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Entstehung der Eukaryontenzelle —

Endosymbiontentheorie

Tier-Zelle

Pflanzen-Zelle

Entstehung der Eukaryontenzelle —

Endosymbiontentheorie

(aus Weiler/Nover: Allgemeine und molekulare Botanik)

Morphologische Grundlagen der

Zelle — Eukaryonten

Tierzelle

Pflanzenzelle

Hauptunterschiede zwischen Pro- und Eukaryonten

Eigenschaft Prokaryonten Eukaryonten

Größe 1-5 µm 10-100 µm

Genom DNA mit Nichthistonproteinen; Genom im Nucleoid, nicht von Membran umgeben, ringförmig

DNA als Komplex mit Histon- und Nichthistonproteinen in linearen Chromosomen im Zellkern mit Membranhülle

Zellteilung Zweiteilung oder Knospung Mitose mit Spindelapparat

membranum-hüllte Organellen

fehlen Mitochondrien, Plastiden (bei Pflanzen), endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat, usw.

Ernährung Absorption; bei manchen Arten Photosynthese

Absorption, Aufnahme; bei manchen Arten Photosynthese

Energiestoff-wechsel

keine Mitochondrien; Oxidationsen-zyme an Plasmamembran gebunden; sehr vielfältige Stoffwechseleigenschaften

Oxidationsenzyme in Mitochondrien verpackt; oxidativer Stoffwechsel nach weitgehend einheitl. Muster

Cytoskelett fehlt komplex, mit Mikrotubuli, Intermediärfilamenten, Aktinfilamenten

Bewegung im Zellinneren

fehlt Cytoplasmaströmung, Endocytose, Phagocytose, Mitose, Axontransport

Hauptunterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen

Struktur Tierische Zelle Pflanzliche ZelleZellwand nicht vorhanden vorhandenZentralvakuole nicht vorhanden vorhandenPlastiden nicht vorhanden vorhandenStreckungswachstum nicht vorhanden vorhandenGlycocalyx (Antigenstruktur)

vorhanden nicht vorhanden

Centriol vorhanden nicht vorhanden (Angiospermae)

Golgi-Apparat kompakt dispers

Biomembranen — Vorkommen, Aufgabe

•! Plasmamembran = Cytoplasmamembran = Plasmalemma, grenzt den Protoplasten nach außen ab, sowohl bei prokaryontischen als auch bei eukaryontischen Zellen

•! Kompartimentierung der Eukaryontenzelle, z.B. Tonoplast, Zellkern, Mitochondrien, Plastiden, Endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat, Mikrosomen

Aufgabe:

•! Abtrennung von Reaktionsräumen

•! spezifischer Stofftransport

•! hochspezifische Vermittler zwischen Innen und Außen (Zelle und Umgebung; Organell und Hyaloplasma)

Biomembranen — Aufbau

•!Lipide, bilden die Grundsubstanz (Matrix)

•!Proteine, sind in die Matrix ein- oder aufgelagert

•!Kohlenhydrate, nur auf der Außenseite der Cytoplasmamembran

Biomembranen — gemeinsame Merkmale

•! blattartige Struktur, nur 2 Moleküle dick, bilden geschlossene Grenzen zwischen Kompartimente; zwischen 6 und 10 nm dick

•! Lipide und Proteine in Membranen meist im Verhältnis 1:4 bis 4:1

•! Doppelschicht aus Membranlipiden mit hydrophilem und hydrophobem Anteil als Barriere für die Passage polarer Moleküle

•! spezifische Proteine vermitteln spezielle Membranfunktionen

•!Membranen sind nichtkovalente Molekülanordnungen

•!Membranen sind asymmetrisch: Innen- und Außenseite unterscheiden sich

•!Membranen sind flüssige Strukturen („zweidimensionale Lösungen“)

•! die meisten Membranen sind elektrisch polarisiert, mit negativer Innenseite (typ. –60mV)

(aus Stryer „Biochemie“)

Biomembranen — Chemie und Aufbau der Membranlipide

hydrophiler „Kopf“ lipophiler

„Schwanz“

amphiphile Bausteine

Biomembranen — Chemie und AufbauÜbersicht: Lipide

Cholesterol

Gly

cerin

Fettsäure

Fettsäure

Fettsäure

Triacylglycerine

Speicherfette(neutral)

Gly

cerin

Fettsäure

Fettsäure

PO4 Alkohol

Sphi

ngos

in

Fettsäure

PO4 Cholin

Sphi

ngos

in

Fettsäure

Mono- oderOligosaccharid

GlycolipidePhospholipide

Glycerophospholipide Sphingolipide

Membranlipide(polar)

Sphingolipide

Biomembranen — Chemie und AufbauÜbersicht: wichtige Fettsäuren

gesättigte Fettsäuren

ungesättigten Fettsäurenα

ω

essentielle Fettsäuren

12

3

Omega-3-Fettsäure

Biomembranen — Chemie und AufbauÜbersicht: Lipide

Cholesterol

Gly

cerin

Fettsäure

Fettsäure

Fettsäure

Triacylglycerine

Speicherfette(neutral)

Gly

cerin

Fettsäure

Fettsäure

PO4 Alkohol

Sphi

ngos

in

Fettsäure

PO4 Cholin

Sphi

ngos

in

Fettsäure

Mono- oderOligosaccharid

GlycolipidePhospholipide

Glycerophospholipide Sphingolipide

Membranlipide(polar)

Sphingolipide

Biomembranen — Chemie und Aufbau der Phospholipide

gesättigte C16- oder C18-Fettsäure

ungesättigte C18- oder C20-Fettsäure

Phosphatidylcholin = Lecithin = häufigstes Phosphoglycerid

Phosphodiester

Esterbindung

Gly

cerin

Fettsäure

Fettsäure

PO4 Alkohol

Phospholipide

Glycerophospholipide

= Phosphoglyceride

Lecithin als Emulgator in der Lebensmittelindustrie = E322

Weltweiter Bedarf: jährlich knapp 200.000 Tonnen Lecithin,etwa 50.000 Tonnen im Schokoladenbereich

Hauptsächliche Quelle: Soja, das Lecithin fällt bei der Raffination des Sojaöls an und macht etwa 0,4% Gewichtsanteil der Sojabohne aus.

Biomembranen — Chemie und Aufbau der Phospholipide

Phosphodiester

Gly

cerin

Fettsäure

Fettsäure

PO4 Alkohol

Phospholipide

Glycerophospholipide

Aber: gelangt das PS tatsächlich da hin, wo es wirken soll? Welchen Weg muss es zurück legen?

Was halten Sie davon? Würden Sie Ihren Großeltern dazu raten?

Was meint die US-amerikanische Zulassungsbehörde?

Was meint die Europäische Zulassungsbehörde?

Biomembranen — Chemie und Aufbau der Phospholipide

gestresst

normal