Zellbiologie

Prokaryoten
- Protozyten = primitiver und einfacher als Euzyten
- durchschnittlich 0,1 – 1 Mikrometer groß
-> kleiner als Euzyten
- Inneres von Zellmembran umhüllt und weist keine Kompartimentierung in einzelne reaktionsräume auf
- Genom (Erbgut) liegt frei im Zytoplasma                                                                                        
-> besteht aus einem geschlossenen ringförmigen DANN-Doppelstrang, wird als Kernäquivalent          (Nukleoid) bezeichnet
- kein Zellkern
- im Zytoplasma freie Ribosomen, die aus RNA & Proteinen besteht
-> an ihnen Proteinbiosynthese

Eukaryoten
- durchschnittlich 10 – 15 Mikrometer groß
- höhere Organisationsform als Prozyten
- lebender Zellinhalt (Protoplast) von Zellmembran umhüllt
- Zellmembran stellt Lipid-Doppelschicht dar
- pflanzliche Zellen = dreischichtige Zellwand
-> Mittellamelle, Primär – und Sekundärwand, sind der Zellmembran aufgelagert
- Zellwand = feste, äußere Begrenzung der Pflanzenzelle & bestimmt die äußere Form
- Zytoplasma (Zytosol) enthält ca. 70 % Wasser & bis zu 20 % Proteine
-> der hohe Anteil an Proteinen vergrößert die Viskosität & macht es zähflüssig
- Grundplasma ist durch Kompartimentierung in unterschiedliche Zellräume aufgeteilt
- Zellräume = Zellorganellen, sind abgegrenzte funktionsspezifisch differenzierte Zellbereiche

Je nach Abgrenzung unterscheidet man 3 Gruppen

1. Organellen mit Doppelmembran

Zellkern
- das größte Organell                                                                                                                                                                 -> Steuerzentrale der Zelle                                                                                                                                                   -> dirigiert alle Zellfunktionen
- Kernhülle besteht aus Doppelmembran, welche durch Kernporen durchbrochen ist, die Stoffaustausch zwischen Kerninnerem und Zytoplasma gewährleisten
- im Zellkern in spezieller Kernflüssigkeit (Karyoplasma) sind die Chromosomen eingebettet, und ein oder mehrere Kernkörperchen
-> in diesen Nukleoli (aus DNA, RNA & Proteinen) erfolgt die Synthese der Ribosomen-Vorstufen

Mitochondrien
- meist stäbchenförmig
- „Kraftwerk“ der Zelle
- in ihnen läuft die Zellatmung ab
- sie liefern die Energie für die Zellen in Form von ATP (Adenosintriphosphat)
- innere Mitochondrienmembran, die Organelleninhalt (Mitochondrien-Matrix) umschließt, ist zur Oberflächenvergrößerung stark in Innenraum hinein gefaltet
- in der Matrix weisen die Zellorganellen sowohl organellspezifische Ribosomen als auch eigene ringförmige DANN-Moleküle auf
-> können sich nur durch Zweiteilung bereits vorliegender Mitochondrien vermehren

Plastide (Organellen in Pflanzen)
- können in Pflanzenzellen in mehreren, funktionsspezefischen Formen vorkommen
- entwickeln sich aus Vorformen (Proplastiden)
- Proplastide entstehen durch Abschnürung (Teilung) bereits vorhandener Plastiden
- je nach Entwicklungszustand Zelle und Lichteinwirkung können die Plastidentypen ineinander umgewandelt werden

Chloroplasten
- in ihnen läuft die Fotosynthese ab
- -> Fotosynthese führt zur Produktion von zucker – und Stärkemolekülen
- eine innere Membran umschließt die Grundsubstanz (Stroma-Matrix)
-> diese Innere Membran ist in den Matrixbereich hinein lamellenförmig-flächig eingestlpt (Oberflächenvergrößerung) und bildet dirt Membransysteme (Thylakoide)
- wenn Thylakoide geldrollenartig übereinandergespaltet =  Granatylakoide /Granum)
- liegen Membranen einzeln im Matrixbereich = Stromathylakoide
- im Tsroma verteilt sind die Ribosome
- Chloroplasten eigene DANN

2. Organellen mit einer Membran

Endoplasmatisches Reticulum (ER)
- Membransystem, welches mit äußerer membran des Zellkerns in direkter Verbindung steht
- als nicht-plasmatsiches Netzwerrk durchziehen die Kanäle des ER das Zytoplasma
- das membransystem kann sich auch zu Vesikeln und Membranbläschen erweitern
- raes ER (rER) = an Oberfläche Ribosomen
- glatte Er (sER) = keine Ribosomen an Oberfläche
- Er ist wichtiger Syntheseort (für Proteine oder membranlipide bei Tierzellen)
- Tranportsystem, Verbreitung innerhalb der Zelle = „Autobahn der Zelle“
- die meisten vom ER sezernierten Stoffe gelangen direkt zu den Dityosomen

Dictyosome
- alle Dityosome einer Zelle = Golgi-Apparat
- einzelne Dictyosome sind Stapel von abgeflachten, nicht-plasmatsichen Zisternen (membranumhüllte Hohlräume), an deren Rändern Vesikel abgeschnürt werden
- Golgi-Apparat = Lagerort für Proteine
-> in ihm Stoffe aus ganzer Zelle (vorallem ER) angeliefert, verarbeitet und in Transportvesikeln wieder verteilt

Lysosome
- bläschenförmig
- Stoffabbau innerhalb der Zelle
- vom Golgi-Apparat gebildet
- sie variieren in Größe
- beinhalten vorallem Verdauungsenzyme

Microbodies
- äußerst kurzlebig, kleine membranumhüllte Vesikel
- am ER gebildet
- speichern spezifische Enzyme
- Abbau von Stoffwechselendprodukten

Vakuole
- in Pflanzenzelle, Zentral in Zelle
- durch Biomembran mit spezifischen Permeabilitätseigenschaften (Tonoplast) gegen Zytoplasma abgegrenzt
- im Inneren zum größten Teil Wasser
- je nach Typ der Pflanzenzelle können in Vkuole verschiedene Stoffe gespeichert werden, wie sekundäre Pflanzenstoffe oder Reservestoffe
- Endprodukte aus Pflanzen stoffwechsel lagern, wodurch Vakuole in diesem Fall zum „Abfalleimer der Zelle“ wird

Organellen ohne Membran

Ribosome
- zusammengestezt aus RNA & Proteinen
- Ort der Proteinbiosynthese

Zentriolen
- zylinderförmige Zellorganellen
- im rechten Winkel aufeinander
- unterstützen Bildung des Spindelapparats während der Zellteilung
- Aufbau des Zytoskelettes, eines intrazellulären Stützsystems
- vielschichtige Protein-Netzwerk aus tubulären Formen (kleinste Röhrechn) und filamentären Strukturren (dünnste Fäden) verleiht der Zelle Stabilität & Beweglichkeit
- unterschiedlche Bauelemente geben der äußeren Form der Zelle Beständigkeit
- Zytoskelett stellt das Gerüst für die intrazelluläre Bewegung von Zellorganellen dar