vorlesung zellbiologie teil biologie: evolution – zellbiologie – entwicklung institut für...
TRANSCRIPT
![Page 1: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/1.jpg)
Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie:
Evolution – Zellbiologie – Entwicklung
Institut für Biologie II
Jörg Mey
Jörg Mey
Institut für Biologie IIRWTH Aachen
![Page 2: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/2.jpg)
Zellen und Gewebe
1. Was sind Lebewesen?
2. Vergleich Prokaryoten/EukaryotenPflanzliche Zellen/Tierzellen, Gewebetypen
3. Übersicht über die Zellorganellena) Zellkernb) Mitochondrien/Plastidenc) Ribosomend) Membransysteme in der Zellee) Zytoskelett
Institut für Biologie II
Jörg Mey
![Page 3: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/3.jpg)
Zellen und Gewebe
1. Was sind Lebewesen?
2. Vergleich Prokaryoten/EukaryotenPflanzliche Zellen/Tierzellen, Gewebetypen
3. Übersicht über die Zellorganellena) Zellkernb) Mitochondrien/Plastidenc) Ribosomend) Membransysteme in der Zellee) Zytoskelett
Institut für Biologie II
Jörg Mey
![Page 4: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/4.jpg)
Merkmale der Lebewesen
• Wachstum• Stoffwechsel• Erregbarkeit• spontane Bewegung• Vermehrung und Vererbung
außerdem: offene Systeme im Sinne der Thermodynamik (Austauch von Materie und Energie mit der Umwelt)
praktische moderne Definition:
Lebewesen sind Naturkörper, die Nukleinsäuren und Proteine besitzen und imstande sind, diese Stoffe selbst zu synthetisieren.
![Page 5: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/5.jpg)
Viren
• vermehren sich als obligate intrazelluläre Parasiten• entweder DNA oder RNA• Montage aus vorgefertigten Teilen; kein Wachstum, keine Teilung• kein eigener Stoffwechsel; keine Möglichkeit der Energie-Erzeugung• unempfindlich gegen Antibiotika; empfindlich gegen Interferone• kristallisierbar
Viren sind keine Lebewesen. medizinische Bedeutung, molekularbiologische Bedeutung Virus = „Gift“ passieren Bakterien-Filtersedimentieren nicht in herkömmlichen Zentrifugen systematische Merkmale von Viren:
![Page 6: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/6.jpg)
Viren• vermehren sich als obligate intrazelluläre Parasiten• entweder DNA oder RNA• Montage aus vorgefertigten Teilen; kein Wachstum, keine Teilung kristallisierbar
![Page 7: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/7.jpg)
Viren• vermehren sich als obligate intrazelluläre Parasiten• Retroviren sind eine Gruppe der RNA-Viren
EM-Bild einer HIV-infizierten T-Zelle (Fehlfarben)
äußere Membran
![Page 8: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/8.jpg)
binden N2 Sporen binden CO2
innere Membranen, Photosynthese
![Page 9: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/9.jpg)
Zelltheorie
Robert Hooke, 1665: „Micrographia“, MikroskopAnthony van Leeuwenhoek, 1674: Beschreibung von Erythrozyten
Theodor Schwann undMathias Jakob Schleiden, 1838/39: Zelltheorie
SchwannSchleiden
![Page 10: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/10.jpg)
Zelltheorie
Evangelista Purkinje, 1839: Protoplasma
Rudolf Virchow, 1855: Cellular-Pathologie
Rücken wir bis an die letzten Grenzen vor, an denen es noch Elemente mit dem Charakter der Totalität oder, wenn man will, der Einheit gibt, so bleiben wir bei den Zellen stehen. ... Ich kann nicht anders sagen, als dass sie die vitalen Elemente sind, aus denen sich die Gewebe, die Organe, die Systeme, das ganze Individuum zusammensetzen
„omnis cellula e cellula“
Virchow
![Page 11: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/11.jpg)
Campbell 26.26
![Page 12: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/12.jpg)
