Biologie Kapitel: Zelltransportprozesse

Die Richtung des Transports wird durch den elektrochemischen Gradienten bestimmt, ohne zusätzliche Energie zu benötigen.

Transportieren mindestens zwei Moleküle in dieselbe Richtung über die Zellmembran.

Transportieren mindestens zwei Moleküle in entgegengesetzte Richtungen über die Zellmembran.

Transportieren nur ein Molekül pro Transportvorgang über die Zellmembran.

Stationäre Transmembranproteine, die Ionen durch die Zellmembran leiten.

Benötigt Energie in Form von ATP, um Stoffe gegen den Konzentrationsgradienten zu transportieren.

Der Transportvorgang wird durch den Verbrauch von ATP direkt angetrieben. Ionenpumpen sind Beispiele dafür.

Der Transportvorgang nutzt die Energie, die durch einen bereits bestehenden Ionengradienten (z.B. Natrium) erzeugt wurde. ATP wird indirekt verbraucht.

Die zellspezifische 10-20 nm dicke Membrandeckschicht an der Außenseite der Zelle, die aus Kohlenhydratketten von in der Plasmamembran verankerten Zuckermolekülen besteht. Sie ist wichtig für die Immunabwehr (Antigene) und die Zelldifferenzierung.

Die Bewegung von Molekülen von einem Ort mit hoher Konzentration zu einem Ort mit niedriger Konzentration.

Diffusion mit Hilfe von molekülspezifischen Transportproteinen (Carrier).

Die Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran.

Der durch Unterschiede in der Konzentration von gelösten Stoffen auf beiden Seiten einer semipermeablen Membran verursachte Druck.

Proteine in der Zellmembran, die den Transport geladener Moleküle ermöglichen.

Membranproteine, die selektiv bestimmte Substrate binden und durch die Membran transportieren.

Zellkern

In aller Regel besitzt jede Zelle nur einen Kern. Abweichungen sind möglich, beispielsweise Synzytien. Ausnahmen sind Erythrozyten und Thrombozyten.

DNA und Proteine. Die Proteine sind zur Hälfte Histone.

Die Zellmembran des Zellkerns ist eine Doppelmembran mit Poren. Die äußere Membran geht ins raue ER über und trägt Ribosomen.

Die Ribosomen sind kleine Zellorganellen, bestehend aus ribosomaler RNA und Proteinen. Sie kommen einzeln oder als Polyribosomen vor, an denen Translation stattfindet.

Ribosomen können frei im Zytoplasma oder am rauen ER angeheftet sein. Freie Ribosomen produzieren zelleigene Proteine, während Ribosomen am ER Exportproteine herstellen.

Proteasomen bauen zelleigene Proteine ab. Sie befinden sich im Zellkern, im Zytoplasma und in Mitochondrien. Der Abbau erfolgt durch Ubiquitinierung, bei der das Polypeptid Ubiquitin an das abzubauende Protein angehängt wird.

Mitochondrien sind fadenförmige Zellorganellen mit einer Doppelmembran. Sie sind in allen Zellen vorhanden, mit Ausnahme von roten Blutkörperchen. Sie sind die Kraftwerke der Zelle.

Das Zytoplasma ist der gesamte Raum innerhalb der Zellmembran, der den Zellkern ausschließt. Es enthält das Zytosol, das Zytoskelett und die Zellorganellen.

Das Zytoskelett ist ein Netzwerk aus Proteinen, das für die Zellstabilität und die Intrazelluläre-Bewegung verantwortlich ist.

Mikrotubuli sind zylinderförmige Proteine, die von einem Organisationszentrum ausgehen und für die Stabilität, Mitose und den Transport mit Motorproteinen zuständig sind.

Zentriolen sind aus Mikrotubuli zusammengesetzte Strukturen, die paarweise vorkommen und wichtig für die Zellteilung sind. Sie bilden das Fasergerüst, an dem sich die Chromosomen während der Mitose bewegen.

Aktinfilamente sind in allen Eukaryontenzellen vorhanden und sind mit vielen Proteinen assoziiert, wichtig ist das Myosin. Gemeinsam mit Aktin bilden sie die Muskelfilamente.

Intermediärfilamente sind Teil des Zytoskeletts und sind aus fibrillären Untereinheiten aufgebaut. Sie verbinden sich mit anderen Strukturen der Zelle und werden von Desmosomen ausgehen.

Das glatte ER ist ein Organell, das an der Synthese von Phospholipiden beteiligt ist, aber auch Triglyceride, Steroidhormone, Cholesterin und Ceramide herstellen kann.

Der Golgi-Apparat oder Golgi-Komplex ist eine Zellorganelle, die aus mehreren membranumhüllten Säckchen besteht, die als Diktyosomen bezeichnet werden. Er ist am Sortieren, Verpacken und Modifizieren von Proteinen beteiligt.

Lysosomen sind kleine, von der Membran umschlossene Organellen, die für den Abbau und die Verdauung von Zellmaterial, sowohl zelleigenem als auch zellfremdem, verantwortlich sind. Sie haben ein saures pH-Milieu und enthalten Enzyme wie Hydrolasen.

Peroxisomen, auch bekannt als Mikrokörperchen, sind kleine, membranumhüllte Organellen, die das Enzym Peroxidase enthalten. Sie spielen eine Rolle beim Abbau von sehr langkettigen Fettsäuren und dem Abbau von Wasserstoffperoxid.

Endosomen sind Vesikel, die durch Endozytose gebildet werden. Sie sortieren und transportieren Stoffe, die von der Außenwelt in die Zelle aufgenommen wurden.

Es gibt verschiedene Transportmechanismen in der Zelle, die Stoffe über ihre Membran transportieren, um die Zellen mit wichtigen Nährstoffen zu versorgen und Abfallprodukte zu entfernen. Diese Mechanismen können aktiv oder passiv sein.

Die Zelle kann Stoffe entgegen ihrem Konzentrationsgradienten oder elektrochemischen Gradienten transportieren. Dies erfordert Energie und wird als aktiver Transport bezeichnet.

Der aktive Transport kann entweder direkt durch ATP-Verbrauch (primär aktiv) oder indirekt durch Ausnutzung eines bestehenden Konzentrationsgradienten (sekundär aktiv) erfolgen.

Exozytose ist der Prozess, bei dem Stoffe aktiv aus der Zelle transportiert werden. Hierbei verschmelzen Vesikel aus dem Golgi-Apparat mit der Zellmembran und entlassen ihren Inhalt nach außen.

Endozytose ist der gegenteilige Vorgang der Exozytose. Die Zelle nimmt Stoffe aus dem extrazellulären Raum auf, indem die Plasmamembran sich einschnürt und den Inhalt nach innen umschließt.

Phagozytose ist ein Typ der Endozytose, bei dem große Strukturen, wie z.B. Bakterien, von der Zelle aufgenommen werden. Dies erfolgt durch das Einschnüren der Zellmembran um das Objekt.

Pinozytose ist eine Form der Endozytose, bei der Flüssigkeiten und darin gelöste Partikel von der Zelle aufgenommen werden. Die Plasmamembran bildet kleine Einstülpungen, die sich dann abschnüren und den Inhalt in die Zelle aufnehmen.

Rezeptorgekoppelte Endozytose ist ein sehr spezifischer Mechanismus der Endozytose. Ein Ligand bindet an einen Rezeptor auf der Zellmembran, wodurch die Aufnahme in die Zelle initiiert wird.