Grundausstattung der Zelle Flashcards
1
Q
Was sind Zellen?
A
- sind die kleinste Einheit des Lebens (Sonderfall: Mitochondrium)
- sind zu Stoffwechsel und Reproduktion fähig
- ihre Organellen befinden sich im Zytoplasma (wässrige Umgebung)
2
Q
Was sind die Unterschiede von Pro- und Eukaryonten
A
- Prokaryonten: besitzen keinen Zellkern, simpler aufgebaut, die Zellen werden als Prozyten oder Prokaryozyten bezeichnet, wichtigster Vertreter sind die Bakterien
- Eukaryonten: besitzen einen Zellkern, Zellen werden als Euzyten oder Eukaryozyten bezeichnet, zu ihnen zählen die mehrzelligen Organismen (Tiere und Pflanzen) und Pilze
3
Q
Aufgaben der Zellmembran
A
- umgibt die Zelle und Organellen bildet somit Kompartimente, um verschiedene Umgebungen zu garantieren (verschiedene Konzentrationen an Edukten/Produkten, pH-Werten, Aufgaben)
- grenzt die Zelle nach außen hin ab
- die äußere und inneren Zellmembranen sind ähnlich aufgebaut und funktionieren nach demselben Prinzip, daher spricht man auch von Einheitsmembranen
4
Q
Was ist der Unterschied zwischen Tieren und Pflanzen hinsichtlich ihrer Abgrenzung nach außen?
A
- tierische Zellen besitzen nur eine Zellmembran
- pflanzliche Zellen besitzen eine Zellmembran und eine darum liegende steifere Zellwand
5
Q
Aufbau der Zellmembran
A
- wichtigster Grundbaustein sind die Phospholipide ( die sind amphiphil bzw amphipathisch)
- Phospholipide ordnen sich in einer Doppelschicht (Bilayer) an mit dem hydrophilen Köpfen nach außen, den hydrophoben Schwänzen nach innen
- die Phospholipide halten zusammen, können aber aneinander vorbei gleiten und Plätze tauschen (laterale Diffusion)
6
Q
Besonderheiten der Phospholipide
A
- besitzen einen hydrophilen Kopf und zwei unpolare (hydrophobe) Schwänze aus Kohlenwasserstoffketten
- der Kopf besteht aus einer Phosphatgruppe, die selber noch weitere Bindungen eingehen kann bspw. mit einem Alkohol
- Aufbau grundlegend: 2 Fettsäuren am Glycerin, dieser ist verbunden mit dem Phosphat
- ordnen sich aufgrund der wässrigen Umgebung so an, dass sich die Köpfe dem Wasser zuwenden und die Schwänze in der Mitte sind (am wenigsten Kontakt mit Wasser) beruht auf hydrophoben WW
7
Q
Unterschied Mizellen und Vesikel
A
- simpelste Anordnung ist die Mizelle (Monolayer), bilden eine Kugel, wobei die hydrophoben Schwänze den Kern und damit einen hydrophoben Raum schaffen, in diesem Raum können sich lipophile Substanzen befinden, die so im Wasser ‘gelöst’ transportiert werden können
- auch die Phospholipiddoppelschicht kann eine kugelförmige (sphärische) Anordnung annehmen, im Kern entsteht ein hydrophiler Raum (Köpfchen bilden äußeren und inneren Kreis), nennt man Liposom oder Vesikel, können auch Stoffe transportieren
8
Q
Fluidität von Membranen
A
- das Ausmaß der lateralen Diffusion ist vor allem durch die Umgebungstemperatur abhängig
- steigt die Umgebungstemperatur, schwingen die Teilchen stärker und gleiten vermehrt aneinander vorbei
- laterale Diffusion ist durch die vergleichsweise schwachen Anziehungskräfte der einzelnen Phospholipiden möglich
- es ist auch eine transversale Diffusion (Flipflop) möglich, dabei tauschen die Phospholipide nicht links/rechts die Plätze sondern oben und unten
9
Q
Viskosität von Membran (gehört zur Fluidität)
A
- Fettsäuren (unpolar) beeinflussen die Viskosität durch ihre ausgeprägteren van-der-Waals-Kräften stärker
- Zellmembranen, in denen viele langkettige FS vorkommen, sind viskoser (geringere Fluidität)
- ungesättigte FS (mit DB) mit cis- bzw. Z-Konfiguration besitzen einen Knick, dadurch kommen sich die FS nicht so nah, es werden weniger starke van-der-Waals-Brücken ausgebildelt, Membranen sind fluider
10
Q
Membranproteine
A
- Membran stellt für hydrophile Moleküle (u.a. Wasser) eine unüberwindbare Hürde dar, Abhilfe schaffen Proteine
- periphere Membranproteine besitzen als Funktion: membranständige Enzyme sind an Stoffwechselschritten beteiligt, als Verankerung für Elemente des Zytoskeletts, durchziehen nicht die Membran
