Glossar: Schlüsselbegriffe der Biologie und Immunologie

Schlüsselbegriffe der Biologie und Zellphysiologie

Abiotisch

Ohne Leben.

Aerob

Biologische Vorgänge, die in Anwesenheit von Sauerstoff ablaufen; beschreibt Lebewesen, die Sauerstoff zum Leben benötigen.

Anaerob

Biologischer Prozess, der ohne Sauerstoff auftritt; beschreibt Lebewesen, die ohne Sauerstoff existieren können.

Anabolismus

Gruppe von Stoffwechselreaktionen, bei denen größere Moleküle aus kleineren synthetisiert werden (unter Energieverbrauch). (Synthese, Aufbau).

Katabolismus (Abbau)

Stoffwechselprozesse des chemischen Abbaus, bei denen Energie freigesetzt wird, indem größere Moleküle in kleinere zerlegt werden.

Stoffwechsel (Metabolismus)

Die Gesamtheit der chemischen Reaktionen in der Zelle, die Verbindungen umwandeln. Diese Reaktionen sind in Stoffwechselwegen organisiert, werden durch spezifische Enzyme katalysiert und sind in Anabolismus und Katabolismus unterteilt.

ATP (Adenosintriphosphat)

Das wichtigste Energie-Transportmolekül der Zelle. Es fungiert als zelluläre Energiewährung.

Katalysator

Eine Chemikalie, die die Geschwindigkeit einer Reaktion erhöht.

Enzyme

Biokatalysatoren, die aus Proteinen bestehen.

Hydrolyse

Der Prozess der Spaltung einer chemischen Verbindung in kleinere Moleküle unter Beteiligung von Wasser.

Glukose

Monosaccharid und wichtigste Energiequelle.

Kohlenhydrate (KH)

Dienen als Energiequelle und Energiereserve.

Glykogen

Polysaccharid, das aus Glukoseeinheiten besteht und die Energiereserve in tierischen Zellen darstellt.

Glykolyse

Katabolischer Stoffwechselweg für den Abbau von Glukose, wobei Pyruvat entsteht.

Glukoneogenese

Der Prozess, bei dem Glukose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorläufern gewonnen wird (Gegenteil der Glykolyse).

Krebs-Zyklus (Zitratzyklus)

Eine Reihe von Reaktionen während der mitochondrialen Atmung, bei denen Essigsäure zu Kohlendioxid abgebaut wird und Energie freigesetzt wird.

Transaminase

Ein Enzym, das in hoher Konzentration in der Leber und in geringerem Maße in den Nieren vorkommt. Bei Verletzungen dieser Organe wird das Enzym ins Blut freigesetzt und dient als Marker in Blutanalysen.

Zellstrukturen und Genetik

Zelle

Die mikroskopische Struktur- und Funktionseinheit von Lebewesen. Besteht aus Membran, Kern (bei Eukaryoten) und Zytoplasma.

Eukaryotische Zelle

Zelle mit einem gut definierten, vom Zytoplasma getrennten Kern. Die Vermehrung erfolgt durch Mitose.

Prokaryoten

Zellen ohne definierten Kern, oft mit dicker Zellwand (z. B. Bakterien). Sie sind klein und besitzen keine membranumschlossenen Organellen.

Bakterien

Die Hauptklasse der Prokaryoten.

Zellkern (Nukleus)

Das größte Organell eukaryotischer Zellen, umgeben von einer Kernhülle. Enthält die Chromosomen und die zelluläre DNA.

Nukleolus (Kernkörperchen)

Struktur im Zellkern, in der ribosomale RNA synthetisiert wird.

Mitochondrien

Verantwortlich für den Großteil der Energie, die für die Zellaktivität benötigt wird. Sie fungieren als Kraftwerke der Zelle und synthetisieren ATP durch oxidative Phosphorylierung.

Plasmamembran

Die Zellmembran, die das Zytoplasma umgibt.

Zytoplasma

Der viskose Inhalt der Zelle, der sich innerhalb der Plasmamembran befindet (ohne den Zellkern).

