Grundlagen der Biologie: Von Bakterien bis zur Embryologie

Bakterien und die Entdeckung der Mikroorganismen

Bakterien sind einzellige Mikroorganismen, die in der Regel eine Größe zwischen 0,5 und 5 µm erreichen. Sie treten in verschiedenen Formen auf, wie Kugeln, Stäben und Helices. Robert Hooke soll sie im Jahre 1667 entdeckt haben, während die Brüder Janssen das Mikroskop (die Lupe) weiterentwickelten.

Genetik: DNA, RNA und Stickstoffbasen

• Helikase: Ein Enzym, das die DNA-Kette öffnet.
• Klassen von RNA: Transfer-RNA (tRNA), Boten-RNA (mRNA) und ribosomale RNA (rRNA).
• Die 4 Stickstoffbasen: Cytosin, Guanin, Thymin und Adenin.

Zellformen und Zellteilung

Es gibt verschiedene Zellformen, darunter Nervenzellen, Streptokokken, Amöben und Monokokken.

Phasen der Mitose

Die Mitose verläuft in den Phasen: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase und Interphase.

Das Zentromer ist der Bereich des Chromosoms, der von der Prophase bis zur Anaphase mit den Spindelfasern interagiert, sowohl in der Mitose als auch in der Meiose.

Zelluläre Fortpflanzung und Gametogenese

Zellen vermehren sich durch Zweiteilung, Gemmation (Knospung) oder Sporenbildung.

• Haploide Zellen: Zellen mit der Hälfte der Chromosomen (n).
• Diploide Zellen: Zellen mit einem vollständigen Chromosomensatz (2n).

Die Gametogenese ist der Prozess, durch den Gameten oder Keimzellen entstehen:

• Spermatogenese: Ziel ist die Bildung von Spermien.
• Oogenese: Prozess zur Bildung von Eizellen.

Die Mitose ist ein Prozess der gerechten Aufteilung des genetischen Materials, der mit der Bildung separater Zellen abschließt. Die Meiose ist ein sexueller Prozess, aus dem diploide Tochterzellen hervorgehen (Nachdruck: Wikipedia).

Embryonale Entwicklung und Differenzierung

• Segmentierung: Findet auf dem Weg durch den Ovidukt (Eileiter) zur Gebärmutter statt.
• Gastrulation: Aus der Blastula bildet sich die Gastrula mit drei Schichten:
  • Ektoderm: Haut, Sinnesorgane, Nervensystem.
  • Mesoderm: Muskeln, Knochen, Blut, Herz, Nieren und Gonaden.
  • Entoderm: Lunge, Leber, Bauchspeicheldrüse, Verdauungssystem.
• Differenzierung: Spezialisierung der Gewebe und Organe des Embryos.

Das Fruchtwasser ist eine Flüssigkeit, die den Embryo und den sich entwickelnden Fötus in der Fruchtblase umgibt und schützt.

Phasen der Embryologie und Fötalentwicklung

• Erster Monat: Der sich entwickelnde Organismus wird als Embryo bezeichnet; Gehirn, Rückenmark, Muskeln und Knochen sind rudimentär vorhanden.
• Zweiter Monat: Strukturen verfeinern sich; Kopf und Gehirn differenzieren sich; Ohren und Fingerregionen werden sichtbar; Fortpflanzungsorgane beginnen sich zu bilden.
• Dritter Monat: Beginn der Lungen- und Nierenentwicklung; am Ende dieses Monats sind alle Organe bereits geformt (ca. 7,5 cm, 28 g).
• Vierter und fünfter Monat: Beschleunigtes Wachstum des Fötus (30 cm, 0,5 kg); es findet eine Verkalkung der Knochen statt.
• Sechster Monat: Der Fötus zeigt klare Schlafperioden (35 cm, 1 kg).
• Drittes Trimester: Der Fötus wächst so stark, dass er kaum noch Platz im Uterus hat; Gewebe und Fruchtwasser wiegen etwa die Hälfte des Fötus selbst. Kurz vor der Geburt passt der Kopf des Fötus genau in den unteren Teil des Uterus (50 cm, 3,5 kg).

Phasen der Geburt

1. Erste Phase: Beginn der Wehentätigkeit, Erweiterung der Zervix und Platzen der Fruchtblase.
2. Zweite Phase: Der Muttermund ist vollständig geöffnet und das Kind wird geboren.
3. Dritte Phase: Die Plazenta (Nachgeburt) wird ausgestoßen.