Viren und Zellorganellen: Aufbau, Zyklen und Funktionen

Azelluläre Strukturen: Viren

Azelluläre Strukturen haben kein eigenständiges Leben. Viren bestehen aus kleinen DNA- oder RNA-Molekülen, die von einer Kapsel (Kapsid) umgeben sind. Diese Kapsel besteht primär aus Kapsomer-Proteinen. Viren können unterschiedliche Strukturen aufweisen, wie einen Hals, eine Schale oder verschiedene Proteinstrukturen.

Das Leben eines Virus

Viren sind für eine Vielzahl von Parasiten und Krankheiten verantwortlich. Aufgrund ihrer geringen Größe sind sie schwer zu erkennen. Sie können nur in anderen Zellen leben, da sie die Organellen der Wirtszelle zur Vermehrung nutzen. Sie besitzen unterschiedliche Strukturen, um ihre DNA einzuschleusen.

Der Replikationszyklus eines Virus

• Befestigung (Adsorption): Das Virus bindet sich an die Oberfläche der Zelle.
• Durchdringung (Penetration): Die DNA des Virus gelangt in das Bakterium bzw. die Wirtszelle.
• Vermehrung (Replikation): Die Viruskomponenten werden im Inneren verdoppelt.
• Montage (Assembly): Die Komponenten setzen sich zu reifen Viren zusammen.
• Freisetzung (Release): Das Virus verlässt die Zelle, um andere Zellen zu infizieren.

Der lysogene Lebenszyklus

• Befestigung und Durchdringung: Das Virus haftet an der Zelloberfläche und die DNA dringt ein.
• Integration: Die Phagen-DNA integriert sich in die zelluläre DNA.
• Vermehrung: Der integrierte Prophage wird zusammen mit der zellulären DNA vervielfältigt. Das Virus „schläft“ und wird von Generation zu Generation weitergegeben. Reize durch karzinogene Substanzen können den Zyklus aktivieren.

Zellorganellen (prokaryotische und eukaryotische Zellen)

• Zellmembran (Plasmamembran): Dies ist eine Membran, die die Zelle umgibt. Sie wird aus Lipiden und Proteinen gebildet, was sie weich und wasserdicht macht. Sie bewahrt die flüssigen Stoffe im Inneren und besitzt Proteine, die selektiv bestimmte Stoffe passieren lassen.
• Zellwand: Sie ist charakteristisch für Pflanzenzellen, besteht aus Cellulose und sorgt für Schutz und Steifigkeit.
• Golgi-Apparat: Dies ist eine Art von Taschen, die miteinander verbunden und gestapelt sind. Es gibt viele flache Schichten, die mit der Zelle mitwachsen. Er dient der Lagerung und Entsorgung von Abfallstoffen.
• Vakuolen und Lysosomen: Vakuolen speichern Stoffe, während Lysosomen Verdauungsenzyme verpacken.
• Lysosomen und Peroxisomen: Sie sind wie kleine Membrankalotten und fungieren mit ihren Enzymen als Verdauungssystem der Zelle.
• Endoplasmatisches Retikulum (ER): Diese Taschen sind größer und weiter entwickelt als die des Golgi-Apparats. Es gibt zwei Typen: 1. Raues ER: mit Ribosomen zur Proteinsynthese; 2. Glattes ER: ohne Ribosomen, produziert und lagert Stoffe.
• Ribosomen: Diese Organellen bestehen aus zwei Untereinheiten aus RNA und Proteinen. Sie sind an der Synthese von Proteinen beteiligt und finden sich auch in Mitochondrien und Chloroplasten.
• Zellkern: Er enthält Chromatin (DNA) und den Nukleolus. Die DNA steuert die Proteinsynthese und die Zellteilung über den Nukleolus.
• Chromosomen: Diese Organellen werden nur sichtbar, wenn die Zelle sich teilt.
• Mitochondrien: Sie besitzen eine Doppelmembran. Die äußere Membran gibt die Form und filtert, die innere ist in Form von mitochondrialen Cristae gefaltet. Im Inneren befindet sich eine Matrix mit einer Flüssigkeit, die dem Zytoplasma ähnelt. Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle und ermöglichen die Zellatmung.
• Chloroplasten: Diese finden sich nur in Pflanzenzellen. Sie besitzen zwei Membranen; die äußere dient der Formgebung und Filterung. Das Innere enthält Thylakoide (Stapel werden Grana genannt) sowie eine Flüssigkeit namens Stroma und eigene DNA. Die Besonderheit ist das Chlorophyll, mit dem die Fotosynthese durchgeführt wird. Sie produzieren Glukose, die in den Mitochondrien verbrannt wird.
• Zytoskelett: Ein Bündel aus Proteinfilamenten und Röhren, die ein Netzwerk bilden. Es bietet der Zelle Flexibilität sowie Struktur und ist an der Zellbewegung beteiligt.
• Zentrosom (Diplosom): Diese kommen nur in tierischen Zellen vor und bestehen aus neun Trios von Proteinfasern. Sie haben zwei Funktionen: 1. Beteiligung an der Zellteilung; 2. Beteiligung an der Verteilung der Chromosomen.