Zellstrukturen und biochemische Methoden

Methoden der Biochemie

Kenntnis der Zusammensetzung und Funktion der zellulären Strukturen.

Zellfraktionierung

Homogenisierung und Zentrifugation zur Trennung zellulärer Bestandteile.

Chromatographie und Elektrophorese

Methoden zur Trennung von Makromolekülen.

Isotopenanalyse

Die Aufnahme bestimmter radioaktiver Isotope kann ein Molekül in der Zelle markieren. Mittels Autoradiographie kann verfolgt werden, was nach der Behandlung mit den Isotopen passiert. Auch Fluoreszenzmarker können verwendet werden.

Cytosol

Das interne flüssige Medium, bestehend aus H₂O, Salzen, organischen Molekülen und kleinen Makromolekülen.

Zytoplasmatische Einschlüsse

Sind Anhäufungen von Stoffen in eukaryotischen und prokaryotischen Zellen. Eine ihrer Funktionen ist die Reserve, wie zum Beispiel Glykogen und Fett in tierischen Zellen, sowie pflanzliche Öle und Latex in Pflanzenzellen. Auch Pigmente und ausgefällte Proteine können Einschlüsse bilden.

Ribosomen

Prokaryotische Ribosomen (70S)

• Große Untereinheit (50S) mit 5S und 23S rRNA.
• Kleine Untereinheit (30S) mit 16S rRNA.

Eukaryotische Ribosomen (80S)

• Große Untereinheit (60S) mit 5S, 28S und 5.8S rRNA.
• Kleine Untereinheit (40S) mit 18S rRNA.

Extrazelluläre Matrix

Ist eine Art von zementartigem, stark hydratisiertem biologischem Gel, das die Zellen in tierischen Geweben zusammenhält. Sie besteht aus einer amorphen Grundsubstanz sowie Adhäsions- und Strukturproteinen.

Pflanzliche Zellwand

Ist eine dicke Membran, die sich außerhalb der Plasmamembran befindet und aus Cellulosefasern sowie einer Matrix aus Polysacchariden und Proteinen besteht. In spezialisierten Zellen können zusätzlich Suberin, Lignin und Cutin in die Wand eingelagert sein.

Schichten der Zellwand

Mittellamelle (Lamina media)

Wird zwischen benachbarten Zellen gebildet und besteht hauptsächlich aus Pektinen.

Primärwand

Wird nach der Mittellamelle gebildet. Sie besteht aus Cellulosefasern, die in einer Matrix aus Polysacchariden und Proteinen eingebettet sind. Sie ist plastisch und die Fasern sind in alle Richtungen angeordnet.

Sekundärwand

Ist nur in einigen Zellen vorhanden und sehr dick. Sie ist oft imprägniert (z.B. mit Lignin), sehr starr und undurchlässig. Zellen mit einer Sekundärwand sind oft "tot".

Funktionen der Zellwand

• Mechanischer Schutz
• Zusammenhalt der Pflanzenzellen
• Osmotischer Schutz (hält die Zellen prall)
• Skelettfunktion (hält die Pflanzen aufrecht)
• Abdichtung zur Vermeidung von Wasserverlusten
• Ausrichtung von Zellen und Gewebewachstum
• Schutz gegen Insekten, Krankheitserreger und unerwünschte Stoffe

Interzelluläre Verbindungen

Tight Junctions (Verschlusskontakte)

Bänder von Transmembranproteinen, die benachbarte Zellen miteinander verbinden und abdichten.

Adhärenskontakte (Zonula adhaerens)

Verbinden die Aktinfilamente benachbarter Zellen mittels Transmembranproteinen.

Desmosomen

Verbinden Intermediärfilamente benachbarter Zellen mithilfe von Transmembranproteinen (Cadherine).

Hemidesmosomen

Verbinden den basalen Teil der Zelle mit der extrazellulären Matrix.

Gap Junctions (Kommunikationskontakte)

Punkte der direkten Kommunikation zwischen benachbarten Zellen.