Biomoleküle und Zellbiologie: Struktur und Funktionen

Grundlagen der Zellbiologie und Biomoleküle

Wichtige anorganische Bestandteile

Wasser und Mineralsalze

Wasser: Mehr als die Hälfte unseres Körpers besteht aus Wasser. Wasser ist essenziell für die Durchführung chemischer Reaktionen und den Transport von Substanzen.

Mineralsalze: Sie bilden die harten und festen Teile des Körpers.

Organische Biomoleküle

Kohlenhydrate (Saccharide)

Kohlenhydrate sind Biomoleküle, die aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) bestehen.

• Monosaccharide: Die einfachsten Kohlenhydrate (Einfachzucker).
• Disaccharide: Entstehen durch die Vereinigung von zwei Monosacchariden.
• Polysaccharide: Entstehen durch die Vereinigung vieler Monosaccharid-Moleküle.

Proteine

Proteine bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und einem kleineren Anteil an Schwefel. Sie werden durch die Verknüpfung vieler Moleküle, genannt Aminosäuren, gebildet.

Funktionen der Proteine:

• Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Zellstruktur.
• Verteidigung (z. B. Antikörper).
• Transport von Substanzen.

Lipide (Fette)

Lipide sind eine Gruppe verschiedener Substanzen. Lipide sind nicht in Wasser löslich und bilden wichtige Zellstrukturen.

Nukleinsäuren

Es gibt zwei Arten: DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure).

Funktion: Speicherung von Informationen für das Funktionieren und die Entwicklung der Lebewesen.

Zelltypen und Zellstruktur

Arten von Zellen

• Prokaryotische Zellen: Zellen (wie Bakterien), bei denen der Zellkern nicht vom Rest der Zelle getrennt ist.
• Eukaryotische Zellen: Zellen (wie unsere oder die von Pilzen), bei denen der Kern durch eine Kernhülle getrennt ist.

Zellkomponenten

• Zellmembran: Besteht aus Lipiden und Proteinen. Sie umgibt die Zelle. (Manche Zellen werden zusätzlich durch eine Zellwand geschützt.)
• Zytoplasma: Der Raum zwischen dem Kern und der Zellmembran. Es besteht aus einer Flüssigkeit, dem Hyaloplasma.
• Nukleus (Zellkern): In der Regel kugelförmig und durch eine Kernhülle begrenzt. Funktion: Trägt die genetische Information der Zelle.

Zelluläre Funktionen

Zelluläre Ernährung

• Autotroph: Die Zellen stellen die benötigte organische Materie aus anorganischen Verbindungen selbst her.
• Heterotroph: Die Zellen beziehen die benötigte organische Materie aus der organischen Substanz anderer Zellen oder Organismen.

Zelluläre Reproduktion (Mitose)

Der Prozess der Reproduktion wird als Mitose bezeichnet. Während der Mitose vervielfältigt sich die DNA (Chromosomen). Durch die Mitose entstehen zwei Tochterzellen, deren DNA identisch mit der der Mutterzelle ist.

Organisation von Lebewesen

Thallus-Struktur

Diese Struktur findet man bei Lebewesen, deren Zellen alle gleich sind. Alle Zellen sind in der Lage, die drei wichtigen Funktionen (Ernährung, Reproduktion, Interaktion) auszuführen.

Gewebe-Organisation

Diese Struktur findet man bei Lebewesen, die aus verschiedenen Zelltypen bestehen. Jeder Zelltyp ist auf eine bestimmte Tätigkeit spezialisiert.