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Die Zelle

Letzte Aktualisierung: 22.9.2021

Abstracttoggle arrow icon

Zellen sind die kleinsten Bau- und Funktionseinheiten lebender Organismen. Auch die Zelle selbst ist schon ein lebender Organismus (man denke an Bakterienzellen oder Protozoen); häufig lagern sich jedoch Zellen zu Geweben oder Organismen zusammen.

Alle Zellen sind von einer Membran umgeben, die aus einer Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen besteht. Vom Aufbau her unterscheidet man prokaryotische von eukaryotischen Zellen. Prokaryotische Zellen haben keinen Zellkern und keine membranumgrenzten Organellen. Eukaryotische Zellen hingegen sind sehr komplex aufgebaut und enthalten neben dem Zellkern eine Vielzahl von Organellen, die hochspezifische Funktionen erfüllen. Außerdem wird ihr Zytosol von einem Netz aus Filamenten durchzogen, dem sog. Zytoskelett. Dieses ist wichtig für Transportvorgänge und die Stabilität der Zelle.

Man unterscheidet prokaryotische von eukaryotischen Zellen. Prokaryoten sind zellkernlose Einzeller, zu denen bspw. Bakterien, Blaualgen und Archaebakterien zählen. Als Eukaryoten werden alle Zellen bezeichnet, die einen Zellkern und andere Zellorganellen besitzen. Häufig schließen sie sich zu mehrzelligen Verbänden zusammen ("Organismen" wie Pflanzen, Tiere, Pilze); es gibt aber auch einzellige Eukaryoten (Protozoen). Eukaryotische Zellen sind wesentlich größer (100–10.000-fach) als prokaryotische Zellen und weisen einen deutlich komplexeren Organisationsgrad auf.

Eukaryoten Prokaryoten
Zellkern
  • Vorhanden
  • Nicht vorhanden

Speicherort der DNA

Speicherform der DNA
  • Ringförmiges Bakterienchromosom
  • Plasmide (kleine zusätzliche DNA-Ringe)
Anteil nicht-codierender DNA
  • 70–90% (niedrige Gendichte)
  • 5–25% (hohe Gendichte)

Äußere Begrenzung

Kompartimentierung
  • Durch Membranen vom Zytosol abgetrennte Reaktionsräume
  • Keine Kompartimentierung
Fortbewegungsorgan (Flagellum/Geißel)
Zytoskelett
  • Vorhanden
  • Vorhanden

Prokaryotische Zellen haben keinen Zellkern!

"Penicilline":
Die Zellwand ist ein wunder Punkt der Bakterien. Wird ihr Aufbau oder ihr Erhalt gestört, ist die Zelle nicht mehr lebensfähig. Die Immunabwehr des Menschen macht sich dies im Kampf gegen die Bakterien zunutze. So zerstört das Protein Lysozym die Mureinbindungen in der Zellwand vor allem grampositiver Bakterien. Auch medikamentös wird an diesem Punkt angesetzt: Die Penicilline hemmen die Mureinsynthese und -vernetzung der grampositiven Bakterien. Gramnegative Bakterien sind hingegen aufgrund ihrer zusätzlichen Zellmembran nahezu unempfindlich gegen Lysozym und Penicilline.

Membranen sind unabdingbarer Bestandteil lebender Systeme. Sie umhüllen sowohl prokaryotische als auch eukaryotische Zellen und grenzen das „Innere“, in dem geordnete und komplexe Lebensvorgänge stattfinden, von der „chaotischen Außenwelt“ ab. Eukaryotische Zellen besitzen zusätzlich zur Zellmembran noch intrazelluläre Membranen. Sie umhüllen die einzelnen Organellen und ermöglichen wiederum, dass in ihrem Inneren spezialisierte, geordnete Vorgänge stattfinden können, die nicht von den Vorgängen im Zytosol gestört werden sollen. Die meisten Prokaryoten und Pflanzenzellen besitzen zusätzlich zur Zellmembran noch eine Zellwand, die die Zellmembran umgibt und die Zellen vor der Außenwelt schützt.

