Stoffwechsel, Oogenese, Zellzyklus und Spermatogenese

Metabolische Phasen

Der Stoffwechsel unterteilt sich in zwei Hauptphasen:

• Katabolismus (Abbau): Eine Reihe von Reaktionen, die der Gewinnung von Energie und Vorläufermolekülen dienen. Diese degradativen Prozesse sind exergonisch (energieerzeugend). Wichtige katabole Stoffwechselwege sind:
  • Glykolyse: Abbau von Glukose zu Pyruvat.
  • β-Oxidation: Abbau von Fettsäuren zu Acetyl-Coenzym A.
  • Aminosäure-Abbau: Transaminierung und Desaminierung zur Entfernung der Aminogruppe.
• Anabolismus (Synthese): Reaktionen zur Synthese komplexer Moleküle aus Vorläufermolekülen unter Energieverbrauch. Diese Prozesse sind endergonisch. Wichtige anabole Routen sind:
  • Photosynthese: Gewinnung von Energie aus Licht und anorganischen Molekülen.
  • Glukoneogenese: Synthese von Glukose aus Vorstufen.
  • Fettsäure-Synthese: Gewinnung von Fettsäuren aus Acetyl-CoA.
  • Aminosäure-Synthese: Aufbau von Aminosäuren aus Pyruvat und anderen Vorstufen.

Beide Phasen sind eng miteinander verbunden, wobei ATP als zentrales energiereiches Molekül fungiert.

Metabolische Funktionen

• Gewinnung chemischer Energie aus dem Abbau von Biomolekülen.
• Bereitstellung von Molekülen für die Synthese von Biomolekülen (z. B. Monosaccharide).
• Synthese von Biomolekülen wie Kohlenhydraten.

Oogenese

Die Oogenese ist der Prozess der Bildung und Reifung von Eizellen in den Eierstöcken. Aus diploiden Oogonien entstehen durch Mitose und anschließendes Wachstum Eizellen erster Ordnung (2n). Diese durchlaufen die Meiose:

• Meiose 1: Es entstehen eine Eizelle zweiter Ordnung (n) und ein erster Polkörper.
• Meiose 2: Die Eizelle zweiter Ordnung teilt sich in eine reife Eizelle (n) und einen zweiten Polkörper. Nur die Eizelle ist als weiblicher Gamet funktionsfähig.

G1-Phase des Zellzyklus

Die G1-Phase ist die Stufe zwischen der Zellteilung und der DNA-Replikation. Sie ist durch folgende Prozesse gekennzeichnet:

• Zellwachstum: Die Zelle wächst auf die Größe der Mutterzelle. Bei Pflanzenzellen spielt der Turgor durch Wasseraufnahme und Zellwanddehnung eine entscheidende Rolle, gefolgt von einer Verstärkung durch Cellulose.
• Vermehrung zellulärer Strukturen: Verdoppelung von Mitochondrien und Chloroplasten, Erweiterung des ER, Bildung von Golgi-Apparat, Lysosomen und Vakuolen sowie Synthese von Proteinen und Zytoskelett-Komponenten.
• Wiederherstellung der Zellform: Organisation des Zytoskeletts.

Spermatogenese

Die Spermatogenese ist der Prozess der Spermienbildung in den Hoden. Aus diploiden Spermatogonien entstehen durch Mitose und Wachstum Spermatozyten erster Ordnung (2n). Diese durchlaufen die Meiose:

• Meiose 1: Entstehung von zwei Spermatozyten zweiter Ordnung (n).
• Meiose 2: Entstehung von vier haploiden Spermatiden (n).
• Reifungsphase: Die unbeweglichen, abgerundeten Spermatiden wandeln sich durch tiefgreifende Umbauprozesse in bewegliche Spermien um.