Zellen und Gewebe
1. Was sind Lebewesen?
2. Vergleich Prokaryoten/EukaryotenPflanzliche Zellen/Tierzellen, Gewebetypen
3. Übersicht über die Zellorganellena) Zellkernb) Mitochondrien/Plastidenc) Ribosomend) Membransysteme in der Zellee) Zytoskelett
Institut für Biologie II
Jörg Mey
![Page 13: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/13.jpg)
Größenverhältnisse
mm – cm makroskopisch sichtbar
0,2 mm Auflösungsgrenze des bloßen Auges20 µm
2 µm 0,2 µm Auflösungsgrenze
des Lichtmikroskops20 nm 2 nm 0,2 nm Auflösungsgrenze
des ElektronemmikroskopsAtome
Zellen
Organellen
Moleküle
![Page 14: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/14.jpg)
nicht zellulär zellulär
Viren Prokaryoten Eukaryoten
< 400 nm 1 – 2 µm 10 – 20 µm(Pockenvirus)
Viren Bakterien Pflanzen Pilze Tiere
nein ja ja ja ja
nein nein ja ja ja
nein ja ja ja nein (Murein) (Cellulose) (Chitin, Cellulose)
typischeGröße (d)
Plasmalemma
Zellkern
Zellwand
Merkmale der Zellen
![Page 15: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/15.jpg)
Bakterien
Micrococcus Bacillus SpirillumStreptococcus
Mesosom
![Page 16: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/16.jpg)
Tierische Zelle
![Page 17: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/17.jpg)
PflanzlicheZelle
![Page 18: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/18.jpg)
Grundtypen der Gewebe
Epithelien
Mesenchym
Nervengewebe
![Page 19: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/19.jpg)
Epithelien polar, bewimpert, sekretorisch; Basallamina
spezialisierte Zellverbindungen
BindegewebeBindegewebe i.e.S. zwischen Organen; Fibroblasten, ECM
Muskel Kontraktion; Skelett-M./glatter M./Herz
Blut Erythrozyten, Leukozyten
NervengewebeNeurone und Glia ZNS, PNS; Zelltypen; Synapsen
Sinneszellen Sinnesepithelien; Rezeptoren
Keimzellen (Gameten) Spermium, Eizelle; haploid
Grundtypen der Gewebe
![Page 20: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/20.jpg)
Zellen und Gewebe
1. Was sind Lebewesen?
2. Vergleich Prokaryoten/EukaryotenPflanzliche Zellen/Tierzellen, Gewebetypen
3. Übersicht über die Zellorganellena) Zellkernb) Mitochondrien/Plastidenc) Ribosomend) Membransysteme in der Zellee) Zytoskelett
Institut für Biologie II
Jörg Mey
![Page 21: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/22.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
Protoplasma
Zytoplasma Zellkernmit Nucleo- oder Karyoplasma
Zytosol Organellenz.B. Mitochondrien
LysosomenRibosomenGolgi-ApparatER
![Page 23: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/23.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 24: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/24.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 25: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/25.jpg)
Tierische Zelle
![Page 26: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/26.jpg)
Zellkern
Poren (d: 10 nm)Porenkomplex
Nucleoli
Kernhülle, Doppelmembran
Matrix
![Page 27: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/27.jpg)
Zellkern
Im Kern befindet sich das Erbmaterial der Zelle: Chromosomen diese bestehen aus DNA-Molekülen die mit Proteinen verpackt sind
Zellen aus der Lunge eines Molches, kurz vor der Zellteilung
![Page 28: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/28.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 29: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/29.jpg)
Mitochondrien
Grün: Immunfärbung gegen ein mitochondriales Protein
Blau: DAPI-Färbung der DNA, Zellkern