Aufbau von Membranen

Biomembranen bestehen aus einer Lipiddoppelschicht, der Membranproteine ein- und angelagert sind. Die Synthese der Membranbestandteile erfolgt im glatten endoplasmatischen Retikulum.

Lipiddoppelschicht

  • Aufbau: Grundbausteine sind amphiphile Lipide wie Phospho- oder Sphingolipide, die eine polare Kopfgruppe (z.B. Phosphat, Sphingosin) und apolare Kohlenwasserstoffschwänze (Fettsäuren) besitzen
  • Eigenschaften
    • Durchlässigkeit
      • Nahezu undurchlässig für große polare Moleküle
      • Gut durchlässig für kleine apolare Verbindungen
    • Fluidität: In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Lipiddoppelschicht und der Temperatur ändern sich die Flüssigkeitseigenschaften der Membran
      • Hohe Temperaturen erhöhen, niedrige Temperaturen senken die Fluidität
      • Ungesättigte Fettsäuren erhöhen die Fluidität
      • Cholesterin
        • Erniedrigt Membranfluidität bei höheren Temperaturen
        • Erhöht Membranfluidität bei niedrigeren Temperaturen
    • Diffusion: Die fluiden Eigenschaften der Lipidschicht ermöglichen die Bewegung und Ausbreitung einzelner Moleküle

Membranproteine

"Antimykotika":
In der Zellmembran von Pilzen kommt anstelle des Cholesterins das chemisch verwandte Ergosterol vor. Diesen Umstand nutzt man bei der Bekämpfung von Pilzerkrankungen: Viele Anti-Pilz-Medikamente (Antimykotika) wirken über eine Hemmung der Ergosterolsynthese. Da das Ergosterol in tierischen – also auch in menschlichen – Zellen nicht vorkommt, bleiben diese unbehelligt.

Aufgrund ihrer Fluidität sind Membranen auch ohne die Nutzung spezifischer Kanäle oder Transporter durchlässig für Wasser und bestimmte andere kleine Teilchen. Man bezeichnet diese Eigenschaft als Semipermeabilität ("Teildurchlässigkeit")!

Glykokalyx

  • Definition: Schicht aus Zuckermolekülen an der Außenfläche der Zellmembran bei eukaryotischen Zellen
  • Aufbau
  • Funktion
    • Schützt Zelle vor Austrocknung
    • Antigenfunktion
      • Ermöglicht Immunzellen, eine Zelle als körpereigen zu erkennen
      • An der Erythrozytenmembran: Blutgruppendifferenzierung

Funktionen von Membranen

  • Abgrenzung zur Umwelt
  • Transport von Stoffen von innen nach außen oder von außen nach innen (siehe: Stofftransport)
  • Signaltransduktion: Umwandlung extrazellulärer Signale in intrazelluläre Reaktionen
  • Zellidentifikation
    • Jede Zelle exprimiert auf ihrer Oberfläche spezifische Protein- und Kohlenhydratfragmente
    • Durch die spezifischen Oberflächenfragmente lässt sie sich von anderen Zellen abgrenzen, ist als "selbst" erkennbar
  • Elektrische Erregbarkeit
  • Kontakt zwischen Zellen: Werden durch Ankerproteine (= Zelladhäsionsmoleküle) gebildet, die extrazellulär herausragen und intrazellulär mit dem Zytoskelett in Verbindung stehen

Zellorganellen sind Kompartimente in Zellen, die von einer Membran umgeben sind und ganz spezielle Aufgaben erfüllen. In Eukaryoten gibt es viele verschiedene Organellen, in Prokaryoten gibt es hingegen keine Kompartimentierung.