Zytosol

Der flüssige Teil des Zytoplasmas, in dem der Großteil der Stoffwechselreaktionen der Zelle stattfindet.

Zytoskelett

Eine Gruppe von Proteinstrukturen, die das Skelett oder die innere Stütze der Zelle bilden.

Golgi-Apparat

Ein Organell, das für die Modifikation, Sortierung und den Transport von Proteinen und Lipiden zuständig ist.

Lysosom

Vesikel, die Verdauungsenzyme enthalten und vom Golgi-Apparat gebildet werden.

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

Zuständig für Aufgaben im Zusammenhang mit der Proteinsynthese, dem Fettstoffwechsel (Lipide und einige Steroide) und dem intrazellulären Transport. Es kommt in tierischen und pflanzlichen Zellen vor, aber nicht in Prokaryoten.

Raues Endoplasmatisches Retikulum (RER)

Synthetisiert, speichert und transportiert Proteine. Es ist mit Ribosomen besetzt.

Glattes Endoplasmatisches Retikulum (GER)

Synthetisiert, speichert und transportiert Lipide, Cholesterin und Steroide. Es fehlen Ribosomen.

Ribosomen

Bestehen aus rRNA und Proteinen. Sie sind zwei gekoppelte Untereinheiten, die die mRNA ablesen (Translation).

Proteine

Organische Verbindungen, die aus Aminosäuren aufgebaut sind. Sie sind aktive Moleküle, dienen als Reserven, transportieren Moleküle, bieten Immunschutz und sind an der Erzeugung und Übertragung von Impulsen beteiligt.

Aminosäuren

Kleine organische Moleküle, die als Bausteine von Proteinen dienen. Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren.

Disaccharide

Kohlenhydrate, die aus zwei Monosacchariden bestehen.

Gewebe

Eine Gruppe ähnlicher Zellen, die zusammenarbeiten, um bestimmte Funktionen auszuführen.

DNA (Desoxyribonukleinsäure)

Ein Molekül, das genetische Informationen enthält, die zur Herstellung aller zellulären Proteine notwendig sind. Speichert Informationen und gibt sie von Generation zu Generation weiter.

Gen

Die Einheit der Vererbung. Enthält Informationen für die Proteinsynthese (Merkmale) und hat eine biologische Funktion.

Genom

Das gesamte Spektrum der genetischen Elemente eines Organismus.

Chromosom

Im Kern eukaryotischer Zellen zu finden. Trägt die DNA für die Vererbung und enthält die Erbeinheiten oder Gene.

Chromatin

Komplex aus DNA und Proteinen im Zellkern eukaryotischer Zellen. Kondensiert sich bei der Zellteilung zu Chromosomen.

Allele

Jede der alternativen Formen, die ein bestimmtes Gen annehmen kann.

Transkription

Synthese eines RNA-Moleküls, das komplementär zu einem DNA-Molekül ist.

Translation

Proteinsynthese basierend auf der RNA (mRNA).

Mitose

Die Teilung eukaryotischer Zellen, unterteilt in vier Phasen: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase.

Meiose

Zellteilung, bei der eine diploide Zelle zu haploiden Zellen wird (Reduktionsteilung).

Diploid

Eine Zelle mit zwei Sätzen homologer Chromosomen (2n).

Haploid

Ein einfacher Satz von Chromosomen (n). (Z. B. Gameten).

Gamet

Haploide Fortpflanzungszelle (Geschlechtszelle), die mit einer anderen Zelle verschmelzen muss, um sich zu entwickeln.

Zygote

Diploide Zelle, die aus der Vereinigung von zwei haploiden Gameten entsteht.

Mendelsche Vererbung

Vererbung von Merkmalen, die nicht an Geschlechtschromosomen (Autosomen) gebunden sind.

Geschlechtsgebundene Vererbung (Heterochromosomen)

Genetische Vererbung, die durch die Geschlechtschromosomen (X/Y) übertragen wird. Beispiele für Krankheiten: Farbenblindheit (Verwechslung von Farben) und Hämophilie (eine Erkrankung, die die Blutgerinnung beeinflusst und Blutungen verursacht).