![Page 30: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/30.jpg)
Mitochondrien
glatte Außenmembran
eingefaltete Innenmembran:
Christae
![Page 31: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/31.jpg)
Mitochondrien sind halbautonome Organellen• eigene DNA, eigene Ribosomen• entstehen durch Teilung, nicht de novo
Wichtige Stoffwechselfunktionen der Mitochondrien:in der Matrix:Citrat-Zyklus (Zentrale Drehscheibe des Stoffwechsels, Synthese von Aminosäuren, oxidativer Abbau von Pyruvat als Endprodukt des Glukoseabbaus)-Oxidation der Fettsäuren (Abbau zu Acetyl-CoA)
an der inneren Mitochondrienmembran:Atmungskette (Zellatmung, ATP-Synthese durch Oxidation
von Reduktionsäquivalenten wie NADH+H+, FADH2)
![Page 32: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/32.jpg)
PflanzlicheZelle
![Page 33: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/33.jpg)
Plastiden/Chloroplasten
Strukturelle Unterschiede zu Motochondrien:1. größer 2. äußere, innere + Thylakoid-Membran mit Grana 3. Stoffwechselprozesse
Grana
Thylakoidmembran
Stroma
Chloroplasten in den Blattzellen eines Mooses, Lichtmikroskop
![Page 34: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/34.jpg)
Plastiden sind halbautonome Organellen• eigene DNA, eigene Ribosomen• entstehen durch Teilung, nicht de novo
Wichtige Stoffwechselfunktionen der Plastiden:
an Thylakoidmembranen:Photosynthese (Lichtreaktion: Elektronentransfer-Reaktionen,
Chlorophyll; ATP-Synthese, NADP-Reduktion)
im Stoma:Calvin-Zyklus (Dunkelreaktion, Photosynthese-Produkte in
den Zellstoffwechsel, RUBISCO)
Speicherung von Stärke
![Page 35: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/35.jpg)
Entstehung der Eukaryoten
Belege für die Endosymbiontentheorie
1. Mitochondriale DNA: Ringstruktur, keine Histone, ähnlich der bakteriellen DNA
2. Mitochondriale Ribosomen ähnlich denen der Bakterien, Größe, Kompatibilität der Untereinheiten
3. Doppelmembran 4. Zusammensetzung der inneren
Membran wie bei Bakterien, Details der Proteinbiosynthese: Hemmbarkeit durch Antibiotika, tRNAF-Met
5. Rezente Modellorganismen
Campbell 26.1
![Page 36: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/36.jpg)
Zellen und Gewebe
1. Was sind Lebewesen?
2. Vergleich Prokaryoten/EukaryotenPflanzliche Zellen/Tierzellen, Gewebetypen
3. Übersicht über die Zellorganellena) Zellkernb) Mitochondrien/Plastidenc) Ribosomend) Membransysteme in der Zellee) Zytoskelett
Institut für Biologie II
Jörg Mey
![Page 37: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/37.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 38: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/38.jpg)
Ribosomen
![Page 39: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/39.jpg)
Ribosomen• freie Ribosomen im Zytosol• Ribosomen am endoplasmatischen Retikulum: rER• Ribosomen in Plastiden und Mitochondrien
zwei Untereinheiten:große UE:60 S = 1/3 Protein (49 Moleküle) + 2/3 rRNA (28S, 5,8S, 5S)kleine UE:40 S = 1/3 Protein (33 Moleküle) + 2/3 rRNA (18S)
Funktion der Ribosomen:
Proteinbiosynthese: Translation (Übersetzung der mRNA in Polypeptidketten)
![Page 40: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/40.jpg)
Endoplasmatisches Reticulum (ER)
Proteinbiosynthese am rER:1. Transmembranproteine 2. lysosomale Proteine 3. exportable Proteine
alle anderen Proteine: an freien Ribosomen
![Page 41: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/41.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 42: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/42.jpg)