Um die Größe der verschiedenen Zellbestandteile zu ermitteln, werden diese in mehreren Schritten isoliert. So erhält man durch Zentrifugation folgende Fraktionen (in absteigender Größe):

Überblick über die wichtigsten Zellorganellen
Zellorganellen Aufbau Funktion
Zellkern
  • Doppelmembran
Endoplasmatisches Retikulum (ER)
  • Verzweigtes Membransystem
  • Synthese von Proteinen, Membranbestandteilen etc.
Golgi-Apparat
  • Membranumhülltes, scheibenförmiges Vesikelsystem
  • Modifikation und Verpackung von Zell-Export-Produkten
Mitochondrien
  • Doppelmembran
  • Intermembranraum
  • Matrix
  • Bereitstellung von Energie
  • Verschiedene Stoffwechselwege
Lysosomen
  • Kleine, von einfacher Membran umhüllte Vesikel
  • Gefüllt mit hydrolytischen Enzymen
  • Abbau von zellfremden und -eigenen Molekülen
Peroxisomen

Aufbau

Der Zellkern (Nukleus) ist die auffälligste intrazelluläre Struktur und stellt die Steuerungszentrale der Zelle dar. Er ist von einer Doppelmembran umhüllt und enthält fast das gesamte genetische Material .

Kernhülle

Die Kernhülle besteht aus einer inneren und einer äußeren Kernmembran, die jeweils aus einer Lipiddoppelschicht aufgebaut ist. Die beiden Membranen umschließen den perinukleären Raum, wobei die äußere Kernmembran in die Zisternen des rauen endoplasmatischen Retikulums übergeht.

Inhalt des Zellkerns

Funktionen

Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein im Zytosol weit verzweigtes Membransystem, das mit der äußeren Membran des Zellkerns in direkter Verbindung steht und ein Kanalsystem langgestreckter Hohlräume bildet. Seine wichtigste Aufgabe ist die Synthese von zellulären Bestandteilen und Zell-Export-Produkten. Mikroskopisch und funktionell lassen sich zwei Bereiche voneinander abgrenzen: Das raue und das glatte endoplasmatische Retikulum.

Aufbau

  • Membranöses Kanalsystem
  • Steht mit der äußeren Membran des Zellkerns in direkter Verbindung
  • Besteht aus zwei mikroskopisch und funktionell unterschiedlichen Bereichen
    • Raues endoplasmatisches Retikulum (rER): Mit angelagerten Ribosomen
    • Glattes endoplasmatisches Retikulum (gER): Ist nicht mit Ribosomen assoziiert

Funktionen

Der Golgi-Apparat liegt in der Zelle zwischen dem ER und der Zellmembran und ist für die weitere Prozessierung der im ER gebildeten Stoffe zuständig. Er stellt sich als ein membranumhülltes, scheibenförmiges Vesikelsystem dar, das zwei Seiten aufweist: Die konvexe Cis-Golgi-Seite und die konkave Trans-Golgi-Seite.

Aufbau

  • Membranumhülltes, scheibenförmiges, leicht gebogenes Vesikelsystem mit zwei Seiten
    • Cis-Golgi-Seite (konvexe Seite): Biegt sich leicht um das ER herum
      • Funktion: Hier werden proteinbeladene Membranvesikel aus dem ER empfangen
    • Trans-Golgi-Seite (konkave Seite): Der Zellmembran zugewandt

Funktionen

I-Zell-Krankheit
Im Golgi-Apparat werden die Enzyme, die in die Lysosomen gelangen sollen, mit einem Mannose-6-phosphat-Rest versehen (= „Adressierung“). Ohne diese Adressierung finden die Enzyme nicht ihren Weg in die Lysosomen und gelangen über die Plasmamembran ins Blut. Genau dies passiert bei der extrem seltenen I-Zell-Krankheit, die zu den lysosomalen Speicherkrankheiten gezählt wird und mit massiver psychomotorischer Retardierung und Skelettdeformierung einhergeht.

Mitochondrien werden auch als die "Kraftwerke der Zelle" bezeichnet, denn ihre Hauptaufgabe besteht in der Synthese des wichtigsten Energieträgers des Körpers: ATP. Darüber hinaus erfüllen sie weitere essentielle Stoffwechselfunktionen. Sie bestehen aus einer Doppelmembran, dem Intermembranraum und der Matrix. Nach dem Aufbau der inneren Membran unterscheidet man verschiedene Mitochondrientypen.

