Grundlagen der Zellbiologie: Strukturen und Prozesse

Arten von Zellen

Protoctisten

• Algen: Besitzen eine Zellwand, Zytoplasma, Chloroplasten und betreiben Photosynthese.
• Protozoen: Bewegen sich aktiv mittels Geißeln oder Zilien fort.
• Pilze: Besitzen eine dicke Zellwand aus Chitin und ernähren sich heterotroph.
• Pflanzen: Zellwand aus Cellulose, enthalten Chloroplasten, sind unbeweglich und besitzen Vakuolen.
• Tiere: Einige besitzen Geißeln und zahlreiche Organellen im Zytoplasma.

Mehrzellige Organismen

• Tiere:
  • Epithelgewebe: Bedeckt äußere und innere Körperoberflächen.
  • Bindegewebe: Füllt den Raum zwischen Organen.
  • Nervengewebe: Signalübertragung.
• Pflanzen:
  • Dermales Gewebe: Umhüllt Stängel, Blätter und Wurzeln.
  • Vaskuläres Gewebe: Transportiert Wasser und Ionen.

Zellstrukturen

Plasmamembran

Besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht mit Cholesterin, Proteinen und Kohlenhydraten. Sie grenzt die Zelle ab, reguliert den Stofftransport sowie Endozytose und Exozytose.

Zellorganellen

• Zellwand: Umgibt die Plasmamembran und bietet Schutz.
• Zytosol: Ort der chemischen Reaktionen.
• Endoplasmatisches Retikulum (ER): Netzwerk aus Tubuli und Säcken; zuständig für die Biosynthese.
• Golgi-Apparat: Verpackt Produkte in sekretorische Vesikel.
• Lysosomen: Vesikel mit hydrolytischen Enzymen für die intrazelluläre Verdauung.
• Zellkern: Enthält die DNA, getrennt durch die Kernhülle.
• Zentrosom: Organisationszentrum der Mikrotubuli mit zwei Zentriolen.

Chromosomen

Bestehen aus DNA und assoziierten Proteinen. Schwesterchromatiden sind durch ein Zentromer verbunden. Ein Karyotyp beschreibt den Chromosomensatz.

Zellteilung

Mitose

Prozess der Zellverdopplung und -teilung:

• Interphase: Zellwachstum und DNA-Replikation.
• Prophase: Chromosomen werden sichtbar, Kernhülle löst sich auf.
• Metaphase: Chromosomen ordnen sich an der Äquatorialplatte an.
• Anaphase: Schwesterchromatiden werden zu den Polen gezogen.
• Telophase: Neue Kernhüllen bilden sich.
• Zytokinese: Teilung des Zytoplasmas.

Meiose

Bildung haploider Zellen aus einer diploiden Zelle. Besteht aus zwei Teilungsschritten (Meiose I und II), bei denen homologe Chromosomen getrennt werden.

Viren

Bestehen aus Nukleinsäure, Kapsid und teilweise einer Hülle. Formen: helikal, ikosaedrisch oder komplex. Infektionszyklus: Anheftung, Penetration, Replikation und Freisetzung neuer Virionen.