- integrale Membranproteine oder Transmembranproteine: erstrecken sich einmal durch die gesamte Membran, wie ein Tunnel (Bsp. Aquaporine)
11
Q
Fluid-Mosaik-Modell
A
- Modell einer Zellmembran, die aus vergleichsweise ortständigen Proteinen und verschieblichen Phospholipiden besteht (flüssigen Doppellipidschicht)
- > einfach ganz normale Biomembran
12
Q
Glykokalix der Membran
A
- einige Membranproteine und Lipide weisen Zuckerreste auf, werden Glykoproteine bzw. -lipide genannt
- befinden sich auf der extrazellulären Seite, vermitteln Informationen über die Zelle bspw. ans Immunsystem
- die Gesamtheit nennt man Glykokalix
13
Q
Transportmechanismen für hydrophobe Stoffe
A
- sie können die (hydrophobe) Membran vergleichsweise einfach durchqueren
- die Bewegung erfolgt passiv per Diffusion entlang des Konzentrationsgradienten der Membran (vom Ort der höheren Konzentration zur niedrigeren)
14
Q
passive Transportmechanismen für hydrophile Stoffe
A
- können alle nur entlang des Konzentrationsgradienten erfolgen, ähneln alle Tunnel, einige sind dauerhauft geöffnet andere …
1. ligandengesteuerte Kanäle: öffnen sich erst nach Bindung eines Liganden
2. spannungsgesteuerter Kanal: ein elektrischer Impuls bewirkt die Öffnung oder Schließung
3. Carrier: besitzen eine Bindungsstelle für den Stoff, den sie transportieren sollen, ändern nach Bindung ihre Konformation. Unterschieden werden kann der Uniport (nur ein Molekül), Symport (mehrere in eine Richung) und Antiport (mehrere in die entgegengesetzte Richtung)
15
Q
akive Transportmechanismen für hydrophile Stoffe
A
- einzige Möglichkeit um Stoffe entgegen ihres Konzentrationsgradienten zu transportieren, dafür muss Energie aufgebracht werden
- primär aktiv: Energie stammt direkt aus der Hydrolyse, also Verbrauch von ATP, Bsp.: Na-K-ATPase verwendet ATP um 3 Na aus und 2 K rein in die Zelle zu befördern (wer in die Zelle: Na - Nein, K - komm rein)
- sekundär aktiv: nutzt einen bestehenden Konzentrationsgradienten, um einen Stoff zu transportieren, Bsp.: Natrium-Glucose-Symport, die freigewordene Energie, wenn Na-Ionen entlang ihres Konzentrationsgefälles aus dem Lumen in die Zelle diffundieren, wird genutzt um Glucose in die gleiche Richtung zu transportieren
- tertiär aktiv: der von dem sekundär aktiven Transporter aufgebaute Konzentrationsgefälle wird genutzt
16
Q
Exozytose
A
- für alle Moleküle, die die Membran auch mithilfe der Proteine und Carrier nicht überqueren können / Ausschleusen aus der Zelle
- konstitutive Exozytose: findet in allen Zellen ständig statt, benötigt keinen Stimulus, Nutzen: neue Membranproteine oder Moleküle für die extrazelluläre Matrix an ihren Zielort zu bringen
- regulierte: findet nur als Reaktion auf einen Stimulus statt, z.B. Anstieg der Ca2+-Konzentration im Zytoplasma, dient bspw. der Freisetzung von Neurotransmittern
- Moleküle werden am Golgi-Apparat in Vesikel verpackt, Fusion der Vesikel mit der Membran, enthaltene Moleküle werden in den Extrazellularraum abgegeben
17
Q
Endozytose
A
- ist die Aufnahme von Molekülen, die über vier verschiedene Mechanismen erfolgen kann
1. Clathrin-vermittelt auch rezeptor-vermittelt: aufzunehmender Stoff bindet an Rezeptor, der ganze Membranabschnitt inkl. Rezeptor und Ligand schnürt sich in die Zelle hinein ab, an der Krümmung der Membran zum Vesikel ist u.a. das Protein Clathrin (besitzt eine dreibeinige Konformation (Triskelion)) beteiligt, ist das Vesikel gebildet, dissoziieren die Clathrin-Proteine ab
2. Caveolae: kleine Grübchen in der Membran, die hohen Cholesterinanteil (lipid-rafts) aufweisen, sollen an verschiedenen Formen der Signaltransduktion und Endozytose (eventuell mittels Rezeptoren) beteiligt sein
3. Pinozytose: kein Rezeptor benötigt, Zellmembran stülpt sich ein und schnürt sich ab, Mittel der Wahl für unspezifische Flüssigkeiten und gelöste Stoffe (Trinken)
4. Phagozytose: große Abschnitte der Zellmembran bilden hier einen Vesikel, um größere Partikel wie Mikroorganismen oder apoptostische Zellen aufzunehmen (Essen)