Aufbau

Mitochondrien ähneln vom Aufbau und der DNA her den Prokaryoten, weshalb man annimmt, dass sie ursprünglich selbstständig lebende Bakterien waren (siehe: Endosymbiontentheorie).

Mitochondrienmembran

Die Mitochondrienmembran besteht wie die Kernmembran aus zwei Schichten.

Äußere Mitochondrienmembran

  • Struktur: Glatt
  • Durchlässigkeit: Von Poren durchsetzt und daher für viele Stoffe gut permeabel
    • Mitochondriales Porin (voltage-dependent anion channel, VDAC): Ermöglicht den geregelten Durchtritt von negativ geladenen Molekülen (wie z.B. Chlorid, Phosphat, Nukleotide)

Innere Mitochondrienmembran

  • Struktur: Gefaltet
  • Durchlässigkeit: Undurchlässig, allerdings befinden sich in der inneren Membran viele Transporter und Kanäle (s.u.)
  • Wichtiger Bestandteil: Cardiolipin (stabilisiert die Enzyme der oxidativen Phosphorylierung)
Form der inneren Membran
  • Mitochondrien vom Crista-Typ
    • Dünne Einstülpungen (Cristae) der inneren Membran
    • Kommt in den meisten Zellen vor
  • Mitochondrien vom Tubulus-Typ
    • Innere Membran bildet Röhren aus
    • Hauptsächlich in Zellen, die Steroidhormone produzieren
  • Mitochondrien vom Sacculus-Typ
Carrier der inneren Mitochondrienmembran

Spezifische Transporter und Permeasen regulieren den Stofftransport durch die innere Membran.

Beim Malat-Aspartat-Shuttle wird nicht NADH+ über die innere Mitochondrienmembran transportiert, sondern dessen Elektronen!

Mitochondrienmatrix

Funktion

Exkurs: Endosymbiontentheorie

Die Mitochondrien erinnern aufgrund ihrer DNA (hohe Gendichte, ringförmige Struktur) an Prokaryoten. Auch ihre Ribosomen weisen starke Ähnlichkeiten mit den 70S-Ribosomen von Bakterien auf. Aus diesem Grund wird vermutet, dass die Mitochondrien ursprünglich selbstständig lebensfähige Bakterien waren, die die besondere Fähigkeit hatten, durch oxidative Phosphorylierung Energie bereitzustellen. Die Endosymbiontentheorie nimmt an, dass im Laufe der Evolution eine solche Bakterienzelle von einer eukaryotischen Zelle aufgenommen wurde, im Lauf der Zeit einen Teil ihrer DNA verlor und somit nicht mehr eigenständig lebensfähig war. Die eukaryotische Zelle wurde im Gegenzug abhängig von der Energieproduktion der inkorporierten Bakterienzelle.

Mitochondriopathien
Mitochondrien werden mütterlicherseits vererbt, dementsprechend auch die Defekte der mitochondrialen DNA. Da Mitochondrien in sehr großer Zahl vorhanden sind und nicht immer alle gleichzeitig defekt sein müssen, kommt es zu großen Variationen in der Art und Schwere der Erkrankung. Von solchen Defekten sind zumeist Gewebe mit hohem Sauerstoffverbrauch betroffen wie bspw. das Gehirn (mitochondriale Enzephalopathie) oder die Muskulatur (mitochondriale Myopathien).

Lysosomen werden häufig als die "Mülleimer" der Zelle bezeichnet. Ihre Hauptaufgabe ist die Zerlegung von Biopolymeren in Monomere. Sie sind kleine kugelförmige, mit saurer Flüssigkeit gefüllte Organellen, die von einer Biomembran (Lipiddoppelschicht) umgeben werden.

Aufbau

Das Leitenzym der Lysosomen ist die saure Phosphatase!

Funktion

Lysosomen spielen eine wichtige Rolle bei der spezifischen Immunantwort. Antigene werden nach endozytotischer Aufnahme in sog. antigenpräsentierende Zellen (z.B. Makrophagen, B-Lymphozyten) im Lysosom zerlegt. Die Fragmente werden an MHC-II-Proteine gebunden, welche durch Exozytose an die Zelloberfläche gelangen und dort exprimiert werden (Antigenpräsentation). Dies führt zur Aktivierung von T-Helfer-Zellen!