Immunologie und Abwehrmechanismen

Virus

Ein Partikel, das aus Nukleinsäuren und Proteinen besteht, das in Wirtszellen Funktionen ausführt und sich dort reproduziert.

Immunsystem

Besteht aus einer Reihe von Mechanismen, die den Körper vor Infektionen schützen, indem sie Krankheitserreger identifizieren und eliminieren. Die Erreger reichen von Viren über parasitäre Würmer bis hin zu Parasiten. Das System muss Erreger mit absoluter Spezifität von normalen Körperzellen und Geweben unterscheiden.

Immunität

Eine sehr spezifische Abwehrreaktion des Körpers auf eine Substanz oder einen infektiösen Erreger. Beinhaltet die spezifische Erkennung von Antigenen und die Erzeugung einer spezifischen Antwort. B- und T-Lymphozyten sind beteiligt.

Antigen

Jedes körperfremde Molekül, das die Produktion von Antikörpern durch die Zellen des Immunsystems stimuliert.

Antikörper (Immunglobuline)

Plasmaprotein-Molekül, das vom Immunsystem synthetisiert wird und spezifisch an ein Antigen binden kann.

Immunglobuline (Ig)

Die fünf Klassen von Antikörpern: IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.

Interferon

Ein Protein, das von virusinfizierten Zellen produziert wird und die Ausbreitung oder Sanierung einer Virusinfektion hemmt.

Phagozytose

Die Aufnahme und Zerstörung von Keimen oder Fremdmaterial durch Phagozyten (Fresszellen).

Makrophagen

Große Phagozyten, die sich aus Monozyten entwickeln und viele Keime aufnehmen und zerstören können.

B-Lymphozyten

Produzieren Antikörper (Plasmazellen) und sind für die humorale Immunität verantwortlich.

T-Lymphozyten

Greifen infizierte Zellen an (zelluläre Immunität).

I. Unspezifische Abwehrmechanismen (Angeborene Immunität)

Unspezifisch, nicht abhängig vom Immun-Gedächtnis. Behält die gleiche Intensität bei, unabhängig davon, wie oft der Körper mit dem Aggressor konfrontiert wird.

1. Physikalische Barrieren:

• Haut und Schleimhäute: Verhindern das Eindringen von Mikroorganismen.
• Spülmechanismen: Tränen, Husten, Urinieren, Stuhlgang.

2. Chemische Barrieren:

• Säure: Haut, Magen, Vagina.
• Lysozym: Speichel, Tränen. Zerstört Bakterienwände.

3. Biologische Barrieren:

• Normalflora: Besetzt ökologische Nischen (Inhibitoren).
• Natürliche Resistenz: Spezifische Artenresistenz (z. B. Masern, Staupe).

4. Unspezifische, natürliche Immunität:

• Entzündung
• Natürliche Killerzellen (NK-Zellen): Binden an Zielzellen (Tumor- oder Virusinfektion) und töten diese durch Apoptose.
• Interferon: Proteine, die von virusinfizierten Zellen synthetisiert werden, binden an benachbarte Zellen, wo sie die Virusreplikation hemmen.
• Komplementsystem: Eine Gruppe von rund 20 Plasmaproteinen, die Infektionen (Bakterien, Pilze) kontrollieren. Es wird sowohl durch unspezifische Mechanismen (Bakterien) als auch spezifische Mechanismen (Antikörper) aktiviert und führt zur Lyse.

II. Spezifische Immunität (Adaptive Immunität)

Gezielter Angriff durch spezifische Akteure:

• B-Lymphozyten: Plasmazellen, die Antikörper produzieren (humorale Immunität).
• T-Lymphozyten: Greifen Zellen an (zelluläre Immunität).
• T4 (CD4, TH): Helferzellen (Mitarbeiter).
• T8 (CD8, CT): Suppressorzellen, zytotoxische Zellen.