzierte Gewebe und Organe auszubilden.
Einzeller und Mehrzeller
Einzeller: Organismen, deren Existenz auf nur einer einzigen Zelle beruht. Diese Organismen können Prokaryoten (wie Bakterien) oder einzellige Pflanzen/Pilze (wie Amöben oder Hefen) sein. Sie zeigen eine Vielzahl von Lebensformen und Überlebensstrategien, darunter sowohl autotrophe als auch heterotrophe Stoffwechselwege.
Mehrzeller: Organismen, die aus mehreren Zellen bestehen, wobei die Zellen unterschiedlich spezialisiert sind und eine komplexe Aufgabenteilung gewährleisten. Jede Zellart erfüllt spezifische Funktionen, die für das Überleben des gesamten Organismus wichtig sind, wie beispielsweise die Fortpflanzung, Ernährung und Fortbewegung.
Zell-Zell-Verbindungen
Zellen benötigen Zell-Zell-Verbindungen, um miteinander zu kommunizieren und optimal zusammenzuarbeiten. Diese Verbindungen können anhand von Elektronenmikroskopie identifiziert werden und sind entscheidend für die Homöostase und die Funktionalität von Geweben.
Adhering junction: Gewährleistet den Zusammenhalt von Zellen, indem sie Zellen aneinander bindet, um die Integrität des Gewebes zu bewahren. Diese Verbindungen sind wichtig für die mechanische Stabilität.
Tight junction: Verhindert die Diffusion von Substanzen zwischen benachbarten Zellen, indem sie eine Barriere bilden. Diese sind besonders wichtig in Epithelzellen, wo sie den Übergang von Molekülen und Ionen regulieren.
Gap junction: Erlaubt direkten Stoffaustausch zwischen Zellen, indem sie Kanäle bilden, die es ermöglichen, Ionen und kleine Moleküle zu transportieren. Sie sind entscheidend für die elektrische Kommunikation zwischen Neuronen und Herzmuskelzellen.