Peroxisomen ähneln vom Aufbau her den Lysosomen. Sie befinden sich im Zytosol und beherbergen Enzyme, die unter Sauerstoffverbrauch Aminosäuren und Fettsäuren oxidieren.

Aufbau

  • Kleine runde Vesikel, die von einer Membran umhüllt werden

Funktion

Zellweger-Syndrom
Bei dieser Erbkrankheit ist die Peroxisomenbildung und -funktion erheblich gestört, was zu einer Akkumulation des zytotoxischen Wasserstoffperoxids führt. Die Betroffenen leiden unter neurologischen und hepatointestinalen Symptomen und versterben meist im ersten Lebensjahr.

Zytosol

Das Zytosol – auch Matrix genannt – wird von der Zellmembran umschlossen. In Prokaryoten finden bis auf wenige Ausnahmen sämtliche Stoffwechselwege innerhalb des Zytosols statt, während bei Eukaryoten die Zellorganellen einige dieser Prozesse übernehmen und mit einer Membran vom Zytosol abgegrenzt werden können (Kompartimentierung).

Aufbau

  • Wasser und darin gelöste Ionen und kleine Moleküle (70%)
  • Proteine wie z.B. Enzyme vieler Stoffwechselwege (30%)

Funktion

Das Zytoplasma umfasst die Gesamtheit der Dinge, die innerhalb der Zellmembran, aber außerhalb des Zellkerns liegen. Dazu gehören das Zytosol, die Zellorganellen und das Zytoskelett!

Ribosomen

Ribosomen sind sehr große Molekülkomplexe aus RNA und Proteinen, die sich im Zytosol, am rauen endoplasmatischen Retikulum und in den Mitochondrien befinden. An ihnen läuft der zweite Teil der Proteinbiosynthese ab – die Translation.

Aufbau

Lokalisation

Funktion

Zytosolische Proteine (wie Tubulin) werden an den freien Ribosomen synthetisiert. Sekretorische Proteine (also solche, die für den Export bestimmt sind) und Membranproteine werden an den Ribosomen des rauen ERs synthetisiert!

Das Zytosol wird von einem dreidimensionalen Netz aus Filamenten durchzogen, das als Zytoskelett bezeichnet wird. Es ist verantwortlich für die Stabilisierung und die Bewegung der Zellen sowie für Transportvorgänge innerhalb der Zelle.

Überblick

  • Funktion
    • Stabilisierung und Bewegung der Zelle
    • Transportvorgänge innerhalb der Zelle
  • Aufbau: Besteht aus Filamenten und spezifischen Begleitproteinen
    • Filamente: Aus Monomeren zusammengesetzte längliche Zellstrukturen
    • Begleitproteine: Sind für verschiedene Funktionen des Zytoskeletts verantwortlich (Beweglichkeit, An- und Abbau von Monomeren, etc.)
      • Motorproteine: Wichtige Begleitproteine, die verantwortlich für die Beweglichkeit der Filamente sind

Die wichtigsten Bestandteile des Zytoskeletts

Filament Bauweise Begleitproteine Funktion

Aktinfilamente (Zytoskelett) (= Mikrofilamente)

  • Durchmesser: ca. 7 nm
  • Aufbau: Globuläre Aktin-Monomere (G-Aktin) polymerisieren ATP-abhängig zu filamentärem Aktin (F-Aktin) → zwei Stränge aus F-Aktin winden sich helixartig umeinander (= das eigentliche Aktinfilament)
Intermediärfilamente (IF)
  • Stabilisierung der Zelle

Mikrotubuli (MT)

