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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