Zellen und Gewebe
1. Was sind Lebewesen?
2. Vergleich Prokaryoten/EukaryotenPflanzliche Zellen/Tierzellen, Gewebetypen
3. Übersicht über die Zellorganellena) Zellkernb) Mitochondrien/Plastidenc) Ribosomend) Membransysteme in der Zellee) Zytoskelett
Institut für Biologie II
Jörg Mey
![Page 43: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/43.jpg)
Von Biomembranen umschlossene Organellen:
• Kernmembran – ER – Golgi – Lysosomen – Endozytose- und Exozytosevesikel• Mitochondrien, Chloroplasten/Plastiden• Peroxisomen
![Page 44: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/44.jpg)
Endoplasmatisches Reticulum (ER)
![Page 45: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/45.jpg)
Endoplasmatisches Reticulum (ER)
rER
sER
![Page 46: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/46.jpg)
Endoplasmatisches Retikulum• kontinuierlicher Membranraum: Kernmembran – ER - Golgi• Membranfluss, Endozytose, Exozytose• Ribosomen am rough (r)ER, smooth (s)ER
Funktionen des rER:
Proteinbiosynthese: Membranproteine, lysosomale Proteine, exportable Proteine
Signalsequenzen in Primärstruktur, SRP, Andocken der Ribosomen, Translation, Chaperone
Glykosylierung von Proteinen: an Asparagin-Resten, Übertragung eines Oligosaccharids von Dolichol
![Page 47: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/47.jpg)
Endoplasmatisches Retikulum• kontinuierlicher Membranraum: Kernmembran – ER - Golgi• Membranfluss, Endozytose, Exozytose• Ribosomen am rough (r)ER, smooth (s)ER
Funktionen des sER:
Posttranskriptionale Modifizierung: Glykosylierung
Synthese von Lipiden: Steroide, Phospholipide, Glykolipide, Sphingomyelin der Membranen
Speicherfunktion: Ca2+, Proteine, Lipide, Glykogen
![Page 48: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/48.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 49: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/49.jpg)
Golgi-Apparat
![Page 50: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/50.jpg)
Golgi-Apparat
![Page 51: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/51.jpg)
Golgi-Apparat• Membransystem: ER – Golgi - Lysosomen• Golgi-Zisternen, Dictyosomen, Transportvesikel
Funktionen des Golgi:
Transport und Verteilung in der Zelle: lösliche Proteine, Membransegmente, Endo-/Exozytose-Vesikel
Modifikation und Sortierung von Proteinen: Glykosylierung, Modifikation der Oligosaccharidketten
Produktion von Lysosomen: Verdauung und intrazellulärer Abbau (zweiter Weg: Proteasomen)
![Page 52: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/52.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 53: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/53.jpg)
Lysosomen• Verdauung und Intrazellulärer Abbau von Proteinen, Lipiden, Zuckern etc.; pH5 (Zytosol: pH7,2)• Enzyme: saure Hydrolasen (Lipasen, Proteasen, Glykosidasen,
Lipasen, Phosphatasen, Sulfatasen, Phospholipasen)• Enzymdefekte: Lysosomale SpeicherkrankheitenEndosomen: Sortierung von aufgenommenem Material
Proteasomen • Multienzymkomplexe (Zylinder aus Proteasen + Deckel)• Degradation ubiquitinylierter Proteine
Peroxisomen• Oxidation von toxischem Material• Leitenzym: Katalase
![Page 54: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/54.jpg)
Übersicht über die Zellorganellen
von Membranen umgebene Organellen
Nicht durch Membranen begrenzte Organellen
Zellkern Ribosomen
Mitochondrien, Plastiden
Mikrotubuli (und die aus ihnen aufgebauten Strukturen: Centriole, Basalkörper, Geißeln und Cilien, Cytoskelett)
Membransysteme
Endoplasmatisches Reticulum
Golgi-Apparat Proteinfilamente (Cytoskelett)
Lysosomen
Peroxisomen Proteasomen u.ä.
![Page 55: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/55.jpg)
Zytoskelett
Aktinfilamente Mikrotubuli Intermediärfilamente
• Form und mechanische Festigkeit der Zelle: Zytoskelett• Bewegung der Zelle: amöboide Bewegung, Geißeln/Zilien• Transport von Organellen innerhalb der Zelle• Muskelkontraktion: Gleitfilamentheorie
![Page 56: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/56.jpg)
Zytoskelett
Zellteilung: Aufteilung der Chromosomen, Spindelfasern
![Page 57: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/57.jpg)
Zellen und Gewebe
1. Was sind Lebewesen?
2. Vergleich Prokaryoten/EukaryotenPflanzliche Zellen/Tierzellen, Gewebetypen
3. Übersicht über die Zellorganellena) Zellkernb) Mitochondrien/Plastidenc) Ribosomend) Membransysteme in der Zellee) Zytoskelett
Institut für Biologie II
Jörg Mey
![Page 58: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/58.jpg)
![Page 59: Vorlesung Zellbiologie Teil Biologie: Evolution – Zellbiologie – Entwicklung Institut für Biologie II Jörg Mey Institut für Biologie II RWTH Aachen](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062223/55204d6949795902118bff2f/html5/thumbnails/59.jpg)
Anzahl und relative Volumina der membran-umschlossenen Zellorganellen:
Kompartiment Prozentanteil (Volumen) ungefähre Anzahl/Zelle
Cytosol
Zellkern
Mitochondrien
ER
Golgi-Apparat
Lysosomen undEndosomen
Peroxisomen
54 % 1
6 % 1
22 % 1700
12 % 1
3 % 1
2 % 500
1 % 400