  • Durchmesser: ca. 25 nm
  • Aufbau: Je ein α-Tubulin und ein β-Tubulin bilden ein Tubulindimer → Mehrere Dimere lagern sich zu einer Kette zusammen (sog. Protofilament) → 13 Protofilamente ordnen sich konzentrisch zu einem Hohlzylinder an (= Mikrotubulus = MT)
  • Polymerisation der MT: Am Plus-Ende eines Mikrotubulus lagern sich GTP-haltige Tubulindimere an
  • Depolymerisation der MT: GTP hydrolysiert spontan an einem der β-Tubuline, wodurch der Mikrotubulus seine Stabilität verliert
  • MT können verschiedene Filamentformationen bilden
  • Sog. MAPs (Mikrotubuli-assoziierte Proteine) wie bspw. die Motorproteine Kinesin und Dynein

Der Wortbestandteil „intermediär“ in „Intermediärfilamente“ bezieht sich darauf, dass Intermediärfilamente einen Durchmesser besitzen, der im Mittel zwischen dem der Aktinfilamente (kleinerer Durchmesser) und dem der Mikrotubuli (größerer Durchmesser) liegt!

Intermediärfilamente als Tumormarker
Die normalerweise in Zellen vorkommenden Filamente werden bei einer unkontrollierten Teilung dieser Zellen (im Sinne eines Tumors) auch vermehrt exprimiert und können deshalb als immunhistochemische Marker in der Tumordiagnostik herangezogen werden. So ist bspw. Vimentin – als Intermediärfilament des Zytoskeletts aller Mesenchymzellen – vor allem mit Tumoren mesenchymalen Ursprungs wie Sarkomen und Mesotheliomen assoziiert. Desmin – das Intermediärfilament in glatter und quergestreifter Muskulatur – ist hingegen vermehrt bei Tumoren muskulären Ursprungs wie bspw. bei Rhabdo- und Leiomyosarkomen nachweisbar.

Primär ziliäre Dyskinesie (PCD)
Die primär ziliäre Dyskinesie ist zumeist eine autosomal-rezessiv vererbte Störung des mukoziliären Transports. Häufig ist dabei das Transportprotein Dynein defekt, was zu einer Funktionsstörung der Zilien führt. Betroffen ist v.a. das respiratorische Flimmerepithel, aber auch die Spermienmotilität ist beeinträchtigt. Chronische Nasennebenhöhlenentzündungen und bei männlichen Patienten Sterilität sind die Folge. Bei etwa der Hälfte der Fälle kommt es in der Embryonalentwicklung zu Lageanomalien der Organe, z.B. zum Situs inversus (Kartagener-Syndrom).

Zellen sind meistens über Zellkontakte mit anderen Zellen oder den umliegenden Strukturen verbunden. Die Art und Anzahl dieser Kontakte variiert dabei stark zwischen den verschiedenen Zellarten: Während Erythrozyten keine Zellkontakte ausbilden, sind Epithelzellen fest untereinander und mit der Basalmembran verbunden. Neben verschließenden und haftenden Kontakten unterscheidet man außerdem kommunizierende Kontakte, die z.B. bei der Erregungsweiterleitung der Herzmuskelzellen eine wichtige Rolle spielen.

Verschließende Kontakte

  • Tight Junction (Zonula occludens bzw. Barrierekontakt): Besteht aus den Membranproteinen Claudin und Occludin und dient als sehr dichter Kontakt zwischen zwei Zellen, der den Zellzwischenraum verschließt und als Diffusionsbarriere wirkt
    • Aufbau
    • Lokalisation: Häufig im apikalen Bereich zwischen Epithelzellen
    • Funktion
      • Kontrolliert den Durchfluss von Ionen und Molekülen
      • Diffusionsbarriere
      • Trennung von Kompartimenten (bspw. Darmlumen von Darmwand): Trennt die basalen von den apikalen Zellkompartimenten der Epithelzellen

Haftende Kontakte (Adhäsionskontakte)

Bei den haftenden Kontakten handelt es sich um mechanische Verbindungen von Zellen. Anhand der verschiedenen Funktionen werden mehrere Formen unterschieden.

Kommunizierende Kontakte

Die kommunizierenden Kontakte ermöglichen den freien Durchfluss von elektrischen oder chemischen Signalen. Es werden zwei Formen unterschieden.

  • Gap Junction (Nexus): Zell-Zell-Kanäle, die zwischen zwei Zellen entstehen
    • Aufbau: Entsteht durch die Zusammenlagerung der Connexone zweier Zellen
      • Connexon: Besteht aus sechs membrandurchspannenden Proteinen (sog. Connexine), die in der Mitte eine Pore freilassen
    • Vorkommen/Funktion: Insb. Herzmuskelzellen, aber auch Epithelien und Retina
  • Synapse

Pemphigus vulgaris, Bullöses Pemphigoid
Der Pemphigus vulgaris und das bullöse Pemphigoid zählen beide zu den blasenbildenden Autoimmunkrankheiten der Haut. Beim Pemphigus vulgaris sind Antikörper gegen Proteine der Desmosomen (insb. Desmoglein) ursächlich, beim bullösen Pemphigoid Antikörper gegen Proteine der Hemidesmosomen (bspw. Kollagen XVII).

Zellmembran

Welche Lipide befinden sich vorrangig in der äußeren Lipidschicht der Zellmembran, welche in der inneren?

Was sind Transmembranproteine? Nenne ein Beispiel!

Was ist die Glykokalyx? Nenne wichtige Funktionen!

Zellorganellen

Zellkern

Beschreibe den Aufbau der Kernhülle!

Wie erfolgt der Stofftransport zwischen Zytosol und Nukleoplasma?

Welche Funktion hat das sog. Ran-Protein für den nukleozytoplasmatischen Transport?

Definiere Nukleolus!

Endoplasmatisches Retikulum

Welche Gemeinsamkeit teilen das raue endoplasmatische Retikulum und die äußere Kernhülle?

Welche Aufgabe hat das raue endoplasmatische Retikulum?

Welche Funktionen hat das glatte endoplasmatische Retikulum?

Golgi-Apparat

Beschreibe den Aufbau des Golgi-Apparats sowie die jeweilige Funktion seiner zwei Seiten!

Was geschieht bei der sog. Adressierung der Proteine im Golgi-Apparat? Spezifiziere dies am Beispiel der lysosomalen Proteine!

Welches Enzym gilt als ein Leitenzym des Golgi-Apparats und katalysiert dort Glykosylierungen?

Mitochondrien

Beschreibe den Aufbau der Mitochondrienmembran! Wie erfolgt der Stoffaustausch zwischen Mitochondrium und Zytoplasma?

Welches ist das charakteristische Membranlipid der inneren Mitochondrienmembran und was ist seine Funktion?

Welche möglichen Faltungen der inneren Mitochondrienmembran gibt es?

Wozu dient der Malat-Aspartat-Shuttle der inneren Mitochondrienmembran? Beschreibe grob den Transportmechanismus!

Was ist die Hauptfunktion der Mitochondrien? Nenne weitere Aufgaben!

Wo werden die mitochondrialen Proteine codiert und synthetisiert?

Was besagt die Endosymbiontentheorie über die Herkunft der eukaryotischen Mitochondrien?

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Mann mit einer durch eine Mutation der mitochondrialen DNA bedingten Erkrankung diese an sein Kind vererbt?

Lysosomen

Beschreibe den Aufbau von Lysosomen, nenne ihr Leitenzym sowie weitere Beispiele für lysosomale Enzyme!

Wie wird das saure Milieu in den Lysosomen aufrechterhalten und zu welchem Zweck?

Was ist Lipofuscin?

Peroxisomen

Welche Funktion haben die Peroxisomen? Wie heißt ihr Leitenzym?

Zytosol und Ribosomen

Beschreibe den Aufbau von Ribosomen! Wann spricht man von einem Polyribosom?

Die Masse der Ribosomen wird mithilfe der Sedimentationskonstante (Einheit: Svedberg, S) angegeben. Wieviel S beträgt die Gesamtmasse der zusammengesetzten Ribosomen-Untereinheiten bei Eukaryoten bzw. Prokaryoten?

Welche Proteine werden an den freien Ribosomen synthetisiert und welche an den membrangebundenen Ribosomen?

Welcher Teil der Proteinbiosynthese läuft an den Ribosomen ab? Inwiefern ist die RNA der Ribosomen dabei katalytisch aktiv?

Zytoskelett

Welche Funktionen hat das Zytoskelett und welche Zytoskelett-Filamente lassen sich unterscheiden?

Beschreibe den Aufbau eines Aktinfilaments!

Weshalb werden Intermediärfilamente so bezeichnet? Nenne Beispiele für die spezifischen Intermediärfilamente verschiedener Zellen!

Mikrotubuli unterliegen einem ständigen Auf- und Abbauprozess. Beschreibe den Ablauf der Polymerisation!

Was sind Axoneme und Zentriolen und wo kommen sie typischerweise vor?

Nenne Mikrotubuli-assoziierte Proteine (MAP)!

Zellkontakte

Beschreibe Aufbau und Funktion von Tight Junctions!

Beschreibe den Aufbau von Gap Junctions! Wo kommen sie typischerweise vor?

Um welche Art von Zellkontakt handelt es sich bei Desmosomen? Beschreibe ihren Aufbau!

Was sind Zonulae adhaerentes und wodurch unterscheiden sie sich von den Maculae adhaerentes?

Der Pemphigus vulgaris und das bullöse Pemphigoid zählen zu den blasenbildenden Autoimmunkrankheiten der Haut. Gegen welche Strukturen werden dabei jeweils Antikörper gebildet und welche Folgen hat dies?

Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.

In Kooperation mit Meditricks bieten wir dir durchdachte Merkhilfen zum Einprägen relevanter Fakten, dies sind animierte Videos und Erkundungsbilder. Die Inhalte sind vielfach auf AMBOSS abgestimmt oder ergänzend. Viele Meditricks gibt es in Lang- und Kurzfassung, oder mit Basis- und Expertenwissen, Quiz und Kurzwiederholung. Eine Übersicht über alle Inhalte findest du in dem Kapitel Meditricks. Meditricks gibt es in unterschiedlichen Paketen – welche, siehst du im Shop.

Malat-Aspartat-Shuttle

Inhaltliches Feedback zu den Meditricks-Videos bitte über den zugehörigen Feedback-Button einreichen (dieser erscheint beim Öffnen der Meditricks).

In Kooperation mit Effigos bieten wir dir die Möglichkeit, Anatomie auch in 3D zu erfahren. Die Inhalte sind vielfach auf AMBOSS abgestimmt oder ergänzend. Neben Komplettmodellen bieten wir dir auch sprach- oder textgeführte Exkurse zu einzelnen Themen. In allen Versionen hast du die Möglichkeit, mit den Modellen individuell zu interagieren, z.B. durch Schneiden, Zoomen oder Aus- bzw. Einblenden bestimmter Strukturen. Eine Übersicht über alle Inhalte findest du in dem Kapitel Anatomische 3D-Modelle. Die unterschiedlichen Pakete zu den 3D-Modellen findest du im Shop.

3D-Modell

Exkurse

  1. Rassow et al.: Duale Reihe Biochemie. 2. Auflage Thieme 2008, ISBN: 978-3-131-25352-1 .
  2. Horn et al.: Biochemie des Menschen. 6. Auflage Thieme 2015, ISBN: 978-3-131-68096-9 .
  3. Berg et al.: Biochemie. 7. Auflage Springer Spektrum 2012, ISBN: 978-3-827-42988-9 .
  4. Dettmer et al.: Biochemie. 1. Auflage Elsevier 2012, ISBN: 978-3-437-41784-9 .
  5. Koolman, Röhm: Taschenatlas der Biochemie. 3. Auflage Thieme 2003, ISBN: 3-137-59403-0 .
  6. Wenisch: Kurzlehrbuch Physik, Chemie, Biologie. 2. Auflage Elsevier 2009, ISBN: 978-3-437-41071-0 .
  7. Poeggel: Endspurt Vorklinik: Biologie. 3. Auflage. Auflage Thieme 2015, ISBN: 978-3-131-53333-3 , p. 16.
  8. Alberts et al.: Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie. 4. Auflage John Wiley & Sons 2012, ISBN: 978-3-527-32824-6 , p. 936.